CN109027587B - 一种大型负重相机云台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型负重相机云台,包括云台摆动支撑机构和云台摆动驱动机构;其中云台摆动支撑机构包括支撑球块和用于夹紧支撑球块的支撑框架;其中支撑框架包括顶部支撑座、底部支撑座以及中部连接环;前述的顶部支撑碗、底部支撑碗的球面以及滑动槽的球面构成了球面结构的接触内壁,前述的支撑球块安装在的球面结构的接触内壁中;中部连接环的外壁设置有支撑环,所述底部支撑座上设置拉紧气缸;支撑球块的中部滑动连接有驱动柱;云台摆动驱动机构包括驱动器连接座,驱动器连接座位于云台摆动支撑机构的上部,在驱动器连接座内相阵列设置有若干直线推动器,驱动柱的顶部转动连接有驱动套,驱动套与直线推动器连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型负重相机云台,属于云台设备领域。
背景技术
随着电影工业的发展,各类无人机、大型摄影机也随着迅速发展,对于云台设备的要求也越来越多;一般的云台机构是采用几组大扭矩的旋转电机实现云台各个摆臂的摆动,但旋转式的定轴摆动电机结构因为依赖电机的磁阻进行锁定,如果吊装设备过重,容易发生锁定能力降低的情形,严重影响云台的稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中相机云台驱动扭矩和锁定扭矩较低的技术问题,提供一种大型负重相机云台。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种大型负重相机云台,包括云台摆动支撑机构和云台摆动驱动机构;其中所述云台摆动支撑机构包括一个支撑球块和用于夹紧支撑球块的支撑框架;其中所述支撑框架包括顶部支撑座、底部支撑座以及中部连接环;其中底部支撑座和顶部支撑座为镜像对称结构,并相对于中部连接环的中部水平面呈镜像对称;其中底部支撑座的中部设置有一个球面结构的底部支撑碗,所述底部支撑碗的顶部为开口结构;所述顶部支撑座的中部设置有一个球面结构的顶部支撑碗,所述顶部支撑碗底部为开口结构;所述中部连接环的内壁设置有一个截面为球面结构的滑动槽,滑动槽的整体为环形结构,其轴线圆心位于中部连接环的轴线上;前述的顶部支撑碗、底部支撑碗的球面以及滑动槽的球面构成了一个球面结构的接触内壁,前述的支撑球块安装在所述的球面结构的接触内壁中,同时支撑球块的球面外壁和前述的接触内壁接触;所述中部连接环的外壁设置有一个支撑环,所述支撑环、底部支撑座、顶部支撑座之间通过若干组纵向连接机构进行连接,所述纵向连接机构包括一个拉紧油缸,所述拉紧油缸通过连接法兰连接到底部支撑座上,所述拉紧油缸包括一个拉紧杆,所述拉紧杆的一端通过一个嵌入到顶部支撑座内的连接块与顶部支撑座连接,所述拉紧杆分别穿过底部支撑座和支撑环,所述底部支撑座与支撑环之间、顶部支撑座与支撑环之间设置有环形的支撑胶圈;所述若干纵向连接机构的端部分别连接到顶部支撑座和底部支撑座的外围上;所述支撑球块的中部滑动连接有一个驱动柱;所述云台摆动驱动机构包括一个驱动器连接座,所述驱动器连接座位于云台摆动支撑机构的上部,所述驱动器连接座的底部通过若干吊装螺栓连接顶部支撑座,所述驱动器连接座的中部设置有一个柱形的活动空腔,在驱动器连接座内相对活动空腔的纵向轴线环形阵列设置有若干直线推动器,直线推动器上设置有一个直线推杆,直线推杆位于活动空腔内,驱动柱的顶部转动连接有一个驱动套,所述驱动套的的侧壁设置有弹性连接座A,在所述直线推杆的端部设置有弹性连接座B,弹性连接座A和弹性连接座B之间通过一个驱动板簧连接;所述驱动柱的中部和底部还分别设置有限位板A和限位板B,其中限位板A与支撑球块的顶部之间设置有支撑弹簧A,所述限位板B和支撑球块的底部之间设置有支撑弹簧B。
作为本发明的进一步改进,所述直线推动器的直线推杆另一端部为限位部,所述限位部从驱动器连接座的外壁伸出,在限位部的壁面上设置有螺纹,所述限位部通过螺纹连接有一个限位螺套。
作为本发明的进一步改进,所述支撑球块的上半部中心设置有一个顶部连接孔,支撑球块的下半部中心设置有底部连接孔;底部连接孔和顶部连接孔之间设置有一个注油腔,注油腔内填充有润滑油,所述驱动柱包括顶部驱动柱和底部驱动柱,顶部驱动柱和底部驱动柱之间通过一个连接螺杆进行连接,其中顶部连接孔的内壁通过润滑衬套A与顶部驱动柱滑动连接,底部连接孔内壁通过润滑衬套B与底部驱动柱滑动连接;所述连接螺杆的上还设置有两组防松螺母。
作为本发明的进一步改进,所述驱动器连接座的顶部设置有驱动柱旋转机构,所述驱动柱旋转机构包括一个旋转驱动盘,所述旋转驱动盘上镜像对称设置有两组驱动杆,所述驱动杆通过连接簧片连接有一个驱动块,所述驱动器连接座的内壁还设置有两组直线驱动器,所述直线驱动器的驱动推杆的端部转动连接到驱动块上;所述旋转驱动盘上还对称设置有两组支撑片,所述支撑片之间设置有滑动间隙;所述驱动柱的端部设置有一个嵌入到滑动间隙之间的驱动片。
作为本发明的进一步改进,所述驱动柱上阵列设置有若干组环形的旋转凹槽,所述驱动套的内壁阵列设置有若干组环形的镶嵌卡簧,所述镶嵌卡簧的外缘嵌入到旋转凹槽中。
作为本发明的进一步改进,所述直线推动器包括一个活塞外壳,所述活塞外壳的中部同轴滑动连接有直线推杆,所述活塞外壳内部滑动密封连接有一个活塞块,所述活塞块固定于直线推杆上,所述活塞外壳的轴向一端分别设置有进气阀和排气阀。
作为本发明的进一步改进,所述拉紧杆对应底部支撑座与支撑环之间、支撑环与顶部支撑座之间的部分套接有支撑胶套。
本发明的有益效果是:
1、本发明通过对传统的云台机构进行改进,由多向旋转电机更近为万向球支撑的纵向气缸顶杆机构,利用气缸顶杆实现对云台中部驱动柱的摆动,进而实现对相机不同方向的角度固定,相比于多重电机堆叠连接结构稳定更高,气压控制也相比于电机的磁阻控制能耗更低,续航时间更长;且本结构因为是伞状的多向推动机构,所以可以实现一定程度的相机固定端也就是驱动柱端部的定轴移动,自由度更高。
2、本发明通过限位结构结构防止气缸机构中的气缸杆过度移动导致的活塞锁定,进而影响设备的正常回位。
3、注油腔可以保证驱动柱的良好滑动润滑,同时也可以增加驱动柱与其滑动区间内壁之间的粘度,降低驱动柱的摆动框量,提高机构的稳定性;连接螺杆的螺纹连接形式可以方便的调节整个驱动柱的长度,防松螺母提高了连接稳定性。
4、支撑板上驱动柱旋转机构可以在驱动柱篇摆的同时实现对驱动柱的旋转驱动,极大的提高了云台上相机的动态范围。
5、驱动柱上的驱动套采用易于拆卸而转动阻力较低的镶嵌卡簧结构进行连接,有效的提高了设备的可维护性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图;
图2是旋转驱动盘的结构示意图;
图3是直线推动器的结构示意图;
图中:1、驱动器连接座;2、顶部驱动柱;3、直线推动器;4、限位螺套;5、直线推杆;6、驱动板簧;7、驱动套;8、镶嵌卡簧;9、驱动片;10、旋转驱动盘;11、直线驱动器;12、支撑片;13、驱动推杆;14、限位板A;15、支撑弹簧A;16、吊装螺栓;17、顶部支撑座;18、中部连接环;19、支撑环;20、连接块;21、底部支撑座;22、拉紧油缸;23、拉紧杆;24、底部驱动柱;25、连接螺杆;26、支撑球块;27、支撑弹簧B;28、限位板B;29、润滑衬套B;30、润滑衬套A;31、进气阀;32、排气阀;33、活塞块;34、连接簧片;35、驱动块;36、驱动杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,本发明为如图1,一种大型负重相机云台,包括云台摆动支撑机构和云台摆动驱动机构;其中所述云台摆动支撑机构包括一个支撑球块26和用于夹紧支撑球块26的支撑框架;其中所述支撑框架包括顶部支撑座17、底部支撑座21以及中部连接环18;其中底部支撑座21和顶部支撑座17为镜像对称结构,并相对于中部连接环18的中部水平面呈镜像对称;其中底部支撑座21的中部设置有一个球面结构的底部支撑碗,所述底部支撑碗的顶部为开口结构;所述顶部支撑座17的中部设置有一个球面结构的顶部支撑碗,所述顶部支撑碗底部为开口结构;所述中部连接环18的内壁设置有一个截面为弧面结构的滑动槽,滑动槽的整体为环形结构,其轴线圆心位于中部连接环18的轴线上;前述的顶部支撑碗、底部支撑碗的球面以及滑动槽的球面构成了一个球面结构的接触内壁,前述的支撑球块26安装在所述的球面结构的接触内壁中,同时支撑球块26的球面外壁和前述的接触内壁接触;所述中部连接环18的外壁设置有一个支撑环19,所述支撑环19、底部支撑座21、顶部支撑座17之间若干组纵向连接机构进行连接,所述纵向连接机构包括一个拉紧油缸22,所述拉紧油缸22通过连接法兰连接到底部支撑座21上,所述拉紧油缸22包括一个拉紧杆23,所述拉紧杆23的一端通过一个嵌入到顶部支撑座17内的连接块20与顶部支撑座17连接,所述拉紧杆23分别穿过底部支撑座21和支撑环19,所述底部支撑座21与支撑环19之间、顶部支撑座17与支撑环19之间设置有环形的支撑胶圈;所述拉紧杆23对应底部支撑座21与支撑环19之间、支撑环19与顶部支撑座17之间的部分套接有支撑胶套;所述若干纵向连接机构的端部分别连接到顶部支撑座17和底部支撑座21的外围上;所述支撑球块26的中部滑动连接有一个驱动柱;所述云台摆动驱动机构包括一个驱动器连接座1,所述驱动器连接座1位于云台摆动支撑机构的上部,所述驱动器连接座1的底部通过若干吊装螺栓16连接顶部支撑座17,所述驱动器连接座1的中部设置有一个柱形的活动空腔,在驱动器连接座1内相对活动空腔的纵向轴线环形阵列设置有若干直线推动器3,直线推动器3上设置有一个直线推杆5,如图3,所述直线推动器3包括一个活塞外壳,所述活塞外壳的中部同轴滑动连接有直线推杆5,所述活塞外壳内部滑动密封连接有一个活塞块33,所述活塞块33固定于直线推杆5上,所述活塞外壳的轴向一端分别设置有进气阀31和排气阀32,所述直线推动器3的直线推杆5另一端部为限位部,所述限位部从驱动器连接座1的外壁伸出,在限位部的壁面上设置有螺纹,所述限位部通过螺纹连接有一个限位螺套4,直线推杆5位于活动空腔内,驱动柱的顶部转动连接有一个驱动套7,所述驱动柱上阵列设置有若干组环形的旋转凹槽,所述驱动套7的内壁阵列设置有若干组环形的镶嵌卡簧8,所述镶嵌卡簧8的外缘嵌入到旋转凹槽中;所述驱动套7的的侧壁设置有弹性连接座A,在所述直线推杆5的端部设置有弹性连接座B,弹性连接座A和弹性连接座B之间通过一个驱动板簧6连接;所述驱动柱的中部和底部还分别设置有限位板A14和限位板B28,其中限位板A14与支撑球块26的顶部之间设置有支撑弹簧A15,所述限位板B28和支撑球块26的底部之间设置有支撑弹簧B27。
所述支撑球块26的上半部中心设置有一个顶部连接孔,支撑球块26的下半部中心设置有底部连接孔;底部连接孔和顶部连接孔之间通过一个设置有一个注油腔,注油腔内填充有润滑油,所述驱动柱包括顶部驱动柱2和底部驱动柱24,顶部驱动柱2和底部驱动柱24之间通过一个连接螺杆25进行连接,其中顶部连接孔的内壁通过润滑衬套A30与顶部驱动柱2滑动连接,底部连接孔内壁通过润滑衬套B29与底部驱动柱24滑动连接;所述连接螺杆25的上还设置有两组防松螺母。
如图2,所述驱动器连接座1的顶部设置有驱动柱旋转机构,所述驱动柱旋转机构包括一个旋转驱动盘10,所述旋转驱动盘10上镜像对称设置有两组驱动杆36,所述驱动杆36通过连接簧片34连接有一个驱动块35,所述驱动器连接座1的内壁还设置有两组直线驱动器11,所述直线驱动器11的驱动推杆13的端部转动连接到驱动块35上;所述旋转驱动盘10上还对称设置有两组支撑片12,所述支撑片12之间设置有滑动间隙;所述驱动柱的端部设置有一个嵌入到滑动间隙之间的驱动片9。
使用时,使用时,相机等机构安装于底部驱动柱24上,相机通过底部驱动柱24与顶部驱动柱2之间连接螺杆25的联动进行定轴摆动和伸缩,通过阵列设置的直线驱动器11,利用一边直线驱动器11的收缩以及一边直线驱动器11的释放,从而一边拉动一边推动驱动套7的摆动,从而使得驱动套7推动顶部驱动柱2的摆动,顶部驱动柱2摆动后,会带动球块的摆动,球块摆动到位后,通过拉紧油缸22的拉紧,使得中部连接环18、顶部支撑座17、底部支撑座21之间互相夹紧,进而夹紧球块实现整个机构的定轴夹紧,保证了云台的固定稳定性。
而通过各个直线驱动器11的同步收缩和推动,则可以利用重力,实现驱动柱整体的定轴移动伸缩。
此外需要对相机进行定轴旋转时,可以通过直线驱动器11推动驱动块35移动,进而通过驱动块35代用驱动杆36摆动,驱动杆36摆动时,使得旋转驱动盘10旋转,进而利用支撑片12之间的滑动间隙带动驱动片9旋转,进而带动驱动柱旋转。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种大型负重相机云台,其特征是:包括云台摆动支撑机构和云台摆动驱动机构;其中所述云台摆动支撑机构包括一个支撑球块和用于夹紧支撑球块的支撑框架;其中所述支撑框架包括顶部支撑座、底部支撑座以及中部连接环;其中底部支撑座和顶部支撑座为镜像对称结构,并相对于中部连接环的中部水平面呈镜像对称;其中底部支撑座的中部设置有一个球面结构的底部支撑碗,所述底部支撑碗的顶部为开口结构;所述顶部支撑座的中部设置有一个球面结构的顶部支撑碗,所述顶部支撑碗底部为开口结构;所述中部连接环的内壁设置有一个截面为球面结构的滑动槽,滑动槽的整体为环形结构,其轴线圆心位于中部连接环的轴线上;前述的顶部支撑碗、底部支撑碗的球面以及滑动槽的球面构成了一个球面结构的接触内壁,前述的支撑球块安装在所述的球面结构的接触内壁中,同时支撑球块的球面外壁和前述的接触内壁接触;所述中部连接环的外壁设置有一个支撑环,所述支撑环、底部支撑座、顶部支撑座之间通过若干组纵向连接机构进行连接,所述纵向连接机构包括一个拉紧油缸,所述拉紧油缸通过连接法兰连接到底部支撑座上,所述拉紧油缸包括一个拉紧杆,所述拉紧杆的一端通过一个嵌入到顶部支撑座内的连接块与顶部支撑座连接,所述拉紧杆分别穿过底部支撑座和支撑环,所述底部支撑座与支撑环之间、顶部支撑座与支撑环之间设置有环形的支撑胶圈;所述若干纵向连接机构的端部分别连接到顶部支撑座和底部支撑座的外围上;所述支撑球块的中部滑动连接有一个驱动柱;所述云台摆动驱动机构包括一个驱动器连接座,所述驱动器连接座位于云台摆动支撑机构的上部,所述驱动器连接座的底部通过若干吊装螺栓连接顶部支撑座,所述驱动器连接座的中部设置有一个柱形的活动空腔,在驱动器连接座内相对活动空腔的纵向轴线环形阵列设置有若干直线推动器,直线推动器上设置有一个直线推杆,直线推杆位于活动空腔内,驱动柱的顶部转动连接有一个驱动套,所述驱动套的的侧壁设置有弹性连接座A,在所述直线推杆的端部设置有弹性连接座B,弹性连接座A和弹性连接座B之间通过一个驱动板簧连接;所述驱动柱的中部和底部还分别设置有限位板A和限位板B,其中限位板A与支撑球块的顶部之间设置有支撑弹簧A,所述限位板B和支撑球块的底部之间设置有支撑弹簧B。
2.如权利要求1所述的一种大型负重相机云台,其特征是:所述直线推动器的直线推杆另一端部为限位部,所述限位部从驱动器连接座的外壁伸出,在限位部的壁面上设置有螺纹,所述限位部通过螺纹连接有一个限位螺套。
3.如权利要求1所述的一种大型负重相机云台,其特征是:所述支撑球块的上半部中心设置有一个顶部连接孔,支撑球块的下半部中心设置有底部连接孔;底部连接孔和顶部连接孔之间设置有一个注油腔,注油腔内填充有润滑油,所述驱动柱包括顶部驱动柱和底部驱动柱,顶部驱动柱和底部驱动柱之间通过一个连接螺杆进行连接,其中顶部连接孔的内壁通过润滑衬套A与顶部驱动柱滑动连接,底部连接孔内壁通过润滑衬套B与底部驱动柱滑动连接;所述连接螺杆的上还设置有两组防松螺母。
4.如权利要求1所述的一种大型负重相机云台,其特征是:所述驱动器连接座的顶部设置有驱动柱旋转机构,所述驱动柱旋转机构包括一个旋转驱动盘,所述旋转驱动盘上镜像对称设置有两组驱动杆,所述驱动杆通过连接簧片连接有一个驱动块,所述驱动器连接座的内壁还设置有两组直线驱动器,所述直线驱动器的驱动推杆的端部转动连接到驱动块上;所述旋转驱动盘上还对称设置有两组支撑片,所述支撑片之间设置有滑动间隙;所述驱动柱的端部设置有一个嵌入到滑动间隙之间的驱动片。
5.如权利要求1所述的一种大型负重相机云台,其特征是:所述驱动柱上阵列设置有若干组环形的旋转凹槽,所述驱动套的内壁阵列设置有若干组环形的镶嵌卡簧,所述镶嵌卡簧的外缘嵌入到旋转凹槽中。
6.如权利要求1所述的一种大型负重相机云台,其特征是:所述直线推动器包括一个活塞外壳,所述活塞外壳的中部同轴滑动连接有直线推杆,所述活塞外壳内部滑动密封连接有一个活塞块,所述活塞块固定于直线推杆上,所述活塞外壳的轴向一端分别设置有进气阀和排气阀。
7.如权利要求1所述的一种大型负重相机云台,其特征是:所述拉紧杆对应底部支撑座与支撑环之间、支撑环与顶部支撑座之间的部分套接有支撑胶套。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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