CN109058699B - 一种云台平衡装置及监控设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云台平衡装置及监控设备，以提高云台平衡装置的结构可靠性，延长使用寿命。云台平衡装置包括：基座，设置于基座的壳体，壳体包括容置腔；沿远离基座方向依次设置的凸轮、滚动结构、第一齿轮以及第二齿轮；驱动装置，其中：凸轮固定于容置腔，包括圆弧面，圆弧面的开口朝向第一齿轮设置；滚动结构，包括可伸缩设置的连接结构，以及固定于连接结构的滚动件；滚动件与圆弧面滚动接触，连接结构远离凸轮的一端固定于第一齿轮；第一齿轮固定于容置腔的内侧壁；第二齿轮与第一齿轮相啮合，且与驱动装置连接；驱动装置用于驱动第二齿轮转动。

Description

一种云台平衡装置及监控设备

技术领域

本发明涉及安防设备技术领域，特别是涉及一种云台平衡装置及监控设备。

背景技术

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台带动摄像机转动是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。

目前，电动云台被广泛的应用于安防领域，尤其是顶载式云台。由顶载式云台的结构决定了其带动的摄像机在转动的过程中，摄像机的重心会偏离顶载式云台的电机转轴很远，从而导致了云台上安装的摄像机的重量产生的扭矩较大，从而大大的增加了对电机的要求，且非自锁的云台还有掉电撞击的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种云台平衡装置及监控设备，以提高云台平衡装置的结构可靠性，延长使用寿命。

本发明实施例提供了一种云台平衡装置，包括：基座，设置于所述基座的壳体，所述壳体包括容置腔；沿远离所述基座方向依次设置的凸轮、滚动结构、第一齿轮以及第二齿轮；驱动装置，其中：

所述凸轮固定于所述容置腔，包括圆弧面，所述圆弧面的开口朝向所述第一齿轮设置；

所述滚动结构，包括可伸缩设置的连接结构，以及固定于所述连接结构的滚动件；所述滚动件与所述圆弧面滚动接触，所述连接结构远离所述凸轮的一端固定于所述第一齿轮；

所述第一齿轮固定于所述容置腔的内侧壁；

所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，且与所述驱动装置连接；

所述驱动装置用于驱动所述第二齿轮转动。

在本发明实施例中，可选的，所述连接结构包括可伸缩连接的第一连接部和第二连接部，以及套设于所述第一连接部和第二连接部的弹簧；

所述第一连接部固定于所述第一齿轮，且所述第一连接部靠近所述第一齿轮的一端设置有第一支撑部；所述滚动件固定于所述第二连接部远离所述第一齿轮的一端，且所述第一连接部远离所述第一齿轮的一端设置有第二支撑部；所述弹簧分别与所述第一支撑部和所述第二支撑部相抵接。

在本发明实施例中，可选的，所述第一连接部为套筒，所述第二连接部在所述套筒内滑动伸缩。

在本发明任一实施例中，可选的，所述连接结构还包括设置于所述第二连接部与所述套筒之间的轴套。

在本发明实施例中，可选的，所述弹簧为至少两个。

在本发明实施例中，可选的，所述第一连接部靠近所述第一齿轮的一端设置有滑动轴承。

在本发明任一实施例中，可选的，所述滚动件为球形滚动件或圆柱形滚动件。

在本发明实施例中，可选的，所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿数比为3～5。

在本发明任一实施例中，可选的，所述云台平衡装置，还包括固定于所述第二齿轮的设备容置罩。

本技术方案的云台平衡装置，第二齿轮在驱动装置的驱动下转动从而带动第一齿轮转动，由于滚动件通过可伸缩设置的连接结构固定于第一齿轮，因此在第一齿轮转动的过程中会带动滚动件沿圆弧面滚动。

当设备安装于本技术方案的云台平衡装置时，第二齿轮转动会带动安装于云台装置的设备转动，这样设备的重力产生的扭矩M1作用于第二齿轮，该扭矩M1会通过第二齿轮传递给第一齿轮，对第一齿轮产生扭矩M2；同时，圆弧面对滚动件产生的支撑力具有沿垂直于滚动件中心到第一齿轮中心的连线的分力，该分力对第一齿轮产生的扭力M3可与扭矩M2相抵消。这样便大大的降低了驱动装置以及包括第一齿轮和第二齿轮的传动结构的负载，从而提高了云台平衡装置的结构可靠性，延长了其使用寿命。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种监控设备，包括如前所述的云台平衡装置，以及安装于所述云台平衡装置的摄像机。

本技术方案的监控设备的摄像机安装于前述的云台平衡装置，在摄像机转动的过程中，可以大大的降低云台平衡装置的驱动装置以及包括第一齿轮和第二齿轮的传动结构的负载，从而提高了云台平衡装置的结构可靠性，延长了监控设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一实施例的云台平衡装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的云台平衡装置的结构示意图；

图3为图2中A处的局部结构放大图；

图4为本发明实施例的云台平衡装置的受力分析图。

附图标记：

1-云台平衡装置；

2-基座；

3-壳体；

4-容置腔；

5-凸轮；

6-滚动结构；

7-第一齿轮；

8-第二齿轮；

9-圆弧面；

10-连接结构；

11-滚动件；

12-第一连接部；

13-第二连接部；

14-弹簧；

141-第一弹簧；

142-第二弹簧；

15-第一支撑部；

16-第二支撑部；

17-轴套；

18-设备容置罩。

具体实施方式

为提高云台平衡装置的结构可靠性，延长使用寿命，本发明实施例提供了一种云台平衡装置及监控设备。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

当本申请提及“第一”、“第二”、“第三”或者“第四”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，否则应当理解为仅仅是起区分之用。

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种云台平衡装置1，包括：基座2，设置于基座2的壳体3，壳体3包括容置腔4；沿远离基座2的方向依次设置的凸轮5、滚动结构6、第一齿轮7以及第二齿轮8；驱动装置(图中未示出)，其中：

凸轮5固定于容置腔4，包括圆弧面9，圆弧面9的开口朝向第一齿轮7设置；

滚动结构6，包括可伸缩设置的连接结构10，以及固定于连接结构10的滚动件11；滚动件11与圆弧面9滚动接触，连接结构10远离凸轮5的一端固定于第一齿轮7；

第一齿轮7固定于容置腔4的内侧壁；

第二齿轮8与第一齿轮7相啮合，且与驱动装置连接；

驱动装置用于驱动第二齿轮8转动。

本技术方案的云台平衡装置1，第二齿轮8在驱动装置的驱动下转动从而带动第一齿轮7转动，由于滚动件11通过可伸缩设置的连接结构10固定于第一齿轮7，因此在第一齿轮7转动的过程中会带动滚动件11沿圆弧面9滚动。

如图4所示，图4为本发明实施例的云台平衡装置1的受力分析图。当设备安装于本技术方案的云台平衡装置1时，第二齿轮8转动会带动安装于云台平衡装置1的设备转动，这样设备的重力产生的扭矩M1作用于第二齿轮8，该扭矩M1会通过第二齿轮8传递给第一齿轮7，对第一齿轮7产生扭矩M2；同时，圆弧面9对滚动件11产生的支撑力F1具有沿垂直于滚动件11中心到第一齿轮7中心的连线的分力F3，以及沿滚动件11中心到第一齿轮7中心的连线的分力F2。分力F3对第一齿轮7产生的扭力M3可与扭矩M2相抵消。这样便大大的降低了驱动装置以及包括第一齿轮7和第二齿轮8的传动结构的负载，从而提高了云台平衡装置1的结构可靠性，延长了其使用寿命。

值得一提的是，在如图2所示的实施例中，可以将凸轮5、滚动结构6、第一齿轮7以及第二齿轮8均设置于壳体3的容置腔4。但在本发明其它实施例中，也可以不对凸轮5、滚动结构6、第一齿轮7以及第二齿轮8的设置位置进行限定，只要是满足传动关系即可。

如图2和图3所示，在本发明实施例中，可选的，连接结构10包括可伸缩连接的第一连接部12和第二连接部13，以及套设于第一连接部12和第二连接部13的弹簧14；

第一连接部12固定于第一齿轮7，且第一连接部12靠近第一齿轮7的一端设置有第一支撑部15；滚动件11固定于第二连接部13远离第一齿轮7的一端，且第二连接部13远离第一齿轮7的一端设置有第二支撑部16；弹簧14分别与第一支撑部15和第二支撑部16相抵接。

这样在齿轮转动时会压缩弹簧14来改变第一连接部12和第二连接部13之间的伸缩量，并且弹簧14的弹力可以使滚动件11与圆弧面9贴合牢靠，从而提高了云台平衡装置1内部结构的稳定性。

如图3所示，在本发明实施例中，可选的，第一连接部12为套筒，第二连接部13在套筒内滑动伸缩。

这样可以有效的提高第二连接部13相对第一连接部12滑动的可靠性；进一步的，也可以将第二连接部13设置为套筒，这样使连接结构10的重量大大减小，有利于提高云台平衡装置1内部传动的灵活性。

如图3所示，在本发明任一实施例中，可选的，连接结构10还包括设置于第二连接部13与套筒之间的轴套17。

通过在第一连接部12与套筒之间设置轴套17，可以在第一连接部12相对套筒滑动时，减小二者之间的摩擦力，从而降低摩擦损耗，延长使用寿命。

请继续参照图3，在本发明实施例中，弹簧14为至少两个。

在图3中，弹簧14为分别套设于连接结构10的第一弹簧141和第二弹簧142。而在本发明各实施例中，弹簧14的具体数量不限，可综合弹簧14的刚度、云台平衡装置1所承载的设备的重量、圆弧面9的形状以及包括第一齿轮7和第二齿轮8的传动结构的传动能力等因素进行选择。

如图2和图3所示，在本发明实施例中，可选的，第一连接部12靠近第一齿轮7的一端设置有滑动轴承(图中未示出)。

通过设置滑动轴承，可以减少第一连接部12在运动过程中的摩擦损耗，从而提高延长其使用寿命。

如图2所示，在本发明任一实施例中，滚动件11的具体结构形式不限，可选的，滚动件11为球形滚动件或圆柱形滚动件。

如图2所示，在本发明实施例中，可选的，第一齿轮7与第二齿轮8的齿数比为3～5。

本申请的发明人经过大量的试验得到，当第一齿轮7与第二齿轮8的齿数比满足该范围时，可以使云台平衡装置1所承载的设备的转角较大，并且还可以减小凸轮5的尺寸，降低凸轮5曲线的复杂度，降低对设备占用空间大小的要求。

如图1和图2所示，在本发明任一实施例中，可选的，云台平衡装置1还包括固定于第二齿轮8的设备容置罩18。

通过设备容置罩18，可以将摄像机等设备安装于设备容置罩18内，这样可以提高设备的安装便利性，并起到对设备的保护作用。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种监控设备，包括如前的云台平衡装置，以及安装于云台平衡装置的摄像机。

本技术方案的监控设备的摄像机安装于前述的云台平衡装置，在摄像机转动的过程中，可以大大的降低云台平衡装置的驱动装置以及包括第一齿轮和第二齿轮的传动结构的负载，从而提高了云台平衡装置的结构可靠性，延长了监控设备的使用寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种云台平衡装置，其特征在于，包括：基座，设置于所述基座的壳体，所述壳体包括容置腔；沿远离所述基座的方向依次设置的凸轮、滚动结构、第一齿轮以及第二齿轮；驱动装置，其中：

所述凸轮固定于所述容置腔，包括圆弧面，所述圆弧面的开口朝向所述第一齿轮设置；

所述滚动结构，包括可伸缩设置的连接结构，以及固定于所述连接结构的滚动件；所述滚动件与所述圆弧面滚动接触，所述连接结构远离所述凸轮的一端固定于所述第一齿轮；

所述第一齿轮固定于所述容置腔的内侧壁；

所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，且与所述驱动装置连接；

所述驱动装置用于驱动所述第二齿轮转动。

2.如权利要求1所述的云台平衡装置，其特征在于，所述连接结构包括可伸缩连接的第一连接部和第二连接部，以及套设于所述第一连接部和第二连接部的弹簧；

所述第一连接部固定于所述第一齿轮，且所述第一连接部靠近所述第一齿轮的一端设置有第一支撑部；所述滚动件固定于所述第二连接部远离所述第一齿轮的一端，且所述第二连接部远离所述第一齿轮的一端设置有第二支撑部；所述弹簧分别与所述第一支撑部和所述第二支撑部相抵接。

3.如权利要求2所述的云台平衡装置，其特征在于，所述第一连接部为套筒，所述第二连接部在所述套筒内滑动伸缩。

4.如权利要求3所述的云台平衡装置，其特征在于，所述连接结构还包括设置于所述第二连接部与所述套筒之间的轴套。

5.如权利要求2所述的云台平衡装置，其特征在于，所述弹簧为至少两个。

6.如权利要求2所述的云台平衡装置，其特征在于，所述第一连接部靠近所述第一齿轮的一端设置有滑动轴承。

7.如权利要求1所述的云台平衡装置，其特征在于，所述滚动件为球形滚动件或圆柱形滚动件。

8.如权利要求1所述的云台平衡装置，其特征在于，所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿数比为3～5。

9.如权利要求1所述的云台平衡装置，其特征在于，还包括固定于所述第二齿轮的设备容置罩。

10.一种监控设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的云台平衡装置，以及安装于所述云台平衡装置的摄像机。

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