CN109899649A - 一种用于示教演示的电动云台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于示教演示的电动云台,包括中心柱、位于中心柱下方的摄像头、位于中心柱上方用于安装的基板,所述中心柱上设置有角度调节装置,所述中心柱与摄像头之间设置有用于旋转摄像头的转塔组件。本发明通过角度调节装置实现对中心柱位置的调节,使用转塔组件确保拍摄过程中摄像头与拍摄物处于正视的角度,方便在放大变焦倍数后拍摄物不发生偏移,角度调节装置和转塔组件组合使用,可以达到边旋转边调整角度的目的,能够更快的达到调整的目的,提高了云台调整的便利性,且在实验进行中也能方便的根据实验的情况随时进行调整,对实验没有干扰,结构简单、紧凑,方便操作,操作中无声、抖动小。

Description

一种用于示教演示的电动云台
技术领域
本发明涉及云台技术领域,具体涉及一种用于示教演示的电动云台。
背景技术
医学类科研及教学实验中经常需要做视频录制,将实验操作过程录制下来投放到投影仪或其他显示设备上供参观者观看,或者存储该视频。录制视频时就需要调整摄像头的位置以对准拍摄点,一般都是将摄像头装在一个手动云台上,然后使用一个支臂夹持该手动云台置于实验台上方,通过手动调整云台来进行调节。由于是手动调节,调节精度很低,在全局视野放大变焦倍数查看局部特写时视角中心往往会发生偏移,甚至要拍摄的点跳出了视角范围,拍摄过程再做调整会影响视频的录制,操作很不方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于示教演示的电动云台。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种用于示教演示的电动云台,包括中心柱、位于中心柱下方的摄像头、位于中心柱上方用于安装的基板,所述中心柱上设置有角度调节装置,所述中心柱与摄像头之间设置有用于旋转摄像头的转塔组件。
进一步的,所述的角度调节装置包括顶端固定有球头的中心柱、位于中心柱外侧的两组互成角度的直线运动机构,所示球头与基板球形连接,所述的直线运动结构包括推动中心柱移动的动力组件和推动中心柱恢复原位的弹性组件。
进一步的,所述的动力组件包括直线步进电机、与直线步进电机连接的滑块以及滑槽,所述滑块与滑槽滑动连接,所述的弹性组件包括定位螺钉、套设在定位螺钉外的压缩弹簧以及用于固定的定位座,所述定位螺钉与定位座活动连接,所述压缩弹簧始终处于压缩状态。
进一步的,所述直线步进电机的转轴为丝杆,所述滑块轴心为滚珠螺母,所述滑块在靠近中心柱的一侧设置有驱动球,所述驱动球与中心柱球面接触。
所述的定位螺钉在靠近中心柱的端部设置有定位球,所述定位球始终与中心柱球面接触。
进一步的,所述的两组直线运动机构之间相互垂直。
进一步的,所述的两组直线运动机构之间形成锐角夹角。
进一步的,所述的转塔组件包括中空的转筒,所述转筒下方通过转塔连接摄像头,所示转筒顶部通过吊架连接中心柱,所述转筒上设置有旋转步进电机,所述转筒内设置有空心的齿轮轴,所述齿轮轴外固定有大齿轮,所述旋转步进电机的旋转轴连接有小齿轮,所述小齿轮与大齿轮啮合,所述齿轮轴与转塔连接。
进一步的,所述的齿轮轴轴心上安装有防止线缆打转的滑环。
进一步的,所述的基板上固定有防护罩,所述防护罩下部设置有便于摄像头转动的开口。
进一步的,所述的基板上设置有若干用于散热的散热孔。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过角度调节装置实现对中心柱位置的调节,从而控制摄像头的拍摄角度,方便的对已经安装好的电动云台远程控制,控制精度高,同时使用转塔组件远程控制摄像头的拍摄角度,确保拍摄过程中摄像头与拍摄物处于正视的角度,方便在放大变焦倍数后拍摄物不发生偏移,角度调节装置和转塔组件组合使用,可以达到边旋转边调整角度的目的,能够更快的达到调整的目的,提高了云台调整的便利性,且在实验进行中也能方便的根据实验的情况随时进行调整,对实验没有干扰,结构简单、紧凑,方便操作,操作中无声、抖动小。
(2)本发明采用直线步进电机的方式驱动滑块、滑块推动中心柱移动的方式前进,在直线步进电机反向旋转的时候压缩弹簧可以将中心柱方向推回,减少了电机的个数,同时在使用单个电机就能实现对一个方向的精确控制,降低了多个电机共同配合造成的协调难度,提高了摄像头调整角度的便利性。
(3)本发明的两组直线运动机构相互垂直的时候,方便计算调整角度的实现方式,当两组直线运行机构互成锐角的时候,可以方便操控,尤其是在调整角度较大的情况下,能更快的达到调整角度的要求。
(4)本发明通过旋转步进电机带动小齿轮、小齿轮带动大齿轮、大齿轮带动转塔的方式,实现了摄像头的360度旋转,且在旋转的过程中可以方便的控制旋转的角度,达到对拍摄的物体始终处于正视的角度,提高观影效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的俯视图;
图3为本发明调整前的仰视图;
图4为本发明调整前的剖视图;
图5为本发明平面调整后的仰视图;
图6为本发明平面调整后的剖视图;
图7为本发明旋转后的仰视图;
图8为本发明旋转后的剖视图;
图中,1-基板,2-定位座,3-压缩弹簧,4-定位螺钉,5-球头,7-中心柱,8-滑块,9-滑槽,11-直线步进电机,14-转筒,15-转塔,17-摄像头,18-线缆,19-滑环,20-大齿轮,21-小齿轮,22-吊架,23-旋转步进电机,24-防护罩,25-驱动球,26-定位球。
具体实施方式
下面将结合实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:
一种用于示教演示的电动云台,包括中心柱7、位于中心柱7下方的摄像头17、位于中心柱7上方用于安装的基板1,所述中心柱7上设置有角度调节装置,所述中心柱7与摄像头17之间设置有用于旋转摄像头17的转塔15组件。
本实施例的工作原理:将电动云台的中心柱7在基板1上,然后将摄像头17安装在中心柱7下方,在拍摄的时候通过中心柱7下方的角度调节装置实现在平面上角度的调节,通过转塔15组件旋转摄像头17,使得拍摄过程中摄像头17始终与拍摄物处于正视的角度。
通过角度调节装置实现对中心柱7位置的调节,从而控制摄像头17的拍摄角度,方便的对已经安装好的电动云台远程控制,控制精度高,同时使用转塔15组件远程控制摄像头17的拍摄角度,确保拍摄过程中摄像头17与拍摄物处于正视的角度,方便在放大变焦倍数后拍摄物不发生偏移,角度调节装置和转塔15组件组合使用,可以达到边旋转边调整角度的目的,能够更快的达到调整的目的,提高了云台调整的便利性,且在实验进行中也能方便的根据实验的情况随时进行调整,对实验没有干扰,结构简单、紧凑,方便操作,操作中无声、抖动小。
如图3~4所示,电动云台在调整前摄像头位于中心位置,如图5~6所示,经角度调节装置调整角度后,为摄像头发生偏转,如图7~8所示,经转塔组件旋转后,摄像头与拍摄物发生同步的旋转以保持正视的角度。
进一步的,所述的角度调节装置包括顶端固定有球头5的中心柱7、位于中心柱7外侧的两组互成角度的直线运动机构,所示球头5与基板1球形连接,所述的直线运动结构包括推动中心柱7移动的动力组件和推动中心柱7恢复原位的弹性组件。
球头5只能做旋转运动,从而使得连接球头5的中心柱7一端旋转另一端固定,中心柱7下方连接摄像头17,通过直线运动机构的动力组件和弹性组件推动中心柱7在直线方向往复移动,两组互成角度的直线运动机构能够实现中心柱7在平面上的任意移动,解决了手动调整摄像头17角度造成精度低的问题,本装置结构简单,能够方便的远程控制安装在实验台上方的摄像头17,操作方便。
进一步的,所述的动力组件包括直线步进电机11、与直线步进电机11连接的滑块8以及滑槽9,所述滑块8与滑槽9滑动连接,所述的弹性组件包括定位螺钉4、套设在定位螺钉4外的压缩弹簧3以及用于固定的定位座2,所述定位螺钉4与定位座2活动连接,所述压缩弹簧3始终处于压缩状态。
通过直线步进电机11的方式驱动滑块8、滑块8推动中心柱7移动的方式前进,在直线步进电机11反向旋转的时候压缩弹簧3可以将中心柱7方向推回,减少了电机的个数,同时在使用单个电机就能实现对一个方向的精确控制,降低了多个电机共同配合造成的协调难度,提高了摄像头17调整角度的便利性。使用压缩弹簧3积蓄弹性势能,在动力组件主动推动中心柱7的时候,压缩弹簧3受到进一步的压缩,因此在中心柱7前进的方向上,位移越大则中心柱7的移动速度越慢,方便在调整的末尾段精确控制角度。
进一步的,所述直线步进电机11的转轴为丝杆,所述滑块8轴心为滚珠螺母,所述滑块8在靠近中心柱7的一侧设置有驱动球25,所述驱动球25与中心柱7球面接触,所述的定位螺钉4在靠近中心柱7的端部设置有定位球26,所述定位球26始终与中心柱7球面接触。
作为具体的实现方式,丝杆旋转推动滚珠螺母的滚动,滑块8在移动的过程中受到的阻力变小,有利于角度调整过程中的控制。采用球面接触的方式,使用驱动球25推动中心柱7移动,可以增大滑块8与中心柱7的接触面积,防止在角度调整较大的情况时,由于滑块8与中心柱7的接触面积小导致控制难度增加的情形。定位球26始终与中心柱7球面接触,可以增大定位螺钉4与中心柱7的接触面积,防止在角度调整较大的情况时,由于定位螺钉4与中心柱7的接触面积小导致控制难度增加的情形。
进一步的,所述的两组直线运动机构之间相互垂直。相互垂直的两组直线运动机构分别位于X轴和Y轴上,在调整角度的时候可以方便计算X轴方向的进量和Y方向上的进量,从而方便调整过程中的实现方式。
进一步的,所述的两组直线运动机构之间形成锐角夹角。互成锐角的两组直线运动机构,可以方便操控,尤其是在调整角度较大的情况下,首先调整位移量大的方向,待调整后再调整位移量小的方向,能更快的达到调整角度的要求。
进一步的,所述的转塔15组件包括中空的转筒14,所述转筒14下方通过转塔15连接摄像头17,所示转筒14顶部通过吊架22连接中心柱7,所述转筒14上设置有旋转步进电机23,所述转筒14内设置有空心的齿轮轴,所述齿轮轴外固定有大齿轮20,所述旋转步进电机23的旋转轴连接有小齿轮21,所述小齿轮21与大齿轮20啮合,所述齿轮轴与转塔15连接。
作为具体的实现方式,通过旋转步进电机23带动小齿轮21、小齿轮21带动大齿轮20、大齿轮20带动转塔15的方式,实现了摄像头17的360度旋转,且在旋转的过程中可以方便的控制旋转的角度,达到对拍摄的物体始终处于正视的角度,提高观影效果。
进一步的,所述的齿轮轴轴心上安装有防止线缆18打转的滑环19。摄像头17的线缆18经空心的齿轮轴接通电源,在齿轮轴旋转的过程中,滑环19可以避免线缆18与齿轮轴同步旋转。
进一步的,所述的基板1上固定有防护罩24,所述防护罩24下部设置有便于摄像头17转动的开口。防护罩24有利于防尘防水,避免外界对电动云台的干扰。
进一步的,所述的基板1上设置有若干用于散热的散热孔。散热孔能有效避免直线步进电机11和旋转步进电机23频繁使用堆积大量的热量,确保电动云台的正常运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于示教演示的电动云台,包括中心柱(7)、位于中心柱(7)下方的摄像头(17)、位于中心柱(7)上方用于安装的基板(1),其特征在于:所述中心柱(7)上设置有角度调节装置,所述中心柱(7)与摄像头(17)之间设置有用于旋转摄像头(17)的转塔(15)组件。
2.根据权利要求1所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的角度调节装置包括顶端固定有球头(5)的中心柱(7)、位于中心柱(7)外侧的两组互成角度的直线运动机构,所示球头(5)与基板(1)球形连接,所述的直线运动结构包括推动中心柱(7)移动的动力组件和推动中心柱(7)恢复原位的弹性组件。
3.根据权利要求2所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的动力组件包括直线步进电机(11)、与直线步进电机(11)连接的滑块(8)以及滑槽(9),所述滑块(8)与滑槽(9)滑动连接,所述的弹性组件包括定位螺钉(4)、套设在定位螺钉(4)外的压缩弹簧(3)以及用于固定的定位座(2),所述定位螺钉(4)与定位座(2)活动连接,所述压缩弹簧(3)始终处于压缩状态。
4.根据权利要求3所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述直线步进电机(11)的转轴为丝杆,所述滑块(8)轴心为滚珠螺母,所述滑块(8)在靠近中心柱(7)的一侧设置有驱动球(25),所述驱动球(25)与中心柱(7)球面接触,所述的定位螺钉(4)在靠近中心柱(7)的端部设置有定位球(26),所述定位球(26)始终与中心柱(7)球面接触。
5.根据权利要求2~4任一所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的两组直线运动机构之间相互垂直。
6.根据权利要求2~4任一所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的两组直线运动机构之间形成锐角夹角。
7.根据权利要求1所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的转塔(15)组件包括中空的转筒(14),所述转筒(14)下方通过转塔(15)连接摄像头(17),所示转筒(14)顶部通过吊架(22)连接中心柱(7),所述转筒(14)上设置有旋转步进电机(23),所述转筒(14)内设置有空心的齿轮轴,所述齿轮轴外固定有大齿轮(20),所述旋转步进电机(23)的旋转轴连接有小齿轮(21),所述小齿轮(21)与大齿轮(20)啮合,所述齿轮轴与转塔(15)连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的齿轮轴轴心上安装有防止摄像头的线缆(18)打转的滑环(19)。
9.根据权利要求1所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的基板(1)上固定有防护罩(24),所述防护罩(24)下部设置有便于摄像头(17)转动的开口。
10.根据权利要求1所述的一种用于示教演示的电动云台,其特征在于:所述的基板(1)上设置有若干用于散热的散热孔。
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