CN113566072B - 一种全自动水下云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动水下云台，包括云台壳体和支撑装置。云台壳体包括上腔体和下腔体；上腔体内设有垂直方向转动伺服电机、垂直方向转动减速机和垂直方向转动输出轴，垂直方向转动输出轴外壁通过轴承连接于上腔体，垂直方向转动输出轴顶部连接有支撑杆连接座；下腔体内设有水平方向转动伺服电机、水平方向转动减速机和水平方向转动输出轴，水平方向转动减速机外壁通过轴承连接于下腔体，水平方向转动输出轴端部连接有传感器固定座，下腔体右端的顶部设有防水LEMO头底座；支撑装置连接支撑杆连接座。可以多个角度自由转动，转动角度更加精准，结构简单且紧凑，便于后期拆装和维护。

Description

一种全自动水下云台

技术领域

本发明涉及水下云台技术领域，尤其涉及一种全自动水下云台。

背景技术

水下声呐在水下观测鱼群运动状态的时候需要从不同角度和不同水深去观测，然而通常的办法就是需要一个人去提着固定声呐的架子，然后手动旋转架子来调整角度，再上下提升来调整深度，这样操作费时费力，需要至少两个人配合才能完成。另外，现有技术中的水下云台在各方向上转动的角度控制不太精准，结构复杂，不便于后期的拆装和维护。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种全自动水下云台，可以多个角度自由转动，转动角度更加精准，水下云台结构简单且紧凑，便于后期拆装和维护。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种全自动水下云台，包括云台壳体和支撑装置。

云台壳体包括垂直连接的上腔体和下腔体；

上腔体顶部设有垂直方向转动密封盖，上腔体内从下到上依次设有垂直方向转动伺服电机、垂直方向转动减速机和垂直方向转动输出轴，垂直方向转动输出轴外壁通过两个并列装配的轴承连接于上腔体内壁，垂直方向转动输出轴顶部贯穿垂直方向转动密封盖后连接有支撑杆连接座；

下腔体两端分别设有后密封盖和水平方向转动密封盖，下腔体内从右到左依次设有水平方向转动伺服电机、水平方向转动减速机和水平方向转动输出轴，水平方向转动减速机外壁通过两个并列装配的轴承连接于下腔体内壁，水平方向转动输出轴端部贯穿水平方向转动密封盖后连接有传感器固定座，传感器固定座用于连接声呐或者相机，下腔体右端的顶部设有防水LEMO头底座，防水LEMO头底座用于接插防水LEMO头插头；

支撑装置连接支撑杆连接座，用于调节云台壳体高度。

进一步的，垂直方向转动输出轴外壁还设有一个防尘圈和两个星型密封圈，防尘圈和星型密封圈位于垂直方向转动密封盖内，且位于轴承上方。

进一步的，水平方向转动输出轴外壁还设有一个防尘圈和两个星型密封圈，防尘圈和星型密封圈位于水平方向转动密封盖内，且位于轴承左侧。

进一步的，垂直方向转动密封盖与上腔体、后密封盖与下腔体、水平方向转动密封盖与下腔体之间均设有橡胶垫，垂直方向转动密封盖、后密封盖、水平方向转动密封盖均通过螺栓固定连接于云台壳体。

进一步的，水平方向转动伺服电机与水平方向转动减速机通过螺栓连接固定在一起，垂直方向转动伺服电机、垂直方向转动减速机通过螺栓连接固定在一起。

进一步的，传感器固定座、支撑杆连接座分别通过螺栓连接于云台壳体。

进一步的，防水LEMO头底座螺纹连接于云台壳体，防水LEMO头底座与云台壳体之间设有橡胶圈。

进一步的，支撑装置包括方形框、第一电机、第二电机、锯齿条和滑轮组，第一电机输出轴贯穿方形框一侧壁后连接有长条柱体，长条柱体另一端与方形框转动配合，长条柱体外侧壁设有螺纹槽，第二电机贯穿方形框一侧壁后连接有长条形齿轮，长条形齿轮另一端与方形框转动配合，长条柱体位于长条形齿轮的上方，方形框顶部设有支撑板，滑轮组设于支撑板的前壁，滑轮组分为第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮，第一滑轮和第二滑轮通过第一铰接杆连接，第二滑轮和第三滑轮通过第二铰接杆连接，第一铰接杆靠近第一滑轮的一端与支撑板转动配合，第一滑轮通过第一皮带连接第二滑轮，第三滑轮通过第二皮带连接第二滑轮，第三滑轮底部固定连接锯齿条，锯齿条与长条形齿轮啮合配合，锯齿条外设有滑套，滑套后壁设有滑块，滑块内壁设有导向柱，导向柱设于螺纹槽内，锯齿条底部设有连接杆，连接杆通过螺栓连接支撑杆连接座。

进一步的，支撑板前壁设有第一轨迹槽和第二轨迹槽，第一铰接杆另一端通过动轮设于第一轨迹槽，第二铰接杆靠近第三滑轮一端通过动轮设于第二轨迹槽。

进一步的，方形框前壁设有栏杆，滑套位于方形框与栏杆之间。

本发明的有益效果在于：水平方向转动伺服电机、水平方向转动减速机调节云台壳体在水平方向上的角度，垂直方向转动伺服电机、垂直方向转动减速机调节云台壳体在竖直方向上的角度，支撑装置可以调节云台壳体左右、上下的位置；本发明整体结构更加紧凑和简便；在各方向上转动的角度控制更加精准，并且在不额外添加传感器的情况下就能精准判断云台各方向上的转动角度；在满足防水要求的情况下更加地利于后期的拆装和维护。

附图说明

图1为实施例的云台壳体前视图；

图2为实施例的云台壳体右视图；

图3为图2中A的剖面图；

图4为实施例的云台壳体左视图；

图5为实施例的云台壳体俯视图；

图6为实施例的云台壳体仰视图；

图7为实施例的支撑装置前视图；

图8为实施例的方形框内部结构图；

图9为图8中B的局部放大图；

图10为实施例的滑轮组后壁结构图；

图11为实施例的传感器固定座安装声呐的结构图；

图12为实施例的传感器固定座安装声呐的平面图；

图13为实施例的传感器固定座安装相机的结构图；

图14为实施例的传感器固定座安装相机的平面图。

具体实施方式

如图7所示，本实施例提供了一种全自动水下云台，包括云台壳体1和支撑装置2。

具体的，如图1所示，云台壳体1的内部腔体包括垂直连接的上腔体111和下腔体112，如图2、图4、图5、图6所示，为云台壳体1的多个视图，如图3所示，为云台壳体1内部的结构，云台壳体1具体包括以下零件：垂直方向转动密封盖17、水平方向转动密封盖18、支撑杆连接座4、传感器固定座5、后密封盖19、防水LEMO头底座7、水平方向转动伺服电机8、水平方向转动减速机9、垂直方向转动伺服电机10、垂直方向转动减速机11、水平方向转动输出轴12、垂直方向转动输出轴13、轴承14、星型密封圈15、防尘圈16。

具体的，垂直方向转动伺服电机10与垂直方向转动减速机11通过螺栓连接固定在一起，并放置于上腔体111内部，紧贴上腔体111内部四个侧壁；垂直方向转动输出轴13套在垂直方向转动减速机11上端的输出轴上，用于传递其输出的扭矩；垂直方向转动输出轴13下部圆柱面过盈并列装配两个轴承14，轴承14外圆与垂直方向转动密封盖17过渡配合安装；垂直方向转动密封盖17上部依次安装一个防尘圈16和两个星型密封圈15，其中防尘圈16和星型密封圈15还与垂直方向转动输出轴13上部圆柱面压紧密封；垂直方向转动密封盖17与云台壳体1上端面之间安装一块橡胶垫，通过周围的螺栓进行紧固压紧密封；支撑杆连接座4套在垂直方向转动输出轴13上端，并通过一根螺栓进行固定，可传输垂直方向转动输出轴13输出的扭矩；支撑杆连接座4用于连接支撑杆连接座4，支撑杆连接座4用于调节云台壳体1高度。

具体的，水平方向转动伺服电机8与水平方向转动减速机9通过螺栓连接固定在一起，并放置于下腔体112内部，紧贴下腔体112内部四个侧壁；水平方向转动输出轴12套在水平方向转动减速机9上端输出轴上，用于传递其输出的扭矩；水平方向转动输出轴12下部圆柱面过盈并列装配两个轴承14，轴承14外圆与水平方向转动密封盖18过渡配合安装；水平方向转动密封盖18上部依次安装一个防尘圈16和两个星型密封圈15，其中防尘圈16和星型密封圈15还与水平方向转动输出轴12上部圆柱面压紧密封；水平方向转动密封盖18与云台壳体1左侧端面之间安装一块橡胶垫，通过周围的螺栓进行紧固压紧密封；传感器固定座5套在水平方向转动输出轴12上端，并通过一根螺栓进行固定，可传输水平方向转动输出轴12输出的扭矩；如图11、图12、图13、图14所示，传感器固定座5上端可以安装各种型号的水下声呐或者相机。

具体的，防水LEMO头底座7安装于云台壳体1尾部的一个平面上，LEMO头底座7与云台壳体1之间通过螺纹连接，压紧防水LEMO头底座7上的橡胶圈进行密封，从而达到防水的作用；防水LEMO头7下部各插针与水平方向转动伺服电机8和垂直方向转动伺服电机10的电源线进行焊接固定，防水LEMO头底座7上端可以接插防水LEMO头插头用于水平方向转动伺服电机8和垂直方向转动伺服电机10供电和传输控制信号等。

具体的，后密封盖19与云台壳体1右侧端面之间安装一块橡胶垫，通过周围的螺栓进行紧固压紧密封，从而达到防水的效果。

具体的，如图7所示，支撑装置2包括方形框24、第一电机21、第二电机22、锯齿条23和滑轮组3，如图8所示，方形框24形状为“日”字形，分为上层框和下层框，第一电机21输出轴贯穿上层框一侧壁后连接有长条柱体25，长条柱体25另一端与方形框24转动配合，长条柱体25外侧壁设有螺纹槽251，第二电机22贯穿下层框一侧壁后连接有长条形齿轮26，长条形齿轮26另一端与方形框24转动配合。

具体的，方形框24顶部设有支撑板6，滑轮组3设于支撑板6的前壁，如图10所示，滑轮组3分为第一滑轮31、第二滑轮32和第三滑轮33，第一滑轮31和第二滑轮32通过第一铰接杆321连接，第二滑轮32和第三滑轮33通过第二铰接杆322连接，第一铰接杆321靠近第一滑轮31的一端与支撑板6转动配合，第一滑轮31通过第一皮带34连接第二滑轮32，第三滑轮33通过第二皮带35连接第二滑轮32，第三滑轮33底部固定连接锯齿条23，锯齿条23与长条形齿轮26啮合配合。

具体的，如图9所示，锯齿条23外设有滑套231，锯齿条23可以在滑套231内上下滑动，滑套231内壁紧贴方形框24外壁设置，滑套231后壁设有滑块232，滑块232与上层框滑动配合，滑块232内壁设有导向柱233，导向柱233设于螺纹槽251内。

也就是说，第一电机21带动长条柱体25转动，通过导向柱233于螺纹槽251的配合，可以使锯齿条23左右移动；第二电机22带动长条形齿轮26转动，通过长条形齿轮26与锯齿条23的滑动配合，可以使锯齿条23上下移动；如果第一电机21和第二电机22同时转动，那么锯齿条23倾斜向上或者向下移动。

具体的，锯齿条23底部设有连接杆234，连接杆234通过螺栓连接支撑杆连接座4，本实施例第一电机21、第二电机22转动时，通过锯齿条23使云台壳体1左右、上下、倾斜向上或者倾斜向下移动。

为了提高锯齿条23移动时的稳定性，方形框24前壁设有栏杆241，滑套231前壁紧贴栏杆241后壁，所以滑套231在栏杆241内左右滑动，滑块232在上层框内左右滑动。

具体的，支撑板6前壁设有第一轨迹槽61和第二轨迹槽62，第一铰接杆321另一端通过动轮323设于第一轨迹槽61，第一轨迹槽61的形状为以第一滑轮31为圆心、第一铰接杆321为半径的弧形槽，第二铰接杆322靠近第三滑轮33一端通过动轮323设于第二轨迹槽62，第二轨迹槽62的形状可以有多种，根据实际需求设置，比如，当只需要第一电机21和第二电机22独立转动时，第二轨迹槽62为L形，且直角朝向左侧；当只需要第一电机21和第二电机22同时转动时，且使锯齿条23上下、左右移动速率相同时，第二轨迹槽62为倾斜的直线；当只需要第一电机21和第二电机22同时转动时，且使锯齿条23上下、左右移动速率不相同时，第二轨迹槽62为倾斜的曲线；当需要第一电机21和第二电机22可以独立转动，又需要它们可以同时转动时，且使锯齿条23上下、左右移动速率相同时，第二轨迹槽62为直角三角形，也就是本实施中的图7。

本实施例使用时，先利用第一电机21、第二电机22将锯齿条23调到最高处，方便安装云台壳体1；然后利用螺栓将云台壳体1安装于锯齿条23底部，将水下声呐或者相机安装于传感器固定座5，整理好云台壳体1的各种导线和电线；再利用第一电机21、第二电机22将云台壳体1下放到水中合适位置；水平方向转动伺服电机8、水平方向转动减速机9调节云台壳体1在水平方向上的角度，垂直方向转动伺服电机10、垂直方向转动减速机11调节云台壳体1在竖直方向上的角度，支撑装置2可以调节云台壳体1左右、上下的位置。

综上所述，本实施例整体结构更加紧凑和简便；在各方向上转动的角度控制更加精准，并且在不额外添加传感器的情况下就能精准判断云台各方向上的转动角度；在满足防水要求的情况下更加地利于后期的拆装和维护。

以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种全自动水下云台，其特征在于，包括云台壳体（1）和支撑装置（2）；

云台壳体（1）包括垂直连接的上腔体（111）和下腔体（112）；

上腔体（111）顶部设有垂直方向转动密封盖（17），上腔体（111）内从下到上依次设有垂直方向转动伺服电机（10）、垂直方向转动减速机（11）和垂直方向转动输出轴（13），垂直方向转动输出轴（13）外壁通过两个并列装配的轴承（14）连接于上腔体（111）内壁，垂直方向转动输出轴（13）顶部贯穿垂直方向转动密封盖（17）后连接有支撑杆连接座（4）；

下腔体（112）两端分别设有后密封盖（19）和水平方向转动密封盖（18），下腔体（112）内从右到左依次设有水平方向转动伺服电机（8）、水平方向转动减速机（9）和水平方向转动输出轴（12），水平方向转动减速机（9）外壁通过两个并列装配的轴承（14）连接于下腔体（112）内壁，水平方向转动输出轴（12）端部贯穿水平方向转动密封盖（18）后连接有传感器固定座（5），传感器固定座（5）用于连接声呐或者相机，下腔体（112）右端的顶部设有防水LEMO头底座（7），防水LEMO头底座（7）用于接插防水LEMO头插头；

支撑装置（2）连接支撑杆连接座（4），用于调节云台壳体（1）高度；

支撑装置（2）包括方形框（24）、第一电机（21）、第二电机（22）、锯齿条（23）和滑轮组（3），第一电机（21）输出轴贯穿方形框（24）一侧壁后连接有长条柱体（25），长条柱体（25）另一端与方形框（24）转动配合，长条柱体（25）外侧壁设有螺纹槽（251），第二电机（22）贯穿方形框（24）一侧壁后连接有长条形齿轮（26），长条形齿轮（26）另一端与方形框（24）转动配合，长条柱体（25）位于长条形齿轮（26）的上方，方形框（24）顶部设有支撑板（6），滑轮组（3）设于支撑板（6）的前壁，滑轮组（3）分为第一滑轮（31）、第二滑轮（32）和第三滑轮（33），第一滑轮（31）和第二滑轮（32）通过第一铰接杆（321）连接，第二滑轮（32）和第三滑轮（33）通过第二铰接杆（322）连接，第一铰接杆（321）靠近第一滑轮（31）的一端与支撑板（6）转动配合，第一滑轮（31）通过第一皮带（34）连接第二滑轮（32），第三滑轮（33）通过第二皮带（35）连接第二滑轮（32），第三滑轮（33）底部固定连接锯齿条（23），锯齿条（23）与长条形齿轮（26）啮合配合，锯齿条（23）外设有滑套（231），滑套（231）后壁设有滑块（232），滑块（232）内壁设有导向柱（233），导向柱（233）设于螺纹槽（251）内，锯齿条（23）底部设有连接杆（234），连接杆（234）通过螺栓连接支撑杆连接座（4）；

支撑板（6）前壁设有第一轨迹槽（61）和第二轨迹槽（62），第一铰接杆（321）另一端通过动轮（323）设于第一轨迹槽（61）内，第二铰接杆（322）靠近第三滑轮（33）一端通过动轮（323）设于第二轨迹槽（62）；

方形框（24）前壁设有栏杆（241），滑套（231）位于方形框（24）与栏杆（241）之间。

2.根据权利要求1所述的全自动水下云台，其特征在于，垂直方向转动输出轴（13）外壁还设有一个防尘圈（16）和两个星型密封圈（15），防尘圈（16）和星型密封圈（15）位于垂直方向转动密封盖（17）内，且位于轴承（14）上方。

3.根据权利要求1所述的全自动水下云台，其特征在于，水平方向转动输出轴（12）外壁还设有一个防尘圈（16）和两个星型密封圈（15），防尘圈（16）和星型密封圈（15）位于水平方向转动密封盖（18）内，且位于轴承（14）左侧。

4.根据权利要求1所述的全自动水下云台，其特征在于，垂直方向转动密封盖（17）与上腔体（111）、后密封盖（19）与下腔体（112）、水平方向转动密封盖（18）与下腔体（112）之间均设有橡胶垫，垂直方向转动密封盖（17）、后密封盖（19）、水平方向转动密封盖（18）均通过螺栓固定连接于云台壳体（1）。

5.根据权利要求1所述的全自动水下云台，其特征在于，水平方向转动伺服电机（8）与水平方向转动减速机（9）通过螺栓连接固定在一起，垂直方向转动伺服电机（10）、垂直方向转动减速机（11）通过螺栓连接固定在一起。

6.根据权利要求1所述的全自动水下云台，其特征在于，传感器固定座（5）、支撑杆连接座（4）分别通过螺栓连接于云台壳体（1）。

7.根据权利要求1所述的全自动水下云台，其特征在于，防水LEMO头底座（7）螺纹连接于云台壳体（1），防水LEMO头底座（7）与云台壳体（1）之间设有橡胶圈。