CN114484203A - 一种水下抗冲击云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水下抗冲击云台，底座和摄像机，底座顶部设有偏移旋转装置，偏移旋转装置上方对称设有安装板，安装板之间安装有俯仰基座，俯仰基座内安装有摄像机，安装板外侧均设有筋板，其中一侧筋板上安装有与偏移旋转装置搭配完成工作的偏移驱动机构，另一侧筋板上安装有与俯仰基座搭配完成工作的俯仰驱动机构，其中，底座通过连接装置与测试设备的固定面相连接；偏移旋转装置顶部对称设有俯仰导向槽，俯仰导向槽和俯仰基座底部之间通过俯仰滚珠滑动连接。本发明提供了一种耐压、密封性好的水下抗冲击云台，实现满足高压水环境下具备较强的抗冲击能力，该云台可实现云台的旋转和俯仰运动，以及调整照明和摄像视场角。

Description

一种水下抗冲击云台

技术领域

本发明涉及一种云台，具体的是涉及一种水下抗冲击云台，属于水下观测平台技术领域。

背景技术

某型水下产品需要验证其在高压水环境下的耐压情况，陆上试验主要是将水下产品放置于高压釜等试验设备中，通过安装在云台上的摄像机观察水下产品压爆瞬间的情况，远程控制云台的偏移和俯仰运动，可以使水下摄像机能够更好的观察到所需拍摄水下产品的部位。通过高压釜逐步增加水压，水下产品、云台、摄像机、照明灯均需承受水压，通过逐步增加水压，水下产品开始产生形变，当水压增加到水下产品所能承受的临界压力及更高压力下，水下产品瞬间被压扁破坏，水下压力也随之极速下降到极低的压力，压力的瞬间变化将产生的很大冲击和扰动。安装在云台上的摄像机触发记录水下产品压爆时形变的情况，通过后续的摄像机数据处理及软件识别，可精确的测量出水下产品应变时的情况。此时，云台及摄像机需要承受压力变化所造成的巨大冲击，在受冲击的瞬间，需保证云台及摄像机不损害，实属不易。

传统的水下云台，或因体积较大无法置于一定体积试验设备中，或因密封、耐压能力不足，无法在高压水环境中工作，更重要的是无法承受水下大冲击大扰动带来的影响正常工作。目前受资金、试验条件、研制周期的限制，大多数水下产品需要在陆上利用高压试验设备开展密封、耐压等试验，传统云台无法保证摄像机的观测效果。

因此，研制一种耐压、密封性好的水下抗冲击云台是解决上述技术问题的关键所在。

发明内容

针对上述背景技术中存在的诸多缺陷与不足，本发明对此进行了改进和创新，目的在于提供一种能够耐压、密封性好的水下抗冲击云台，实现满足高压水环境下持续工作并有较强的抗冲击能力。

本发明另一个发明目的是可对水下抗冲击云台进行照明和摄像视场角调整。

为解决上述问题并达到上述的发明目的，本发明一种水下抗冲击云台是通过采用下列的设计结构以及采用下列的技术方案来实现的：

作为本发明一种水下抗冲击云台的改进，包括底座(1)和摄像机(2)，所述底座(1)顶部设有偏移旋转装置(3)，偏移旋转装置(3)上方对称设有安装板(4)，安装板(4)之间安装有俯仰基座(5)，俯仰基座(5)内安装有摄像机(2)，安装板(4)外侧均设有筋板(6)，其中一侧筋板(6)上安装有与偏移旋转装置(3)搭配完成工作的偏移驱动机构(7)，另一侧筋板(6)上安装有与俯仰基座(5)搭配完成工作的俯仰驱动机构(8)，其中，底座(1)通过连接装置(9)与测试设备的固定面(10)相连接；偏移旋转装置(3)顶部对称设有俯仰导向槽(11)，俯仰导向槽(11)和俯仰基座(5)底部之间通过俯仰滚珠(12)滑动连接。

作为本发明上述的改进，所述底座(1)通过多个连接装置(9)固定在测试设备的固定面(10)上，支撑整个云台；连接装置(9)为柔性钢缆连接装置，该连接装置(9)有两个对称的端面，端面中心开设有螺纹孔，其中一端面通过螺钉与底座(1)连接，另一端面通过螺钉与测试设备的固定面(10)连接。

作为本发明上述的进一步改进，所述偏移旋转装置(3)包括固定连接在底座(1)上方的旋转轴承座(3a)，旋转轴承座(3a)内部通过轴承安装有中心轴(3b)，中心轴(3b)从下至上依序套设安装有偏移大齿轮(3c)和安装底板(3d)，安装底板(3d)通过平键和螺钉与中心轴(3b)连接，偏移大齿轮(3c)与旋转轴承座(3a)通过螺钉固定连接。

作为本发明上述的更进一步改进，所述偏移大齿轮(3c)上对称设有偏移限位槽(3e)，安装底板(3d)上设有与偏移限位槽(3e)相搭配工作的偏移限位柱(3f)，其中，偏移大齿轮(3c)上还设有用于支承安装底板(3d)的偏移滚珠(3g)，偏移滚珠(3g)设置在偏移大齿轮(3c)的外缘处。

作为本发明上述的又进一步改进，所述俯仰基座(5)通过俯仰轴螺钉(5a)安装在左、右两安装板(4)之间，俯仰基座(5)包括安装架(5b)和左安装条(5c)以及右安装条(5d)，安装架(5b)底部安装有俯仰滚珠安装座(5e)，俯仰滚珠安装座(5e)上安装有多个俯仰滚珠(12)，左安装条(5c)和右安装条(5d)两端通过俯仰轴螺钉(5a)与相对应的左侧和右侧的安装板(4)同轴连接；

安装架(5b)整体呈U形结构，U形的安装架(5b)两侧顶部均安装有照明装置(13)，其中，安装架(5b)的右安装条(5d)一侧安装有俯仰从动齿轮(5f),俯仰从动齿轮(5f)上安装有俯仰限位螺钉(5g)，右安装板上设有限位腰槽(5h)。

作为本发明上述的再进一步改进，所述摄像机(2)通过箍带(14)连接在安装架(5b)内，摄像机(2)的前端面设有电机安装座(2a)，电机安装座(2a)内固定安装有镜头开闭电机(2b)，镜头开闭电机轴上安装有镜头盖(2c)，镜头盖(2c)与镜头开闭电机轴固定连接。

作为本发明上述的再更进一步改进，所述偏移驱动机构(7)包括偏移电机(7a)、偏移涡轮(7b)和偏移蜗轮轴(7c)以及偏移蜗杆(7d)，偏移电机(7a)通过偏移第一轴承座(15)垂直安装在左侧的筋板(6)上，偏移蜗轮轴(7c)与安装在其上的偏移涡轮(7b)通过偏移第二轴承座(16)安装在安装底板(3d)上，偏移蜗轮轴(7c)的下端穿过安装底板(3d)固定安装有偏移小齿轮(7e)，偏移小齿轮(7e)与偏移大齿轮(3c)外壁齿合连接，偏移蜗杆(7d)通过其上的D型轴与偏移电机(7a)驱动轴的D型孔进行配合连接，再通过偏移第三轴承座(17)固定安装在另一侧筋板上。

作为本发明上述的又再更进一步改进，所述俯仰驱动机构(8)包括俯仰驱动电机(8a)、俯仰蜗轮(8b)和俯仰蜗轮轴(8c)以及俯仰蜗杆(8d)，俯仰驱动电机(8a)通过俯仰第一轴承座(18)垂直安装在右侧的筋板(6)上，俯仰蜗轮轴(8c)上套设有俯仰蜗轮(8b)，俯仰蜗轮(8b)与俯仰蜗杆(8d)啮合连接，俯仰蜗轮轴(8c)通过两套轴承固定支承在右侧的筋板(6)上，俯仰蜗轮轴(8c)的一端穿过相邻的安装板(4)通过平键及螺钉安装有俯仰驱动齿轮(8e)，俯仰驱动齿轮(8e)与俯仰从动齿轮(5f)形成外啮合连接。

作为本发明上述的又再更加进一步改进，所述偏移电机(7a)和所述俯仰驱动电机(8a)末端均设有水密插头(19)，水密插头(19)均与外部终端连接，实现控制信号的传输；旋转驱动电机的第一轴承座(15)和俯仰驱动电机的俯仰第一轴承座(18)上分别安装有密封圈，与相应电机轴的接触面上使用动密封圈(20)，与电机壳体内表面的接触面上使用静密封圈(21)。

作为本发明上述的还更加进一步改进，所述的俯仰导向槽(11)为圆弧凸台，内部设有俯仰滚珠(12)运动的槽；在偏移驱动机构(7)和俯仰驱动机构(8)的周围均设有导流罩(22)。

工作原理是：使用之前，操作人员先将水下抗冲击云台通过多个连接装置(9)固定在测试设备的固定面(10)上，使用时，操作人员只需通过外部终端对镜头开闭电机(2b)和偏移驱动机构(7)以及俯仰驱动机构(8)的控制来实现摄像机(2)偏移和俯仰运动，以及调整照明和摄像视场角。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明可实现高压水环境下持续观测被试产品的状态，并可抵抗因被试产品形态变化或扰动引起的冲击；可通过驱动电机驱动、涡轮蜗杆传动、齿轮啮合传动实现云台的旋转及俯仰运动；通过柔性钢缆连接装置的支承，可实现云台在水冲击及扰动情况下，保持姿态稳定或变化较小，满足安装测试要求；通过安装照明等实现水下环境的照明；通过动密封及静密封的使用，实现云台水下密封；通过滚珠与限位槽、限位柱的使用，有效减少了云台运动中的摩擦以及避免了云台运动幅度过大；还可对水下抗冲击云台进行照明和摄像视场角调整。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明的右视图；

图5是本发明的局部示意图；

图6是本发明俯仰导向槽部件示意图；

图7是本发明的底部安装示意图；

其中，图中标号：1—底座,2—摄像机2a—电机安装座,2b—镜头开闭电机,2c—镜头盖,3—偏移旋转装置，3a—旋转轴承座，3b—中心轴，3c—偏移大齿轮，3d—安装底板,3e—偏移限位槽,3f—偏移限位柱,3g—偏移滚珠,4—安装板,5—俯仰基座，5a—俯仰轴螺钉,5b—安装架,5c—左安装条,5d—右安装条,5e—俯仰滚珠安装座,5f—俯仰从动齿轮,5g—俯仰限位螺钉,5g—限位腰槽,6—筋板,7—偏移驱动机构,7a—偏移电机,7b—偏移涡轮,7c—偏移蜗轮轴,7d—偏移蜗杆,7e—偏移小齿轮,8—俯仰驱动机构,8a—俯仰驱动电机,8b—俯仰蜗轮,8c—俯仰蜗轮轴,8d—俯仰蜗杆,8e—俯仰驱动齿轮,9—连接装置,10—固定面,11—俯仰导向槽,12—俯仰滚珠,13—照明装置,14—箍带,15—偏移第一轴承座,16—偏移第二轴承座,17—偏移第三轴承座,18—俯仰第一轴承座,19—水密插头,20—动密封圈,21—静密封圈,22—导流罩，23—俯仰第二轴承座。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及具体实施方式对本发明的技术方案作更进一步详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如说明书附图所示的一种水下抗冲击云台，包括底座1和摄像机2，所述底座1顶部设有偏移旋转装置3，偏移旋转装置3上方对称设有安装板4，安装板4之间安装有俯仰基座5，俯仰基座5内安装有摄像机2，安装板4外侧均设有筋板6，其中一侧筋板6上安装有与偏移旋转装置3搭配完成工作的偏移驱动机构7，另一侧筋板6上安装有与俯仰基座5搭配完成工作的俯仰驱动机构8，其中，底座1通过连接装置9与测试设备的固定面10相连接；偏移旋转装置3顶部对称设有俯仰导向槽11，俯仰导向槽11和俯仰基座5底部之间通过俯仰滚珠12滑动连接。

在本发明中，偏移旋转装置3的安装底板3d上安装有左安装板、右安装板、左侧筋板、右侧筋板以及俯仰导向槽11作为基本的支撑架构；安装底板3d、右安装板、右侧筋板用于安装俯仰驱动机构8；左、右安装板之间通过俯仰轴螺钉5a固定安装俯仰基座5；安装底板3b上端面安装有俯仰导向槽11，用于与俯仰基座5的俯仰滚珠12形成滚动配合，可将水流对俯仰基座5及安装在其上的摄像机2等的冲击传递到安装底板3b上，有效减小俯仰基座5的对俯仰轴螺钉5a的冲击力。

通过偏移旋转装置3和偏移驱动机构7实现云台及摄像机2、照明装置13的偏移运动；通过俯仰驱动机构8和俯仰基座5实现云台及摄像机2、照明装置13的俯仰运动。

进一步的，底座1通过多个连接装置9固定在测试设备的固定面10上，支撑整个云台；连接装置9为柔性钢缆连接装置，该连接装置9有两个对称的端面，端面中心开设有螺纹孔，其中一端面通过螺钉与底座1连接，另一端面通过螺钉与测试设备的固定面10连接。

在本发明中，水下抗冲击云台通过多个连接装置9固定在压力罐或压力釜等测试设备的固定面10上，当云台受到水冲击或扰动时，能够利用钢缆的韧性进行缓冲，减小云台的位置晃动与变形。

进一步的，偏移旋转装置3包括固定连接在底座1上方的旋转轴承座3a，旋转轴承座3a内部通过轴承安装有中心轴3b，中心轴3b从下至上依序套设安装有偏移大齿轮3c和安装底板3d，安装底板3d通过平键和螺钉与中心轴3b连接，偏移大齿轮3c与旋转轴承座3a通过螺钉固定连接。

在本发明中，旋转轴承座3a内安装有两组角接触轴承及中心轴3b，中心轴3b通过平键及螺栓与安装底板3d固定连接为一体；云台偏移运动时，底座1、旋转轴承座3a、偏移大齿轮3c固定不动，中心轴3b及偏移旋转装置3可偏移旋转，运动轴线是中心轴3b的轴线，安装在偏移大齿轮3c上的偏移滚珠3g与安装底板3d作为主要支撑，可减少冲击力对中心轴3b及轴承的冲击力。

具体的，偏移大齿轮3c上对称设有偏移限位槽3e，安装底板3d上设有与偏移限位槽3e相搭配工作的偏移限位柱3f，其中，偏移大齿轮3c上还设有用于支承安装底板3d的偏移滚珠3g，偏移滚珠3g设置在偏移大齿轮3c的外缘处。

在本发明中，偏移大齿轮3c上部开有左右对称的两段的偏移限位槽3e，偏移限位槽3e为圆弧状，安装底板3d下部对应位置的偏移限位柱3f被限定在偏移限位槽3e中，当云台旋转时，偏移限位柱3f同步在偏移限位槽3e中运动，运动到偏移限位槽3e边缘时，被挡住，偏移限位槽3e的存在起到定位作用；

偏移滚珠3g布置在偏移大齿轮3c的外缘，安装底板3d与偏移大齿轮3c之间不直接接触，使整个偏移大齿轮3c受力均匀，减少安装底板3d上传递过来的翻转力矩；偏移大齿轮3c通过偏移滚珠3g支撑安装底板3d，当云台旋转运动时，偏移滚珠3g的存在使得端面接触摩擦变为滚动摩擦，减小旋转时的阻力及端面磨损，同时增加偏移旋转装置3运动的稳定性及承载能力，偏移滚珠3g上部有部分嵌入安装底板3d中，在云台受到冲击时能够将横载荷通过滚珠传递到偏移大齿轮3c上，保护中心轴3b和偏移蜗轮轴7c不受横向载荷影响。

进一步的，俯仰基座5通过俯仰轴螺钉5a安装在左、右两安装板4之间，俯仰基座5包括安装架5b和左安装条5c以及右安装条5d，安装架5b底部安装有俯仰滚珠安装座5e，俯仰滚珠安装座5e上安装有多个俯仰滚珠12，左安装条5c和右安装条5d两端通过俯仰轴螺钉5a与相对应的左侧和右侧的安装板4同轴连接；

安装架5b整体呈U形结构，U形的安装架5b两侧顶部均安装有照明装置13，其中，安装架5b的右安装条5d一侧安装有俯仰从动齿轮5f,俯仰从动齿轮5f上安装有俯仰限位螺钉5g，右安装板上设有限位腰槽5h。

在本发明中，俯仰基座5通过螺纹与俯仰轴螺钉5a固定连接，俯仰轴螺钉5a通过轴承限制连接在安装板4上，俯仰轴螺钉5a既是连接件也是俯仰运动的轴零件，简化了俯仰运动机构的设计；俯仰基座5上通过安装架安装有两台照明灯，在云台作旋转或俯仰运动时，照明灯同步随动，能够提供良好的照明；俯仰基座5将摄像机2、照明装置13的重量通过俯仰滚珠安装座5e传递到俯仰滚珠12上，再通过俯仰导向槽11传递到安装底板3d上，使得安装在俯仰基座5两端的俯仰轴螺钉5a不承受垂直载荷，避免俯仰轴螺钉5a受力变形影响云台的俯仰运动；

俯仰基座5旋转时，安装在俯仰滚珠安装座5e上的俯仰滚珠12在安装底板3d上的俯仰导向槽11内运动，保证了俯仰基座5的平稳旋转；俯仰从动齿轮5f是固定安装在安装架5b的右安装条5d上的，从而通过俯仰驱动机构8带动安装架5b做俯仰运动；

安装架5b设计为一个U型结构，是为了将摄像机2安装到尽量低的位置，降低冲击力对底部偏移旋转装置3的倾覆扭矩；

同时，俯仰从动齿轮5f上安装有俯仰限位螺钉5g，右安装板上设有限位腰槽5h，可将俯仰基座5的运动范围限制在限位腰槽4h所设置的角度内，避免云台旋转过大造成各外接电缆互相缠绕。

具体的，摄像机2通过箍带14连接在安装架5b内，摄像机2的前端面设有电机安装座2a，电机安装座2a内固定安装有镜头开闭电机2b，镜头开闭电机轴上安装有镜头盖2c，镜头盖2c与镜头开闭电机轴固定连接。

在本发明中，当镜头开闭电机2b启动后，能够通过电机轴带动镜头盖2c以镜头开闭电机2b的轴线为旋转轴，作旋转运动，实现镜头盖2c的开闭，镜头盖2c上安装有透窗玻璃，可防止冲击过程中爆破的飞溅物直接作用到摄像机2的透窗上，对摄像机2起一定的保护作用。

进一步的，偏移驱动机构7包括偏移电机7a、偏移涡轮7b和偏移蜗轮轴7c以及偏移蜗杆7d，偏移电机7a通过偏移第一轴承座15垂直安装在左侧的筋板6上，偏移蜗轮轴7c与安装在其上的偏移涡轮7b通过偏移第二轴承座16安装在安装底板3d上，偏移蜗轮轴7c的下端穿过安装底板3d固定安装有偏移小齿轮7e，偏移小齿轮7e与偏移大齿轮3c外壁齿合连接，偏移蜗杆7d通过其上的D型轴与偏移电机7a驱动轴的D型孔进行配合连接，再通过偏移第三轴承座17固定安装在另一侧筋板上。

在本发明中，利用偏移涡轮7b和偏移蜗杆7d传动自锁的特点，当云台偏移到位后，偏移驱动机构7自锁，偏移涡轮7b无法运动，使得套在偏移涡轮7b上的偏移蜗轮轴7c以及偏移小齿轮7e无法运动，在云台受到冲击扰动时能够保持姿态稳定。

进一步的，俯仰驱动机构8包括俯仰驱动电机8a、俯仰蜗轮8b和俯仰蜗轮轴8c以及俯仰蜗杆8d，俯仰驱动电机8a通过俯仰第一轴承座18垂直安装在右侧的筋板6上，俯仰蜗轮轴8c上套设有俯仰蜗轮8b，俯仰蜗轮8b与俯仰蜗杆8d啮合连接，俯仰蜗轮轴8c通过两套轴承固定支承在右侧的筋板6上，俯仰蜗轮轴8c的一端穿过相邻的安装板4通过平键及螺钉安装有俯仰驱动齿轮8e，俯仰驱动齿轮8e与俯仰从动齿轮5f形成外啮合连接。

在本发明中，利用俯仰蜗轮8b和俯仰蜗杆8d传动自锁的特点，当云台俯仰到位后，俯仰驱动机构8自锁，俯仰蜗轮8b无法运动，使得套在俯仰蜗轮8b上的俯仰蜗轮轴8c以及俯仰驱动齿轮8e无法运动，在云台受到冲击扰动时能够保持姿态稳定。

更具体的，偏移电机7a和所述俯仰驱动电机8a末端均设有水密插头19，水密插头19均与外部终端连接，实现控制信号的传输；旋转驱动电机的第一轴承座15和俯仰驱动电机的俯仰第一轴承座18上分别安装有密封圈，与相应电机轴的接触面上使用动密封圈20，与电机壳体内表面的接触面上使用静密封圈21。

在本发明中，偏移电机7a和俯仰驱动电机8a的轴承座上分别安装有密封圈，确保电机运转中始终保持内部密封。

进一步的，俯仰导向槽11为圆弧凸台，内部设有俯仰滚珠12运动的槽；在偏移驱动机构7和俯仰驱动机构8的周围均设有导流罩22。

在本发明中，俯仰导向槽11具有一定弧度，使得云台在做俯仰运动时，俯仰滚珠12能够在俯仰导向槽11内随之而作圆周运动，使俯仰滚珠12能够在任何位置都能同时与俯仰导向槽11和俯仰滚珠安装座5e接触，不中断传力路径；云台做俯仰运动时，装在俯仰基座5上的俯仰滚珠12只能在俯仰导向槽11中运动，当俯仰滚珠12运动到俯仰导向槽11边界即最高点时，被挡住，限制了云台的俯仰运动；俯仰导向槽11的轨道限制了俯仰滚珠12的运动距离，也间接限制云台的最大俯仰角，避免云台旋转过大造成各外接电缆互相缠绕；

在偏移驱动机构7和俯仰驱动机构8的周围均包裹有导流罩22，导流罩22不仅能够防止杂物掉落到传动机构内使传动机构损坏；还能够在云台受到水流冲击时，改变水流运动方向，降低阻尼系数，有效减小水流对云台的冲击力。

在本发明中，水下抗冲击云台俯仰基座5上并不限于安装摄像机2，亦可将相同外形尺寸的水下设备安装到云台俯仰基座5上；俯仰基座5上并不限于安装水下照明灯，只要所需安装设备的支撑位置开有对应的螺纹孔，亦可将设备通过螺纹连接固定安装到照明灯安装支架上，以此实现水下抗冲击云台的功能拓展。

在本发明中，中心轴3b、偏移电机轴、偏移蜗轮轴7c和俯仰电机轴以及俯仰蜗轮轴8c均在轴两端对称布置轴承，有效减少了轴承之间的间隙，增加运动的平稳性。

综上所述，本发明更为具体的实施方式是：

上述设计结构的一种水下抗冲击云台在进行使用之前，需要将其进行制作完成的该一种云台通过人工或是相应的搬运设备将其搬运至指定的工作位置加以安装作为备用。

具体的安装步骤是：

首先，在偏移电机7a驱动轴密封槽内套上动密封圈20，偏移蜗杆7d通过两套轴承安装在电机的偏移第一轴承座15和偏移第三轴承座17上，安装有驱动电机的轴承盖通过螺钉安装在偏移第一轴承座15上，偏移第一轴承座15上装配静密封圈21后通过螺钉固定安装在电机筒体上，使偏移电机7a被保护在密封筒中，偏移电机7a通过装配在密封筒上的水密插头19与外部终端连接，

同理，在俯仰驱动电机8a驱动轴密封槽内套上动密封圈20，俯仰蜗杆8d通过两套轴承安装在电机的俯仰第一轴承座18上，安装有驱动电机的轴承盖通过螺钉安装在俯仰第一轴承座18上，俯仰第一轴承座18上装配静密封圈21后通过螺钉固定安装在电机筒体上，使俯仰驱动电机8a被保护在密封筒中，俯仰驱动电机8a通过装配在密封筒上的水密插头19与外部终端连接；

然后，通过轴承将中心轴3b安装到旋转轴承座3a中，底部通过垫片用螺栓上紧，将旋转轴承座3a底部用螺钉装配在底座1上，旋转轴承座3a上部用螺钉装配偏移大齿轮3c，偏移大齿轮3c上装配偏移滚珠3g，底座1上装配柔性钢缆连接装置9，柔性钢缆连接装置9端面与固定面10用螺钉连接，完成底部支撑底座1的安装；

其次，在安装底板3d上装配左右对称的安装板4，左右的侧筋板6，俯仰导向槽11，偏移限位柱3f，完成偏移旋转装置3的安装；

再其次，在安装底板3d左侧装配偏移蜗轮轴7c的轴承及轴承盖，将偏移蜗轮轴7c装配偏移涡轮7b后装配到安装板左侧的轴承内，偏移蜗轮轴7c底部安装偏移小齿轮7e，用垫片及螺钉上紧；在左侧的筋板6上用螺钉装配偏移电机7a，将偏移蜗杆7d的一端D型轴插入到偏移电机7a驱动轴的D型孔内，偏移蜗杆7d的另一端轴上装配轴承及偏移第三轴承座17，将偏移第三轴承座17用螺钉装配到安装底板3d上，将偏移蜗轮轴7c的上端装配轴承及偏移第二轴承座16，将偏移第二轴承座16用螺钉装配到左侧的安装板4上，完成偏移驱动机构7的安装；

紧接着，将装配有偏移驱动机构7的偏移旋转装置3装配到中心轴3b上，偏移小齿轮7e与偏移大齿轮3c进行啮合，偏移限位柱3f插入到偏移限位槽3e中，中心轴3b与安装底板3d的键槽内装入平键，用垫片及螺栓固定中心轴3b与安装底板3d，用内六角调整偏移滚珠3g，使偏移滚珠3g与安装底板3d的圆弧槽对应贴合；

紧接着，在安装架5b两侧分别装配左安装条5c和右安装条5d，底部装配俯仰滚珠安装座5e，俯仰滚珠安装座5e内装配俯仰滚珠12，在右安装条5d上装配俯仰从动齿轮5f，在左右两侧的安装板4的俯仰轴螺钉安装孔内装配轴承，将俯仰基座5放到偏移旋转装置3的俯仰导向槽11内，将俯仰轴螺钉5a上紧到俯仰基座5的左安装条5c和右安装条5d上，用内六角调整俯仰滚珠12，使俯仰滚珠12与安装底板3d的俯仰导向槽11的圆弧对应贴合，将俯仰限位螺钉5g穿过右侧安装板4的限位腰槽5h后装配到俯仰从动齿轮5f上，完成俯仰基座5的安装；

紧接着，将俯仰驱动电机8a装配到右侧的筋板6上，将俯仰蜗杆8d的一端D型轴插入到俯仰驱动电机8a驱动轴的D型孔内，俯仰蜗杆8d的另一端轴上装配轴承及俯仰第二轴承座23，将俯仰第二轴承座23用螺钉固定在安装底板3d上，在右安装板4的俯仰蜗轮轴8c安装孔内装配轴承，用轴承盖压紧，俯仰蜗轮轴8c装配俯仰蜗轮8b后，左端穿过轴承，蜗轮与蜗杆啮合，俯仰蜗轮轴8c的右端装配轴承及轴承座4j，将轴承座4j固定在安装底板3d上，在俯仰蜗轮轴8c的左端装配俯仰驱动齿轮8e，装配平键后用垫片及螺钉压紧，俯仰驱动齿轮8e与俯仰从动齿轮5f进行啮合，完成俯仰驱动机构8的安装；

紧接着，将电机安装座2a安装在摄像机2前端面，镜头开闭电机2b安装到电机安装座2a上，再将镜头盖2c固定在电机轴上，将摄像机2及其电机安装座2a、镜头开闭电机2b、镜头盖2c组成的整体放入U型俯仰基座5中，使用两端的箍带14将摄像机2固定到俯仰基座5上；通过照明灯支撑架将照明装置13装配到俯仰基座5上；

最后，将导流罩22安装到左、右安装板4和安装底板3d上，使电机、蜗轮、蜗杆等驱动机构完全被导流罩22包裹。

具体的使用步骤是：

操作人员先将水下抗冲击云台通过多个连接装置9固定在测试设备的固定面10上，使用时，操作人员通过外部终端对镜头开闭电机2b和偏移驱动机构7以及俯仰驱动机构8的控制来实现摄像机2偏移和俯仰运动，以及调整照明和摄像视场角；

在本发明中，当镜头开闭电机2b启动后，能够通过电机轴带动镜头盖2c以镜头开闭电机2b的轴线为旋转轴，作旋转运动，实现镜头盖2c的开闭，镜头盖2c上安装有透窗玻璃，可防止冲击过程中爆破的飞溅物直接作用到摄像机2的透窗上，对摄像机2起一定的保护作用；

在本发明中，当偏移电机7a的电机轴转动时，通过偏移涡轮7b传动，将运动通过偏移涡轮7b传递到偏移蜗轮轴7c上，偏移蜗轮轴7c带动旋转偏移小齿轮7e运动，因偏移大齿轮3c和旋转轴承座3a是固连的，旋转轴承座3a与底座1固连，因此偏移大齿轮3c始终保持不动，此时旋转偏移小齿轮7e在驱动下将绕偏移大齿轮3c的外轮廓作圆周运动，同时带动安装底板3d同步作圆周运动；摄像机2、照明装置13等都是承载在安装底板3d上，因此可实现云台的偏移旋转运动；偏移电机7a的正、反转对应云台的逆时针或顺时针旋转运动；

在本发明中，整个摄像机2固连于俯仰基座5，随俯仰基座5同步运动；照明灯通过照明灯支撑架固连于俯仰基座5上，亦可随俯仰基座5同步运动；当俯仰驱动电机8a的电机轴旋转时，通过俯仰蜗杆8d传动，将运动通过俯仰蜗杆8d、俯仰蜗轮8b传递到俯仰蜗轮轴8c上，俯仰蜗轮轴8c带动俯仰驱动齿轮8e运动，俯仰驱动齿轮8e通过俯仰从动齿轮5f将运动传递到俯仰基座5上，俯仰基座5以左右两个俯仰轴螺钉5a为轴，实现云台的俯仰运动，俯仰驱动电机8a的正、反转对应云台的俯、仰运动。

最后，需要说明的是，以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种水下抗冲击云台，包括底座(1)和摄像机(2)，其特征在于：所述底座(1)顶部设有偏移旋转装置(3)，偏移旋转装置(3)上方对称设有安装板(4)，安装板(4)之间安装有俯仰基座(5)，俯仰基座(5)内安装有摄像机(2)，安装板(4)外侧均设有筋板(6)，其中一侧筋板(6)上安装有与偏移旋转装置(3)搭配完成工作的偏移驱动机构(7)，另一侧筋板(6)上安装有与俯仰基座(5)搭配完成工作的俯仰驱动机构(8)，其中，底座(1)通过连接装置(9)与测试设备的固定面(10)相连接；偏移旋转装置(3)顶部对称设有俯仰导向槽(11)，俯仰导向槽(11)和俯仰基座(5)底部之间通过俯仰滚珠(12)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述底座(1)通过多个连接装置(9)固定在测试设备的固定面(10)上，支撑整个云台；连接装置(9)为柔性钢缆连接装置，该连接装置(9)有两个对称的端面，端面中心开设有螺纹孔，其中一端面通过螺钉与底座(1)连接，另一端面通过螺钉与测试设备的固定面(10)连接。

3.根据权利要求1所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述偏移旋转装置(3)包括固定连接在底座(1)上方的旋转轴承座(3a)，旋转轴承座(3a)内部通过轴承安装有中心轴(3b)，中心轴(3b)从下至上依序套设安装有偏移大齿轮(3c)和安装底板(3d)，安装底板(3d)通过平键和螺钉与中心轴(3b)连接，偏移大齿轮(3c)与旋转轴承座(3a)通过螺钉固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述偏移大齿轮(3c)上对称设有偏移限位槽(3e)，安装底板(3d)上设有与偏移限位槽(3e)相搭配工作的偏移限位柱(3f)，其中，偏移大齿轮(3c)上还设有用于支承安装底板(3d)的偏移滚珠(3g)，偏移滚珠(3g)设置在偏移大齿轮(3c)的外缘处。

5.根据权利要求1所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述俯仰基座(5)通过俯仰轴螺钉(5a)安装在左、右两安装板(4)之间，俯仰基座(5)包括安装架(5b)和左安装条(5c)以及右安装条(5d)，安装架(5b)底部安装有俯仰滚珠安装座(5e)，俯仰滚珠安装座(5e)上安装有多个俯仰滚珠(12)，左安装条(5c)和右安装条(5d)两端通过俯仰轴螺钉(5a)与相对应的左侧和右侧的安装板(4)同轴连接；

安装架(5b)整体呈U形结构，U形的安装架(5b)两侧顶部均安装有照明装置(13)，其中，安装架(5b)的右安装条(5d)一侧安装有俯仰从动齿轮(5f),俯仰从动齿轮(5f)上安装有俯仰限位螺钉(5g)，右安装板上设有限位腰槽(5h)。

6.根据权利要求5所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述摄像机(2)通过箍带(14)连接在安装架(5b)内，摄像机(2)的前端面设有电机安装座(2a)，电机安装座(2a)内固定安装有镜头开闭电机(2b)，镜头开闭电机轴上安装有镜头盖(2c)，镜头盖(2c)与镜头开闭电机轴固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述偏移驱动机构(7)包括偏移电机(7a)、偏移涡轮(7b)和偏移蜗轮轴(7c)以及偏移蜗杆(7d)，偏移电机(7a)通过偏移第一轴承座(15)垂直安装在左侧的筋板(6)上，偏移蜗轮轴(7c)与安装在其上的偏移涡轮(7b)通过偏移第二轴承座(16)安装在安装底板(3d)上，偏移蜗轮轴(7c)的下端穿过安装底板(3d)固定安装有偏移小齿轮(7e)，偏移小齿轮(7e)与偏移大齿轮(3c)外壁齿合连接，偏移蜗杆(7d)通过其上的D型轴与偏移电机(7a)驱动轴的D型孔进行配合连接，再通过偏移第三轴承座(17)固定安装在另一侧筋板上。

8.根据权利要求1所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述俯仰驱动机构(8)包括俯仰驱动电机(8a)、俯仰蜗轮(8b)和俯仰蜗轮轴(8c)以及俯仰蜗杆(8d)，俯仰驱动电机(8a)通过俯仰第一轴承座(18)垂直安装在右侧的筋板(6)上，俯仰蜗轮轴(8c)上套设有俯仰蜗轮(8b)，俯仰蜗轮(8b)与俯仰蜗杆(8d)啮合连接，俯仰蜗轮轴(8c)通过两套轴承固定支承在右侧的筋板(6)上，俯仰蜗轮轴(8c)的一端穿过相邻的安装板(4)通过平键及螺钉安装有俯仰驱动齿轮(8e)，俯仰驱动齿轮(8e)与俯仰从动齿轮(5f)形成外啮合连接。

9.根据权利要求7或8所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述偏移电机(7a)和所述俯仰驱动电机(8a)末端均设有水密插头(19)，水密插头(19)均与外部终端连接，实现控制信号的传输；旋转驱动电机的第一轴承座(15)和俯仰驱动电机的俯仰第一轴承座(18)上分别安装有密封圈，与相应电机轴的接触面上使用动密封圈(20)，与电机壳体内表面的接触面上使用静密封圈(21)。

10.根据权利要求1所述的一种水下抗冲击云台，其特征在于：所述的俯仰导向槽(11)为圆弧凸台，内部设有俯仰滚珠(12)运动的槽；在偏移驱动机构(7)和俯仰驱动机构(8)的周围均设有导流罩(22)。

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