CN215807513U - 一种集成化云台 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种集成化云台，属于云台技术领域；该集成化云台包括骨架结构,骨架结构中部为连接板，连接板两侧分别设有至少两个安装板，安装板与连接板垂直；骨架结构一侧的至少两个安装板之间安装有俯仰电机；连接板远离俯仰电机的一侧设有俯仰传动机构；俯仰电机的输出端通过连接板上的通孔与俯仰传动机构连接；俯仰传动机构的另一端连接至旋转驱动机构，用于调节云台的俯仰角度；旋转驱动机构还内置旋转电机，用于调整云台的水平角度；云台还包括外部连接套件，外部连接套件一端为矩形外壳；骨架结构安装俯仰电机的一端和俯仰电机均置于矩形外壳内；外部连接套件另一端用于连接外部设备。

Description

一种集成化云台

技术领域

本申请属于云台技术领域，尤其是涉及一种集成化云台。

背景技术

云台作为承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，广泛应用于各固定的监控平台、无人机或移动机器人，但目前的云台在负载和自重比均较为有限，如用于室内或室外固定平台的监控云台因对安装空间的要求相对不敏感，其自身体积和重量往往较大，而用于无人机或移动机器人上的云台，受制于无人机或移动机器人本体的承载能力和安装限制，对云台的负载自重比，结构的紧凑性以及模块化多场景的适用性提出了更高的要求。而目前在移动机器人上应用的云台其结构匹配适用性较差，大部分为将固定平台上应用的云台直接借用或做一些匹配性的改型设计，但在实际使用过程中存在以下缺陷：云台的承载能力较小，可调整度不高，无法独立进行大范围调节，需要移动底盘的配合才能实现全视角的监测，在断电的情况下，无法实现自锁和位置保持。

实用新型内容

本申请实施例提供一种集成化云台，至少能够解决现有技术中云台效果不好的问题。

本申请实施例提供的一种集成化云台，包括骨架结构,骨架结构中部为连接板，连接板两侧分别设有至少两个安装板，安装板与连接板垂直；

骨架结构一侧的至少两个安装板之间安装有俯仰电机；

连接板远离俯仰电机的一侧设有俯仰传动机构；

俯仰电机的输出端通过连接板上的通孔与俯仰传动机构连接；俯仰传动机构的另一端连接至旋转驱动机构，用于调节云台的俯仰角度；

旋转驱动机构还内置旋转电机，用于调整云台的水平角度；

云台还包括外部连接套件，外部连接套件一端为矩形外壳；骨架结构安装俯仰电机的一端和俯仰电机均置于矩形外壳内；外部连接套件另一端用于连接外部设备。

在一些可选的实施例中，外部连接套件另一端为套管，套管端部设有与机械臂末端连接用的连接法兰。

在一些可选的实施例中，俯仰电机和俯仰传动机构之间还连接有减速机。

在一些可选的实施例中，俯仰电机还连接俯仰编码器和俯仰驱动器，俯仰驱动器通过第一安装座安装于骨架结构上。

在一些可选的实施例中，俯仰电机采用空心杯伺服直流电机；减速机为多级行星减速机。

在一些可选的实施例中，俯仰传动机构包括动连杆、蜗杆轴、涡轮、俯仰轴；

蜗杆轴、涡轮通过第二安装座安装于骨架结构上；

减速机的输出轴通过传动连杆与蜗杆轴相连，从而带动涡轮的旋转，进而驱动俯仰轴的运动；俯仰轴连接至旋转驱动机构。

在一些可选的实施例中，俯仰轴、涡轮、蜗杆轴的对侧，设置有多圈绝对值编码器。

在一些可选的实施例中，旋转驱动机构本体为柱状结构，柱状结构两端分别连接至俯仰轴；柱状结构的径向方向向外延伸形成安装孔，安装孔内安装有安装座；柱状结构内置旋转电机，旋转电机的用于驱动安装座旋转。

在一些可选的实施例中，安装座上还设有与相机组件连接的法兰盘。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请实施例提供的集成化云台，采用高度集成的设计，将俯仰和旋转两自由度的驱动部件和控制器均集成在云台的结构体内，使得云台可以作为一个完全独立的功能模块组件，部装至所需要的各类移动机器人或机械臂上，使用效果较好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所述的一种集成化云台的示意图；

图2为本申请实施例所述的一种集成化云台的爆炸图示意图。

附图标记说明：

01、外部连接套件；02、骨架结构；03、俯仰电机；04、俯仰传动机构；05、左侧外壳；06、第二安装座；07、旋转驱动机构；08、俯仰编码器；09、第一安装座；10、右侧外壳；11、俯仰驱动器。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如背景技术部分所述，现有云台的承载能力较小，可调整度不高，无法独立进行大范围调节，需要移动底盘的配合才能实现全视角的监测，在断电的情况下，无法实现自锁和位置保持。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种模块化、结构简单、高负载自重比、高适配性以及安装简单的云台及其驱动机构，解决在移动机器人和机械臂上应用云台的局限性，断电后无法实现自锁、位置保持和记忆的问题，还可以解决云台需要单独配置防水、防尘罩的问题。

下面结合附图详细介绍本申请实施例提供的集成化云台。

请参考图1-图2，该集成化云台，包括骨架结构02,骨架结构02中部为连接板，连接板两侧分别设有至少两个安装板，安装板与连接板垂直；

骨架结构02一侧的至少两个安装板之间安装有俯仰电机03；

连接板远离俯仰电机03的一侧设有俯仰传动机构04；

俯仰电机03的输出端通过连接板上的通孔与俯仰传动机构04连接；俯仰传动机构04的另一端连接至旋转驱动机构07，用于调节云台的俯仰角度；

旋转驱动机构07还内置旋转电机，用于调整云台的水平角度；

云台还包括外部连接套件01，外部连接套件01一端为矩形外壳；骨架结构02安装俯仰电机03的一端和俯仰电机03均置于矩形外壳内；外部连接套件01另一端用于连接外部设备。

在一些可选的实施例中，俯仰电机03和俯仰传动机构04之间还连接有减速机。

在一些可选的实施例中，俯仰电机03还连接俯仰编码器08和俯仰驱动器11，俯仰驱动器11通过第一安装座09安装于骨架结构02上。

在一些可选的实施例中，俯仰传动机构04包括动连杆、蜗杆轴、涡轮、俯仰轴；

蜗杆轴、涡轮通过第二安装座06安装于骨架结构02上；

减速机的输出轴通过传动连杆与蜗杆轴相连，从而带动涡轮的旋转，进而驱动俯仰轴的运动；俯仰轴连接至旋转驱动机构07。

在一些可选的实施例中，旋转驱动机构07本体为柱状结构，柱状结构两端分别连接至俯仰轴；柱状结构的径向方向向外延伸形成安装孔，安装孔内安装有安装座；柱状结构内置旋转电机，旋转电机的用于驱动安装座旋转。

请继续参考图2，外部连接套件01可以是套管也可以是与各工业或协作机械臂末端通用的连接法兰，通过螺栓与云台的骨架结构02相连，同时考虑云台的防水、防尘在连接套件的矩形外壳与骨架结构02结合面处设置轴向密封圈。

在该矩形外壳内，将俯仰驱动的电机、减速机组件和控制器分别布置在左右两侧，并通过螺栓固定在骨架结构02上。

用作俯仰驱动的电机采用空心杯伺服直流电机，减速机为多级行星减速机。减速机的输出轴通过传动连杆与蜗杆轴相连，从而带动涡轮的旋转，进而驱动俯仰轴的运动。

考虑云台可以进行自主控制，在俯仰轴涡轮蜗杆的对侧，设置多圈绝对值编码器。

末端的旋转运动采用集成化的一体式电机，即将电机、减速机、绝对值编码器和驱动器均集成在一体。

云台的所有动力线和控制线均布置于内部，可通过云台壳体内设计的通道和关节处的中心孔进行走线连接。

同样，考虑到密封的要求，在俯仰关节的涡轮组件处设置骨架轴封。在末端的旋转电机上，外套一个可以和各类相机组件连接的多用途法兰盘。

俯仰轴的空心杯电机+多级行星减速机+连杆+涡轮蜗杆的传动方式，可以在极限小巧、轻质和紧凑的空间布局下，实现最大的承载能力，获得优异的负载自重比；

全密封封装的设计，即可以确保整体的防水、防尘能力，又可以还可通过正压防爆的方式，在其内通入惰性气体，使之应用于需要有防爆要求的石化、面粉加工等作业场景。

该云台采用高度集成的设计，将俯仰和旋转两自由度的驱动部件和控制器均集成在云台的结构体内，使得云台可以作为一个完全独立的功能模块组件，部装至所需要的各类移动机器人或机械臂上，再者完全封装的结构，既可以满足云台在绝大部分应用场景中的防尘、防水要求，还可通过正压防爆的方式，在其内通入惰性气体，使之应用于需要有防爆要求的石化、面粉加工等区域。

还需要说明的是，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。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请。

应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种集成化云台，其特征在于，包括骨架结构,所述骨架结构中部为连接板，连接板两侧分别设有至少两个安装板，所述安装板与所述连接板垂直；

所述骨架结构一侧的至少两个安装板之间安装有俯仰电机；

所述连接板远离所述俯仰电机的一侧设有俯仰传动机构；

所述俯仰电机的输出端通过所述连接板上的通孔与所述俯仰传动机构连接；所述俯仰传动机构的另一端连接至旋转驱动机构，用于调节云台的俯仰角度；

所述旋转驱动机构还内置旋转电机，用于调整云台的水平角度；

所述云台还包括外部连接套件，所述外部连接套件一端为矩形外壳；所述骨架结构安装俯仰电机的一端和所述俯仰电机均置于所述矩形外壳内；所述外部连接套件另一端用于连接外部设备。

2.根据权利要求1所述的一种集成化云台，其特征在于，所述外部连接套件另一端为套管，所述套管端部设有与机械臂末端连接用的连接法兰。

3.根据权利要求1所述的一种集成化云台，其特征在于，所述俯仰电机和所述俯仰传动机构之间还连接有减速机。

4.根据权利要求3所述的一种集成化云台，其特征在于，所述俯仰电机还连接俯仰编码器和俯仰驱动器，所述俯仰驱动器通过第一安装座安装于所述骨架结构上。

5.根据权利要求3所述的一种集成化云台，其特征在于，所述俯仰电机采用空心杯伺服直流电机；所述减速机为多级行星减速机。

6.根据权利要求3所述的一种集成化云台，其特征在于，所述俯仰传动机构包括动连杆、蜗杆轴、涡轮、俯仰轴；

所述蜗杆轴、涡轮通过第二安装座安装于所述骨架结构上；

所述减速机的输出轴通过传动连杆与蜗杆轴相连，从而带动涡轮的旋转，进而驱动俯仰轴的运动；所述俯仰轴连接至旋转驱动机构。

7.根据权利要求6所述的一种集成化云台，其特征在于，所述俯仰轴、涡轮、蜗杆轴的对侧，设置有多圈绝对值编码器。

8.根据权利要求6所述的一种集成化云台，其特征在于，所述旋转驱动机构本体为柱状结构，所述柱状结构两端分别连接至所述俯仰轴；所述柱状结构的径向方向向外延伸形成安装孔，所述安装孔内安装有安装座；所述柱状结构内置旋转电机，所述旋转电机的用于驱动所述安装座旋转。

9.根据权利要求6所述的一种集成化云台，其特征在于，所述安装座上还设有与相机组件连接的法兰盘。

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