CN216408398U - 一种机械式自调水平云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械式自调水平云台，属于摄影测量和施工测绘设计领域。包括球体、上壳体、下壳体、底座、安装平台、锁紧机构、重力导向杆和挂钩机构。上壳体、下壳体和底座构成了该机械式自调水平云台的外壳，为整个云台的支撑结构；球体位于上壳体的上球台面和下壳体的下球台面之间，形成球形铰链；球形铰链又与重力导向杆、安装平台一起构成T型导向机构。该T型导向机构在重力的牵引作用下实现云台的自动调平功能。该机械式自调水平云台的调平机理为重力导向作用，其中安装平台始终垂直于重力方向。调平精度不依赖于人的操作经验，具有调平精度高、操作简单、调平时间短等特点。

Description

一种机械式自调水平云台

技术领域

本实用新型属于摄影测量和施工测绘设计领域，具体涉及一种机械式自调水平云台的结构设计，主要应用于摄像机、水准仪、经纬仪、便携式装备的安装支撑和水平调平。

背景技术

云台是安装和固定照相机、摄像机、测试仪器的支撑设备，起到调整、平衡和稳定其装载设备的作用。通常配合三角架使用，常用于摄影行业、工业测量、便携式电子装备等领域。

云台的种类繁多，但是在实际中应用最多的为机械式水平云台，主要用来对设备的进行水平安装，例如施工测绘中的经纬仪、水准仪；工业测量中的测量镜头；便携式装备中的激光武器和探测雷达等。

常规机械式水平云台由水平气泡仪、铰链和调节杆组成，以水平气泡仪为指示，通过铰链和调节杆来调整安装仪器的水平和俯仰角，当水平气泡仪显示为水平后，锁定云台姿态。这种常规的机械式水平云台，调整起来较为麻烦，在实际使用中多有不便。特别是随着各种摄影设备的普及，以及工业测量的发展，这种常规的云台，由于其调平时间长、调整精度低，并且受使用者经验和水平限制，在实际使用中受到的局限性越来越多。

常规的机械式水平云台在调平时，至少需要关注水平和俯仰两个方向上的角度。如果同时对两个方向上的角度进行调节，即同时观察两个水平气泡仪，调节难度较大，对使用者的经验和技巧由较高的要求，例如球铰式机械云台。如果依次调节，即先调节好一个方向水平后，再调节另一个方向，但是在调节另一个方向水平过程中往往会影响第一个方向的水平度。需要反复修正才能达到最终的水平状态，例如双铰链式机械云台。基于以上原因，导致常规的机械式水平云台调平时间较长。

常规的机械式水平云台，其水平标志为水平气泡仪中的气泡处于中线位置。然而由于受到气泡大小、观察者的视角、中线的位置精度、以及水平气泡仪自身的安装精度影响，其水平调节精度非常低，很难达到高精度摄影测量的需求。

实用新型内容

为了实现在保证调平精度的前提下，快速自动根据重力牵引将云台调整水平，本实用新型提供一种机械式自调平云台。

一种机械式自调水平云台包括球体1、上壳体2、下壳体8、安装平台15、锁紧机构、底座9、重力导向杆10和挂钩机构；

所述球体1的同一直径的上端通过螺纹连接着安装平台15底部的螺杆14的下端，球体1的同一直径的下端通过螺纹连接着重力导向杆10的上端；

所述上壳体2为圆管状，上端内部设置与球体1中上部配合的环状的上球台面201，下端的外圆柱面上设置有外螺纹202；

所述下壳体8为圆管状，上端内部设置与球体1中上部配合的环状的下球台面801，下球台面801下部的下壳体8径向的外圆周上设有连接座805，连接座805上开设有贯通下壳体8的圆柱孔806；下壳体8的下端螺纹连接着底座9；

所述上壳体2的下端与下壳体8的上端之间通过螺纹连接，上壳体2、下壳体8和底座9构成外壳；

所述球体1位于上壳体2的上球台面201和下壳体8的下球台面801之间，形成球形铰链；所述重力导向杆10的下部穿过底座9位于外壳的外部；

所述锁紧机构包括锁紧旋钮6、楔形滑块5、球体压块3、复位弹簧4和锁紧销7；所述锁紧旋钮6的锁杆插设在下壳体8的连接座805内，所述楔形滑块5通过锁紧销7固定套设在锁杆的内端上；所述球体压块3通过与楔形滑块5的楔面配合位于楔形滑块5的上部，球体压块3顶部的球面顶托在球体1的下部；

所述挂钩机构包括挂钩12、吊绳13和安装螺钉11，吊绳13的一端连接着挂钩12，吊绳13的另一端通过安装螺钉11连接着重力导向杆10的下端；

所述安装平台15、球体1和重力导向杆10构成T型导向结构，重力导向杆10垂直于与安装平台15；

使用时，所述机械式自调水平云台通过底座9安装于三脚架上。

进一步地技术方案如下：

所述下球台面801外圆周的下壳体8上设有环型凹槽802，环型凹槽802的外环面上设有连接上壳体2的内螺纹803；所述下壳体8的下球台面801上开设有燕尾切口804；所述球体压块3的上部位于燕尾切口804处；所述球体压块3呈燕尾块状，球体压块3顶部的球面301与下球台面801构成完整的环形球台面；球面301外侧的球体压块3下部设有外凸的限位台302，限位台302中部开设有轴向的弹簧孔303，复位弹簧4位于弹簧孔303内，复位弹簧4的上端与下壳体8的环型凹槽802外底面接触；所述球体压块3的底面为斜面，球体压块3的斜面与楔形滑块5的楔面配合实现沿楔面的移动或复位；下壳体8上连接座805上的圆柱孔806的孔口设有侧壁螺纹孔807；下壳体8下端的外圆周上设有安装螺纹808。

所述楔形滑块5为圆弧型楔块状，顶端为楔形斜面501，底面为平面；外圆弧面上设有圆柱体502，圆柱体502上开设有轴向的盲孔503，底面上开设有贯通盲孔503的定位销孔504；通过圆柱体502插设入下壳体8的连接座805上的圆柱孔806内，实现楔形滑块5固定设于下壳体8内。

所述复位弹簧4为压缩弹簧。

所述锁紧旋钮6的一端为旋钮601，另一端锁杆为螺纹杆602；螺纹杆602上设有限位环603；螺纹杆602通过螺纹连接着楔形滑块5，并通过锁紧销7插入限位环603内，实现与楔形滑块5的固定连接。

本实用新型的有益技术效果体现在下述几个方面：

1.本实用新型自调水平云台是基于重力导向的作用，实现自动调平；安装平台在重力导向杆的牵引作用下，会始终垂直于重力方向。因此调平原理中不包括人为因素，调平精度非常高，避免了常规水平气泡仪带来的人为因素导致的调平精度误差。

2.本实用新型自调水平云台的调平过程为傻瓜式操作，调平时间短，调平精度不依赖于操作经验。

附图说明

图1为一种机械式自调水平云台结构示意图。

图2为锁紧机构位置的局部放大图。

图3为下球窝体结构示意图。

图4为下球窝体剖面图。

图5为上球窝壳体剖面图。

图6为球体半剖图。

图7为楔形滑块结构示意图。

图8 为楔形滑块剖面图。

图9 为球窝压块结构示意图。

图10为球窝压块剖面图。

图11 为锁紧旋钮示意图。

图12为导向杆半剖图。

图13为一种使用状态图。

图14为另一种使用状态图。

上图中序号：球体1、上壳体2、球体压块3、复位弹簧4、楔形滑块5、锁紧旋钮6、锁紧销7、下壳体8、底座9、重力导向杆10、安装螺钉11、挂钩12、吊绳13、螺杆14、安装平台15、上螺纹孔101、下螺纹孔102、上球台环面201、外螺纹202、摩擦球窝301、限位台阶302、圆柱孔303、上楔形斜面304、下楔形斜面501、圆柱体502、圆柱孔503、定位销孔504、旋钮601、螺纹杆602、限位环603、下球台环面801、环型凹槽802、内螺纹803、燕尾切口804、连接座805、圆柱孔806、侧壁螺纹孔807、安装螺纹808、连接螺纹1001、螺纹孔1002、机械式自调水平云台A、三角架B、仪器设备C、背包D、包装箱E。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步描述。

实施例

参见图1，一种机械式自调水平云台包括球体1、上壳体2、下壳体8、安装平台15、锁紧机构、底座9、重力导向柱11和挂钩机构。

参见图6，球体1的同一直径上分别同轴开设有上螺纹孔101和下螺纹孔102，上螺纹孔101和下螺纹孔102均为盲孔；安装平台15通过底部的螺杆14和上螺纹孔101的配合连接固定安装在球体1的上部，重力导向柱11的上端通过与下螺纹孔102的配合连接固定安装在球体1的下部。

参见图5，上壳体2为圆管状，上端内部设置与球体1中上部配合的环状的上球台面201，下端的外圆柱面上设置有外螺纹202。

参见图3，下壳体8为圆管状，上端内部设置与球体1中上部配合的环状的下球台面801，下球台面801下部的下壳体8径向的外圆周上设有连接座805，连接座805上开设有贯通下壳体8的圆柱孔806。下壳体8的下端螺纹连接着底座9，见图1。

参见图3，下球台面801外圆周的下壳体8上设有环型凹槽802，环型凹槽802的外环面上设有连接上壳体2的内螺纹803。下壳体8的下球台面801上开设有燕尾切口804，球体压块3的上部位于燕尾切口804处，仅能实现上下移动。

参见图9和图10，球体压块3呈燕尾块状，球体压块3的顶部为球面301，球面301与下球台面801构成完整的环形球台面；球面301外侧的球体压块3下部设有外凸的限位台302，限位台302中部开设有轴向的弹簧孔303；参见图2，复位弹簧4位于弹簧孔303内，复位弹簧4的上端与下壳体8的环型凹槽802外底面接触，球体压块3的底面为斜面，球体压块3的斜面与楔形滑块5的楔面配合实现沿楔面的移动或复位。

参见图7和图8，楔形滑块5为圆弧型楔块状，顶端为楔形斜面501，底面为平面；外圆弧面上设有圆柱体502，圆柱体502上开设有轴向的盲孔503，底面上开设有贯通盲孔503的定位销孔504；通过圆柱体502插设入下壳体8的连接座805上的圆柱孔806内，实现楔形滑块5固定安装于下壳体8内。

参见图4，下壳体8上连接座805上的圆柱孔806的孔口设有侧壁螺纹孔807；下壳体8下端的外圆周上设有安装螺纹808。

上壳体2和下壳体8之间通过外螺纹202和内螺纹803连接，上壳体2、下壳体8和底座9构成外壳。参见图1，球体1位于上壳体2的上球台面201和下壳体8的下球台面801之间，形成球形铰链；重力导向柱11的下部穿过底座9位于外壳的外部。

参见图2，锁紧机构包括锁紧旋钮6、楔形滑块5、球体压块3、复位弹簧4和锁紧销7。复位弹簧4为压缩弹簧。参见图11，锁紧旋钮6的一端为旋钮601，另一端为螺纹杆602；螺纹杆602上设有限位环603。锁紧旋钮6的螺纹杆602通过螺纹连接着楔形滑块5，并通过锁紧销7插入限位环603内，实现与楔形滑块5的固定连接。球体压块3通过与楔形滑块5的楔面配合位于楔形滑块5的上部，球体压块3顶部的球面顶托在球体1的下部。

参见图1，挂钩机构包括挂钩12、吊绳13和安装螺钉11，吊绳13的一端连接着挂钩12，吊绳13的另一端通过安装螺钉11连接着重力导向柱11的下端。

所述安装平台15、球体1和重力导向杆10构成T型球铰结构，重力导向杆10的轴线与安装平台的上表面保证垂直；

使用时，所述机械式自调水平云台通过底座9安装于三脚架上。

通过正反旋转锁紧旋钮6实现螺纹杆602的伸缩运动，进而带动楔形滑块5径向伸缩运动。通过楔形滑块5和球窝压块3之间的楔形配合，实现球窝压块3去挤压和放松球体1，进而实现球铰链的锁定和解锁。

锁紧机构根据需要可以设置对称的两个，也可以仅仅设置为一个。

参见图12，重力导向杆10，上端带有连接螺纹1001，下端开设有螺纹孔1002，上端通过连接螺纹1001与球体1的下螺纹孔102配合连接。

参见图1安装平台15，其上设置有标准的通用接口，适用于安装带有标准接口的相机、摄影机、经纬仪等设备。

重力导向杆10、球体1、连接螺杆14、安装平台15共同构成T型导向机构，重力导向杆10的轴线垂直于安装平台15。

参见图13和图14，首先将机械式自调水平云台A安装在三角架B上。其次将背包D或者仪器包装箱E吊挂在机械式自调水平云台A的挂钩12上，在重力导向杆10的作用下，能够自动调平。然后旋紧锁紧旋钮实现球铰的锁定。最后将仪器设备C固定在安装平台上。

调平机理：

安装平台15、球体1和重力导向杆10构成T型导向结构，重力导向杆10的轴线与安装平台15保持垂直。另外球体1又与上壳体2、下壳体8配合形成球形铰链。在重力导向杆下端连接背包D、仪器包装箱E等重物。由于重力牵引作用，连接背包D、仪器包装箱E等重物通过吊绳13牵引重力导向杆10的轴线沿着重力方向布置，进而带动安装平台15实现水平。

Claims (5)

1.一种机械式自调水平云台，其特征在于：包括球体（1）、上壳体（2）、下壳体（8）、安装平台（15）、锁紧机构、底座（9）、重力导向杆（10）和挂钩机构；

所述球体（1）的同一直径的上端通过螺纹连接着安装平台（15）底部的螺杆（14）的下端，球体（1）的同一直径的下端通过螺纹连接着重力导向杆（10）的上端；

所述上壳体（2）为圆管状，上端内部设置与球体（1）中上部配合的环状的上球台面（201），下端的外圆柱面上设置有外螺纹（202）；

所述下壳体（8）为圆管状，上端内部设置与球体（1）中上部配合的环状的下球台面（801），下球台面（801）下部的下壳体（8）径向的外圆周上设有连接座（805），连接座（805）上开设有贯通下壳体（8）的圆柱孔（806）；下壳体（8）的下端螺纹连接着底座（9）；

所述上壳体（2）的下端与下壳体（8）的上端之间通过螺纹连接，上壳体（2）、下壳体（8）和底座（9）构成外壳；

所述球体（1）位于上壳体（2）的上球台面（201）和下壳体（8）的下球台面（801）之间，形成球形铰链；所述重力导向杆（10）的下部穿过底座（9）位于外壳的外部；

所述锁紧机构包括锁紧旋钮（6）、楔形滑块（5）、球体压块（3）、复位弹簧（4）和锁紧销（7）；所述锁紧旋钮（6）的锁杆插设在下壳体（8）的连接座（805）内，所述楔形滑块（5）通过锁紧销（7）固定套设在锁杆的内端上；所述球体压块（3）通过与楔形滑块（5）的楔面配合位于楔形滑块（5）的上部，球体压块（3）顶部的球面顶托在球体（1）的下部；

所述挂钩机构包括挂钩（12）、吊绳（13）和安装螺钉（11），吊绳（13）的一端连接着挂钩（12），吊绳（13）的另一端通过安装螺钉（11）连接着重力导向杆（10）的下端；

所述安装平台（15）、球体（1）和重力导向杆（10）构成T型导向结构，重力导向杆（10）垂直于安装平台（15）；

使用时，所述机械式自调水平云台通过底座（9）安装于三脚架上。

2.根据权利要求1所述的一种机械式自调水平云台，其特征在于：所述下球台面（801）外圆周的下壳体（8）上设有环型凹槽（802），环型凹槽（802）的外环面上设有连接上壳体（2）的内螺纹（803）；所述下壳体（8）的下球台面（801）上开设有燕尾切口（804）；所述球体压块（3）的上部位于燕尾切口（804）处；所述球体压块（3）呈燕尾块状，球体压块（3）顶部的球面（301）与下球台面（801）构成完整的环形球台面；球面（301）外侧的球体压块（3）下部设有外凸的限位台（302），限位台（302）中部开设有轴向的弹簧孔（303），复位弹簧（4）位于弹簧孔（303）内，复位弹簧（4）的上端与下壳体（8）的环型凹槽（802）外底面接触；所述球体压块（3）的底面为斜面，球体压块（3）的斜面与楔形滑块（5）的楔面配合实现沿楔面的移动或复位；下壳体（8）上连接座（805）上的圆柱孔（806）的孔口设有侧壁螺纹孔（807）；下壳体（8）下端的外圆周上设有安装螺纹（808）。

3.根据权利要求1所述的一种机械式自调水平云台，其特征在于：所述楔形滑块（5）为圆弧型楔块状，顶端为楔形斜面（501），底面为平面；外圆弧面上设有圆柱体（502），圆柱体（502）上开设有轴向的盲孔（503），底面上开设有贯通盲孔（503）的定位销孔（504）；通过圆柱体（502）插设入下壳体（8）的连接座（805）上的圆柱孔（806）内，实现楔形滑块（5）固定设于下壳体（8）内。

4.根据权利要求1所述的一种机械式自调水平云台，其特征在于：所述复位弹簧（4）为压缩弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种机械式自调水平云台，其特征在于：所述锁紧旋钮（6）的一端为旋钮（601），另一端为螺纹杆（602）；螺纹杆（602）上设有限位环（603）；螺纹杆（602）通过螺纹连接着楔形滑块（5），并通过锁紧销（7）插入限位环（603）内，实现与楔形滑块（5）的固定连接。

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