CN217178103U - 一种协作型视觉云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种协作型视觉云台。该协作型视觉云台，包括云台架体与固定座体，所述云台架体的表面连接有可绕该表面转动的云台固定平台，所述云台固定平台位于云台架体的表面水平转动，所述固定座体连接有驱动器，所述驱动器的输出端连接有转动件，所述转动件与云台架体连接，所述驱动器驱动转动件转动，从而驱动所述云台架体俯仰运动或/和云台固定平台转动；该协作型视觉云台，采用双舵机联动形式，通过齿轮传动实现运动，相对于单舵机组成的结构，双舵机驱动可以通过相对位置进行运动校准，使视觉云台拥有更高的精度，结构更加紧凑，运动也会更加平稳，且由于所有自由度都由两个舵机进行控制，视觉云台可以拥有更大的输出扭矩。

Description

一种协作型视觉云台

技术领域

本实用新型属于云台驱动技术领域，具体涉及一种协作型视觉云台。

背景技术

云台是安装、固定手机，相机，摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象

云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台，而现有的全方位云台就是两个交流电机或直流电机组成的安装平台，但是两个电机的布置方式多是相互垂直的布置，如一个电机控制另一个电机做左右转动，另一个电机驱动云台做上下旋转，而且单电机独立式控制精度不高，且占用的空间较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的协作型视觉云台。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种协作型视觉云台，包括云台架体与固定座体，所述云台架体的表面连接有可绕该表面转动的云台固定平台，所述云台固定平台位于云台架体的表面水平转动，所述固定座体连接有驱动器，所述驱动器的输出端连接有转动件，所述转动件与云台架体连接，所述驱动器驱动转动件转动，从而驱动所述云台架体俯仰运动或/和云台固定平台转动。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述云台架体包括侧板件与顶板件，所述侧板件的数量为两组，所述顶板件设置于两组侧板件之间，且顶板件和两组侧板件均为可拆卸式连接，所述云台固定平台转动连接于顶板件的中心。

作为本实用新型的进一步优化方案，两组所述侧板件的相对侧壁面均连接有第一转动件，所述第一转动件与驱动器的输出端连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述驱动器包括对称连接在固定座体上端的第一舵机和第二舵机，第一舵机的输出轴以及第二舵机的输出轴分别与对应设置的第一转动件连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述第一舵机的输出轴和第二舵机的输出轴的轴心线共线。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述顶板件的下端连接有两组阶梯轴，两组阶梯轴分别转动连接于云台固定平台的两侧，两组阶梯轴上均连接有第二转动件和第三转动件。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述第二转动件位于第三转动件的正下方，且第二转动件与对应设置的第一转动件相啮合。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述云台固定平台的下端贯穿顶板件并延伸至顶板件的下方，且云台固定平台的下端连接有第四转动件，第四转动件位于两组第三转动件之间。

作为本实用新型的进一步优化方案，两组所述第三转动件均与第四转动件相啮合，且第四转动件的上端面与顶板件的下端面之间以及第四转动件的下端面和第二转动件的上端面之间均设有间隙。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述第三转动件的上端面与顶板件的下端面之间设有间隙，两组所述侧板件的下端与固定座体的上端面之间设有间隙。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用平行双舵机联动形式，通过齿轮传动实现运动，相对于单舵机组成的结构，双舵机驱动可以通过相对位置进行运动校准，使视觉云台拥有更高的精度，结构更加紧凑，运动也会更加平稳，且由于所有自由度都由两个舵机进行控制，视觉云台可以拥有更大的输出扭矩。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的仰视图；

图4是本实用新型的正视图。

图中：1、云台架体；11、侧板件；12、顶板件；2、固定座体；3、云台固定平台；41、第一舵机；42、第二舵机；51、第一转动件；52、第二转动件；53、第三转动件；54、第四转动件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，一种协作型视觉云台，包括云台架体1与固定座体2，云台架体1的表面连接有可绕该表面转动的云台固定平台3，云台固定平台3位于云台架体1的表面水平转动，固定座体2连接有驱动器，驱动器的输出端连接有转动件，转动件与云台架体1连接，驱动器驱动转动件转动，从而驱动云台架体1俯仰运动或/和云台固定平台3转动。

如图1、图2所示，云台架体1包括侧板件11与顶板件12，侧板件11的数量为两组，顶板件12设置于两组侧板件11之间，且顶板件12和两组侧板件11均为可拆卸式连接，云台固定平台3转动连接于顶板件12的中心。

需要说明的是，云台固定平台3可以在驱动器以及转动件的驱动下进行任意角度的旋转，而且顶板件12和侧板件11之间采用如螺丝等零件进行连接，连接后两个侧板件11和一个顶板件12形成一个整体，安装、拆卸均较为便捷。

其中，两组侧板件11的相对侧壁面均连接有第一转动件51，第一转动件51与驱动器的输出端连接。

需要说明的是，第一转动件51和驱动器连接，驱动器可驱动第一转动件51进行一定角度的转动，转动角度根据侧板件11和固定座体2的接触临界角度判定，第一转动件51和侧板件11之间采用活动连接的方式连接，第一转动件51和侧板件11接触，在转动时，第一转动件51和侧板件11之间的摩擦力形成控制侧板件11进行同向转动的力矩，该力矩大小可以根据材料、表面粗糙度等进行自定义设计。

其中，第一转动件51和驱动器的具体连接方式如图3、图4所示，驱动器包括对称连接在固定座体2上端的第一舵机41和第二舵机42，第一舵机41的输出轴以及第二舵机42的输出轴分别与对应设置的第一转动件51连接。

第一舵机41的输出轴和第二舵机42的输出轴的轴心线共线。

第一舵机41和第二舵机42可以分别驱动相应连接的第一转动件51进行转动。

其中，顶板件12的下端连接有两组阶梯轴，两组阶梯轴分别转动连接于云台固定平台3的两侧，两组阶梯轴上均连接有第二转动件52和第三转动件53。

第二转动件52位于第三转动件53的正下方，且第二转动件52与对应设置的第一转动件51相啮合。

需要说明的是，第二转动件52和第三转动件53转动的方向、角度均相同，可看成一个整体的零件，当第一转动件51转动时，可以驱动第二转动件52转动，第三转动件53跟随第二转动件52进行同向、同角度的转动。

如图1所示，云台固定平台3的下端贯穿顶板件12并延伸至顶板件12的下方，且云台固定平台3的下端连接有第四转动件54，第四转动件54位于两组第三转动件53之间。

第三转动件53转动时可以驱使第四转动件54进行转动，第四转动件54在转动时可以带动云台固定平台3同向、同角度的转动。

两组第三转动件53均与第四转动件54相啮合，且第四转动件54的上端面与顶板件12的下端面之间以及第四转动件54的下端面和第二转动件52的上端面之间均设有间隙。

设置间隙可以减少第四转动件54在转动时受到的摩擦力，减少磨损以及能源的损耗。

第三转动件53的上端面与顶板件12的下端面之间设有间隙，两组侧板件11的下端与固定座体2的上端面之间设有间隙。同理，设置间隙为了减少零件磨损以及能源的损耗。

其中，如图1、图4所示，上述的第一转动件51和第二转动件52均为锥齿轮，第三转动件53和第四转动件54均为圆柱齿轮，此处为了便于区分，将第一舵机41连接的第一转动件51定义为齿轮A，与齿轮A啮合的第二转动件52定义为齿轮B，与齿轮B配合的第三转动件53定义为齿轮C，将第四转动件54定义为齿轮D，将第二舵机42连接的第一转动件51定义为齿轮G，与齿轮G啮合的第二转动件52定义为齿轮F，与齿轮F配合的第三转动件53定义为齿轮E。

在控制过程中，当第一舵机41工作时，驱动齿轮A转动，齿轮A会驱动齿轮B进行转动，齿轮B与齿轮C此时会同时发生同向、同角度的转动，齿轮C会驱动齿轮D进行转动，同理，第二舵机42工作时，驱动齿轮G转动，齿轮G会驱动齿轮F进行转动，齿轮F与齿轮E此时会同时发生同向、同角度的转动，齿轮E会驱动齿轮D进行转动，此为第一舵机41单独工作或第二舵机42单独工作时的运行过程；

当第一舵机41和第二舵机42同时工作时，存在三种运行方式，第一种是第一舵机41和第二舵机42的输出轴同向、同速转动，第二种是第一舵机41和第二舵机42的输出轴反向、同速转动，第三种是第一舵机41和第二舵机42的输出轴反向、不同速转动以及同向、不同速转动；

第一种运行方式工作时，此时所有齿轮可以认为全部连接成为一整个刚体，此时云台固定平台3不会发生转动，而云台架体1在齿轮A和G施加的同向的力矩作用下会发生俯仰运动，俯仰运动方向和力矩施加方向相同，即和第一舵机41、第二舵机42输出轴的转动方向相同；

第二种运行方式工作时，第一舵机41驱动齿轮A转动，齿轮A驱动齿轮B、齿轮C转动并以此驱动齿轮D转动朝着一个方向转动，第二舵机42驱动齿轮G转动，齿轮G驱动齿轮F、齿轮E转动并以此驱动齿轮D转动朝着相同的方向转动，因此，此时齿轮G可以带动云台固定平台3进行转动，但是因第一舵机41和第二舵机42输出轴的转动方向相反，齿轮A和齿轮G施加在两个侧板件11上的摩擦力矩相互抵消，因此不会使得云台架体1发生俯仰运动；

第三种运动方式工作时，若第一舵机41和第二舵机42的输出轴反向、不同速转动，各个齿轮转动的过程和第二种运动方式相同，但是，因为第一舵机41和第二舵机42的转速不相同，因此齿轮C和齿轮E传递到齿轮D的速度并不相同，这就会在整体的齿轮结构中产生一个转动差速，这个差速会导致齿轮A或齿轮G中的一个齿轮出现转动抵消情况，此时，云台固定平台3会进行转动，同时云台架体1也会进行俯仰运动；

若当第一舵机41和第二舵机42的输出轴同向、不同速转动，齿轮C和齿轮E驱动齿轮D转动的方向相反，因转速不同，所以齿轮C和齿轮E传递至齿轮D处的转速存在一定的差值，也会产生一个转动差速，这个差速任会导致齿轮A或齿轮G中的一个齿轮出现转动抵消情况，此时，云台固定平台3任会进行转动，同时云台架体1也会进行俯仰运动。

而采用双舵机驱动可以通过相对位置进行运动校准，使视觉云台拥有更高的精度，结构更加紧凑，运动也会更加平稳，且由于所有自由度都由两个舵机进行控制，视觉云台可以拥有更大的输出扭矩，效果较好。

需要说明的是，第一舵机41的输出轴和齿轮A之间以及第二舵机42的输出轴和齿轮G之间均为可拆卸式连接，具体为，第一舵机41、第二舵机42的输出轴上均连接有法兰盘，第一转动件51的中部设有与法兰盘相配合的凹槽，凹槽中部设有供输出轴穿过的轴孔以及分布在轴孔四周的螺孔，螺孔和法兰盘上的穿孔相匹配设置，便于对第一转动件51和舵机之间的安装连接，同时，在第一转动件51和侧板件11之间磨损较大时，也可便捷的对第一转动件51进行更换，更换时需将侧板件11和顶板件12分离，此过程较为便捷，且维修成本低，更加实用。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种协作型视觉云台，其特征在于，包括云台架体(1)与固定座体(2)，所述云台架体(1)的表面连接有可绕该表面转动的云台固定平台(3)，所述云台固定平台(3)位于云台架体(1)的表面水平转动，所述固定座体(2)连接有驱动器，所述驱动器的输出端连接有转动件，所述转动件与云台架体(1)连接，所述驱动器驱动转动件转动，从而驱动所述云台架体(1)俯仰运动或/和云台固定平台(3)转动。

2.根据权利要求1所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述云台架体(1)包括侧板件(11)与顶板件(12)，所述侧板件(11)的数量为两组，所述顶板件(12)设置于两组侧板件(11)之间，且顶板件(12)和两组侧板件(11)均为可拆卸式连接，所述云台固定平台(3)转动连接于顶板件(12)的中心。

3.根据权利要求2所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：两组所述侧板件(11)的相对侧壁面均连接有第一转动件(51)，所述第一转动件(51)与驱动器的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述驱动器包括对称连接在固定座体(2)上端的第一舵机(41)和第二舵机(42)，第一舵机(41)的输出轴以及第二舵机(42)的输出轴分别与对应设置的第一转动件(51)连接。

5.根据权利要求4所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述第一舵机(41)的输出轴和第二舵机(42)的输出轴的轴心线共线。

6.根据权利要求2所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述顶板件(12)的下端连接有两组阶梯轴，两组阶梯轴分别转动连接于云台固定平台(3)的两侧，两组阶梯轴上均连接有第二转动件(52)和第三转动件(53)。

7.根据权利要求6所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述第二转动件(52)位于第三转动件(53)的正下方，且第二转动件(52)与对应设置的第一转动件(51)相啮合。

8.根据权利要求2所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述云台固定平台(3)的下端贯穿顶板件(12)并延伸至顶板件(12)的下方，且云台固定平台(3)的下端连接有第四转动件(54)，第四转动件(54)位于两组第三转动件(53)之间。

9.根据权利要求8所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：两组所述第三转动件(53)均与第四转动件(54)相啮合，且第四转动件(54)的上端面与顶板件(12)的下端面之间以及第四转动件(54)的下端面和第二转动件(52)的上端面之间均设有间隙。

10.根据权利要求6所述的一种协作型视觉云台，其特征在于：所述第三转动件(53)的上端面与顶板件(12)的下端面之间设有间隙，两组所述侧板件(11)的下端与固定座体(2)的上端面之间设有间隙。

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