CN219828212U - 一种两轴云台机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两轴云台机构，涉及云台机构技术领域。包括安装底板，所述安装底板的顶部外壁固定连接有Yaw轴GM6020直流无刷电机，所述Yaw轴GM6020直流无刷电机的顶部外壁设置有基座垫板，所述基座垫板的顶部外壁固定连接有RA9008交叉滚子轴承座。通过重心在电机轴心的三个螺丝对传动结构进行固定，并由螺丝（中心位于电机轴心）进行进一步约束固定，最终通过螺丝的机械限位使得以此结构为底座的上半部分结构始终以Yaw轴GM6020直流无刷电机轴心为中心进行水平面旋转，再加上Yaw轴GM6020直流无刷电机扭矩大，控制精度高可以满足响应快，稳定性高等特点，同时本装置结构简单，连接简便，成本较低，并且保证了强度达标，轻量化。

Description

一种两轴云台机构

技术领域

本实用新型涉及云台机构技术领域，尤其涉及一种两轴云台机构。

背景技术

在机器人巡检过程中，首要任务是通过云台对准各检测目标，准确地获取设备图像信息，进而对各设备进行自主判别。机器人与云台是整个系统的运动平台，控制精度和运动稳定性对巡检结果的准确获取起着关键的作用。而一个高稳定性低成本的机械结构解决方案就显得尤为重要。

传统的两周云台机构大多需要对机器人的底盘进行大幅度改动，从而导致了云台与底盘结构的安装复杂度和安装成本相对提高，云台架的整体强度较低，两轴转动惯量较大且空间利用率较低，响应慢且稳定性低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种两轴云台机构，解决了背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种两轴云台机构，包括安装底板，所述安装底板的顶部外壁固定连接有Yaw轴GM6020直流无刷电机，所述Yaw轴GM6020直流无刷电机的顶部外壁设置有基座垫板，所述基座垫板的顶部外壁固定连接有RA9008交叉滚子轴承座，所述Yaw轴GM6020直流无刷电机的顶部外壁且位于所述RA9008交叉滚子轴承座内部设置有轴承内圈垫，所述Yaw轴GM6020直流无刷电机的顶部外壁且位于所述轴承内圈垫内部设置有Yaw轴传动结构，所述Yaw轴GM6020直流无刷电机的内部设置有导电滑环固定件，所述导电滑环固定件的输出端设置有导电滑环，所述RA9008交叉滚子轴承座的顶部外壁固定连接有基座。

优选的，所述基座的顶部外壁固定连接有云台架，所述云台架的内壁固定连接有Pitch轴GM6020直流无刷电机，所述Pitch轴GM6020直流无刷电机的输出端固定连接有中轴，所述中轴的外壁设置有第一同步轮，所述云台架的两侧外壁均固定连接有连接框，两个所述连接框的外壁分别固定连接有第一侧板和第二侧板，所述第二侧板的外壁固定连接有第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮之间设置有同步带。

优选的，所述安装底板的底部外壁设置有安装板，所述安装板的外壁开设有安装孔洞。

优选的，所述Pitch轴GM6020直流无刷电机的尾部设置有三角板固定件。

优选的，所述云台架的外壁设置有多个固定螺栓。

优选的，所述Yaw轴GM6020直流无刷电机的顶部外壁设置有电机固定螺丝。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种两轴云台机构具有如下有益效果：

1、本实用新型提供一种两轴云台机构，通过重心在电机轴心的三个螺丝对传动结构进行固定，并由螺丝（中心位于电机轴心）进行进一步约束固定，最终通过螺丝的机械限位使得以此结构为底座的上半部分结构始终以Yaw轴GM6020直流无刷电机轴心为中心进行水平面旋转，再加上Yaw轴GM6020直流无刷电机扭矩大，控制精度高可以满足响应快，稳定性高等特点，同时本装置结构简单，连接简便，成本较低，并且保证了强度达标，轻量化。

2、本实用新型提供一种两轴云台机构，通过Pitch轴GM6020直流无刷电机置于矩形空间之内，保证重心向中轴集中，提高云台两轴稳定性，减少转动惯量的前提下充分利用云台内部空间，选择通过带传动结构进行电机传动，并充分利用云台架内部空间，电机、同步轮和同步带等传动置于其中并加以保护，且带传动结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，并且其价格低廉，无需润滑，安装简单，维护容易。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的内部剖视图图；

图3为本实用新型第二侧板处结构示意图；

图4为本实用新型基座处结构示意图；

图5为本实用新型导电滑环处结构示意图；

图6为本实用新型Yaw轴GM6020直流无刷电机处结构示意图；

图7为本实用新型安装板处结构示意图。

图中：1、安装底板；2、Yaw轴GM6020直流无刷电机；3、基座垫板；4、RA9008交叉滚子轴承座；5、轴承内圈垫；6、Yaw轴传动结构；7、电机固定螺丝；8、导电滑环固定件；9、导电滑环；10、基座；11、安装板；12、安装孔洞；13、云台架；14、Pitch轴GM6020直流无刷电机；15、三角板固定件；16、连接框；17、第一侧板；18、中轴；19、第一同步轮；20、第二侧板；21、第二同步轮；22、同步带；23、固定螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-图7，本实用新型提供一种技术方案：一种两轴云台机构，包括安装底板1，安装底板1的顶部外壁固定连接有Yaw轴GM6020直流无刷电机2，Yaw轴GM6020直流无刷电机2的顶部外壁设置有基座垫板3，基座垫板3的顶部外壁固定连接有RA9008交叉滚子轴承座4，Yaw轴GM6020直流无刷电机2的顶部外壁且位于RA9008交叉滚子轴承座4内部设置有轴承内圈垫5，Yaw轴GM6020直流无刷电机2的顶部外壁且位于轴承内圈垫5内部设置有Yaw轴传动结构6，Yaw轴GM6020直流无刷电机2的内部设置有导电滑环固定件8，导电滑环固定件8的输出端设置有导电滑环9，RA9008交叉滚子轴承座4的顶部外壁固定连接有基座10，基座10的顶部外壁固定连接有云台架13，云台架13的内壁固定连接有Pitch轴GM6020直流无刷电机14，Pitch轴GM6020直流无刷电机14的输出端固定连接有中轴18，中轴18的外壁设置有第一同步轮19，云台架13的两侧外壁均固定连接有连接框16，两个连接框16的外壁分别固定连接有第一侧板17和第二侧板20，第二侧板20的外壁固定连接有第二同步轮21，第一同步轮19与第二同步轮21之间设置有同步带22，安装底板1的底部外壁设置有安装板11，安装板11的外壁开设有安装孔洞12，Pitch轴GM6020直流无刷电机14的尾部设置有三角板固定件15，云台架13的外壁设置有多个固定螺栓23，Yaw轴GM6020直流无刷电机2的顶部外壁设置有电机固定螺丝7。

本实施方案中，本装置主要分为上下两层，下层主要由Yaw轴（水平转动方向）电机安装底板1，Yaw轴GM6020直流无刷电机2，基座10，RA9008交叉滚子轴承座4及实现底盘360度连续旋转的导电滑环9组成；上层部分由云台架13，Pitch轴GM6020直流无刷电机14、通过三角板固定件15固定贯穿电机的中轴18及带传动结构组成；

导电滑环9从Yaw轴GM6020直流无刷电机2空心轴中穿过，利用导电滑环固定件8与安装板11通过螺丝固定连接，安装板11再与Yaw轴电机安装底板1通过螺丝实现固定，Yaw轴GM6020直流无刷电机2顶部通过三个电机固定螺丝7（三个螺丝构成正三角形，重心位于电机轴心）与Yaw轴传动结构6进行连接，并通过传动结构外侧八个螺丝与RA9008交叉滚子轴承座4进行连接，最后由最外侧基座垫板3与机器人底盘实现固定，Yaw轴传动结构6选择了类蚊香盘结构，由于电机安装底板1和基座垫板3之间在实际情况下不能保证完全平行，在机器人运动过程中会由于不平行对电机造成挤压产生过约束，并造成电机堵转，该结构与轴承内圈垫5相连接，RA9008交叉滚子轴承座4与基座垫板3连接，为电机Z轴留有余度，保证电机正常高效转动；通过重心在电机轴心的三个螺丝对传动结构进行固定，并由螺丝（中心位于电机轴心）进行进一步约束固定，最终通过螺丝的机械限位使得以此结构为底座的上半部分结构始终以Yaw轴GM6020直流无刷电机2轴心为中心进行水平面旋转，再加上Yaw轴GM6020直流无刷电机2扭矩大，控制精度高可以满足响应快，稳定性高等特点，综上所述此部分装置结构简单，连接简便，成本较低，并且保证了强度达标，轻量化，响应快，稳定性高的特点；

同时为减少转动惯量，云台架13选择了以Yaw轴电机轴心为中心，沿Yaw轴对称分布这一方案，通过螺丝将云台架13固定在基座10上，为满足成本低，强度高的特点，选择了玻璃纤维板作为材料，围绕Yaw轴构成了一个矩形空间，并通过基座10进行固定，Pitch轴GM6020直流无刷电机14置于矩形空间之内，保证重心向中轴18集中，提高云台两轴稳定性，减少转动惯量；

Pitch轴的传动结构采用带传动结构，一根中轴18贯穿于Pitch轴GM6020直流无刷电机14旋转中心，中轴18上固定第一同步轮19，云台架13两侧上方各装一个横向增宽的连接框16，并通过螺丝固定第二侧板20，第二侧板20内侧固定第二同步轮21，第二同步轮21通过同步带22连接到Pitch轴中轴18上的第一同步轮19，该部分结构可以充分利用云台架13内部空间，电机、同步轮和同步带22等传动置于其中并加以保护，带传动结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，并且其价格低廉，无需润滑，安装简单，维护容易；

Pitch轴GM6020直流无刷电机14安装于侧边云台架13内侧，并通过三个螺丝（三个螺丝构成正三角形，重心位于电机轴心）对电机进行固定，云台架13内侧靠近Pitch轴GM6020直流无刷电机14附近留有一定的空间，用于安装Jetson Xavier 或 Jetson Nano等高算力控制器，满足机器人在机器视觉及Slam建图等需求，并通过云台架13对其进行保护。

工作原理：本装置主要分为上下两层，下层主要由Yaw轴（水平转动方向）电机安装底板1，Yaw轴GM6020直流无刷电机2，基座10，RA9008交叉滚子轴承座4及实现底盘360度连续旋转的导电滑环9组成；上层部分由云台架13，Pitch轴GM6020直流无刷电机14、通过三角板固定件15固定贯穿电机的中轴18及带传动结构组成；

导电滑环9从Yaw轴GM6020直流无刷电机2空心轴中穿过，利用导电滑环固定件8与安装板11通过螺丝固定连接，安装板11再与Yaw轴电机安装底板1通过螺丝实现固定，Yaw轴GM6020直流无刷电机2顶部通过三个电机固定螺丝7（三个螺丝构成正三角形，重心位于电机轴心）与Yaw轴传动结构6进行连接，并通过传动结构外侧八个螺丝与RA9008交叉滚子轴承座4进行连接，最后由最外侧基座垫板3与机器人底盘实现固定，Yaw轴传动结构6选择了类蚊香盘结构，由于电机安装底板1和基座垫板3之间在实际情况下不能保证完全平行，在机器人运动过程中会由于不平行对电机造成挤压产生过约束，并造成电机堵转，该结构与轴承内圈垫5相连接，RA9008交叉滚子轴承座4与基座垫板3连接，为电机Z轴留有余度，保证电机正常高效转动；通过重心在电机轴心的三个螺丝对传动结构进行固定，并由八个螺丝（中心位于电机轴心）进行进一步约束固定，最终通过螺丝的机械限位使得以此结构为底座的上半部分结构始终以Yaw轴GM6020直流无刷电机2轴心为中心进行水平面旋转，再加上Yaw轴GM6020直流无刷电机2扭矩大，控制精度高可以满足响应快，稳定性高等特点，综上所述此部分装置结构简单，连接简便，成本较低，并且保证了强度达标，轻量化，响应快，稳定性高的特点；

同时为减少转动惯量，云台架13选择了以Yaw轴电机轴心为中心，沿Yaw轴对称分布这一方案，通过螺丝将云台架13固定在基座10上，为满足成本低，强度高的特点，选择了玻璃纤维板作为材料，围绕Yaw轴构成了一个矩形空间，并通过基座10进行固定，Pitch轴GM6020直流无刷电机14置于矩形空间之内，保证重心向中轴18集中，提高云台两轴稳定性，减少转动惯量；

Pitch轴的传动结构采用带传动结构，一根中轴18贯穿于Pitch轴GM6020直流无刷电机14旋转中心，中轴18上固定第一同步轮19，云台架13两侧上方各装一个横向增宽的连接框16，并通过螺丝固定第二侧板20，第二侧板20内侧固定第二同步轮21，第二同步轮21通过同步带22连接到Pitch轴中轴18上的第一同步轮19，该部分结构可以充分利用云台架13内部空间，电机、同步轮和同步带22等传动置于其中并加以保护，带传动结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，并且其价格低廉，无需润滑，安装简单，维护容易；

Pitch轴GM6020直流无刷电机14安装于侧边云台架13内侧，并通过三个螺丝（三个螺丝构成正三角形，重心位于电机轴心）对电机进行固定，云台架13内侧靠近Pitch轴GM6020直流无刷电机14附近留有一定的空间，用于安装Jetson Xavier 或 Jetson Nano等高算力控制器，满足机器人在机器视觉及Slam建图等需求，并通过云台架13对其进行保护。

Claims (6)

1.一种两轴云台机构，包括安装底板（1），其特征在于：所述安装底板（1）的顶部外壁固定连接有Yaw轴GM6020直流无刷电机（2），所述Yaw轴GM6020直流无刷电机（2）的顶部外壁设置有基座垫板（3），所述基座垫板（3）的顶部外壁固定连接有RA9008交叉滚子轴承座（4），所述Yaw轴GM6020直流无刷电机（2）的顶部外壁且位于所述RA9008交叉滚子轴承座（4）内部设置有轴承内圈垫（5），所述Yaw轴GM6020直流无刷电机（2）的顶部外壁且位于所述轴承内圈垫（5）内部设置有Yaw轴传动结构（6），所述Yaw轴GM6020直流无刷电机（2）的内部设置有导电滑环固定件（8），所述导电滑环固定件（8）的输出端设置有导电滑环（9），所述RA9008交叉滚子轴承座（4）的顶部外壁固定连接有基座（10）。

2.根据权利要求1所述的一种两轴云台机构，其特征在于：所述基座（10）的顶部外壁固定连接有云台架（13），所述云台架（13）的内壁固定连接有Pitch轴GM6020直流无刷电机（14），所述Pitch轴GM6020直流无刷电机（14）的输出端固定连接有中轴（18），所述中轴（18）的外壁设置有第一同步轮（19），所述云台架（13）的两侧外壁均固定连接有连接框（16），两个所述连接框（16）的外壁分别固定连接有第一侧板（17）和第二侧板（20），所述第二侧板（20）的外壁固定连接有第二同步轮（21），所述第一同步轮（19）与第二同步轮（21）之间设置有同步带（22）。

3.根据权利要求1所述的一种两轴云台机构，其特征在于：所述安装底板（1）的底部外壁设置有安装板（11），所述安装板（11）的外壁开设有安装孔洞（12） 。

4.根据权利要求2所述的一种两轴云台机构，其特征在于：所述Pitch轴GM6020直流无刷电机（14）的尾部设置有三角板固定件（15）。

5.根据权利要求2所述的一种两轴云台机构，其特征在于：所述云台架（13）的外壁设置有多个固定螺栓（23）。

6.根据权利要求1所述的一种两轴云台机构，其特征在于：所述Yaw轴GM6020直流无刷电机（2）的顶部外壁设置有电机固定螺丝（7）。