專利名稱：高速不銹鋼云臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于視頻監(jiān)控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高速不銹鋼云臺(tái)，
它與不銹鋼攝像裝置配套組成攝像系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)兩維(X、 Y軸；Y、 Z軸；X、 Z軸)的高速旋轉(zhuǎn)監(jiān)控功能。
背景技術(shù)：
高速云臺(tái)在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，例如在港口大型裝卸設(shè)備、核 電裝置、大型火電裝置的監(jiān)控工程項(xiàng)目中，當(dāng)其作業(yè)時(shí)，攝像裝置隨著機(jī)械 始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而攝像裝置則處于相對(duì)固定的某一點(diǎn)，為了對(duì)上述裝置 進(jìn)行監(jiān)控，必須讓攝像裝置的鏡頭隨時(shí)應(yīng)對(duì)寬闊場(chǎng)面的多畫面迅速切換，要 完成該任務(wù)，則非高速云臺(tái)莫屬。這是因?yàn)镮 、在強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)力高效率的今天， 不可能專門定位一個(gè)操作人員對(duì)攝像裝置的鏡頭旋轉(zhuǎn)、切換進(jìn)行控制。II、 即使專門定位一個(gè)操作人員，由于作業(yè)空間的關(guān)系也無法達(dá)到快速隨機(jī)控制 的目的。云臺(tái)是安防監(jiān)控領(lǐng)域攝像裝置的工作平臺(tái)。操作者通過系統(tǒng)控制該 工作平臺(tái)的高速旋轉(zhuǎn)，改變攝像裝置的工作角度，從而達(dá)到監(jiān)控范圍的變化， 完成監(jiān)控目的。
云臺(tái)從使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)特征、材料以及重量方面來劃分，可以簡(jiǎn)單的把 云臺(tái)分為輕型、中型及重型三種(此種劃分并非嚴(yán)格)。對(duì)于在室內(nèi)使用，運(yùn) 行環(huán)境較理想，以工程塑料及金屬鋁為主要材料及結(jié)構(gòu)形式的云臺(tái)為輕型云 臺(tái)；而那些野外惡劣條件下作業(yè)，腐蝕性氣體及粉塵等污染源嚴(yán)重，振動(dòng)頻 率高，振幅較大的環(huán)境，以不銹鋼等重金屬為主要材料及結(jié)構(gòu)形式的云臺(tái)為 中、重型云臺(tái)；中、重型云臺(tái)在港口裝卸、電站、露天庫(kù)房、大型吊車吊裝 等大型工程中被廣泛使用。目前在安防監(jiān)控領(lǐng)域，云臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩維(X、 Y軸、Y、Z軸、X、 z軸)的均勻低速旋轉(zhuǎn)功能已經(jīng)可以輕而易舉的實(shí)現(xiàn)。而云臺(tái)的高
速旋轉(zhuǎn)功能則只在輕型化的產(chǎn)品中應(yīng)用，中型及重型云臺(tái)尚無此功能產(chǎn)品。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速
不銹鋼云臺(tái)，采用兩部直流24V步進(jìn)電機(jī)，沿兩軸(Z、 X等)高、低速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，采用電磁制動(dòng)，適宜室外有振動(dòng)、沖擊和有腐蝕氣體、雨水及粉塵環(huán)境使用。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種高速不銹鋼云臺(tái)，包括同軸連接的上、下殼體和其內(nèi)裝有的骨架及控制、傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的控制機(jī)構(gòu)包括上殼體1中的控制電路整件4和上電機(jī)5,控制電路整件裝于骨架3頂部，在上殼體的上端部由螺旋蓋8封?。豢刂齐娎|17由下殼體2下部經(jīng)線纜固定防水頭12進(jìn)入下殼體的腔內(nèi)，經(jīng)空心輸出軸16，通過導(dǎo)電滑環(huán)7進(jìn)入上殼體；下殼體作為底座，驅(qū)動(dòng)上殼體圍繞公共軸Z軸旋轉(zhuǎn)；上殼體另有一繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出軸16,由裝于骨架上部的上電機(jī)通過一對(duì)齒輪副，實(shí)現(xiàn)減速輸出。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)
前述的繞Z軸即上、下殼體軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其下電機(jī)安裝在下殼體減速裝置的頂板28上，下電機(jī)軸頭裝有下電機(jī)主動(dòng)小齒輪18,通過一介輪軸19，其上有兩個(gè)等齒數(shù)的介輪20、 20'，其中介輪20與下電機(jī)主動(dòng)小齒輪18嚙合，介輪20'與固定在底座板21的內(nèi)齒輪22嚙合。
前述的齒輪副為上電機(jī)主動(dòng)小齒輪23和輸出從動(dòng)大齒輪24，輸出從動(dòng)大齒輪24與骨架前支板25間裝有電磁制動(dòng)器11,端面裝有電磁制動(dòng)器動(dòng)片的輸出從動(dòng)大齒輪24裝于空心輸出軸16的軸徑上，通過平鍵與其連接，傳遞轉(zhuǎn)矩；在骨架前支板25與輸出從動(dòng)大齒輪24對(duì)應(yīng)處裝有電磁制動(dòng)器定子27。
前述的傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的上殼體和下殼體相鄰的端面密封結(jié)構(gòu)及對(duì)外輸出結(jié)構(gòu)中裝有A型硅膠密封圏10，其頂部螺旋蓋及輸出軸徑部位分別裝有膠質(zhì)0
4型密封圈9、 9'。
前述的上、下殼體采用不銹鋼材制成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。
本實(shí)用新型云臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用兩部直流24V步進(jìn)電機(jī)，在Z軸(即水平面方向)正反向任何角度，可隨意按需旋轉(zhuǎn)，機(jī)內(nèi)線纜無纏繞現(xiàn)象。以X軸為中心(在垂直平面方向)，可達(dá)±135° 、轉(zhuǎn)角精度為0.045。、轉(zhuǎn)動(dòng)速度在Z軸和X軸兩向均可達(dá)》100。 /秒，并且速度可變，運(yùn)轉(zhuǎn)特性沿兩軸(Z、X)高、低速旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，采用電磁制動(dòng)，位置準(zhǔn)確、穩(wěn)固、無慣性，傳動(dòng)信噪比很低?？刂品椒ú捎媒邮諗z像系統(tǒng)輸出的控制指令，云臺(tái)重量11.25kg，水平輸出轉(zhuǎn)矩>198kg/cm，垂直輸出轉(zhuǎn)矩>33kg/cm，安裝狀態(tài)為水平安裝，適宜室外；有振動(dòng)、沖擊和有腐蝕性氣體、雨水及粉塵環(huán)境中使用，防護(hù)等級(jí)>IP67,輸入輸出線纜形式結(jié)構(gòu)的主體為線纜固定和傳輸預(yù)留了空間，使輸入云臺(tái)的線纜從云臺(tái)下部經(jīng)防水固定頭進(jìn)入無傳動(dòng)件的腔內(nèi)，直接導(dǎo)電環(huán)，因此不會(huì)對(duì)線纜造成任何傷害；輸出線纜經(jīng)空心輸出軸，采取內(nèi)走線與攝像裝置連接，安全可靠。
總之，本實(shí)用新型采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料作為外殼防護(hù)，機(jī)芯骨架為優(yōu)質(zhì)鋁合金，質(zhì)輕，剛度好，傳動(dòng)零部件(如齒輪等)采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，耐用度高，全部零件均經(jīng)精細(xì)加工制作，傳動(dòng)；采用結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用的齒輪傳動(dòng)鏈，簡(jiǎn)捷，加之轉(zhuǎn)動(dòng)軸承采用輕栽的球軸承，功率損耗小，傳動(dòng)效率高，為云臺(tái)實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)提供了可靠保障。因?yàn)樵诠羌芮爸О迮c輸出從動(dòng)齒輪間安裝使用了電磁制動(dòng)器(加上步進(jìn)電機(jī)固有的保持力矩)，所以該云臺(tái)承載攝像裝置監(jiān)控工作時(shí)穩(wěn)定可靠，不受較大沖擊和震動(dòng)的影響。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1:本實(shí)用新型的總裝主^L結(jié)構(gòu)圖；圖2 :本實(shí)用新型的總裝左視結(jié)構(gòu)圖3: 本實(shí)用新型的骨架右視結(jié)構(gòu)圖4:本實(shí)用新型的骨架A-A向結(jié)構(gòu)圖5:本實(shí)用新型的繞Z軸旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)圖6:本實(shí)用新型的繞X軸旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)圖中
1.上殼 2.下殼 3.骨架'4.控制電路整件 5.上電機(jī)及傳動(dòng)件6.下電機(jī)及傳動(dòng)件 7.導(dǎo)電滑環(huán) 8.螺旋蓋9、 9'. 0型密封圏10. A型密封圈11.電磁制電器 12.線纜固定防水頭13.電機(jī)驅(qū)動(dòng)器14.上電機(jī)控制開關(guān) 15.下電機(jī)控制開關(guān) 16.輸出空心軸 17.控制電纜18.下電機(jī)主動(dòng)小齒輪 19.介輪軸 20、 2(T.介輪 21.底座板22.內(nèi)齒輪 23.上電機(jī)主動(dòng)小齒輪 24.輸出從動(dòng)大齒輪 25.前支板26.骨架橫支板27.電磁制動(dòng)器定子 28.頂板具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)"i兌明如后。
參見圖1~6， 一種高速不銹鋼云臺(tái)，包括同軸連接的上、下殼體和其內(nèi)裝有的骨架及控制、傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，上、下殼體采用不銹鋼材制成。所迷的控制機(jī)構(gòu)包括上殼體1中的控制電路整件4和上電機(jī)5，控制電路整件裝于骨架3頂部，在上殼體的上端部由螺旋蓋8封??；控制電路整件裝于骨架頂部，打開外殼上部螺旋端蓋，便于安裝及調(diào)試。此外，裝于中部和下部的機(jī)械零件及線纜等電器元件是可靠、耐用、免維護(hù)的。控制電纜17由下殼體2下部經(jīng)線纜固定防水頭12進(jìn)入下殼體的腔內(nèi)，經(jīng)空心輸出軸16，通過導(dǎo)電滑環(huán)7進(jìn)入上殼體；下殼體作為底座，驅(qū)動(dòng)上殼體圍繞公共軸Z軸旋轉(zhuǎn)；上殼體另有一繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出軸16,由裝于骨架上部的上電機(jī)通過一對(duì)齒輪副，實(shí)現(xiàn)減速輸出，占用空間小，緊湊。
上殼體圍繞公共軸z軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，上殼體另有一級(jí)輸出即繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)
的輸出，該軸輸出原動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)本身具有一定的保持力矩，用來保證攝像裝置空間位置準(zhǔn)確。有別于現(xiàn)有產(chǎn)品的第三點(diǎn)，是我們?cè)趚軸轉(zhuǎn)動(dòng)體系中間增加了電磁制動(dòng)器，能產(chǎn)生較大的保持力矩。至兩個(gè)力矩的合力矩，確保高速不銹鋼云臺(tái)拖動(dòng)的攝像裝置在強(qiáng)振動(dòng)和強(qiáng)沖擊狀態(tài)下，監(jiān)控位置的穩(wěn)定。
下電機(jī)為繞z軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，上電機(jī)是繞X軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，分別借用骨架橫支撐板26安裝于骨架內(nèi)；繞Z軸旋轉(zhuǎn)的軸心與上、下殼體同心，繞Z軸即上、下殼體軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其下電機(jī)安裝在下殼體減速裝置的頂板28上，下電機(jī)軸頭裝有下電機(jī)主動(dòng)小齒輪18，通過一介輪軸19，其上有兩個(gè)等齒數(shù)的介輪20、 20'，其中介輪20與下電機(jī)主動(dòng)小齒輪18嚙合，介輪20'與固定在底座板21的內(nèi)齒輪22嚙合，實(shí)現(xiàn)一級(jí)內(nèi)齒輪傳動(dòng)副，結(jié)構(gòu)十分緊湊可靠，實(shí)現(xiàn)骨架繞軸心旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒輪空心軸端安裝導(dǎo)電滑環(huán)，確保線纜無纏繞，可完美實(shí)現(xiàn)正反方向任意角度的旋轉(zhuǎn)(見附圖5)。
齒輪副為上電機(jī)主動(dòng)小齒輪23和輸出從動(dòng)大齒輪24，輸出從動(dòng)大齒輪24與骨架前支板25間裝有電磁制動(dòng)器11,可確保輸出軸位置穩(wěn)定、準(zhǔn)確，無絲毫慣性，加之步進(jìn)電機(jī)固有的保持力矩，可確保監(jiān)控設(shè)備能在有較強(qiáng)的沖擊與振動(dòng)環(huán)境下穩(wěn)定地工作(見附圖6)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器13和上、下電機(jī)控制開關(guān)14、 15的線纜及電源線(見附圖2)的輸入控制線纜17從上、下殼體的下部經(jīng)防水固定頭12進(jìn)入腔內(nèi)，通過導(dǎo)電滑環(huán)7，進(jìn)入上殼體，再經(jīng)過空心輸出軸16與攝像裝置連接。端面裝有電磁制動(dòng)器動(dòng)片的輸出從動(dòng)大齒輪24裝于空心輸出軸16的軸徑上，通過平4建與其連接，傳遞轉(zhuǎn)矩；在骨架前支板25與輸出從動(dòng)大齒輪24對(duì)應(yīng)處裝有電磁制動(dòng)器定子27。為實(shí)現(xiàn)在粉塵、露天及腐蝕性氣體的惡劣條件下能夠連續(xù)工作，在傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)部位的接口處采取了密封措施。在頂部螺旋蓋及輸出軸徑部位分別裝有膠質(zhì)O型密封圏9、 9、上殼體和下殼體相鄰的端面密封機(jī)構(gòu)中，因其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，則選用了更為可靠的A型硅膠密封圏IO(見圖1),由于不銹鋼材質(zhì)的防銹、防腐的天然特性及采取上述的密封措施，使該高速不銹鋼云臺(tái)完全適用于防塵、防水、防腐及惡劣環(huán)境條件下工^的功能。
上、下殼體釆用優(yōu)質(zhì)的防腐、防銹不銹鋼管材，壁厚取值相當(dāng)，強(qiáng)度很高，并且與機(jī)芯骨架及傳動(dòng)零部件無任何承載關(guān)系，僅起外護(hù)套作用，造型呈圓柱體，簡(jiǎn)捷、大方、工藝性好。
機(jī)芯骨架取材于硬質(zhì)的鋁合金、三豎四橫的板材構(gòu)成，加之鋼板封頂，經(jīng)裝配，構(gòu)成一剛性的封閉框架，堅(jiān)固，剛度很高，耐振動(dòng)與沖擊，為電機(jī)
及機(jī)件的安裝提供了穩(wěn)固的基礎(chǔ)，(見附圖3、 4)。
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權(quán)利要求1. 一種高速不銹鋼云臺(tái)，包括同軸連接的上、下殼體和其內(nèi)裝有的骨架及控制、傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的控制機(jī)構(gòu)包括上殼體(1)中的控制電路整件(4)和上電機(jī)(5)，控制電路整件裝于骨架(3)頂部，在上殼體的上端部由螺旋蓋(8)封?。豢刂齐娎|(17)由下殼體(2)下部經(jīng)線纜固定防水頭(12)進(jìn)入下殼體的腔內(nèi)，經(jīng)空心輸出軸(16)，通過導(dǎo)電滑環(huán)(7)進(jìn)入上殼體；下殼體作為底座，驅(qū)動(dòng)上殼體圍繞公共軸Z軸旋轉(zhuǎn)；上殼體另有一繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出軸(16)，由裝于骨架上部的上電機(jī)通過一對(duì)齒輪副，實(shí)現(xiàn)減速輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速不銹鋼云臺(tái)，其特征在于所述的繞Z軸即上、 下殼體軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其下電機(jī)安裝在下殼體減速裝置的頂板(28) 上，下電機(jī)軸頭裝有下電機(jī)主動(dòng)小齒輪(18)，通過一介輪軸(19)，其上 有兩個(gè)等齒數(shù)的介輪(20、 20'),其中介輪(20)與下電機(jī)主動(dòng)小齒輪(18) 嚙合，介輪(20')與固定在底座板(21)的內(nèi)齒輪(22)嚙合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速不銹鋼云臺(tái)，其特征在于所述的齒輪副為上 電機(jī)主動(dòng)小齒輪(23)和輸出從動(dòng)大齒輪(24)，輸出從動(dòng)大齒輪(24)與 骨架前支板(25)間裝有電磁制動(dòng)器(11),端面裝有電磁制動(dòng)器動(dòng)片的輸 出從動(dòng)大齒輪(24)裝于空心輸出軸(16)的軸徑上，通過平鍵與其連接， 傳遞轉(zhuǎn)矩；在骨架前支板(25)與輸出從動(dòng)大齒輪大齒輪(24)對(duì)應(yīng)處裝 有電磁制動(dòng)器定子(27)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速不銹鋼云臺(tái)，其特征在于所述的傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn) 的上殼體和下殼體相鄰的端面密封結(jié)構(gòu)及對(duì)外輸出結(jié)構(gòu)中裝有A型硅膠密 封圏(10),其頂部螺旋蓋及輸出軸部位分別裝有膠質(zhì)O型密封圈(9、 9')。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速不銹鋼云臺(tái)，其特征在于所述的上、下殼體 采用不銹鋼材制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高速不銹鋼云臺(tái)，包括同軸連接的上、下殼體和其內(nèi)裝有的骨架及控制、傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的控制機(jī)構(gòu)包括上殼體中的控制電路整件和上電機(jī)，控制電路整件裝于骨架頂部，在上殼體的上端部由螺旋蓋封??；控制電纜由下殼體下部經(jīng)線纜固定防水頭進(jìn)入下殼體的腔內(nèi)，經(jīng)空心輸出軸，通過導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)入上殼體；下殼體作為底座，驅(qū)動(dòng)上殼體圍繞公共軸Z軸旋轉(zhuǎn)；上殼體另有一繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出軸，由裝于骨架上部的上電機(jī)通過一對(duì)齒輪副，實(shí)現(xiàn)減速輸出。本實(shí)用新型采用兩部直流24V步進(jìn)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)兩維(X、Y軸、Y、Z軸、X、Z軸)的高速旋轉(zhuǎn)功能，適宜室外有振動(dòng)、沖擊和有腐蝕氣體、雨水及粉塵環(huán)境使用。
文檔編號(hào)F16M11/02GK201289572SQ20082014307
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者盧國(guó)珠, 張子方, 殷亞雷, 肖錦明 申請(qǐng)人:天津市聯(lián)大通訊發(fā)展有限公司