專利名稱：兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供了一種兩自由度的高速自動云臺結(jié)構(gòu)，適用于作為小負(fù)載的電控自動旋轉(zhuǎn)云臺。
背景技術(shù)：
當(dāng)前自動監(jiān)控行業(yè)，常用電控云臺配合攝像機等監(jiān)控設(shè)備實現(xiàn)自動調(diào)整監(jiān)控角度的功能?，F(xiàn)有的低價電控云臺大多以小電機作為動力件，只能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制旋轉(zhuǎn)，不能設(shè)定角度定點旋轉(zhuǎn)，并且只能低速旋轉(zhuǎn)。中國專利CN 20U89572公開了一種高速不銹鋼云臺，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、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述的控制機構(gòu)包括上殼體中的控制電路整件和上電機，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)線纜固定防水頭進入下殼體的腔內(nèi)，經(jīng)空心輸出軸，通過導(dǎo)電滑環(huán)進入上殼體；下殼體作為底座，驅(qū)動上殼體圍繞公共軸Z軸旋轉(zhuǎn)；上殼體另有一繞X軸轉(zhuǎn)動的輸出軸，由裝于骨架上部的上電機通過一對齒輪副，實現(xiàn)減速輸出。該實用新型采用兩部直流 24V步進電機，可實現(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、沖擊和有腐蝕氣體、雨水及粉塵環(huán)境使用。中國專利CN 1805058公開了一種兩自由度云臺，包括支架和安裝于支架上的電機和減速機構(gòu)，其特殊之處是該云臺設(shè)有兩個擺動機構(gòu)，每個擺動機構(gòu)實現(xiàn)一個平面內(nèi)的來回擺動，兩個擺動可以各自獨立實現(xiàn)。擺動機構(gòu)主要由一個擺動齒輪、一個過渡齒輪、一個不完全齒輪和一個扇形齒輪組成。此云臺可在驅(qū)動電機單一方向旋轉(zhuǎn)時，實現(xiàn)云臺的擺動運動，且定位精準(zhǔn)，云臺的擺動運動范圍可通過改變擺動機構(gòu)的傳動比來調(diào)整；云臺擺動的速度可根據(jù)要求由調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的速度來實現(xiàn)。而且這種云臺加工簡單，成本低，亦可運用于其他需要擺動的場合，具有廣泛的使用價值。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，由兩個伺服電機獨立驅(qū)動，可分別在水平方向和垂直方向上自動旋轉(zhuǎn)，可通過控制器驅(qū)動，快速旋轉(zhuǎn)到設(shè)定的任意位置，本產(chǎn)品可作為獨立單元負(fù)載攝像機等設(shè)備用于自動監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域。一種兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，包括基座和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組包括相互連接的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；所述的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括水平放置的第一伺服電機、水平轉(zhuǎn)軸和水平固定座，所述水平固定座緊固連接在所述基座上，所述水平轉(zhuǎn)軸通過軸承連接在所述水平固定座上， 所述第一伺服電機與所述水平固定座緊固連接，且其輸出軸與所述水平轉(zhuǎn)軸連接；所述垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括垂直放置的第二伺服電機、垂直固定座、垂直轉(zhuǎn)軸和垂向柱銷，所述垂直固定座緊固連接在所述水平轉(zhuǎn)軸上，所述第二伺服電機和所述垂向柱銷分別緊固連接在所述垂直固定座兩側(cè)，所述垂向柱銷通過軸承與所述垂直轉(zhuǎn)軸連接，所述第二伺服電機的輸出軸與所述垂直轉(zhuǎn)軸連接。優(yōu)選地，所述基座由上箱體和下箱體組成，基座整體呈中空的圓柱狀，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組位于基座內(nèi)，水平固定座緊固連接在所述基座下箱體上，所述基座上箱體上表面開通孔且兩側(cè)切邊，所述垂直轉(zhuǎn)軸上部穿過通孔突出于基座外。優(yōu)選地，所述基座下箱體內(nèi)設(shè)有上槽，上槽內(nèi)還設(shè)有下槽，所述第一伺服電機固定在下槽內(nèi)，所述水平固定座固定在上槽內(nèi)。優(yōu)選地，所述水平固定座一側(cè)開有方形槽，所述方形槽四周具有螺紋孔，所述第一伺服電機嵌入所述方形槽內(nèi)，通過四周的螺紋孔固定；所述水平固定座另一側(cè)嵌設(shè)有軸承， 且在軸承對應(yīng)處開設(shè)通孔，所述水平轉(zhuǎn)軸穿過軸承與第一伺服電機輸出軸配合；所述水平固定座整體四周開沉孔，與所述基座下箱體通過螺釘固定。優(yōu)選地，所述水平轉(zhuǎn)軸兩端邊沿開有螺紋孔，水平轉(zhuǎn)軸分別與所述第一伺服電機和垂直固定座通過螺釘固定。優(yōu)選地，所述垂直固定座整體呈“U”字形，所述垂直固定座一側(cè)開設(shè)方形通孔，所述方形通孔四周開螺紋孔，所述第二伺服電機嵌入所述方形通孔內(nèi)，通過四周的螺紋孔固定。優(yōu)選地，所述垂向柱銷與所述垂直固定座通過螺釘固定。優(yōu)選地，所述垂直轉(zhuǎn)軸中部開設(shè)有用于放置線路的通孔，頂面四周開有用于固定搭載設(shè)備的圓孔，所述垂直轉(zhuǎn)軸一側(cè)設(shè)有與軸承配合的圓孔，另一側(cè)設(shè)有與第二伺服電機輸出軸配合的螺紋孔。優(yōu)選地，所述垂直固定座頂面設(shè)有螺紋孔，基座上箱體通過與該螺紋孔配合的螺釘與垂直固定座連接。本實用新型以兩個獨立的伺服電機作為驅(qū)動元件，帶動水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)作兩個方向上的自由旋轉(zhuǎn)。水平轉(zhuǎn)軸承受徑向的重力負(fù)載，第一伺服電機通過水平轉(zhuǎn)軸帶動整體垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行水平方向上的自動旋轉(zhuǎn)。第二伺服電機輸出軸帶動垂直轉(zhuǎn)軸，進而帶動搭載設(shè)備在垂直方向上自動旋轉(zhuǎn)?；舷潴w套在垂直固定座上，和基座下箱體一起把整個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組封裝在內(nèi)部，上箱體和下箱體之間分離，在水平方向上可旋轉(zhuǎn)錯位。本實用新型以伺服電機作為驅(qū)動件，可實現(xiàn)程序設(shè)定任意角度，高速自動旋轉(zhuǎn)到定點位置。本設(shè)計零件結(jié)構(gòu)簡易，動力元件成本低廉、控制簡單，可作為低成本的高速自動云臺應(yīng)用于自動監(jiān)控行業(yè)。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型的零部件裝配圖。圖3是本實用新型基座下箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型水平固定座的一種側(cè)視圖。圖5是本實用新型水平固定座的另一種側(cè)視圖。圖6是本實用新型垂直固定座的一種側(cè)視圖。[0026]圖7是本實用新型垂直固定座的另一種側(cè)視圖。圖8是本實用新型垂直轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型的保護范圍并不限于此。參照圖2，一種兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，包括基座和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組包括相互連接的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；所述的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括水平放置的第一伺服電機1、水平轉(zhuǎn)軸2和水平固定座 3，所述水平固定座3緊固連接在所述基座上，所述水平轉(zhuǎn)軸2通過軸承4連接在所述水平固定座3上，所述第一伺服電機1與所述水平固定座3緊固連接，且其輸出軸與所述水平轉(zhuǎn)軸2連接；所述垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括垂直放置的第二伺服電機5、垂直固定座6、垂直轉(zhuǎn)軸7和垂向柱銷8，所述垂直固定座6緊固連接在所述水平轉(zhuǎn)軸2上，所述第二伺服電機5和所述垂向柱銷8分別緊固連接在所述垂直固定座6兩側(cè)，所述垂向柱銷8通過軸承9與所述垂直轉(zhuǎn)軸7連接，所述第二伺服電機5的輸出軸與所述垂直轉(zhuǎn)軸7連接。參照圖1，所述基座由上箱體10和下箱體11組成，基座整體呈中空的圓柱狀，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組位于基座內(nèi)，水平固定座3緊固連接在所述基座下箱體11上，所述基座上箱體 10上表面開通孔且兩側(cè)切邊(用于提供垂直轉(zhuǎn)軸7的旋轉(zhuǎn)空間，避免干涉)，所述垂直轉(zhuǎn)軸7 上部穿過通孔突出于基座外。參照圖3，所述基座下箱體11內(nèi)設(shè)有上槽12，上槽12內(nèi)還設(shè)有下槽13，所述第一伺服電機1固定在下槽13內(nèi)，所述水平固定座3固定在上槽12內(nèi)。參照圖4和圖5，所述水平固定座3 —側(cè)開有方形槽15，所述方形槽四周具有螺紋孔16，所述第一伺服電機1嵌入所述方形槽15內(nèi)，通過四周的螺紋孔固定；所述水平固定座3另一側(cè)嵌設(shè)有軸承14，且在軸承對應(yīng)處開設(shè)通孔，所述水平轉(zhuǎn)軸2穿過軸承與第一伺服電機1輸出軸配合；所述水平固定座3整體四周開沉孔，與所述基座下箱體11通過螺釘固定。所述水平轉(zhuǎn)軸2兩端邊沿開有螺紋孔，水平轉(zhuǎn)軸2分別與所述第一伺服電機1輸出軸和垂直固定座6通過螺釘固定。參照圖6和圖7，所述垂直固定座6整體呈“U”字形，所述垂直固定座6 —側(cè)開設(shè)方形通孔17，所述方形通孔17四周開螺紋孔，所述第二伺服電機5嵌入所述方形通孔17 內(nèi)，通過四周的螺紋孔固定；所述垂直固定座6另一側(cè)開有供垂向柱銷8穿過的孔19，垂向柱銷8與所述垂直固定座6通過螺釘固定。所述垂直固定座6頂面設(shè)有螺紋孔18，基座上箱體10通過與該螺紋孔配合的螺釘與垂直固定座6連接。參照圖8，所述垂直轉(zhuǎn)軸7中部開設(shè)有用于放置線路的通孔20，頂面四周開有用于固定搭載設(shè)備的圓孔21，所述垂直轉(zhuǎn)軸7 —側(cè)設(shè)有與軸承配合的圓孔22，另一側(cè)設(shè)有與第二伺服電機輸出軸配合的螺紋孔。本實用新型使用時，第一伺服電機1通過水平轉(zhuǎn)軸2帶動整體垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行水平方向上的自動旋轉(zhuǎn)。第二伺服電機5輸出軸帶動垂直轉(zhuǎn)軸7，進而帶動搭載設(shè)備在垂直方向上自動旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，包括基座和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組包括相互連接的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；所述的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括水平放置的第一伺服電機、水平轉(zhuǎn)軸和水平固定座，所述水平固定座緊固連接在所述基座上，所述水平轉(zhuǎn)軸通過軸承連接在所述水平固定座上，所述第一伺服電機與所述水平固定座緊固連接，且其輸出軸與所述水平轉(zhuǎn)軸連接；所述垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括垂直放置的第二伺服電機、垂直固定座、垂直轉(zhuǎn)軸和垂向柱銷， 所述垂直固定座緊固連接在所述水平轉(zhuǎn)軸上，所述第二伺服電機和所述垂向柱銷分別緊固連接在所述垂直固定座兩側(cè)，所述垂向柱銷通過軸承與所述垂直轉(zhuǎn)軸連接，所述第二伺服電機的輸出軸與所述垂直轉(zhuǎn)軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基座由上箱體和下箱體組成，基座整體呈中空的圓柱狀，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組位于基座內(nèi)，水平固定座緊固連接在所述基座下箱體上，所述基座上箱體上表面開通孔且兩側(cè)切邊，所述垂直轉(zhuǎn)軸上部穿過通孔突出于基座外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基座下箱體內(nèi)設(shè)有上槽，上槽內(nèi)還設(shè)有下槽，所述第一伺服電機固定在下槽內(nèi)，所述水平固定座固定在上槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水平固定座一側(cè)開有方形槽，所述方形槽四周具有螺紋孔，所述第一伺服電機嵌入所述方形槽內(nèi)，通過四周的螺紋孔固定；所述水平固定座另一側(cè)嵌設(shè)有軸承，且在軸承對應(yīng)處開設(shè)通孔，所述水平轉(zhuǎn)軸穿過軸承與第一伺服電機輸出軸配合；所述水平固定座整體四周開沉孔，與所述基座下箱體通過螺釘固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水平轉(zhuǎn)軸兩端邊沿開有螺紋孔，水平轉(zhuǎn)軸分別與所述第一伺服電機和垂直固定座通過螺釘固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述垂直固定座整體呈“U”字形，所述垂直固定座一側(cè)開設(shè)方形通孔，所述方形通孔四周開螺紋孔，所述第二伺服電機嵌入所述方形通孔內(nèi)，通過四周的螺紋孔固定；所述垂直固定座另一側(cè)開有供垂向柱銷穿過的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述垂向柱銷與所述垂直固定座通過螺釘固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述垂直轉(zhuǎn)軸中部開設(shè)有用于放置線路的通孔，頂面四周開有用于固定搭載設(shè)備的圓孔，所述垂直轉(zhuǎn)軸一側(cè)設(shè)有與軸承配合的圓孔，另一側(cè)設(shè)有與第二伺服電機輸出軸配合的螺紋孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩自由度的自動旋轉(zhuǎn)云臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述垂直固定座頂面設(shè)有螺紋孔，基座上箱體通過與該螺紋孔配合的螺釘與垂直固定座連接。
專利摘要本實用新型提供了一種兩自由度的高速自動云臺結(jié)構(gòu)，包括基座和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組包括相互連接的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；所述的水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括水平放置的第一伺服電機、水平轉(zhuǎn)軸和水平固定座，所述垂直旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括垂直放置的第二伺服電機、垂直固定座、垂直轉(zhuǎn)軸和垂向柱銷。本實用新型以伺服電機作為驅(qū)動件，可實現(xiàn)程序設(shè)定任意角度，高速自動旋轉(zhuǎn)到定點位置。本實用新型零件結(jié)構(gòu)簡易，動力元件成本低廉、控制簡單，可作為低成本的高速自動云臺應(yīng)用于自動監(jiān)控行業(yè)。
文檔編號F16M11/10GK201954211SQ201020676070
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者李瀟波, 楊光明 申請人:杭州開慶科技有限公司, 杭州瓦瑞科技有限公司