一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視覺系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]云臺(tái)是拍攝設(shè)備或者視覺系統(tǒng)中安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備，它分為固定和電動(dòng)云臺(tái)兩種。固定云臺(tái)適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺(tái)上安裝好攝像機(jī)后可調(diào)整攝像機(jī)的水平和俯仰的角度，達(dá)到最好的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)就可以了。電動(dòng)云臺(tái)適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。電動(dòng)云臺(tái)高速姿態(tài)是由兩臺(tái)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)接受來(lái)自控制器的信號(hào)精確地運(yùn)行定位，然而現(xiàn)有電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)型運(yùn)動(dòng)云臺(tái)結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，制作設(shè)計(jì)成本高，并且存在比較嚴(yán)重的電磁干擾，影響了云臺(tái)工作的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)型運(yùn)動(dòng)云臺(tái)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在電磁干擾、自鎖復(fù)雜的問題，提出了一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)。
[0004]一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)包括機(jī)架、擺動(dòng)體、相機(jī)固定架、擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器、兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架、橫滾架、橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架、L型側(cè)板、擺動(dòng)軸、超聲波驅(qū)動(dòng)軸和橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器，橫滾架為水平放置的U型結(jié)構(gòu)；所述機(jī)架為圓盤形結(jié)構(gòu)，機(jī)架的底部設(shè)有三個(gè)連接孔，L型側(cè)板的水平端面通過機(jī)架底部的三個(gè)連接孔與機(jī)架固定連接，橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架固定在L型側(cè)板的豎直側(cè)壁上，橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器輸出軸的一端通過軸承與橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器輸出軸的另一端與橫滾架的U型底邊框固定連接，橫滾架的一個(gè)U型側(cè)邊框開有水平方向的通孔，擺動(dòng)軸位于所述通孔中，橫滾架的另一個(gè)U型側(cè)邊框固定有兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架，擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器固定在所述兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架上，超聲波驅(qū)動(dòng)軸的一端通過軸承與兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架連接，且所述超聲波驅(qū)動(dòng)軸與擺動(dòng)軸同軸，所述擺動(dòng)體的兩端分別與擺動(dòng)軸和超聲波驅(qū)動(dòng)軸的另一端連接，相機(jī)固定架架設(shè)在擺動(dòng)體上，用于固定相機(jī)，相機(jī)固定架頂部開有燕尾槽。
[0005]有益效果:本發(fā)明的一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)充分利用了壓電振子具低速、大轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的直接驅(qū)動(dòng)，省略了減速器等中間組件，使得機(jī)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，有利于提高工作可靠性、降低成本、降低機(jī)械臂自重、簡(jiǎn)化加工和裝配工藝；超聲振子由于采用摩擦驅(qū)動(dòng)，無(wú)電磁干擾，也不受電子干擾，有效客服了傳統(tǒng)電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)型運(yùn)動(dòng)平臺(tái)所存在的電磁干擾問題。此外，該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的外環(huán)通過外環(huán)壓電超聲振子驅(qū)動(dòng)足與外環(huán)外表面之間的的靜摩擦力實(shí)現(xiàn)斷電自鎖，動(dòng)平臺(tái)通過內(nèi)環(huán)壓電超聲振子驅(qū)動(dòng)足與圓盤轉(zhuǎn)子側(cè)面的靜摩擦力實(shí)現(xiàn)斷電自鎖，自鎖過程中沒有能量消耗。
[0006]本發(fā)明的一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)通過壓電超聲振子實(shí)現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度平臺(tái)的直接驅(qū)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、重量小、斷電自鎖且無(wú)能量消耗、加工裝配十分簡(jiǎn)便、無(wú)電磁干擾、安全性高和易于實(shí)現(xiàn)系列化的突出優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0007]圖1-圖3為【具體實(shí)施方式】一所述的采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖4為兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖5為圖4的俯視圖；
[0010]圖6為圖4的左視圖；
[0011]圖7為橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖8為橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架的剖視圖；
[0013]圖9為橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1-圖3說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】所述的一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)包括機(jī)架1、擺動(dòng)體3、相機(jī)固定架5、擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器6、兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架7、橫滾架8、橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架9、L型側(cè)板10、擺動(dòng)軸11、超聲波驅(qū)動(dòng)軸12和橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器13，橫滾架8為水平放置的U型結(jié)構(gòu)；所述機(jī)架I為圓盤形結(jié)構(gòu)，機(jī)架I的底部設(shè)有三個(gè)連接孔，L型側(cè)板10的水平端面通過機(jī)架I底部的三個(gè)連接孔與機(jī)架I固定連接，橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架9固定在L型側(cè)板10的豎直側(cè)壁上，橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器13輸出軸的一端通過軸承與橫滾架驅(qū)動(dòng)器固定架9轉(zhuǎn)動(dòng)連接，橫滾架超聲波驅(qū)動(dòng)器13輸出軸的另一端與橫滾架8的U型底邊框固定連接，橫滾架8的一個(gè)U型側(cè)邊框開有水平方向的通孔，擺動(dòng)軸11位于所述通孔中，橫滾架8的另一個(gè)U型側(cè)邊框固定有兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架7，擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器6固定在所述兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架7上，超聲波驅(qū)動(dòng)軸12的一端通過軸承與兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架7連接，且所述超聲波驅(qū)動(dòng)軸12與擺動(dòng)軸11同軸，所述擺動(dòng)體3的兩端分別與擺動(dòng)軸11和超聲波驅(qū)動(dòng)軸12的另一端連接，相機(jī)固定架5架設(shè)在擺動(dòng)體3上，用于固定相機(jī)2，相機(jī)固定架5頂部開有燕尾槽4。
[0015]超聲波振子是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)工作的共振式驅(qū)動(dòng)器，它通過壓電元件激勵(lì)定子彈性體的固有振動(dòng)，在彈性體表面特定區(qū)域形成具有驅(qū)動(dòng)作用的橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過摩擦耦合將質(zhì)點(diǎn)的微觀運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成動(dòng)子的宏觀運(yùn)動(dòng)。壓電超聲振子具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)、低速大轉(zhuǎn)矩/推力、功率/力矩密度高、定位精度高、響應(yīng)速度快、斷電自鎖、無(wú)電磁干擾且不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。
[0016]本實(shí)施方式中，L型側(cè)板10與機(jī)架I底部通過不同連接孔進(jìn)行固定連接，能夠?qū)ο鄼C(jī)2的中心位置進(jìn)行調(diào)整，擺動(dòng)體3的兩端分別與擺動(dòng)軸11和超聲波驅(qū)動(dòng)軸12的另一端連接，大大減輕了超聲波驅(qū)動(dòng)軸12的徑向力，從而使控制更加精準(zhǔn)。
[0017]本實(shí)施方式中，擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器6采用兩相交流電壓進(jìn)行激勵(lì)，通過控制兩相電壓之間的相位差來(lái)控制與其相接觸的超聲波驅(qū)動(dòng)軸12的正反轉(zhuǎn)，若將驅(qū)動(dòng)信號(hào)斷開，則運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)斷電自鎖。
[0018]【具體實(shí)施方式】二、結(jié)合圖4-圖6說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種采用超聲波振子驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)的區(qū)別在于，所述兩擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器固定架7包括金屬基體7-1、擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器夾緊裝置7-2、彈簧片7-4和固定裝置7-5，所述金屬基體7-1的側(cè)壁與橫滾架8固定連接，擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器6通過擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)器夾緊裝置7-2固定在所述金屬基體7-1中，所述擺動(dòng)軸超聲波驅(qū)動(dòng)器6與金屬基體7-1之間設(shè)有彈簧片7-4，擺動(dòng)體3和超聲波驅(qū)動(dòng)軸12通過固定裝置7-5固定為一體。
[0019]【具體實(shí)施方式】三、結(jié)合圖7和圖8說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方