專利名稱：一種由單臺電機驅(qū)動的云臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻監(jiān)控領(lǐng)域的云臺結(jié)構(gòu)，尤其是一種由單臺電機驅(qū)動的云臺。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有云臺傳動結(jié)構(gòu)一般分為水平傳動結(jié)構(gòu)，垂直傳動結(jié)構(gòu)，這就需要使用兩臺電機和兩套傳動系統(tǒng)，以及兩套電機控制電路以分別對水平、垂直傳動結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，雖然現(xiàn)有的兩套電機能實現(xiàn)云臺的大范圍監(jiān)控，但成本較高，尤其是對于一部分不需要太大監(jiān)控范圍的用戶來說，現(xiàn)有云臺有一大部分功能浪費掉了，但是其成本并沒因為有一部分功能沒用上而降低，同時過多的功能占據(jù)了系統(tǒng)資源和空間，造成傳功機構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單可對小范圍監(jiān)控的由單臺電機驅(qū)動的云臺。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是一種由單臺電機驅(qū)動的云臺，包括前后間隔設(shè)置的前側(cè)板、后側(cè)板、傳動桿、攝像機支架以及設(shè)置在前后側(cè)板之間并可前后直線移動的雙輸出軸電機，所述的雙輸出軸電機的后輸出軸上設(shè)置有螺紋，所述的后側(cè)板上設(shè)置有對應(yīng)的螺紋結(jié)構(gòu)，所述的雙輸出軸電機的前輸出軸與擺桿鉸接；所述的傳動桿前端與攝像機支架固定連接，所述的傳動桿的后端穿過前側(cè)板并與擺桿通過萬向節(jié)連接，所述的傳動桿與前側(cè)板間設(shè)置有萬向連接結(jié)構(gòu)。所述的萬向節(jié)為關(guān)節(jié)軸承，其包括形成在擺桿末端的球狀關(guān)節(jié)套和形成在傳動桿末端與所述的關(guān)節(jié)套匹配的球體。所述的關(guān)節(jié)套的開口上部成一圓弧狀缺口。所述的萬向連接結(jié)構(gòu)包括形成在前側(cè)板上的通孔，設(shè)置在所述的通孔內(nèi)并可繞軸旋轉(zhuǎn)的萬向環(huán)，設(shè)置在所述的連接桿上并與其垂直相交的小軸，所述的連接桿穿過萬向環(huán)且其小軸端部與萬向環(huán)環(huán)體可轉(zhuǎn)動連接，其中，所述的萬向環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸與小軸垂直。還包括一個與所述的雙輸出軸電機固定連接的導(dǎo)桿，所述的導(dǎo)桿與所述的后輸出軸平行間隔設(shè)置，對應(yīng)地在所述的后側(cè)板上設(shè)置有與導(dǎo)桿匹配的導(dǎo)孔。所述的雙輸出軸電機與前后側(cè)板或者云臺底板間設(shè)置有位置傳感器。所述的位置傳感器為固定設(shè)置在電機下側(cè)的一個光電藕擋片，以及對應(yīng)在固定設(shè)置在所述的電機下方云臺底板上的兩個間隔設(shè)置的光耦。所述的雙輸出軸電機前輸出軸與擺桿間設(shè)置有拉簧。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的由單臺電機驅(qū)動的云臺結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)新穎，由一臺電機驅(qū)動，使攝像頭的按漸開螺旋線軌跡運行，完全可以滿足小范圍監(jiān)控用戶的需求，監(jiān)控范圍內(nèi)監(jiān)控點可控且完全沒有盲區(qū)，控制簡單，且省卻了一套電機及其驅(qū)動設(shè)備，降低成本，簡化了云臺結(jié)構(gòu)，降低設(shè)計難度。


圖1所示為由單臺電機驅(qū)動的云臺結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為將擺桿和連接桿拉直攝像機軸線與支架軸線同心時的示意圖；圖3所示為本發(fā)明實施例萬向環(huán)示意圖；圖4所示為本發(fā)明實施例的十字軸、萬向環(huán)和支架之間的裝配圖；圖5所示為本發(fā)明攝像機運動軌跡示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。 本發(fā)明的由單臺電機驅(qū)動的云臺，包括前后間隔設(shè)置的前側(cè)板、后側(cè)板、連接桿，攝像機支架以及設(shè)置在前后側(cè)板之間并可前后直線移動的雙輸出軸電機，所述的雙輸出軸電機的后輸出軸上設(shè)置有螺紋，所述的后側(cè)板形成有對應(yīng)的螺紋結(jié)構(gòu)，該螺紋結(jié)構(gòu)可以為設(shè)置在后側(cè)板處的螺紋孔也可為固定連接在后側(cè)板上的螺母，所述的雙輸出軸電機的前輸出軸與擺桿鉸接；所述的傳動桿的前端與攝像機支架固定連接，所述的傳動桿的后端穿過前側(cè)板并與擺桿通過萬向節(jié)連接，所述的傳動桿與前側(cè)板間設(shè)置有萬向連接結(jié)構(gòu)。即借助雙輸出軸電機，同時實現(xiàn)其自我直線移動驅(qū)動和驅(qū)動擺桿轉(zhuǎn)動，為實現(xiàn)其前后直線移動，可采用導(dǎo)桿導(dǎo)孔式或者與云臺底板間設(shè)置的滑塊滑槽，此處易于實現(xiàn)不贅述。所述的萬向節(jié)及傳動桿與前側(cè)板間的萬向連接結(jié)構(gòu)均可采用十字軸式萬向節(jié)、如雙聯(lián)式、三銷軸式、球叉式、球籠式等任意形式的萬向連接結(jié)構(gòu)。圖1-4所示為本發(fā)明的最佳實施例，如圖所示，本實施例的由單臺電機驅(qū)動的云臺包括U形支架1，所述的U形支架前后間隔設(shè)置的前側(cè)板11、后側(cè)板12和底板10 ;攝像機支架2以及雙輸出軸電機3。所述的雙輸出軸電機3為同軸兩端輸出結(jié)構(gòu)，前輸出軸與擺桿4鉸接，后輸出軸上加工有螺紋，在所述的U形支架的后側(cè)板12與所述的后輸出軸對應(yīng)地設(shè)置有通孔，與所述的后輸出軸螺紋匹配的螺母13固定在U形支架I的后側(cè)板上并與雙輸出軸電機的輸出軸同心，后輸出軸穿過通孔并與螺母13相配合，當(dāng)電機順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)時，螺紋可帶動電機往復(fù)前后移動。為保持電機在軸向移動時的不發(fā)生自身轉(zhuǎn)動，在雙輸出軸電機3的底部安裝有與所述的后輸出軸平行的導(dǎo)桿31，同時在后側(cè)板上對應(yīng)地設(shè)置有可允許導(dǎo)桿31通過并可以自由移動的導(dǎo)孔中，借助導(dǎo)桿和導(dǎo)孔限位可有效避免在電機自身的扭矩下電機外殼發(fā)生旋轉(zhuǎn)。為實現(xiàn)對雙輸出軸電機軸線移動前后位置的監(jiān)控，在雙輸出軸電機下方安裝有光耦擋片32，在所述的U形支架的底板之上對應(yīng)地設(shè)置有兩個匹配的光耦33，通過光耦擋片以及光耦可以控制電機的軸向移動范圍，增強對移動控制效果。所述的雙輸出軸電機的前輸出軸與擺桿的鉸接，具體地說，即在前輸出軸端部加工有U形限位槽和軸銷孔，對應(yīng)地在擺桿4的一端加工有凸臺，且凸臺兩側(cè)面與電機軸一端加工的限位槽相匹配，同時在凸臺上有軸銷孔，此軸銷孔與電機軸一端的軸銷孔大小一致，將擺桿的凸臺安裝到電機軸的限位槽內(nèi)，并且通過軸銷將擺桿與電機軸固定，擺桿4即可繞軸銷自由旋轉(zhuǎn)。在擺桿的另一端與連接桿5連接，具體地說，所述的連接桿為具有小軸50的十字軸，在所述的擺桿端部設(shè)置有球狀的關(guān)節(jié)套41，其內(nèi)側(cè)為球形的腔體，此腔體為開口狀，且開口位置超過球心半徑。在十字軸前端加工有球體51，此球體可與擺桿上加工的球狀關(guān)節(jié)套的內(nèi)側(cè)的球形的腔體相匹配，并且彼此之間可自由轉(zhuǎn)動，即此關(guān)節(jié)套與十字軸前端的球體相組合可構(gòu)成關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，在所述的關(guān)節(jié)套41開口上部成一圓弧狀缺口 42，此缺口 42可避免當(dāng)擺桿和十字軸被雙輸出軸電機拉直時，十字軸與關(guān)節(jié)套發(fā)生干涉。同時，在擺桿以及電機軸上還分別加工有拉簧固定片，在拉簧固定片上安裝有拉簧6，其中，所述的拉簧位于擺動的擺動平面內(nèi)。所述的拉簧可起到當(dāng)擺桿和十字軸被雙輸出軸電機拉直后，雙輸出軸電機開始逆向旋轉(zhuǎn)時，拉簧可以給擺桿一個初始力，使擺桿按照設(shè)計的方向傾斜，防止擺桿被推向相反的方向。所述的連接桿中間部位與所述的U形支架的前側(cè)板萬向連接，具體地說，在支架前端即加工有矩形孔14，且在矩形孔的上下側(cè)各加工有圓形孔，在支架的矩形孔內(nèi)安裝有萬向環(huán)7，在萬向環(huán)中心線兩側(cè)對稱分布著兩個小軸71，兩個小軸可安裝在前側(cè)板矩形孔的上下側(cè)加工的圓形孔內(nèi)并可在孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。在其中一個小軸的軸端加工有兩個環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)可安裝開口擋圈以將萬向環(huán)相對前側(cè)板定位。在萬向環(huán)的環(huán)體上對稱分布著兩個孔72，該兩孔72所在軸線與萬向環(huán)兩側(cè)的兩個小軸71的軸線成90度角。在十字軸中部加工有與十字軸軸線互為對稱的兩個小軸50，在小軸50的端部加工有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)可安裝開口擋圈以將小軸50相對萬向環(huán)定位，所述的十字軸中部的兩個小軸50安裝在萬向環(huán)上的兩個孔72內(nèi)并可以在孔72內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。在所述的十字軸，即連接桿的前端安裝有攝像機支架2，攝像機支架2用于安裝固定攝像機9，此處與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不再描述。將萬向環(huán)上的兩個小軸安裝在前側(cè)板的矩形孔的上下側(cè)加工的圓形孔內(nèi)，并可在孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，同時十字軸的小軸安裝在萬向環(huán)的孔內(nèi)，萬向環(huán)、十字軸、前側(cè)板組成二自由度結(jié)構(gòu)。當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時電機軸可帶動帶動擺桿旋轉(zhuǎn)，擺桿與十字軸相連接部分為關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)，因為十字軸的軸線與擺桿的軸線可以形成一定的夾角，由此可使攝像機的軸線與支架軸線形成一定的夾角。當(dāng)雙輸出軸電機旋轉(zhuǎn)時此夾角可形成以支架軸線為中心的圓錐角。與此同時因為雙輸出軸電機的后輸出軸上加工有螺紋，此螺紋與后側(cè)板上安裝的螺母相匹配，螺紋可帶動電機往復(fù)移動。從而改變攝像機的軸線與支架軸線形成的夾角。當(dāng)雙輸出軸電機將擺桿和十字軸拉直時，攝像機軸線與支架軸線同心，此時攝像機可對正前方進(jìn)行監(jiān)控。雙輸出軸電機在帶動攝像機旋轉(zhuǎn)的同時會拉動或推動攝像機，使攝像機軸線與支架軸線的圓錐角是在逐漸變化的，因此當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時最終會使攝像機的運動軌跡呈一渦卷彈簧狀，如圖5所示。操作人員可根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場情況對攝像機運動軌跡的任意一點進(jìn)行監(jiān)控。同時雙輸出軸電機下方安裝有光耦擋片以及光耦，通過光耦擋片以及光耦可以控制電機的軸向移動范圍，從而控制攝像機的監(jiān)控范圍。還可以通過電路控制可以將攝像機的監(jiān)控點位置在攝像機的運動軌跡上預(yù)先設(shè)定，使攝像機按照設(shè)定好的監(jiān)控位置在運動軌跡上巡回監(jiān)控
需要指出的是，控制所述的雙輸出軸電機的軸向移動范圍可借助多種位置傳感器，可以設(shè)置在雙輸出軸電機與前后側(cè)板或者底板間，所示的位置傳感器包括接近位置傳感器或接觸式傳感器等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，包括前后間隔設(shè)置的前側(cè)板、后側(cè)板、傳動桿、攝像機支架以及設(shè)置在前后側(cè)板之間并可前后直線移動的雙輸出軸電機，所述的雙輸出軸電機的后輸出軸上設(shè)置有螺紋，所述的后側(cè)板上設(shè)置有對應(yīng)的螺紋結(jié)構(gòu)，所述的雙輸出軸電機的前輸出軸與擺桿鉸接；所述的傳動桿前端與攝像機支架固定連接，所述的傳動桿的后端穿過前側(cè)板并與擺桿通過萬向節(jié)連接，所述的傳動桿與前側(cè)板間設(shè)置有萬向連接結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，所述的萬向節(jié)為關(guān)節(jié)軸承，其包括形成在擺桿末端的球狀關(guān)節(jié)套和形成在傳動桿末端與所述的關(guān)節(jié)套匹配的球體。
3.如權(quán)利要求2所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，所述的關(guān)節(jié)套的開口上部成一圓弧狀缺口。
4.如權(quán)利要求1或2所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，所述的萬向連接結(jié)構(gòu)包括形成在前側(cè)板上的通孔，設(shè)置在所述的通孔內(nèi)并可繞軸旋轉(zhuǎn)的萬向環(huán)，設(shè)置在所述的連接桿上并與其垂直相交的小軸，所述的連接桿穿過萬向環(huán)且其小軸端部與萬向環(huán)環(huán)體可轉(zhuǎn)動連接，其中，所述的萬向環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸與小軸垂直。
5.如權(quán)利要求4所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，還包括一個與所述的雙輸出軸電機固定連接的導(dǎo)桿，所述的導(dǎo)桿與所述的后輸出軸平行間隔設(shè)置，對應(yīng)地在所述的后側(cè)板上設(shè)置有與導(dǎo)桿匹配的導(dǎo)孔。
6.如權(quán)利要求5所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，所述的雙輸出軸電機與前后側(cè)板或者云臺底板間設(shè)置有位置傳感器。
7.如權(quán)利要求4所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，所述的位置傳感器為固定設(shè)置在電機下側(cè)的一個光電藕擋片，以及對應(yīng)在固定設(shè)置在所述的電機下方云臺底板上的兩個間隔設(shè)置的光耦。`
8.如權(quán)利要求1所述的由單臺電機驅(qū)動的云臺，其特征在于，所述的雙輸出軸電機前輸出軸與擺桿間設(shè)置有拉簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由單臺電機驅(qū)動的云臺，包括前后間隔設(shè)置的前側(cè)板、后側(cè)板、傳動桿、攝像機支架以及設(shè)置在前后側(cè)板之間并可前后直線移動的雙輸出軸電機，所述的雙輸出軸電機的后輸出軸上設(shè)置有螺紋，所述的后側(cè)板上設(shè)置有對應(yīng)的螺紋結(jié)構(gòu)，所述的雙輸出軸電機的前輸出軸與擺桿鉸接；所述的傳動桿前端與攝像機支架固定連接，所述的傳動桿的后端穿過前側(cè)板并與擺桿通過萬向節(jié)連接，所述的傳動桿與前側(cè)板間設(shè)置有萬向連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明，由一臺電機驅(qū)動，使攝像頭的按漸開螺旋線軌跡運行，完全可以滿足小范圍監(jiān)控用戶的需求，監(jiān)控范圍內(nèi)監(jiān)控點可控且完全沒有盲區(qū)，控制簡單，且省卻了一套電機及其驅(qū)動設(shè)備，降低成本。
文檔編號F16M11/14GK103075625SQ20131001592
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者葉晨, 蘇東東 申請人:天津市亞安科技股份有限公司