专利名称：重载云台的机芯结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄像机的技术领域，具体说是一种在水平传动轴上设置弹性固定部， 通过弹性固定部限定水平传动轴的位置，从而使水平蜗轮和水平蜗杆保持紧密配合状态， 确保摄像机水平图像稳定性的重载云台的机芯结构。
背景技术：
云台就是由两个交流电机组成的摄像机的安装平台，可以带动摄像机做水平方向 和垂直方向的运动。云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动。其 工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压，一般有交流24V、交流220V及直流MV。 当接到上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动 作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。云台都有水平、垂直的限位栓，云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角 度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台停止转动。限位装置可以位于云 台外部，调整过程简单，也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进行调整，调整过程相 对复杂。但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。云台的最大负载是指垂直方向承受的最大负载能力。摄像机的重心必须通过云台 回转中心，并且与云台工作面垂直，这个中心即为云台的最大负载点，云台的承载能力是以 此点作为设计计算的基准。按照承载重量分为轻载云台、中载云台和重载云台。图1是现有技术的重载云台的结构示意图。如图1所示，一般重载云台，包括底座1，与摄像机的预置位置相固定，支撑重载 云台和摄像机；机芯7，构成重载云台的驱动和传动部分；外壳，设置在机芯之外，包围并保 护机芯；护罩，由分别设置在外壳两侧的端板9和连接端板的护罩连接板5构成，摄像机固 定在护罩连接板5上；传动机构，分为水平传动轴8和垂直传动轴6，将机芯分别与底座和 端板相连接，使摄像机同时在水平和垂直方向上转动。重载云台的垂直传动轴能够连接机芯和护罩使摄像机在垂直方向上转动，垂直传 动轴本身处于水平设置状态，并作为护罩旋转轴。在垂直传动轴上设置轴套2、轴架4和垂 直蜗轮3，将电机的驱动传输。水平旋转轴8连接机芯和底座，使摄像机能够在水平方向上 转动，水平旋转轴本身处于垂直安装状态。驱动机构，分为水平电机和垂直电机，水平电机带动水平蜗杆旋转，而水平蜗杆与 固定在水平传动轴上的水平蜗轮相配合，从而使重载云台在水平方向上旋转，垂直电机带 动垂直蜗杆旋转，而垂直蜗杆与固定在垂直传动轴上的垂直蜗轮相配合，从而使重载云台 在垂直方向上旋转；但是，如上所述的已有技术中存在如下的不足点现有技术的重载云台中，搭载的摄像机的实际水平图像效果取决于重载云台在水 平方向上转动时的稳定程度，而重载云台的水平转动稳定性又取决于机芯中水平驱动机构 和水平传动机构的配合度，由于各部件得加工是分开进行的，在实际加工过程中往往会发生水平蜗轮和水平蜗杆咬合面并不重合的问题，两者之间的配合会存在部分误差。而且在 重载云台的使用过程中，由于长期运转磨损，水平蜗杆和水平蜗轮之间也会出现缝隙，从而 影响到重载云台在水平方向上旋转式的平滑和稳定，也因此影响到摄像机的水平图像质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在水平传动轴上设置弹性固定部，通过弹性 固定部限定水平传动轴的位置，从而使水平蜗轮和水平蜗杆保持紧密配合状态，确保摄像 机水平图像稳定性的重载云台的机芯结构。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是本发明的重载云台的机芯结构，上述重载云台包括底座，与摄像机的预置位置相 固定，支撑重载云台和摄像机；机芯，构成重载云台的传动和驱动部分；传动机构，分为水 平传动轴和垂直传动轴，将机芯分别与底座和端板相连接；驱动机构，分为水平电机和垂直 电机，水平电机带动水平蜗杆旋转，而水平蜗杆与固定在水平传动轴上的水平蜗轮相配合， 从而使重载云台在水平方向上旋转，垂直电机带动垂直蜗杆旋转，而垂直蜗杆与固定在垂 直传动轴上的垂直蜗轮相配合，从而使重载云台在垂直方向上旋转；外壳，设置在机芯之 外，包围并保护机芯；护罩，由分别设置在外壳两侧的端板和连接端板的护罩连接板构成， 摄像机固定在护罩连接板上，在水平传动轴上固定连接水平传动轴和外壳内壁的弹性固定 部，通过弹性固定部限定水平传动轴的位置，使水平蜗杆与水平蜗轮保持紧密配合。本发明还可以采用如下技术措施上述弹性固定部是恒力弹簧，恒力弹簧的一端缠绕固定在水平传动轴上，另一端 固定在外壳的内部底面上。所述的外壳的内部底面上设置有固定恒力弹簧的弹簧卡位。本发明具有的优点和积极效果是本发明的重载云台的机芯结构中，在水平传动轴和外壳的内部的弹簧卡位之间设 置恒力弹簧，通过恒力弹簧拉动水平传动轴，使水平传动轴能够根据实际情况改变限定的 位置，即时刻保持水平传动轴上固定的水平蜗轮与水平蜗杆之间的紧密配合，使两者在配 合保持稳定运转，由于弹簧行程在设备运行过程中没有变化，故弹簧的拉力是恒定的，恒力 弹簧拉力有效解决蜗轮蜗杆加工和磨损误差，通过恒力弹簧产生的拉力可以克服水平蜗轮 和水平蜗杆相互间的加工误差和运行一段时间后的磨损误差，使水平蜗轮和水平蜗杆在传 动过程中，咬合面永远保持重合；从而有效解决蜗轮蜗杆误差间隙，使重载云台在水平方向 上平稳转动，确保了摄像机在转动工作时的稳定，从而是摄像机的水平图像质量更好。
图1是现有技术的重载云台的结构示意图；图2是本发明的重载云台的结构示意图；图3是本发明的重载云台的机芯结构示意图；图4是本发明的重载云台的机芯结构的在水平蜗轮部分的俯视图。
具体实施例方式以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。图2是本发明的重载云台的结构示意图；图3是本发明的重载云台的机芯结构示 意图；图4是本发明的重载云台的机芯结构的在水平蜗轮部分的俯视图。如图2至图4所示，重载云台，包括底座1，与摄像机的预置位置相固定，支撑重 载云台和摄像机；机芯，构成重载云台的驱动和传动部分，驱动与重载云台固定的摄像机在 垂直方向和水平方向上转动；外壳11，设置在机芯之外，包围并保护机芯；护罩，由分别设 置在外壳两侧的端板9和连接端板的护罩连接板5构成，摄像机固定在护罩连接板上，在 外壳和端板上分别设置相互配合的限位栓13和引导槽，从而限定护罩在垂直方向上转动 的角度；传动机构，分为水平传动轴8和垂直传动轴，水平传动轴8将机芯分别与底座相连 接，使重载云台可以在水平方向上转动，水平传动轴本身处于垂直安装的状态，垂直传动轴 将机芯和端板相连接，使摄像机可以在垂直方向上转动，垂直传动轴处于水平的安装状态。 驱动机构，分为水平电机和垂直电机，水平电机带动水平蜗杆17旋转，而水平蜗杆与固定 在水平传动轴上的水平蜗轮18相配合，从而使重载云台在水平方向上旋转，垂直电机带动 垂直蜗杆15旋转，而垂直蜗杆与固定在垂直传动轴上的垂直蜗轮3相配合，从而使重载云 台在垂直方向上旋转。在重载云台两侧的端板上分别设置重力补偿部10，重力补偿部和护 罩连接板分别设置在垂直传动轴与端板固定位置的两侧，从而使重力补偿部10的重力相 对于垂直传动轴产生力矩。在水平传动轴8上固定连接水平传动轴8和外壳内壁的弹性固定部19，通过弹性 固定部限定水平传动轴的位置，在弹性固定部的作用下水平蜗轮18接近水平蜗杆17，使水 平蜗杆17与水平蜗轮18时刻保持紧密配合，两者在转动中的咬合面保持一致。上述弹性固定部是恒力弹簧，使水平传动轴在运转过程中受到的拉力保持恒定， 从而保证水平蜗轮18和水平蜗杆17总是保持相同的接触状况。恒力弹簧的一端缠绕固定 在水平传动轴上，另一端固定在外壳的内部底面的弹簧卡位20中。两侧重力补偿部的重量可以根据实际情况发生变化，重力补偿部可以根据摄像机 的重量和护罩的重量分布状况进行调整。由于端板和护罩连接板自身同样具有一定重量， 重力补偿部10和其位于垂直传动轴同侧的端板相对于垂直传动轴固定位置12的力矩等于 固定有摄像机的护罩连接板和相应侧的端板相对于垂直传动轴固定位置的力矩。使垂直传 动轴两侧的护罩和摄像机的重力保持平衡状态，整体的重心落在水平传动轴的轴心。本发明的重载云台的机芯结构中，在水平传动轴和外壳的内部的弹簧卡位之间设 置恒力弹簧，通过恒力弹簧拉动水平传动轴，使水平传动轴能够根据实际情况改变限定的 位置，即时刻保持水平传动轴上固定的水平蜗轮与水平蜗杆之间的紧密配合，使两者在配 合保持稳定运转，由于弹簧行程在设备运行过程中没有变化，故弹簧的拉力是恒定的，恒力 弹簧拉力有效解决蜗轮蜗杆加工和磨损误差，通过恒力弹簧产生的拉力可以克服水平蜗轮 和水平蜗杆相互间的加工误差和运行一段时间后的磨损误差，使水平蜗轮和水平蜗杆在传 动过程中，咬合面永远保持重合；从而有效解决蜗轮蜗杆误差间隙，使重载云台在水平方向 上平稳转动，确保了摄像机在转动工作时的稳定，从而是摄像机的水平图像质量更好。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种重载云台的机芯结构，上述重载云台包括底座，与摄像机的预置位置相固定， 支撑重载云台和摄像机；机芯，构成重载云台的传动和驱动部分；传动机构，分为水平传动 轴和垂直传动轴，将机芯分别与底座和端板相连接；驱动机构，分为水平电机和垂直电机， 水平电机带动水平蜗杆旋转，而水平蜗杆与固定在水平传动轴上的水平蜗轮相配合，从而 使重载云台在水平方向上旋转，垂直电机带动垂直蜗杆旋转，而垂直蜗杆与固定在垂直传 动轴上的垂直蜗轮相配合，从而使重载云台在垂直方向上旋转；外壳，设置在机芯之外，包 围并保护机芯；护罩，由分别设置在外壳两侧的端板和连接端板的护罩连接板构成，摄像机 固定在护罩连接板上，其特征在于在水平传动轴上固定连接水平传动轴和外壳内壁的弹 性固定部，通过弹性固定部限定水平传动轴的位置，使水平蜗杆与水平蜗轮保持紧密配合。
2.根据权利要求1所述的重载云台的机芯结构，其特征在于上述弹性固定部是恒力 弹簧，恒力弹簧的一端缠绕固定在水平传动轴上，另一端固定在外壳的内部底面上。
3.根据权利要求2所述的重载云台的机芯结构，其特征在于外壳的内部底面上设置 有固定恒力弹簧的弹簧卡位。
全文摘要
一种重载云台的机芯结构，上述重载云台包括底座、机芯、驱动机构、外壳、护罩，在水平传动轴上固定连接水平传动轴和外壳内壁的弹性固定部，通过弹性固定部限定水平传动轴的位置，使水平蜗杆与水平蜗轮保持紧密配合。使两者在配合保持稳定运转，恒力弹簧拉力有效解决蜗轮蜗杆加工和磨损误差，通过恒力弹簧产生的拉力可以克服水平蜗轮和水平蜗杆相互间的加工误差和运行一段时间后的磨损误差，使水平蜗轮和水平蜗杆在传动过程中，咬合面永远保持重合；从而有效解决蜗轮蜗杆误差间隙，使重载云台在水平方向上平稳转动，确保了摄像机在转动工作时的稳定，从而是摄像机的水平图像质量更好。
文档编号F16M11/12GK102095060SQ20091022904
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者周平, 戴林 申请人:天津天地伟业数码科技有限公司