专利名称：两自由度的自动旋转云台结构的制作方法
技术领域：
本实用新型提供了一种两自由度的高速自动云台结构，适用于作为小负载的电控自动旋转云台。
背景技术：
当前自动监控行业，常用电控云台配合摄像机等监控设备实现自动调整监控角度的功能。现有的低价电控云台大多以小电机作为动力件，只能实现远程控制旋转，不能设定角度定点旋转，并且只能低速旋转。中国专利CN 20U89572公开了一种高速不锈钢云台，包括同轴连接的上、下壳体和其内装有的骨架及控制、传动、旋转机构，所述的控制机构包括上壳体中的控制电路整件和上电机，控制电路整件装于骨架顶部，在上壳体的上端部由螺旋盖封住；控制电缆由下壳体下部经线缆固定防水头进入下壳体的腔内，经空心输出轴，通过导电滑环进入上壳体；下壳体作为底座，驱动上壳体围绕公共轴Z轴旋转；上壳体另有一绕X轴转动的输出轴，由装于骨架上部的上电机通过一对齿轮副，实现减速输出。该实用新型采用两部直流 24V步进电机，可实现两维(X、Y轴、Y、Z轴、X、Z轴)的高速旋转功能，适宜室外有振动、冲击和有腐蚀气体、雨水及粉尘环境使用。中国专利CN 1805058公开了一种两自由度云台，包括支架和安装于支架上的电机和减速机构，其特殊之处是该云台设有两个摆动机构，每个摆动机构实现一个平面内的来回摆动，两个摆动可以各自独立实现。摆动机构主要由一个摆动齿轮、一个过渡齿轮、一个不完全齿轮和一个扇形齿轮组成。此云台可在驱动电机单一方向旋转时，实现云台的摆动运动，且定位精准，云台的摆动运动范围可通过改变摆动机构的传动比来调整；云台摆动的速度可根据要求由调节驱动电机的速度来实现。而且这种云台加工简单，成本低，亦可运用于其他需要摆动的场合，具有广泛的使用价值。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种两自由度的自动旋转云台结构，由两个伺服电机独立驱动，可分别在水平方向和垂直方向上自动旋转，可通过控制器驱动，快速旋转到设定的任意位置，本产品可作为独立单元负载摄像机等设备用于自动监控等应用领域。一种两自由度的自动旋转云台结构，包括基座和旋转机构组，所述的旋转机构组包括相互连接的水平旋转机构和垂直旋转机构；所述的水平旋转机构包括水平放置的第一伺服电机、水平转轴和水平固定座，所述水平固定座紧固连接在所述基座上，所述水平转轴通过轴承连接在所述水平固定座上， 所述第一伺服电机与所述水平固定座紧固连接，且其输出轴与所述水平转轴连接；所述垂直旋转机构包括垂直放置的第二伺服电机、垂直固定座、垂直转轴和垂向柱销，所述垂直固定座紧固连接在所述水平转轴上，所述第二伺服电机和所述垂向柱销分别紧固连接在所述垂直固定座两侧，所述垂向柱销通过轴承与所述垂直转轴连接，所述第二伺服电机的输出轴与所述垂直转轴连接。优选地，所述基座由上箱体和下箱体组成，基座整体呈中空的圆柱状，所述旋转机构组位于基座内，水平固定座紧固连接在所述基座下箱体上，所述基座上箱体上表面开通孔且两侧切边，所述垂直转轴上部穿过通孔突出于基座外。优选地，所述基座下箱体内设有上槽，上槽内还设有下槽，所述第一伺服电机固定在下槽内，所述水平固定座固定在上槽内。优选地，所述水平固定座一侧开有方形槽，所述方形槽四周具有螺纹孔，所述第一伺服电机嵌入所述方形槽内，通过四周的螺纹孔固定；所述水平固定座另一侧嵌设有轴承， 且在轴承对应处开设通孔，所述水平转轴穿过轴承与第一伺服电机输出轴配合；所述水平固定座整体四周开沉孔，与所述基座下箱体通过螺钉固定。优选地，所述水平转轴两端边沿开有螺纹孔，水平转轴分别与所述第一伺服电机和垂直固定座通过螺钉固定。优选地，所述垂直固定座整体呈“U”字形，所述垂直固定座一侧开设方形通孔，所述方形通孔四周开螺纹孔，所述第二伺服电机嵌入所述方形通孔内，通过四周的螺纹孔固定。优选地，所述垂向柱销与所述垂直固定座通过螺钉固定。优选地，所述垂直转轴中部开设有用于放置线路的通孔，顶面四周开有用于固定搭载设备的圆孔，所述垂直转轴一侧设有与轴承配合的圆孔，另一侧设有与第二伺服电机输出轴配合的螺纹孔。优选地，所述垂直固定座顶面设有螺纹孔，基座上箱体通过与该螺纹孔配合的螺钉与垂直固定座连接。本实用新型以两个独立的伺服电机作为驱动元件，带动水平旋转机构和垂直旋转机构作两个方向上的自由旋转。水平转轴承受径向的重力负载，第一伺服电机通过水平转轴带动整体垂直旋转机构进行水平方向上的自动旋转。第二伺服电机输出轴带动垂直转轴，进而带动搭载设备在垂直方向上自动旋转。基座上箱体套在垂直固定座上，和基座下箱体一起把整个旋转机构组封装在内部，上箱体和下箱体之间分离，在水平方向上可旋转错位。本实用新型以伺服电机作为驱动件，可实现程序设定任意角度，高速自动旋转到定点位置。本设计零件结构简易，动力元件成本低廉、控制简单，可作为低成本的高速自动云台应用于自动监控行业。
图1是本实用新型的整体结构图。图2是本实用新型的零部件装配图。图3是本实用新型基座下箱体的结构示意图。图4是本实用新型水平固定座的一种侧视图。图5是本实用新型水平固定座的另一种侧视图。图6是本实用新型垂直固定座的一种侧视图。[0026]图7是本实用新型垂直固定座的另一种侧视图。图8是本实用新型垂直转轴的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。参照图2，一种两自由度的自动旋转云台结构，包括基座和旋转机构组，所述的旋转机构组包括相互连接的水平旋转机构和垂直旋转机构；所述的水平旋转机构包括水平放置的第一伺服电机1、水平转轴2和水平固定座 3，所述水平固定座3紧固连接在所述基座上，所述水平转轴2通过轴承4连接在所述水平固定座3上，所述第一伺服电机1与所述水平固定座3紧固连接，且其输出轴与所述水平转轴2连接；所述垂直旋转机构包括垂直放置的第二伺服电机5、垂直固定座6、垂直转轴7和垂向柱销8，所述垂直固定座6紧固连接在所述水平转轴2上，所述第二伺服电机5和所述垂向柱销8分别紧固连接在所述垂直固定座6两侧，所述垂向柱销8通过轴承9与所述垂直转轴7连接，所述第二伺服电机5的输出轴与所述垂直转轴7连接。参照图1，所述基座由上箱体10和下箱体11组成，基座整体呈中空的圆柱状，所述旋转机构组位于基座内，水平固定座3紧固连接在所述基座下箱体11上，所述基座上箱体 10上表面开通孔且两侧切边(用于提供垂直转轴7的旋转空间，避免干涉)，所述垂直转轴7 上部穿过通孔突出于基座外。参照图3，所述基座下箱体11内设有上槽12，上槽12内还设有下槽13，所述第一伺服电机1固定在下槽13内，所述水平固定座3固定在上槽12内。参照图4和图5，所述水平固定座3 —侧开有方形槽15，所述方形槽四周具有螺纹孔16，所述第一伺服电机1嵌入所述方形槽15内，通过四周的螺纹孔固定；所述水平固定座3另一侧嵌设有轴承14，且在轴承对应处开设通孔，所述水平转轴2穿过轴承与第一伺服电机1输出轴配合；所述水平固定座3整体四周开沉孔，与所述基座下箱体11通过螺钉固定。所述水平转轴2两端边沿开有螺纹孔，水平转轴2分别与所述第一伺服电机1输出轴和垂直固定座6通过螺钉固定。参照图6和图7，所述垂直固定座6整体呈“U”字形，所述垂直固定座6 —侧开设方形通孔17，所述方形通孔17四周开螺纹孔，所述第二伺服电机5嵌入所述方形通孔17 内，通过四周的螺纹孔固定；所述垂直固定座6另一侧开有供垂向柱销8穿过的孔19，垂向柱销8与所述垂直固定座6通过螺钉固定。所述垂直固定座6顶面设有螺纹孔18，基座上箱体10通过与该螺纹孔配合的螺钉与垂直固定座6连接。参照图8，所述垂直转轴7中部开设有用于放置线路的通孔20，顶面四周开有用于固定搭载设备的圆孔21，所述垂直转轴7 —侧设有与轴承配合的圆孔22，另一侧设有与第二伺服电机输出轴配合的螺纹孔。本实用新型使用时，第一伺服电机1通过水平转轴2带动整体垂直旋转机构进行水平方向上的自动旋转。第二伺服电机5输出轴带动垂直转轴7，进而带动搭载设备在垂直方向上自动旋转。
权利要求1.一种两自由度的自动旋转云台结构，包括基座和旋转机构组，其特征在于所述的旋转机构组包括相互连接的水平旋转机构和垂直旋转机构；所述的水平旋转机构包括水平放置的第一伺服电机、水平转轴和水平固定座，所述水平固定座紧固连接在所述基座上，所述水平转轴通过轴承连接在所述水平固定座上，所述第一伺服电机与所述水平固定座紧固连接，且其输出轴与所述水平转轴连接；所述垂直旋转机构包括垂直放置的第二伺服电机、垂直固定座、垂直转轴和垂向柱销， 所述垂直固定座紧固连接在所述水平转轴上，所述第二伺服电机和所述垂向柱销分别紧固连接在所述垂直固定座两侧，所述垂向柱销通过轴承与所述垂直转轴连接，所述第二伺服电机的输出轴与所述垂直转轴连接。
2.根据权利要求1所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述基座由上箱体和下箱体组成，基座整体呈中空的圆柱状，所述旋转机构组位于基座内，水平固定座紧固连接在所述基座下箱体上，所述基座上箱体上表面开通孔且两侧切边，所述垂直转轴上部穿过通孔突出于基座外。
3.根据权利要求2所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述基座下箱体内设有上槽，上槽内还设有下槽，所述第一伺服电机固定在下槽内，所述水平固定座固定在上槽内。
4.根据权利要求3所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述水平固定座一侧开有方形槽，所述方形槽四周具有螺纹孔，所述第一伺服电机嵌入所述方形槽内，通过四周的螺纹孔固定；所述水平固定座另一侧嵌设有轴承，且在轴承对应处开设通孔，所述水平转轴穿过轴承与第一伺服电机输出轴配合；所述水平固定座整体四周开沉孔，与所述基座下箱体通过螺钉固定。
5.根据权利要求1所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述水平转轴两端边沿开有螺纹孔，水平转轴分别与所述第一伺服电机和垂直固定座通过螺钉固定。
6.根据权利要求1所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述垂直固定座整体呈“U”字形，所述垂直固定座一侧开设方形通孔，所述方形通孔四周开螺纹孔，所述第二伺服电机嵌入所述方形通孔内，通过四周的螺纹孔固定；所述垂直固定座另一侧开有供垂向柱销穿过的孔。
7.根据权利要求1所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述垂向柱销与所述垂直固定座通过螺钉固定。
8.根据权利要求1所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述垂直转轴中部开设有用于放置线路的通孔，顶面四周开有用于固定搭载设备的圆孔，所述垂直转轴一侧设有与轴承配合的圆孔，另一侧设有与第二伺服电机输出轴配合的螺纹孔。
9.根据权利要求2所述的两自由度的自动旋转云台结构，其特征在于所述垂直固定座顶面设有螺纹孔，基座上箱体通过与该螺纹孔配合的螺钉与垂直固定座连接。
专利摘要本实用新型提供了一种两自由度的高速自动云台结构，包括基座和旋转机构组，所述的旋转机构组包括相互连接的水平旋转机构和垂直旋转机构；所述的水平旋转机构包括水平放置的第一伺服电机、水平转轴和水平固定座，所述垂直旋转机构包括垂直放置的第二伺服电机、垂直固定座、垂直转轴和垂向柱销。本实用新型以伺服电机作为驱动件，可实现程序设定任意角度，高速自动旋转到定点位置。本实用新型零件结构简易，动力元件成本低廉、控制简单，可作为低成本的高速自动云台应用于自动监控行业。
文档编号F16M11/10GK201954211SQ201020676070
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者李潇波, 杨光明 申请人:杭州开庆科技有限公司, 杭州瓦瑞科技有限公司