一种采用超声波振子驱动的云台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视觉系统设备领域，具体涉及采用超声波振子驱动的云台领域。
【背景技术】
[0002]云台是拍摄设备或者视觉系统中安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位，然而现有电磁电机驱动型运动云台结构都较为复杂，制作设计成本高，并且存在比较严重的电磁干扰，影响了云台工作的效率。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有电磁电机驱动型运动云台存在结构复杂、存在电磁干扰、自锁复杂的问题，提出了一种采用超声波振子驱动的云台。
[0004]一种采用超声波振子驱动的云台包括机架、摆动体、相机固定架、摆动轴超声波驱动器、两摆动轴驱动器固定架、横滚架、横滚架驱动器固定架、L型侧板、摆动轴、超声波驱动轴和横滚架超声波驱动器，横滚架为水平放置的U型结构；所述机架为圆盘形结构，机架的底部设有三个连接孔，L型侧板的水平端面通过机架底部的三个连接孔与机架固定连接，横滚架驱动器固定架固定在L型侧板的竖直侧壁上，横滚架超声波驱动器输出轴的一端通过轴承与横滚架驱动器固定架转动连接，横滚架超声波驱动器输出轴的另一端与横滚架的U型底边框固定连接，横滚架的一个U型侧边框开有水平方向的通孔，摆动轴位于所述通孔中，横滚架的另一个U型侧边框固定有两摆动轴驱动器固定架，摆动轴超声波驱动器固定在所述两摆动轴驱动器固定架上，超声波驱动轴的一端通过轴承与两摆动轴驱动器固定架连接，且所述超声波驱动轴与摆动轴同轴，所述摆动体的两端分别与摆动轴和超声波驱动轴的另一端连接，相机固定架架设在摆动体上，用于固定相机，相机固定架顶部开有燕尾槽。
[0005]有益效果:本发明的一种采用超声波振子驱动的云台充分利用了压电振子具低速、大转矩的优点实现了机械臂的直接驱动，省略了减速器等中间组件，使得机构十分简单，有利于提高工作可靠性、降低成本、降低机械臂自重、简化加工和装配工艺；超声振子由于采用摩擦驱动，无电磁干扰，也不受电子干扰，有效客服了传统电磁电机驱动型运动平台所存在的电磁干扰问题。此外，该运动平台的外环通过外环压电超声振子驱动足与外环外表面之间的的静摩擦力实现断电自锁，动平台通过内环压电超声振子驱动足与圆盘转子侧面的静摩擦力实现断电自锁，自锁过程中没有能量消耗。
[0006]本发明的一种采用超声波振子驱动的云台通过压电超声振子实现两个旋转自由度平台的直接驱动，具有结构简单、成本低、重量小、断电自锁且无能量消耗、加工装配十分简便、无电磁干扰、安全性高和易于实现系列化的突出优点。
【附图说明】
[0007]图1-图3为【具体实施方式】一所述的采用超声波振子驱动的云台的立体结构示意图；
[0008]图4为两摆动轴驱动器固定架的结构示意图；
[0009]图5为图4的俯视图；
[0010]图6为图4的左视图；
[0011]图7为横滚架驱动器固定架的结构示意图；
[0012]图8为横滚架驱动器固定架的剖视图；
[0013]图9为横滚架超声波驱动器的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]【具体实施方式】一、结合图1-图3说明本【具体实施方式】，本【具体实施方式】所述的一种采用超声波振子驱动的云台包括机架1、摆动体3、相机固定架5、摆动轴超声波驱动器6、两摆动轴驱动器固定架7、横滚架8、横滚架驱动器固定架9、L型侧板10、摆动轴11、超声波驱动轴12和横滚架超声波驱动器13，横滚架8为水平放置的U型结构；所述机架I为圆盘形结构，机架I的底部设有三个连接孔，L型侧板10的水平端面通过机架I底部的三个连接孔与机架I固定连接，横滚架驱动器固定架9固定在L型侧板10的竖直侧壁上，横滚架超声波驱动器13输出轴的一端通过轴承与横滚架驱动器固定架9转动连接，横滚架超声波驱动器13输出轴的另一端与横滚架8的U型底边框固定连接，横滚架8的一个U型侧边框开有水平方向的通孔，摆动轴11位于所述通孔中，横滚架8的另一个U型侧边框固定有两摆动轴驱动器固定架7，摆动轴超声波驱动器6固定在所述两摆动轴驱动器固定架7上，超声波驱动轴12的一端通过轴承与两摆动轴驱动器固定架7连接，且所述超声波驱动轴12与摆动轴11同轴，所述摆动体3的两端分别与摆动轴11和超声波驱动轴12的另一端连接，相机固定架5架设在摆动体3上，用于固定相机2，相机固定架5顶部开有燕尾槽4。
[0015]超声波振子是一种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的共振式驱动器，它通过压电元件激励定子弹性体的固有振动，在弹性体表面特定区域形成具有驱动作用的椭圆轨迹运动，进而通过摩擦耦合将质点的微观运动转换成动子的宏观运动。压电超声振子具有结构简单、易于实现直线驱动和圆周运动、低速大转矩/推力、功率/力矩密度高、定位精度高、响应速度快、断电自锁、无电磁干扰且不受电磁干扰等优点。
[0016]本实施方式中，L型侧板10与机架I底部通过不同连接孔进行固定连接，能够对相机2的中心位置进行调整，摆动体3的两端分别与摆动轴11和超声波驱动轴12的另一端连接，大大减轻了超声波驱动轴12的径向力，从而使控制更加精准。
[0017]本实施方式中，摆动轴超声波驱动器6采用两相交流电压进行激励，通过控制两相电压之间的相位差来控制与其相接触的超声波驱动轴12的正反转，若将驱动信号断开，则运动平台可实现断电自锁。
[0018]【具体实施方式】二、结合图4-图6说明本【具体实施方式】，本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的一种采用超声波振子驱动的云台的区别在于，所述两摆动轴驱动器固定架7包括金属基体7-1、摆动轴驱动器夹紧装置7-2、弹簧片7-4和固定装置7-5，所述金属基体7-1的侧壁与横滚架8固定连接，摆动轴超声波驱动器6通过摆动轴驱动器夹紧装置7-2固定在所述金属基体7-1中，所述摆动轴超声波驱动器6与金属基体7-1之间设有弹簧片7-4，摆动体3和超声波驱动轴12通过固定装置7-5固定为一体。
[0019]【具体实施方式】三、结合图7和图8说明本【具体实施方式】，本【具体实施方式】与【具体实施方