一种低功耗云台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种低功耗云台。包括基座、立轴、转动机构和平板，转动机构设置于立轴和平板之间，用于实现平板经度和纬度方向的转动，所述平台的重心落在立轴上，其特征在于所述转动机构包含一个用于存储平板重力势能的弹性件，该弹性件的受力中心与平台重心在同一条轴线上。本发明解决了现有技术低功耗云台机构复杂，故障率高等技术问题，具有结构简单，构思巧妙的优点。
【专利说明】一种低功耗云台
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种低功耗云台。
【背景技术】
[0002]云台可以用于太阳能电池板，太阳光聚光反射板，聚光灯，摄像头，多关节机械臂，吊机机械臂等，只要有自动化云台的应用，涉及到云台控制能量的问题就可以应用。
[0003]市售的自动化云台大多配置光线跟踪器。太阳能光线跟踪器消耗的大部分能量，主要是用在机械伺服结构。但基本上对于低功耗的研究和现成的产品，都是以控制电路和控制方案为重点，没有在机械结构上面发掘低耗能。目前一般的太阳能光照角度跟踪系统，是利用大力矩比的蜗杆涡轮变速系统或者推杆作为传动装置，在大力矩比的情况下，动力电机也可以慢慢推动太阳能设备，但是整个机械系统的传动力量及能量较大。
[0004]经过大多数太阳能跟踪系统的结构对比与观察，市场上投入应用及实验室投入研究的几种结构，基本上是经度方向是旋转跟踪的，而纬度方向是翻转跟踪的。如图1用电机A控制翻转也就是纬度跟踪动作，用电机B控制左右旋转就是经度跟踪动作。
[0005]通过分析可以看出，太阳能电池板在纬度跟踪(翻转)的过程中，由于要克服太阳能电池板的自重，翻转动作的能耗最大。
[0006]在纬度方向翻转结构中，常见的的机械设计如图2a与图2b两类。在计算重心时假设太阳能电池板及固定结构质量均匀。图2a中，a、b两端形状质量相同，则太阳能电池板的重心与翻转轴重合，在翻转时，不存在重心在高度上面的变化，所以没有势能的变化。
[0007]同理，图2b中，重心在对称垂直线与电池板的交叉点上，在翻转时，重心高度会有变化，从而产生了势能的变化。因此，图2a的结构理论上优于图2b的结构，没有额外因势能产生的能耗。实际应用中，图2a用在大规模电池阵列或者单块太阳能电池板中时，为了方便安装同时结构有高强度，其整体设计就比较繁琐且难以实现，况且在实际应用中，若要翻转的设备的重心完全落在翻转轴的中心轴线上，也是非常难做到的。图2b不存在图2a的问题，而且图2b结构的通用性非常强但是有势能消耗的问题。一般翻转机构能耗比较大的最大一个原因是，在翻转时，电池板阵列的重心会改变，从而跟踪系统要给重心的转移做额外功。
[0008]如果图2b的翻转结构在动作时，势能消耗可以减小甚至消除，然后配合低功耗电路，则系统的功耗会降低不少。市售云台并没有这类产品的出现。
[0009]中国专利文献CN102749857A公开了一种节能型的云台，通过电子设备设置来达到节能的目的。
[0010]中国专利文献CN202661807U公开了一种太阳能供电云台的低功耗电路。
[0011]中国专利文献CN202102271U公开了一种基于太阳能供电的节能云台控制器这些云台或云台部件结构较为复杂，电子设备故障率较高，且成本较高，实用性不强。
【发明内容】
[0012]本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种低功耗云台，通过设置一个合适的弹性件，使得平台重心下降与上升包含的重力势能得到储存和释放，达到节能的目的。
[0013]本发明的技术方案是:
[0014]一种低功耗云台，包括基座、立轴、转动机构和平板，转动机构设置于立轴和平板之间，用于实现平板经度和纬度方向的转动，所述平台的重心落在立轴上，其特征在于所述转动机构包含一个用于存储平板重力势能的弹性件，该弹性件的受力中心与平台重心在同一条轴线上，并满足以下公式:
[0015]
【权利要求】
1.一种低功耗云台，包括基座、立轴、转动机构和平板，转动机构设置于立轴和平板之间，用于实现平板经度和纬度方向的转动，所述平台的重心落在立轴上，其特征在于所述转动机构包含一个用于存储平板重力势能的弹性件，该弹性件的受力中心与平台重心在同一条轴线上，并满足以下公式:
2.根据权利要求1所述的低功耗云台，其特征在于所述弹性件为一组扭力型弹簧，满足以下公式:
3.根据权利要求2所述的低功耗云台，其特征在于所述扭力型弹簧套接于立轴上部的横轴上。
4.根据权利要求1或2所述的低功耗云台，其特征在于所述D1和D2相等。
【文档编号】G05D3/00GK103984358SQ201410172444
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】蒋于彬 申请人:蒋于彬