專利名稱：數(shù)控諧波云臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬於自動(dòng)控制領(lǐng)域中的監(jiān)視系統(tǒng)的自動(dòng)控制云臺(tái)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于火車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭、城市中主要交通路口、商店、倉(cāng)庫(kù)等重要場(chǎng)所、重點(diǎn)目標(biāo)常常采用監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視記錄，以達(dá)到監(jiān)管指揮的目的。云臺(tái)主要用于監(jiān)視系統(tǒng)帶動(dòng)攝像機(jī)、高速攝影機(jī)或天線對(duì)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)掃描和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤。
本實(shí)用新型之前，一般的監(jiān)視系統(tǒng)通常采用電動(dòng)云臺(tái)。由伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪或蝸輪傳動(dòng)構(gòu)成云臺(tái)，且齒輪或蝸輪傳動(dòng)在俯仰箱上均需旁置，這樣就造成體積龐大。眾所周知，傳統(tǒng)的齒輪或蝸輪傳動(dòng)都存在回差，因而影響傳動(dòng)精度和穩(wěn)定性，特別是在環(huán)境惡劣的情況下，監(jiān)視系統(tǒng)遇到外界干擾時(shí)，會(huì)造成監(jiān)視系統(tǒng)收視的圖像畫面不穩(wěn)不清晰，甚至難于應(yīng)用，嚴(yán)重影響監(jiān)視系統(tǒng)使用效果。
為了克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于選取精密步進(jìn)諧波傳動(dòng)裝置作為傳動(dòng)部件，采用計(jì)算機(jī)操作實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，精度高，達(dá)到監(jiān)視系統(tǒng)自動(dòng)掃描和跟蹤精確，能獲得穩(wěn)定清晰的圖像畫面，更有效地發(fā)揮云臺(tái)對(duì)重要場(chǎng)所、重點(diǎn)目標(biāo)的監(jiān)視、管理、指揮的作用。
本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容如圖1所示是由底座1、方位傳動(dòng)(2、3、4、5、6、7、)俯仰傳動(dòng)(8、9、10、11、12、13、14)構(gòu)成。
方位傳動(dòng)和俯仰傳動(dòng)兩個(gè)部份均由步進(jìn)電機(jī)、諧波傳動(dòng)、軸系和箱體組成，方位箱的軸線垂直于俯仰箱的軸線。方位傳動(dòng)由柔輪輸出實(shí)現(xiàn)，俯仰傳動(dòng)由剛輪輸出實(shí)現(xiàn)。
在方位箱中，步進(jìn)電機(jī)2的軸與諧波齒輪傳動(dòng)裝置的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構(gòu)成了方位箱的軸線。剛輪3與底座1緊固在一起，波發(fā)生器4與步進(jìn)電機(jī)2的軸緊固相聯(lián)，柔輪5的齒分別與剛輪3和輸出剛輪6的齒嚙合，輸出主軸7的一端與輸出剛輪6緊固相聯(lián)，另一端與俯仰箱體支架8剛性聯(lián)接。
在俯仰箱中，步進(jìn)電機(jī)14的軸與諧波齒輪傳動(dòng)裝置的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構(gòu)成俯仰箱的軸線。柔輪11與固結(jié)在俯仰箱體支架8上的左支座9剛性聯(lián)接，波發(fā)生器13與步進(jìn)電機(jī)14的軸固聯(lián)接，剛輪12固定在俯仰箱體10上。
本實(shí)用新型的工作原理是數(shù)控諧波云臺(tái)的方位和俯仰運(yùn)動(dòng)都由精密步進(jìn)諧波齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在方位傳動(dòng)上，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源連續(xù)供給步進(jìn)電機(jī)2脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)2就帶動(dòng)與它相聯(lián)的波發(fā)生器4連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過諧波齒輪傳動(dòng)，將其步距角細(xì)分，然后帶動(dòng)與輸出主軸7剛性聯(lián)接的俯仰箱轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)俯箱的方位運(yùn)轉(zhuǎn)。不難看出，方位運(yùn)轉(zhuǎn)是柔輪5輸出帶動(dòng)輸出主軸7實(shí)現(xiàn)的。
在俯仰傳動(dòng)上，步進(jìn)電機(jī)14帶動(dòng)與它相聯(lián)的波發(fā)生器13連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過諧波齒輪傳動(dòng)，將其步距角細(xì)分，然后由剛輪12輸出帶動(dòng)與它固聯(lián)在一起的俯仰箱體10轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)。
方位運(yùn)轉(zhuǎn)由柔輪輸出實(shí)現(xiàn)，俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)由剛輪輸出實(shí)現(xiàn)，是本實(shí)用新型功能的一個(gè)特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的積極效果是結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高，使安裝在它上面的監(jiān)視頭部在自動(dòng)掃描和跟蹤時(shí)，能獲得穩(wěn)定的清晰的圖像畫面，達(dá)到有效監(jiān)視的作用。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖和摘要附圖。
最佳實(shí)施例本實(shí)用新型裝置的箱體部份采用重量較輕的鑄造鋁合金，整個(gè)裝置的大小以及方位箱和俯仰箱中的諧波齒輪傳動(dòng)裝置選用的機(jī)型，以及步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)、功率大小和傳動(dòng)精度等均由實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)決定，一般說來(lái)，數(shù)控諧波云臺(tái)頭部安裝的掃描跟蹤裝置負(fù)荷越大，所做的數(shù)控諧波云臺(tái)的體積就越大。
方位運(yùn)轉(zhuǎn)采用柔輪輸出帶動(dòng)輸出主軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)采用剛輪輸出帶動(dòng)俯仰箱體旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.數(shù)控諧波云臺(tái)，是由底座、箱體、電機(jī)、傳動(dòng)部件組成的，其特征在于方位箱和俯仰箱兩個(gè)部份均由步進(jìn)電機(jī)、諧波齒輪傳動(dòng)、軸系和箱體組成，方位箱的軸線垂直于俯仰箱的軸線。
2.按權(quán)利要求1所述的數(shù)控諧波云臺(tái)，其特征在于在方位箱中，步進(jìn)電機(jī)2的軸與諧波齒輪傳動(dòng)的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構(gòu)成方位箱的軸線、剛輪3與底座1緊固在一起，波發(fā)生器4與步進(jìn)電機(jī)2的軸緊固相聯(lián)，柔輪5的齒分別與剛輪3和輸出剛輪6的齒嚙合，輸出主軸7的一端與輸出剛輪6緊固相聯(lián)、另一端與俯仰箱體支架8剛性聯(lián)接。
3.按權(quán)利要求1所述的數(shù)控諧波云臺(tái)，其特征在于在俯仰箱中，步進(jìn)電機(jī)14的軸與諧波齒輪傳動(dòng)的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構(gòu)成俯仰箱的軸線，柔輪11與固結(jié)在俯仰箱體支架8上的左支座9剛性聯(lián)接，波發(fā)生器13與步進(jìn)電機(jī)14的軸緊固聯(lián)接，剛輪12固定在俯仰箱體10上。
專利摘要數(shù)控諧波云臺(tái)屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域中用于監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)控云臺(tái),是由底座、方位箱和俯仰箱構(gòu)成的。方位箱的軸線垂直于俯仰箱的軸線,兩個(gè)箱體的運(yùn)動(dòng),均由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)精密諧波齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。方位運(yùn)轉(zhuǎn)由柔輪輸出實(shí)現(xiàn),俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)由剛輪輸出實(shí)現(xiàn)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn),可廣泛用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、城市交通路口、倉(cāng)庫(kù)等重要場(chǎng)所和目標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)視和跟蹤,達(dá)到控管和指揮的作用。
文檔編號(hào)G05D3/20GK2284971SQ9624786
公開日1998年6月24日 申請(qǐng)日期1996年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月5日
發(fā)明者何惠陽(yáng), 張承嘉, 王愛東, 鐘健, 謝金瑞 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所