[發明專利]一種全固定線纜兩自由度大負載電動云臺及設備

有效

• 申請號: 202110666900.X
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113324144B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 榮學文;謝愛珍;周樂來;馬昕;宋銳;李貽斌;范永;劉明
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16M11/12
• 分類號: F16M11/12;F16M11/18;H02K7/10;H02K11/30;H02K11/215;H02P5/46;G03B17/56
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明屬于云臺技術領域，提供了一種全固定線纜兩自由度大負載電動云臺及設備。其中，該云臺包括底座部件、轉臺部件、俯仰部件、第一驅動部件和第二驅動部件；所述第一驅動部件和第二驅動部件并行安裝在底座部件上；所述第一驅動部件用于俯仰部件相對于轉臺部件進行俯仰角的調整；所述第二驅動部件用于驅動轉臺部件相對于底座部件進行水平面內偏航角的調整；所述第一驅動部件內的電纜線和信號線匯集成第一驅動部件線纜，以連接至第一驅動部件的驅動控制單元中形成第一驅動部件的閉環控制回路；所述第二驅動部件內的電纜線和信號線匯集成第二驅動部件線纜，以連接至第二驅動部件的驅動控制單元中形成第二驅動部件的閉環控制回路。

技術領域

本發明屬于云臺技術領域，尤其涉及一種全固定線纜兩自由度大負載電動云臺及設備。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著機器視覺、無線通訊和自動化技術的快速發展，地面移動裝備和飛行器上的視覺傳感器、各種領域的定向發射或接收裝置、消防機器人上的高壓水槍、固定場所的監控攝像頭或探照燈等在工作過程中需要經常調整姿態或進行連續軌跡追蹤。通常情況下，只需要調整水平轉動和俯仰兩個方位角即能滿足工作要求，此時可用兩自由度云臺來滿足應用需求。易燃易爆場所的防爆攝像頭、遠程通訊的衛星天線、大功率探照燈、消防高壓水槍等裝備重量較大，需要大負載云臺才能滿足工作要求。

發明人發現，目前多自由度云臺各關節間都是串連結構，這樣導致第一關節軸負載的轉動慣量大，使其動態性能下降或驅動功率較大；另外，各關節之間的供電或通訊線纜隨著關節運動而往復擺動，存在線纜纏繞及疲勞破損的問題。

發明內容

為了解決上述背景技術中存在的技術問題，本發明的第一個方面提供一種全固定線纜兩自由度大負載電動云臺，其采用兩關節驅動并行布置的方式以及第一驅動部件和第二驅動部件內的電機和編碼器相對底座固定不動，不僅能夠減小第一關節軸負載的轉動慣量，同時還能夠避免線纜纏繞及疲勞破損。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種全固定線纜兩自由度大負載電動云臺，包括底座部件、轉臺部件、俯仰部件、第一驅動部件和第二驅動部件；

所述第一驅動部件和第二驅動部件并行安裝在底座部件上；

所述第一驅動部件用于俯仰部件相對于轉臺部件進行俯仰角的調整；

所述第二驅動部件用于驅動轉臺部件相對于底座部件進行水平面內偏航角的調整；

所述第一驅動部件內的電纜線和信號線匯集成第一驅動部件線纜，以連接至第一驅動部件的驅動控制單元形成第一驅動部件的閉環控制回路；所述第二驅動部件內的電纜線和信號線匯集成第二驅動部件線纜，以連接至第二驅動部件的驅動控制單元形成第二驅動部件的閉環控制回路。

作為一種實施方式，所述第一驅動部件和第二驅動部件均與云臺控制器相互通信。

作為一種實施方式，所述第一驅動部件包括第一電機、第一諧波減速器、第一電機伺服驅動器和第一編碼器，所述第一電機和第一諧波減速器串聯連接，所述第一編碼器安裝于第一電機殼體下端，用于測量第一電機轉子的角位移，進而得到俯仰部件的俯仰角度并將其通過第一驅動部件線纜傳送至第一電機伺服驅動器。

作為一種實施方式，所述第一編碼器包括第一編碼器磁環以及與其配套的第一編碼器讀數板，所述第一編碼器磁環安裝在第一電機轉子的下端。

作為一種實施方式，所述第二驅動部件包括第二電機、第二諧波減速器、第二電機伺服驅動器和第二編碼器，所述第二電機和第二諧波減速器串聯連接，所述第二編碼器安裝于第二電機殼體下端，用于測量第二電機轉子的角位移，進而得到轉臺部件的偏航角度并將其通過第二驅動部件線纜傳送至第二電機伺服驅動器。