專利名稱：船用水平平臺的制作方法
技術領域：
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本實用新型涉及一種用于水平工作環(huán)境下的水平平臺裝置，特別涉及一種 船載搜救攝像機用的水平平臺。
技術背景
船舶事故大都發(fā)生在天氣惡劣或交通密集的狀況下，這給難船和遇險人員 的搜尋帶來很大困難。目前對難船和遇險人員的搜尋方法大都為由搜尋人員對 觀察到的場景或雷達圖像進行判別，確定目標的大概位置?？紤]到人眼視覺容 易受疲勞影響，需要使用紅外或可見光攝像機配合機器視覺系統(tǒng)來輔助或代替 人進行相應的搜救工作。
船載搜救攝像機需要水平工作環(huán)境，從而能夠平穩(wěn)的輸出圖像到處理系統(tǒng) 并在屏幕上顯示出來。但是，搜救船舶在航行中會出現(xiàn)橫搖、縱搖等非平穩(wěn)狀 況，導致固定在船體平臺上的攝像機輸出的畫面晃動，影響搜救的效果。
目前專門用于船載搜救攝像機的水平平臺未見報道，平臺的實現(xiàn)可以通過 以下幾種現(xiàn)有技術進行改裝制成羅經(jīng)用重力慣性平臺，依靠重錘重力保持水 平，此平臺重量重，體積大，且在放置攝像機后需要調整重心和配重，靈敏度 下降；陀螺地平儀，其陀螺擺由附在高速自轉陀螺轉子上的重力擺構成三自由 度重力陀螺儀，陀螺的出現(xiàn)使擺的穩(wěn)定性顯著增大，但在裝配攝像機后仍會出 現(xiàn)上述重力慣性平臺的問題；陀螺穩(wěn)定平臺，這是一種復雜的陀螺系統(tǒng)，包括 單軸陀螺、三軸陀螺和光纖陀螺等，當平臺繞某軸轉動時，陀螺儀通過傳感器 把信號送給該軸的放大器和電動機，使電動機開動直到把平臺轉回信號消除的 位置為止，此方案價格昂貴，從數(shù)萬元至幾十萬元不等
實用新型內容
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術在船載搜救攝像機水平平臺領域的缺乏，以 及現(xiàn)有水平平臺存在靈敏度差和成本高的問題，而提供了一種新型船載搜救攝像機用水平平臺，主要解決船舶搖晃狀態(tài)時平臺的水平穩(wěn)定問題，以滿足搜救 攝像機的工作環(huán)境要求。平臺結構簡單、造價便宜、安裝靈活、使用方便，攝 像機云臺可左右180度水平旋轉，增大搜救監(jiān)視范圍。
為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術方案
船用水平平臺，該平臺包括一保持物體水平平穩(wěn)的水平平衡裝置、用于支 撐固定水平平衡裝置的支架、軸承以及底板，所述水平平衡裝置由支架支撐， 該支架通過軸承固定安裝在底板上，所述水平平衡裝置包括
一保持裝置在左右船舷方向上平衡的外環(huán)，
一保持裝置在船艏/艉方向上平衡的內環(huán)，
一用于安置物件的轉盤，
一利用重力慣性保持平衡的平臺配重，
一提供油阻力減少震蕩和擺動的阻尼油，
一提供磁阻力的磁阻尼葉輪；
所述轉盤與內環(huán)和外環(huán)通過相互垂直的軸承連接，所述平臺配重設置在轉 盤的下方，該平臺配重的下端安置磁阻尼葉輪，并將磁阻尼葉輪設在阻尼油中。 轉盤通過內環(huán)和外環(huán)保持平臺的艏艉方向平衡和左右舷平衡，通過平臺配重利 用重力慣性保持水平平穩(wěn)，還利用磁阻力和油阻力進一步減少微小振動和擺 動。
所述平臺配重由鉛平衡塊和鐵平衡塊組成，且鉛平衡塊設在鐵平衡塊上 面，這樣能夠很好的減少配重的擺幅。
所述阻尼油中混有玻璃子，這樣能夠加大油阻力的作用。
所述轉盤上配有一云臺，可用于裝配紅外或可見光攝像機。
所述水平平衡裝置還包括一驅動裝置，該裝置含有
一步進電機，
一平臺主軸，
一聯(lián)軸器，
一變速齒輪組，
以及一控制步進電機隨時制動和在轉動到兩端極限時可自動反方向旋轉
的制動裝置；所述平臺主軸與上述轉盤聯(lián)接，并通過聯(lián)軸器、變速齒輪組與步進電機聯(lián)
接；所述制動裝置控制聯(lián)接步進電機；所述步進電機還與外部控制器聯(lián)接。該 驅動裝置能夠驅動平臺在180度范圍內轉動，擴大攝像機的搜索監(jiān)視范圍。
所述制動裝置由位置控制器和光耦管組成。該制動裝置能夠控制平臺隨時 制動，且在轉動到兩端極限時可自動反方向旋轉，避免攝像機信號和電源線纜 的纏繞。
所述步進電機驅動轉盤勻速轉動。 ' 根據(jù)上述技術方案得到本實用新型具有如下顯著特點和積極效果
1、 水平平臺通過重力、油阻力和磁阻力能夠使攝像機在船舶搖晃的狀況 下保持水平平穩(wěn)，滿足搜救攝像機工作條件的需要。
2、 平臺采用懸臂式支架結構，重量輕、體積小、安裝靈活，攝像機的監(jiān) 視范圍廣。
3、 平臺可在180度范圍內轉動，擴大攝像機的搜索監(jiān)視范圍；平臺內的 電機接受來自控制器的信號精確地運行定位；在控制信號的作用下，云臺攝像 機既可自動掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。
4、 平臺在轉動工作時，在轉動到兩端極限時可自動反方向旋轉，避免攝 像機信號和電源線纜的纏繞。
5、 平臺結構簡單、堅固耐用，與現(xiàn)有的幾萬到幾十萬元的電子光纖陀螺 穩(wěn)定平臺相比整體造價大幅降低至2-3千元。


以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。 圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為本實用新型的俯視圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白 了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
目前現(xiàn)有的水平平臺還不能夠應用于在搜索船只上裝載搜救攝像機，這樣的水平平臺在性能上存在靈敏度的問題，同時結構設計上很復雜，這樣必然造 成安裝和使用的復雜、價格的昂貴。
為了解決上述的技術問題，本實用新型設計出一種能夠用于船只裝載船載 搜救攝像機的水平平臺，其能夠避免上述的問題的水平平臺。該平臺通過重力、 油阻尼、磁阻尼的綜合作用，使平臺在船舶搖晃過程中保持水平；同時通過制 動裝置控制平臺的可返回旋轉，來擴大攝像機的搜索監(jiān)視范圍。
基于上述的目的和原理，本實用新型提供的水平平臺如圖1所示。該平臺 主要由水平平衡裝置和驅動裝置組成，其水平平衡裝置用于保持平臺在船舶搖 晃過程中保持水平，驅動裝置用于驅動平臺旋轉。
該裝置中的轉盤1上配有云臺23，其可用于安裝紅外或可見光攝像機，承 重2kg。云臺23通過轉盤1下方的平臺主軸24固定聯(lián)接，平臺主軸24通過 軸承座2固定在外殼8上，同時在外殼8內部通過連軸器3與變速齒輪組7聯(lián) 接；步進電機9固定在外殼2的底部，同時驅動變速齒輪組7。步進電機9通 過驅動變速齒輪組7由上述的聯(lián)接機構帶動云臺23的勻速轉動，其轉速三級 可調，達3分/轉。
如圖1所示，為了達到上述的旋轉方式控制，步進電機9同時受外部控制 器和內部制動控制器的控制。步進電機9與外部控制器的控制聯(lián)接，是由安置 在外殼8內部的印刷電路板20通過信號線與接線端子19所連接的外部控制器 聯(lián)接，進行控制與驅動。步進電機9接收來自外部控制器的信號精確地運行旋 轉定位，在控制信號的作用下，步進電機將驅動云臺23轉動，即可實現(xiàn)云臺 23上的攝像機自動掃描監(jiān)視區(qū)域，或在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對 象。其可帶動云臺的水平旋轉速度為2。/s。
內部制動控制器由位置控制器22和光耦管21組成，位置控制器22通過 光耦管21與印刷電路板20連接，實現(xiàn)對步進電機9的隨時制動和轉向控制。 該裝置能夠控制步進電機9帶動云臺23轉動時，在轉動到兩端極限時可自動 反方向旋轉，實現(xiàn)平臺可在180度范圍內轉動，以及避免攝像機信號和電源線 纜的纏繞的，從而避免線纜對平臺水平狀態(tài)的影響。
由于上述機構的效果可知，其為水平平臺的驅動裝置，而水平平臺的水平 平衡裝置主要由平衡環(huán)、配重裝置和阻尼裝置組成。平衡環(huán)由保持平臺在左右和保持平臺在船艏/艉方向上平衡的內環(huán)4組成，內 環(huán)4和外環(huán)6通過相互垂直的軸承25、 26與轉盤1相聯(lián)(如圖2所示)，分別 保持平臺的艏艉方向平衡和左右舷平衡。
配重裝置設置在外殼8的底部，其由鉛平衡塊11和鐵平衡塊12組成，通 過平衡塊的重力慣性保持轉盤的水平平穩(wěn)。本實用新型中鉛平衡塊11的質量 大于鐵平衡塊12，同時將質量大的鉛平衡塊11設置在鐵平衡塊12上面，減少 整個配重的擺幅。由于鉛平衡塊11和步進電機9都設置在外殼8的底部，本 實用新型通過外殼IO將兩者封裝保護，以增加平臺的堅固度和耐用性。
在配重裝置底部，即鐵平衡塊12的底部設置一磁阻尼葉輪15，同時將磁 阻尼葉輪15浸泡在裝有阻尼油14的金屬容器13中。此處使用的阻尼油14中 混有玻璃子，這樣能夠加大油阻力的作用，同時由于浸泡在阻尼油14中的葉 輪15帶有磁鐵，可利用磁阻力進一步減小震蕩和小幅擺動。
由上述水平平臺的水平平衡裝置通過重力、油阻尼、磁阻尼的綜合作用， 使平臺在船舶搖晃過程中保持水平。
由上述技術方案的裝置其驅動機械部件和控制電路部件由外殼8封裝保 護，同時步進電機9和鉛平衡塊11由外殼10封裝保護，增加了平臺的堅固度 和耐用性。
如圖2所示，整個平臺主體由連接到外環(huán)6的懸臂支架18支撐，支架可 通過軸承座17裝配在底板16上，可放置在船舶的固定平臺上使用，也可安裝 在特制的承重柱上，節(jié)省空間。軸承座可轉動，方便調整平臺位置。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu) 點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實 施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神 和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入 要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書 及其等效物界定。
權利要求1、船用水平平臺，該平臺包括一保持物體水平平穩(wěn)的水平平衡裝置、用于支撐固定水平平衡裝置的支架、軸承以及底板，所述水平平衡裝置由支架支撐，該支架通過軸承固定安裝在底板上；其特征在于，所述水平平衡裝置包括一保持裝置在左右船舷方向上平衡的外環(huán)，一保持裝置在船艏/艉方向上平衡的內環(huán)，一用于安置物件的轉盤，一利用重力慣性保持平衡的平臺配重，一提供油阻力減少震蕩和擺動的阻尼油，一提供磁阻力的磁阻尼葉輪；所述轉盤與內環(huán)和外環(huán)通過相互垂直的軸承連接，所述平臺配重設置在轉盤的下方，該平臺配重的下端安置磁阻尼葉輪，并將磁阻尼葉輪設在阻尼油中。
2、 根據(jù)權利要求1所述的船用水平平臺，其特征在于，所述平臺配重由 鉛平衡塊和鐵平衡塊組成，且鉛平衡塊設在鐵平衡塊上面。
3、 根據(jù)權利要求1所述的船用水平平臺，其特征在于，所述阻尼油中混 有玻璃子。
4、 根據(jù)權利要求1所述的船用水平平臺，其特征在于，所述轉盤上配有 一云臺。
5、 根據(jù)權利要求1所述的船用水平平臺，其特征在于，所述水平平衡裝 置還包括一驅動裝置，該裝置含有一步進電機， 一平臺主軸， 一聯(lián)軸器， 一變速齒輪組，以及一控制步進電機隨時制動和在轉動到兩端極限時可自動反方向旋轉 的制動裝置；所述平臺主軸與上述轉盤聯(lián)接，并通過聯(lián)軸器、變速齒輪組與步進電機聯(lián) 接；所述制動裝置控制聯(lián)接步進電機；所述步進電機還與外部控制器聯(lián)接。
6、 根據(jù)權利要求5所述的船用水平平臺，其特征在于，所述制動裝置由位置控制器和光耦管組成。
專利摘要本實用新型公開了船用水平平臺，該平臺包括一保持物體水平平穩(wěn)的水平平衡裝置、用于支撐固定水平平衡裝置的支架、軸承以及底板，所述水平平衡裝置由支架支撐，該支架通過軸承固定安裝在底板上；水平平衡裝置中的轉盤與內環(huán)和外環(huán)通過相互垂直的軸承連接，所述平臺配重設置在轉盤的下方，該平臺配重的下端安置磁阻尼葉輪，并將磁阻尼葉輪設在阻尼油中。根據(jù)上述技術方案得到的本實用新型結構簡單，且能夠解決船舶搖晃狀態(tài)時平臺的水平穩(wěn)定問題。
文檔編號B63B49/00GK201362348SQ200920068528
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權日2009年3月6日
發(fā)明者鑫 冉, 應士君, 施朝健, 陳錦標 申請人:上海海事大學