專利名稱：數(shù)控諧波云臺的制作方法
技術領域：
本實用新型屬於自動控制領域中的監(jiān)視系統(tǒng)的自動控制云臺。
隨著科學技術的發(fā)展，人們對于火車站、機場、碼頭、城市中主要交通路口、商店、倉庫等重要場所、重點目標常常采用監(jiān)視系統(tǒng)進行實時監(jiān)視記錄，以達到監(jiān)管指揮的目的。云臺主要用于監(jiān)視系統(tǒng)帶動攝像機、高速攝影機或天線對監(jiān)視區(qū)域進行自動掃描和運動目標的自動跟蹤。
本實用新型之前，一般的監(jiān)視系統(tǒng)通常采用電動云臺。由伺服電機帶動齒輪或蝸輪傳動構成云臺，且齒輪或蝸輪傳動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)的齒輪或蝸輪傳動都存在回差，因而影響傳動精度和穩(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，會造成監(jiān)視系統(tǒng)收視的圖像畫面不穩(wěn)不清晰，甚至難于應用，嚴重影響監(jiān)視系統(tǒng)使用效果。
為了克服上述缺點，本實用新型的目的在于選取精密步進諧波傳動裝置作為傳動部件，采用計算機操作實現(xiàn)開環(huán)控制，使系統(tǒng)簡單，傳動平穩(wěn)，精度高，達到監(jiān)視系統(tǒng)自動掃描和跟蹤精確，能獲得穩(wěn)定清晰的圖像畫面，更有效地發(fā)揮云臺對重要場所、重點目標的監(jiān)視、管理、指揮的作用。
本實用新型的詳細內(nèi)容如圖1所示是由底座1、方位傳動(2、3、4、5、6、7、)俯仰傳動(8、9、10、11、12、13、14)構成。
方位傳動和俯仰傳動兩個部份均由步進電機、諧波傳動、軸系和箱體組成，方位箱的軸線垂直于俯仰箱的軸線。方位傳動由柔輪輸出實現(xiàn)，俯仰傳動由剛輪輸出實現(xiàn)。
在方位箱中，步進電機2的軸與諧波齒輪傳動裝置的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構成了方位箱的軸線。剛輪3與底座1緊固在一起，波發(fā)生器4與步進電機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，步進電機14的軸與諧波齒輪傳動裝置的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構成俯仰箱的軸線。柔輪11與固結在俯仰箱體支架8上的左支座9剛性聯(lián)接，波發(fā)生器13與步進電機14的軸固聯(lián)接，剛輪12固定在俯仰箱體10上。
本實用新型的工作原理是數(shù)控諧波云臺的方位和俯仰運動都由精密步進諧波齒輪傳動來實現(xiàn)。在方位傳動上，當步進電機驅動電源連續(xù)供給步進電機2脈沖信號時，步進電機2就帶動與它相聯(lián)的波發(fā)生器4連續(xù)轉動，經(jīng)過諧波齒輪傳動，將其步距角細分，然后帶動與輸出主軸7剛性聯(lián)接的俯仰箱轉動，從而實現(xiàn)俯箱的方位運轉。不難看出，方位運轉是柔輪5輸出帶動輸出主軸7實現(xiàn)的。
在俯仰傳動上，步進電機14帶動與它相聯(lián)的波發(fā)生器13連續(xù)轉動，經(jīng)過諧波齒輪傳動，將其步距角細分，然后由剛輪12輸出帶動與它固聯(lián)在一起的俯仰箱體10轉動，來實現(xiàn)俯仰運轉。
方位運轉由柔輪輸出實現(xiàn)，俯仰運轉由剛輪輸出實現(xiàn)，是本實用新型功能的一個特點。
本實用新型的積極效果是結構緊湊、操作方便、傳動平穩(wěn)、精度高，使安裝在它上面的監(jiān)視頭部在自動掃描和跟蹤時，能獲得穩(wěn)定的清晰的圖像畫面，達到有效監(jiān)視的作用。


圖1是本實用新型的結構示意圖和摘要附圖。
最佳實施例本實用新型裝置的箱體部份采用重量較輕的鑄造鋁合金，整個裝置的大小以及方位箱和俯仰箱中的諧波齒輪傳動裝置選用的機型，以及步進電機的型號、功率大小和傳動精度等均由實際應用情況來決定，一般說來，數(shù)控諧波云臺頭部安裝的掃描跟蹤裝置負荷越大，所做的數(shù)控諧波云臺的體積就越大。
方位運轉采用柔輪輸出帶動輸出主軸旋轉實現(xiàn)，俯仰運轉采用剛輪輸出帶動俯仰箱體旋轉實現(xiàn)。
權利要求1.數(shù)控諧波云臺，是由底座、箱體、電機、傳動部件組成的，其特征在于方位箱和俯仰箱兩個部份均由步進電機、諧波齒輪傳動、軸系和箱體組成，方位箱的軸線垂直于俯仰箱的軸線。
2.按權利要求1所述的數(shù)控諧波云臺，其特征在于在方位箱中，步進電機2的軸與諧波齒輪傳動的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構成方位箱的軸線、剛輪3與底座1緊固在一起，波發(fā)生器4與步進電機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.按權利要求1所述的數(shù)控諧波云臺，其特征在于在俯仰箱中，步進電機14的軸與諧波齒輪傳動的輸入軸、輸出軸同在一條軸線上，構成俯仰箱的軸線，柔輪11與固結在俯仰箱體支架8上的左支座9剛性聯(lián)接，波發(fā)生器13與步進電機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)控諧波云臺屬于自動控制領域中用于監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)控云臺,是由底座、方位箱和俯仰箱構成的。方位箱的軸線垂直于俯仰箱的軸線,兩個箱體的運動,均由步進電機帶動精密諧波齒輪傳動實現(xiàn)的。方位運轉由柔輪輸出實現(xiàn),俯仰運轉由剛輪輸出實現(xiàn)。具有結構簡單、操作方便、傳動精度高等特點,可廣泛用于車站、碼頭、機場、城市交通路口、倉庫等重要場所和目標的自動監(jiān)視和跟蹤,達到控管和指揮的作用。
文檔編號G05D3/20GK2284971SQ9624786
公開日1998年6月24日 申請日期1996年12月5日 優(yōu)先權日1996年12月5日
發(fā)明者何惠陽, 張承嘉, 王愛東, 鐘健, 謝金瑞 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所