自由度云台结构设计
6自由度云台机械手组装教程PWM舵机版
![6自由度云台机械手组装教程PWM舵机版](https://img.taocdn.com/s3/m/c5523e3ff18583d049645991.png)
大圆盘
1个
舵机
1个
M4*10 螺丝 4 个
M4 螺母 4 个
圆环 M4*35 螺丝
M4*13 铜柱
正面
反面
正面
M4*10 螺丝 M4 螺母
反面
注:此过程是 将舵机卡进舵 盘里面,注意 舵机的方向
正面
侧面
M4*35 铜柱 4 个
M4*35 铜柱
底座部分
底板组合
1个
云台组合
1个
M4*10 螺丝 4 个
底座部分 1 个 长臂部分 1 个 M3*6 螺丝 4 个
整体装配
M3*6 螺丝
正面
小臂部分 1 个 M3*6 螺丝 4 个
正面
侧面 M3*6 螺丝
侧面
M3*6 螺丝
手腕部分 1 个 M3*6 螺丝 4 个
手爪
1个
舵盘
1个
M3*6 螺丝 3 个
M3*8 螺丝 2 个
正面 M3*6 螺丝
侧面 舵盘
杯式轴承
M3*8 螺丝 M3 螺母
1个 1个 1 个 M3*8 螺丝
杯式轴承
把舵盘卡进去 注意两孔连线 分别处于水平 及垂直位置
反面
M3 螺母
舵机
2个
舵盘
2个
M4*10 螺丝 8 个
M4 螺母
8个
正面
反面
把舵盘卡进去 注意两孔连线 分别处于水平 及垂直位置
把舵盘卡进去 注意两孔连线 分别处于水平 及垂直位置
注:圆盘位置需 严格按照此图摆 放安装(注意左 右孔位)
正 面
反 面
杯式轴承
杯式轴承 1 个 M3*8 螺丝 1 个 M3 螺母 1 个
M3*8 螺丝 M3 螺母
云台结构难点
![云台结构难点](https://img.taocdn.com/s3/m/0208ecb4690203d8ce2f0066f5335a8103d2667d.png)
云台结构难点云台是一种能够实现旋转、倾斜和俯仰运动的装置,广泛应用于航天、航空、军事、摄影等领域。
云台结构的设计和制造涉及到多个难点,本文将从几个关键方面展开讨论。
云台结构的稳定性是一个重要的难点。
云台作为一个承载载荷并进行运动的装置,其结构必须具备足够的刚度和稳定性。
在运动过程中,云台面临着各种外力和力矩的作用,如惯性力、重力、风载荷等。
因此,云台结构的设计需要考虑这些外力的影响,采取合适的结构形式和材料选择,以确保云台在各种工况下都能保持稳定。
云台结构的运动控制是另一个难点。
云台的运动涉及到多个自由度的控制,如旋转、倾斜和俯仰等。
这就要求云台结构具备良好的运动控制能力,能够精确地控制各个自由度的运动。
为了实现这一点,云台结构通常配备了精密的传感器和执行器,并采用先进的控制算法来实现运动控制。
云台结构的负载能力也是一个难点。
云台通常需要承载各种载荷,如摄像机、望远镜、激光雷达等。
这些载荷可能具有不同的重量和形状,对云台结构的负载能力提出了挑战。
为了确保云台能够稳定地承载这些载荷,设计人员需要进行详细的强度和刚度分析,并采取相应的增强措施,如加强结构连接、使用高强度材料等。
云台结构的制造和装配也是一个难点。
云台结构通常由多个部件组成,这些部件需要精确地制造和装配。
由于云台结构通常具有复杂的形状和工艺要求,制造难度较大。
此外,云台结构还需要进行精密的调试和校准,以确保其运动控制的精度和稳定性。
云台结构的设计和制造涉及到多个难点,包括稳定性、运动控制、负载能力和制造装配等方面。
设计人员需要综合考虑这些因素,并采取相应的措施来解决难题。
随着科技的不断发展,云台结构将继续得到改进和完善,为各个领域的应用提供更好的支持。
简易拍摄云台设计方案
![简易拍摄云台设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/b3aa3dc3bdeb19e8b8f67c1cfad6195f312be890.png)
简易拍摄云台设计方案
设计方案如下:
1. 云台结构设计
- 云台主体采用金属材料制造,具有一定的稳定性和承重能力。
- 云台顶部设有相机固定装置,可以固定各种大小型号的相机。
- 云台底部采用球面连接装置,可以实现全方位的旋转和倾斜角度调节。
2. 云台控制系统设计
- 云台内部集成高精度的电机和传感器,可以精确控制云台的运动。
- 云台控制系统采用无线遥控方式,使用者可以通过遥控器调节云台的角度和运动速度。
- 云台还可以配备APP控制,使用者可以通过手机APP进行更加灵活的操作和控制。
3. 云台稳定性设计
- 云台底部设有防滑垫,可以增加云台与支架的摩擦力,提高稳定性。
- 云台内部设有防震装置,可以减少相机拍摄时的震动,保证画面的清晰度。
- 云台底部设有平衡调节装置,可以根据相机的重量和大小进行调节,保证云台的平衡状态。
4. 云台电源设计
- 云台可以使用可充电电池供电,方便室外拍摄和移动使用。
- 云台底部配备电池仓,可以容纳多节电池,延长使用时间。
- 云台还可以通过电源适配器直接接入交流电源,保证长时
间拍摄的稳定供电。
以上是一个简易的拍摄云台设计方案,可以根据实际需求和市场需求进行进一步的改进和优化。
云台原理图
![云台原理图](https://img.taocdn.com/s3/m/3601f8ba4793daef5ef7ba0d4a7302768e996fa5.png)
云台原理图
云台是一种能够实现水平和垂直方向旋转的装置,常见于摄像机、望远镜等设
备中,其原理图如下所示:
首先,我们来看一下云台的结构。
云台通常由底座、水平旋转机构、垂直旋转
机构以及控制系统组成。
底座是云台的支撑结构,水平旋转机构负责实现云台在水平方向的旋转,而垂直旋转机构则负责实现云台在垂直方向的旋转。
控制系统则是整个云台的大脑,负责接收指令并控制云台的运动。
其次,我们来了解一下云台的工作原理。
当控制系统接收到指令后,会通过电
机驱动水平旋转机构和垂直旋转机构,从而使云台实现旋转。
水平旋转机构通常由电机、减速器和传动装置组成,通过电机驱动传动装置实现水平方向的旋转。
垂直旋转机构的工作原理与水平旋转机构类似,不同之处在于其是在垂直方向上进行旋转。
最后,我们来探讨一下云台的应用。
云台广泛应用于监控摄像机、航拍无人机、航天望远镜等设备中。
通过云台的旋转,这些设备可以实现360度全方位的观测和拍摄,极大地提高了设备的灵活性和实用性。
在军事、航天、航拍等领域,云台更是发挥着重要的作用。
综上所述,云台是一种能够实现水平和垂直方向旋转的装置,其结构包括底座、水平旋转机构、垂直旋转机构和控制系统。
其工作原理是通过控制系统驱动电机实现旋转,应用广泛于监控摄像机、航拍无人机、航天望远镜等设备中。
云台的出现极大地提高了设备的灵活性和实用性,对于各个领域都具有重要意义。
云台结构及工作原理
![云台结构及工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/3fdc28d4988fcc22bcd126fff705cc1754275f6d.png)
云台结构及工作原理一、引言云台是一种用于摄影、摄像或其他需要稳定平衡的设备,它可以实现摄像机或其他设备在水平和垂直方向上的稳定运动。
本文将介绍云台的结构和工作原理。
二、云台的结构云台一般由底座、水平轴、垂直轴和支撑系统组成。
1. 底座:云台的底座是整个设备的基础,它通常采用稳固的材料制成,以确保云台的稳定性和安全性。
2. 水平轴:云台的水平轴是使摄像机或设备能够在水平方向上进行旋转的部分。
水平轴通常由一个旋转轴和相应的驱动系统组成,驱动系统可以是电机、液压或气压系统等。
3. 垂直轴:云台的垂直轴允许摄像机或设备在垂直方向上进行旋转和倾斜。
垂直轴通常由一个旋转轴和相应的驱动系统组成,与水平轴类似。
4. 支撑系统:云台的支撑系统是为了保持摄像机或设备的平衡和稳定性而设计的。
支撑系统通常包括弹簧、液压或气压系统,以及相应的传感器和控制系统,用于感知和调整云台的姿态。
三、云台的工作原理云台的工作原理主要涉及到传感器、控制系统和驱动系统。
1. 传感器:云台上的传感器可以感知摄像机或设备的姿态和运动状态,通常包括加速度计、陀螺仪和倾斜传感器等。
这些传感器通过将姿态和运动数据传输给控制系统,以便控制系统能够根据需要进行调整。
2. 控制系统:云台的控制系统根据传感器提供的数据,判断摄像机或设备的姿态和运动状态,并通过驱动系统进行相应的调整。
控制系统可以是一个单独的控制器,也可以是嵌入在云台内部的微控制器。
3. 驱动系统:云台的驱动系统根据控制系统的指令,控制水平轴和垂直轴的运动。
驱动系统可以采用电机驱动、液压或气压驱动等不同的方式。
其中,电机驱动是最常见的方式,它可以通过控制电机的转速和方向,实现云台的水平和垂直运动。
四、云台的应用云台广泛应用于摄影、摄像、航空航天、军事等领域。
在摄影和摄像领域,云台可以使摄影师或摄像师在拍摄过程中实现平稳的运动和稳定的画面。
在航空航天领域,云台可以用于稳定相机或其他设备,以获取更清晰和稳定的图像。
a69_二自由度云台控制器设计方案
![a69_二自由度云台控制器设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/90df06a17d1cfad6195f312b3169a4517723e5de.png)
电子工业出版社《EDA应用技术》编制王真富
« » ___
项目8二自由度云台控制器设计方案
任务描述
用FPGA最小系统板设计控制器,实现对二自由度舵机云台的精确控制, 设计要求: 在Quartus II 13. 0软件平台上,用VHDL程序设计矩阵式键 盘控制电路、数码 管动态显示电路、舵机控制电路;用ModelSimAltera 10. 5b仿真软件仿真检查设 计结果;选用FPGA最小系统板、2自 由度舵机云台、矩阵式键盘、数码管等硬件资源 进行硬件验证。
A<HZZk
BCHZZF
C 0—1 h
DE O0-~C~IZ卜F
FO-CZIG0—
PO-CD
300
FPGA的输入输出引脚资源。 所谓
动态扫描是指每个数码管不 是一
直显示, 而是每隔一定时间 显示一 次, 只要间隔时间足够短, 由于人 眼的视觉暂留现象, 在视 觉上是一 直显示的。动态扫描数
码管的原理图, 如图8. 5所示。
PWM控制信号要求可知, 脉宽度计数器长度cnt=25000+nX [(2X106)/1801/20, 其中n值为
旋转的角度值。部分脉冲宽度与舵机转动角度及脉宽度计数器长度的关系如 表8. 2所示,
其它角度可根据脉宽与角度改变呈线性变化计算。
表S.2脉冲宽度与舵机转动角度及脉宽度计数器长度的关系
转动角度 0 45 90 135 ISO
电子工业出版社《EDA应用技术》编制王真富
A
X ©公
t
23 A
5|! 61,1 曰1
1L
8Il曰J F E |l
°;
C| | . □f
*
dM |
ITTTII
仿真式多自由度云台结构设计
![仿真式多自由度云台结构设计](https://img.taocdn.com/s3/m/828ee49c804d2b160a4ec06f.png)
仿真式多自由度云台结构设计This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020目录摘要 (1)前言 (2)第一章绪论 (3)第二章产品的技术指标和技术参数 (4)第一节数控云台的技术指标 (4)第二节可行性论证及技术经济分析 (4)第三章云台总体方案的设计 (5)第一节云台设计方案的提出 (5)第二节云台设计方案的论述 (5)第四章机械部分的设计 (7)第一节步进电机的选用 (7)第二节减速机构传动系统设计 (9)第三节轴的设计 (14)第四节轴承的设计 (15)第五章总结 (18)第六章外文翻译 (19)附录一英文文献翻译 (19)附录二英文文献原文 (23)第七章参考资料 (32)摘要:本次毕业设计是设计闭路电视监控系统中的前端设备——数控云台,此设计根据数控云台的工作环境、机械指标、设计参数和主要技术要求,采用室内智能球型云台。
球型外壳能减少灰尘及各种干扰,日常维护方便,可达到隐蔽监视的目的,云台在水平方向可连续350无级变速扫描,并设有设置摄像点的功能。
本设计介绍了数控云台的传动原理、结构特点和功能,并对步进电机的特点作了简单的介绍。
关键词:闭路电视系统数控云台步进电机ABSTRACT:This graduation project is to design a numerical control (NC) sputnik of the closed-circuit video tape project based on the work condition's、the mechanical guideline、the design parameter and the primary technical intellectual spherical sputnik for indoor was applied to the spherical husk can reduce dust and all kinds of disturb,it is easy to maintain,it can spy in hidden horizon,it can successively scan a round in sleepless timing,and have the function of Preset project introduce drugging principle construction features and the function of NC simply introduce repeating motor.KEYWORDS:Closed-circuit videotape system, Numerical control sputnik, stepping motor前言随着科学技术的不断发展,人们已经不满足于电话通信,对信息传输的要求,不但要求听到对方的声音,更希望看到对方的形象,而且还要看到对方活动的现场。
云台两自由度控制
![云台两自由度控制](https://img.taocdn.com/s3/m/fd700735eefdc8d376ee3250.png)
云台两自由度控制作者:04——715班王天指导老师:李云台是搭载激光测距仪座,摄像头座,机械手座之物,为这些仪器部件提供更大的适用范围。
此品主要采用蜗轮蜗杆的结构来作为传动机构。
其优点是可以得到很大的传动比,比交错轴斜齿轮机构紧凑,因为线接触,故承载能力比交错轴斜齿轮大得多,另外传动平稳无噪音,这样仿生蛇可以执行更隐蔽的任务。
还有蜗杆的到程角r小于轮齿间的当量摩擦角时,机构具有自锁性,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能有蜗轮带动蜗杆,这样便于抬板稳定在某一位置工作。
而蜗轮蜗杆将纵向转动变为侧向转动方可以使我们的布局更合理。
当然蜗轮蜗杆机构也具有一定的缺点,(1)齿合时相对滑动速度v较大,以磨损,以发热股效率低,而对于具有自锁性的蜗杆传动其效率更低。
(2)为了散热和减小摩擦,常需贵重的抗磨材料和良好的润滑装置,故成本较高(3)蜗杆的轴向力较大。
看起来去点多多,但在我们的设备本身的运作状况下这些也便不再是缺点了。
首相我们的设备转速要求不大,阻力也不大,并不要求时刻保持运作,因此以磨损,易发热,效率较低情况便可忽略。
也因如此便不用采用贵重的材料了,所以成本的问题也便不再成为问题。
因为阻力不大,轴向力大的问题也便不是问题了。
我们用的电机是瑞士产的ZGR17AL支流减速电机。
每分钟转速15转。
正好可以迎合我们的设备不需要告诉运作的要求,而起匀速,慢速转动的特性,可以很好的进行控制,在开环控制的情况下获得较大的精度。
控制用数字化控制,利用双极坐标控制,(X,Y).X为底盘转角。
Y为台办的转角。
X介于0度到360度之间,Y介于0度到90度之间。
我们并没有安装测算转过角度的设备,我们通过测算电机转动时间来推算转过的角度,此过程在我们要求转动精度不高的情况下是一种很实用经济有效的手法。
我们的转盘上安装一个触碰开关,这样在每次反应前,反转,当碰及触碰开关时停止,以此作为基准。
这个既为校准的过程,此位置作为0度。
在开始转动命令要求的角度。
自由度云台结构设计
![自由度云台结构设计](https://img.taocdn.com/s3/m/77a836bfe518964bce847c39.png)
仿真式多自由度云台构造设计目录摘要 (1)前言 (2)第一章绪论 (3)第二章产品的技术指标和技术参数 (4)第一节数控云台的技术指标 (4)第二节可行性论证及技术经济分析 (4)第三章云台总体方案的设计 (5)第一节云台设计方案的提出 (5)第二节云台设计方案的论述 (5)第四章机械局部的设计 (7)第一节步进电机的选用 (7)第二节减速机构传动系统设计 (9)第三节轴的设计 (14)第四节轴承的设计 (15)第五章总结 (18)第六章外文翻译 (19)附录一英文文献翻译 (19)附录二英文文献原文 (23)第七章参考资料 (32)摘要:本次毕业设计是设计闭路电视监控系统中的前端设备——数控云台,此设计根据数控云台的工作环境、机械指标、设计参数和主要技术要求,采用室智能球型云台。
球型外壳能减少灰尘及各种干扰,日常维护方便,可到达隐蔽监视的目的,云台在水平方向可连续350无级变速扫描,并设有设置摄像点的功能。
本设计介绍了数控云台的传动原理、构造特点和功能,并对步进电机的特点作了简单的介绍。
关键词:闭路电视系统数控云台步进电机ABSTRACT:This graduation project is to design a numerical control (NC) sputnik of the closed-circuit video tape system.The project based on the work condition's、the mechanical guideline、the design parameter and the primary technical acquirements.The intellectual spherical sputnik for ind oor was applied to the project.The spherical husk can reduce dust and all kinds of disturb,it is easy to maintain,it can spy in hidden place.In horizon,it can successively scan a round in sleepless timing,and have the function of Preset Positions.The project introduce drugging principle construction features a nd the function of NC sputnik.It simply introduce repeating motor.KEYWORDS:Closed-circuit videotape system, Numerical control sputnik, stepping motor前言随着科学技术的不断开展,人们已经不满足于通信,对信息传输的要求,不但要求听到对方的声音,更希望看到对方的形象,而且还要看到对方活动的现场。
云台结构设计要点
![云台结构设计要点](https://img.taocdn.com/s3/m/350788ad846a561252d380eb6294dd88d0d23d35.png)
云台结构设计要点一、稳定性:1.重心低:云台结构设计要尽量将设备的重心降低,以提高整个系统的稳定性。
可以通过进行重心平衡设计或者通过增加云台的底座重量来实现。
2.刚性强:云台结构设计要追求刚性强的结构,以降低振动对设备影响。
可以采用铝合金材料或者碳纤维材料制作,增加结构的刚性。
二、机械结构:1.关节设计:云台结构中关节点是关键,要求关节具有良好的可靠性和灵活性。
可以采用球头关节、摩擦盘关节等,保证关节的稳定性和精密度。
2.轴承选择:云台结构中,轴承起到支撑和转动等作用,因此要选择适当的轴承。
可以采用滚动轴承或者滑动轴承,满足云台的稳定性和转动要求。
3.结构刚度:云台结构刚度对于其稳定性很重要。
可以通过增加结构的截面尺寸、合理布置加强筋等方式提高结构刚度。
三、动力系统:1.电机选择:云台结构中的电机要选用适当的型号和规格,以满足载荷的需要。
选择时要考虑功率、扭矩、精度以及工作环境等因素,以确保电机的可靠性和稳定性。
2.减速机:云台结构中的减速机的选择要根据负载和转速要求进行,以提供所需的扭矩和精度。
3.控制系统:云台结构的动力系统需要与控制系统相匹配,以实现精确的位置控制。
可以采用PID控制或者模糊控制等方式,保证动力系统的稳定性和精确性。
四、控制系统:1.传感器选择:云台结构的控制系统需要使用合适的传感器来感知位置和姿态信息。
可以使用陀螺仪、加速度计、磁力计等传感器,以实现实时的姿态反馈控制。
2.控制算法:云台结构的控制算法要根据实际需求设计。
可以使用PID控制算法、模糊控制算法或者滑模控制算法等,以实现精确的位置控制和姿态稳定。
总之,云台结构设计的要点包括稳定性、机械结构、动力系统和控制系统等方面。
通过合理的设计和选择,可以实现机器人、摄像机等设备的稳定控制,达到预期的功能和性能要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
仿真式多自由度云台结构设计目录摘要 (1)前言 (2)第一章绪论 (3)第二章产品的技术指标和技术参数 (4)第一节数控云台的技术指标 (4)第二节可行性论证及技术经济分析 (4)第三章云台总体方案的设计 (5)第一节云台设计方案的提出 (5)第二节云台设计方案的论述 (5)第四章机械部分的设计 (7)第一节步进电机的选用 (7)第二节减速机构传动系统设计 (9)第三节轴的设计 (14)第四节轴承的设计 (15)第五章总结 (18)第六章外文翻译 (19)附录一英文文献翻译 (19)附录二英文文献原文 (23)第七章参考资料 (32)摘要:本次毕业设计是设计闭路电视监控系统中的前端设备——数控云台,此设计根据数控云台的工作环境、机械指标、设计参数和主要技术要求,采用室内智能球型云台。
球型外壳能减少灰尘及各种干扰,日常维护方便,可达到隐蔽监视的目的,云台在水平方向可连续350无级变速扫描,并设有设置摄像点的功能。
本设计介绍了数控云台的传动原理、结构特点和功能,并对步进电机的特点作了简单的介绍。
关键词:闭路电视系统数控云台步进电机ABSTRACT:This graduation project is to design a numerical control (NC) sputnik of the closed-circuit video ta pe system.The project based on the work condition's、the mechanical guideline、the design parameter and the primary technical acquirements.The intellectual spherical sputnik f or indoor was applied to the project.The spherical husk can reduce dust and all kinds of disturb,it is easy to maintain,it can spy in hidden place.In horizon,it can successively scan a round in sleeple ss timing,and have the function of Preset Positions.The project introduce drugging principle const ruction features and the function of NC sputnik.It simply introduce repeating motor. KEYWORDS:Closed-circuit videotape system, Numerical control sputnik, stepping motor前言随着科学技术的不断发展,人们已经不满足于电话通信,对信息传输的要求,不但要求听到对方的声音,更希望看到对方的形象,而且还要看到对方活动的现场。
黑白图像早己不能满足人们的要求,人们希望看到的是对方的彩色图像。
监控电视主要是对机要部门、商场、货场、生产等部门的监视、控制和报警。
最简单地监控系统是由一架摄像机和一台监视器,中间馈线连接而组成。
一般的监控系统都是比较复杂的。
它可以完成的功能也是比较多的。
目前,图像通信与监控系统已逐渐普及到了文化教育、工农业生产、交通运输管理、医疗卫生、水下作业、铁路现场、公安系统等国民经济的各个部门。
由于图像通信与监控系统,具有形象直观.安全可靠,效率高等一系列优点,它在我国现代化建设中,特别在通信现代化,管理现代化中无疑将会日益发挥重要作用。
第一章绪论云台是承载摄象机进行水平和垂直两个方向转动的装置。
云台内装两个电动机。
这两个电动机一个负责水平方向的转动,另一个负责垂直方向的转动。
水平转动的角度一般350。
,垂直转动则有土45。
,土35。
、土75。
等等。
水平及垂直转动的角度大小可通过限位开关进行调整。
云台的分类大致分为室内用云台及室外用云台。
室内用云台承重小,没有防雨装置。
室外用云台承重大,有防雨装置。
有些高档的室外云台除有防雨装置外,还有防冻加温装置。
为适应安装不同的摄象机及防护罩,云台的承重应是不同的。
因而应根据选用的摄象机及防护罩的总重量来选用合适承重的云台。
室内云台的承重量较小,云台的体积和自重也较小。
室外用云台因为肯定要在它的上面安装带有防护罩(往往还是全天候防护罩)的摄象机,所以承重量都较大。
它的体积和自重也较大。
目前出厂的室内云台承重量大约1.5KG—7KG左右。
室外用云台承重量大约7KG—50KG左右。
还有些云台是微型云台,比如与摄象机一起安装在半球型防护罩内或全天候防护罩内的云台。
一般的云台均属于有线控制的数控云台。
云台的转动是通过在控制室操作控制器,将控制电压通过多芯电缆直接加到云台内的步进电机上,或者通过通信电缆控制远端的解码器,再又解码器经局部多芯电缆将电压加到云台内的电动机上,从而实现云台的旋转。
还有的云台内装继电器等控制电路,这样的云台往往有六个控制输入端。
一个是电源的公共端,另四个是上、下、左、右端。
还有一个则是自动转动端。
当电源的一端接在公共端后,电源另一端接在“自动”端后,云台将带动摄象机头按一定的转动速度进行上、下、左、右的自动转动。
在电源供电电压方面,目前常见的有交流24V和220v两种。
云台的耗电功率一般是承重量小的功耗小,承重量大的功耗大。
目前,还有直流6V供电的室内用小型云台,可在其内部安装电池,并用红外遥控器进行遥控。
目前大多数云台仍采用有线遥控方式。
云台的安装位置距控制中心较近,且数量不多时,一般采用从控制台直接输出控制信号进行控制。
而当云台的安装位置距离控制中心较远且数量较多时,往往采用总线方式传送编码的控制信号并通过终端解码解出控制信号再去控制云台的转动。
第二章产品的技术指标和技术参数第一节数控云台的技术指标云台的设计参数和技术指标:(1)控制轴:两旋转轴,点位控制,水平Z轴,垂直X轴;(2)行程:Z轴,0—350;X轴,-45—45;(3)速度:Z轴350/s—700/s,X轴15/s-90/s(4)供电:AC220V或DC12V(5)负载:3kg(6)脉冲当量:0.5度/脉冲第二节可行性论证及技术经济分析智能高速球云台的优点:(1)普通云台的监视范围有限,在云台的正下方存在死点,而智能高速球云台在水平方向上可以连续360度无级变速扫描,不存在任何死点。
(2)普通云台多为匀速云台,只能以10RAD/S左右的固定速度进行扫描,无法应付突发事件的发生。
而智能高速球云台可以在0.5度—125RAD/S的可变速搜索目标。
(3)普通云台过于暴露,往往给被监视者以反感,且使人轻而易举得发现当前摄象机的位置;而智能高速球云台采用的是球型液态金属镀膜单反防护罩,使人根本看不到里面的摄象机,它既隐藏了摄象机,又具有极好的装饰效果,特别适合银行、机场、商店、广场等隐蔽性的监视和跟踪。
(4)普通云台通常没有预置摄象点的功能,而智能高速球云台则可以有预置摄象点。
综上所述,球型云台比普通云台更有使用价值!第三章云台总体方案的设计第一节云台设计方案的提出初步确定水平轴和垂直轴分别使用反应式步进电机作驱动源,并利用齿轮减速机构,以细分步进电机的步距角。
垂直转动轴与齿轮的连接是用一对背靠背的角接触球轴承,水平转动轴是用与支架连滑动轴承接。
分别用水平支架和垂直支架支承摄象机。
外部采用吊装支承,外型仿效球型云台的设计。
第二节云台设计方案的论述步进电机是机电一体化产品中的关键组件之一,是一种性能良好的数字化执行元件。
其特点是输入一个脉冲就转动一步,即转子转过一个相应的步距角。
实际上,驱动步进电机的开关是晶体管,开关信号由数字集成电路或微机产生。
通过前面的介绍可以看到,步进电机是一种把开关激励的变化变换成为梢确的转子位置增量运动的执行机构。
与能够实现类似功能的其他部件相比,使用步进电机的控制系统有下面几个明显的优点: (1) 通常不需要反馈就能对位置或速度进行控制。
(2) 位置误差不会积累。
(3) 与数字设备兼容。
步进电机的品种规格很多,按照它们的结构和工作原理可以划分为磁阻式(也称反应式或变磁阻式)电机、混合式电机、永磁式电机和特种电机等四种主要型式。
反应式步进电动机由于其结构简单和经久耐用,所以是目前应用最普及的一种步进电动机。
这种电动机按变磁阻原理工作,于是有的国家又称之为变磁阻步进电动机。
其优点是;力矩—惯性比高;步进频率高,频率响应快;不通电时转子能自由转动;机械结构简单、寿命长;能双向旋转;有适量阻尼;正常电机无失步区。
缺点是:不通电时无定位力矩;每步有振荡和过冲。
永磁式步进电动机特点:功耗较小,在断电时仍有定位转矩,但是步距角大,需供给正负脉冲电源,启动和运行频率较低。
混合式电机特点:转矩大,步距角小,运行频率高,功耗低及有自锁功能,但需有正负电脉冲供电,结构复杂,价格高。
比较以上各种电机,决定选择反应式步进电机作为驱动摄象机的动力源。
摄象机的脉冲当量等于步进电动机的步距角除以传动比,为使摄象机达到较小的脉冲当量,利用齿轮减速机构,细分步距角以达到目的,同时降低驱动齿轮的转速,提高转矩。
垂直轴上的一对轴承主要用于承受轴向力;水平轴采用滑动轴承,可以减小径向空间尺寸。
整个云台采用吊装球型设计,其优点如下:(1)最大限度地减少灰尘和外来的干扰,使云台寿命大大延长,也使系统的可靠性进一步提高。
(2)球型防护罩采用内侧单面镀膜工艺,有利于隐蔽监视。
(3)防护罩表面进行防静电处理,可以防止灰尘吸附,日常维护简单 .(4)防护罩降低了云台的转动噪音。
第四章机械部分的设计第一节步进电机的选用步进电机的选用主要考虑三个问题:(1)步距角b要满足系统脉冲当量的要求;(2)满足最大静转矩的要求;(3)启动转矩与启动频率、工作运行转矩与运行频率必须满足所选电机型号相对应的启动矩频特性和工作矩频特性。
一、垂直X轴步进电机的选择设计参数和技术要求:行程-45——45,最大速度90/s。
(1)计算负载转矩M垂直=M惯性+M重力+M摩擦其中:M垂直为垂直方向上的转矩; M惯性为惯性转矩; M重力为重力方向上的转矩;M摩擦为摩擦力产生的转矩步进电机的速度控制,实际上就是控制系统发出时钟脉冲的频率或者换相的周期。
步进电机的加减速控制,对于点——位控制系统,从起点到终点的运行速度都有一定的要求。
对于云台在点——位控制过程中,运行速度都需要有一个加速—恒速—减速--(低恒速)--停止过程并要求加减速过程时间尽量短,而恒速时间尽量长。