[发明专利]一种三自由度多功能机械云台装置

说明书

本发明公开了一种三自由度多功能机械云台装置，包括底座部分，云台回转部分，摆动部分，末端回转部分，密封保护部分。其中底座部分作为整个机体的支撑；云台回转部分主要以云台机体为主体，与底座部分相连；摆动部分是分别与云台回转部分和末端回转部分相连；底座部分，云台回转部分，摆动部分均放置在密封保护部分内。本发明结构紧凑，可满足大工件高速重载的要求，采用纯机械传动确保了分度的精度。此外本发明还具备高转矩特性和安全的扼流保护电路以避免云台停止时强行起动而烧毁电机，为云台的结构提供了一种优化设计。

技术领域

本发明属于机械云台技术领域，涉及一种机械云台设备，尤其是涉及工件扫描、抓取、搬运的一种机械云台装置。

背景技术

云台多用于航空航天领域的实体仿真和测试，在军事上，雷达天线的跟踪控制，导弹发射架的瞄准控制都是基于对二维云台的运动控制，因而结构上如何做得轻质量、高精度、高刚度、高可靠性显得尤为重要。传统云台负载的位置安装十分困难，因为当重心偏离了回转中心时，就直接增大了负载力矩，使得实际承载量降低，使得云台的操作功能下降，可靠性难以得到保障。而且云台的电机和齿轮传动系统会因为长时间处于过载状态导致损坏。传统机械云台存在缺少摆动架或者因为摆动架重量大而使得控制精度不高等问题。传统蜗轮蜗杆传动是云台的主要结构形式，蜗轮副的传动间隙对云台的精度和可靠性影响很大，所以就需要定期的调整蜗轮蜗杆间隙，此时人工进行间隙调整，虽然该方法简单易行，但是该调整方式效率低下，工作强度大，十分耗费时间，严重降低了云台的使用寿命，并且调整的精度难以得到保障。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，克服现有技术的不足，提出一种三自由度多功能机械云台装置，本发明采用了同步带传动，带轮和同步带之间没有相对滑动，传动比能够被严格保证。可以进行高速传动，传递效率可高达98％，传动比可以达到10，而且耐磨性好，不需要油润滑。采用纯机械传动确保了分度的精度。驱动系统采用的是三个步进电机协同驱动方式，具有转速高，任意分度，承载能力大，故障少，可靠性高等优点，并且还具有结构紧凑特点，可以满足大工件高速重载要求，便于批量化生产。

本发明所采用的技术方案是：

一种三自由度多功能机械云台装置，其特征在于，该装置包括底座部分、云台回转部分、摆动部分、末端回转部分、密封保护部分；云台回转部分、摆动部分、末端回转部分都安装于底座部分之上，摆动部分是云台回转部分和末端回转部分的过渡部分；

底座部分：包括底部支撑架和装置安装座，底部支撑架位于装置安装座的下方，形状呈U字形，其与装置安装座采用螺钉固定连接；底座部分用于承载整个云台；

云台回转部分：包括第一步进电机、第一小带轮、第一同步带、第一大带轮、第一阶梯套、第一圆锥滚子轴承、第一限位套、第一端盖、第一紧定螺钉和回转座；第一步进电机固定在装置安装座的一侧，第一步进电机与第一小带轮相连，第一小带轮、第一大带轮和第一同步带组成带传动链；第一大带轮与第一阶梯套为过盈配合，第一阶梯套位于装置安装座的中心位置，第一阶梯套与装置安装座采用第一圆锥滚子轴承进行过渡；为限制第一圆锥滚子轴承的轴向移动，采用第一限位套对其轴向一端进行限位，同时采用第一紧定螺钉对第一限位套进行固定，第一圆锥滚子轴承的另一端轴向限位采用第一端盖，第一端盖安置于装置安装座上，第一端盖亦起到对第一圆锥滚子轴承防尘的作用；第一阶梯套上端与回转座固定连接；该云台回转部分实现整个机械云台的整周回转功能；