[实用新型]一种大负载两自由度电动云台

说明书

一种大负载两自由度电动云台，包括底座、水平转台和俯仰板，水平转台通过第一谐波减速器与底座连接，俯仰板通过第二谐波减速器与水平转台连接，第一谐波减速器的输出轴线竖直设置，第二谐波减速器的输出轴线水平设置。通过编码器实时测量水平转台与底座间的相对角位移和俯仰板与水平转台间的相对角位移并反馈给控制器进行精确伺服控制，从而实现俯仰板相对底座的水平与俯仰角的精确调整。该云台通过大减速比精密谐波减速器、高精度编码器和电机实现了大负载监控装备和消防机器人水枪姿态的调整，利用电气旋转接头和中空轴谐波减速器实现了内部走线，解决了常规电动云台线缆外露和缠绕的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种具有水平和俯仰两个转动自由度的大负载电动云台，属于云台技术领域。

背景技术

随着机器视觉和自动化技术的快速发展，移动机器人上视觉传感器、固定场所的监控摄像头、消防和自动冲洗机器人上的高压水枪、移动平台上的定向天线等装置在工作过程中需要间断或连续地自动调整姿态。一般情况下，只需要调整水平转动和俯仰两个方位角即能满足工作要求，所以两自由度电动伺服控制云台具有迫切应用需求。消防和自动冲洗机器人上的高压水枪在调整姿态时需要克服拖动水管的牵引力，在易燃易爆场所的监控设备需要满足防爆要求，重量较大，需要大负载云台才能满足工作要求。

中国专利文献CN101915341A公开了一种两自由度云台机构，通过电机和齿轮传动实现了水平和俯仰两个方位的自动调整，但负载能力小。

中国专利文献CN104864235B公开了一种大负载高精度二维电动云台装置，通过电机、丝杆、蜗轮、蜗杆等传动装置实现了大负载工况下水平和俯仰两个方位的自动调整，但传动机构复杂。

另外，上述文献公开的两自由度云台都未考虑线缆的布置，在工作时都存在线缆外露、缠绕的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，通过小功率电机和大传动比谐波减速器提供一种对大负载监控装置或水枪进行水平和俯仰两个方位进行高精度自动调整、无外露线缆和缠绕问题的大负载两自由度电动云台。

本实用新型的大负载两自由度电动云台，采用如下技术方案：

该大负载两自由度电动云台，包括底座、水平转台和俯仰板，水平转台通过第一谐波减速器与底座连接，俯仰板通过第二谐波减速器与水平转台连接，第一谐波减速器的输出轴线竖直设置，第二谐波减速器的输出轴线水平设置。

所述第一谐波减速器通过同步带传动与第一电机连接，第二谐波减速器通过同步带传动与第二电机连接，第一电机和第二电机设置在水平转台内。

所述水平转台下方连接有外罩，所述第一谐波减速器处于该外罩中，外罩内安装有第一编码器，第一编码器的转轴通过齿轮传动与第一谐波减速器连接。通过第一编码器实现对水平转台的精确控制。

所述俯仰板的一端与第二谐波减速器的输出端连接，另一端连接在转动半轴上，转动半轴安装在水平转台上，第二谐波减速器与转动半轴在水平转台内相对同轴设置，水平转台上在转动半轴一侧安装有第二编码器，第二编码器的转轴与转动半轴连接。

所述底座上设置有第一接插件和电气旋转接头，第一接插件的内侧端子与电气旋转接头的外壳引出线缆连接，电气旋转接头的转子连接第一护线管，第一护线管设置在第一谐波减速器输入轴的内孔中。电气旋转接头转子的输出线缆通过第一护线管内孔进入水平转台的内部。

所述第二谐波减速器的输入轴内孔中设置第二护线管，第二护线管的外端安装有第二接插件。

通过第一电机驱动第一谐波减速器实现水平转台相对底座的转动，第一编码器实时测量水平转台与底座间的相对角位移并反馈给控制器进行精确伺服控制。通过第二电机驱动第二谐波减速器实现俯仰板与水平转台的相对转动，第二编码器实时测量俯仰板与水平转台间的相对角位移并反馈给控制器进行精确伺服控制，从而实现俯仰板相对底座水平与俯仰角的精确调整。