申请/专利权人：深圳市金九天视实业有限公司

申请日：2019-07-30

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN110285304B

主分类号：F16M11/18

分类号：F16M11/18;F16M11/04;F16M11/08;F16M11/10;H04N23/50;H04N23/51

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2019.10.29#实质审查的生效;2019.09.27#公开

摘要：本发明公开一种自动跟踪云台及摄像系统，其中自动跟踪云台，包括壳体和盖体，壳体内设有水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，该上下转动驱动机构包括设有第一主动齿轮的上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和两个转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与第一主动齿轮传动连接，所述自动跟踪云台还设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件。由于设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件，降低部件间配合精度要求，降低部件的加工难度，同时避免配合间隙过大或过小出现噪声和抖动，提高运行的平稳性。

主权项：1.自动跟踪云台，其特征在于，包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和与每个固定座转动连接的转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与上下驱动电机转轴上第一主动齿轮传动连接，在所述水平转动底座上设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件，所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上设置的内齿轮配合使水平转动底座转动，在所述水平转动底座设有使第二主动齿轮与盖体上的内齿轮紧密接触的第二弹性部件。

全文数据：自动跟踪云台及摄像系统技术领域本发明涉及摄像用云台技术领域，特别涉及一种自动跟踪云台及摄像系统。背景技术现有云台广泛用应于摄像监控领域，虽然现有的云台能够实现多角度运动,如既能水平转动。又能上下转动，也可以在水平转动同时上下转动，但实现水平转动和上下转动时的其结构复杂，且体积较大。同时云台传动部件加工精度高，即传动部件之间配合精度要求度高，否则容易出现，当传动部件之间配合间隙过小时，在运行时容易出现卡顿，造成采集的视频图像出现抖动、不连续等现象；当动部件之间配合间隙过大时，也会造成采集的视频图像出现抖动等现象，且运行时噪声较大。发明内容本发明主要解决的技术问题是提供一种自动跟踪云台及摄像系统，其中该自动跟踪云台既能降低加工难度，也能保证运行平稳性，结构紧凑，体积小。为了解决上述问题，本发明提供一种自动跟踪云台。该自动跟踪云台，包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和与每个固定座转动连接的转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与上下驱动电机转轴上第一主动齿轮传动连接，所述自动跟踪云台还设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件。进一步地说，所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上的内齿轮配合使水平转动底座转动。进一步地说，所述摆臂与固定座之间设有限位导向机构。进一步地说，所述限位导向机构包括设置于摆臂上档块和设置于固定座上与档块配合的导向槽。进一步地说，所述导向槽为以摆臂转动轴为圆心的一段圆弧。进一步地说，所述转动支架与转盘和壳体之间分别设有滚动摩擦机构。进一步地说，所述滚动摩擦机构包括分布均匀的滚球和固定滚球的滚球支架，以及设于转盘与支架和壳体之间并与滚球配合的限位槽。进一步地说，所述第一齿轮为斜面齿轮。进一步地说，在所述水平转动底座设有使第二主动齿轮与盖体上的内齿轮紧密接触的第二弹性部件。进一步地说，所述转盘设有环形槽。进一步地说，所述第一弹性部件为弹簧。本发明还提供一种自动跟踪云台。该自动跟踪云台，包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上的内齿轮配合使水平转动底座转动，所述自动跟踪云台还设有使第二主动齿轮与盖体上的齿轮紧密接触的第二弹性部件。进一步地说，所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上的内齿轮配合使水平转动底座转动。进一步地说，所述摆臂与固定座之间设有限位导向机构。进一步地说，所述限位导向机构包括设置于摆臂上档块和设置于固定座上与档块配合的导向槽。进一步地说，所述导向槽为以摆臂转动轴为圆心的一段圆弧。进一步地说，所述转动支架与转盘和壳体之间分别设有滚动摩擦机构。进一步地说，所述滚动摩擦机构包括分布均匀的滚球和固定滚球的滚球支架，以及设于转盘与支架和壳体之间并与滚球配合的限位槽。进一步地说，所述第一齿轮为斜面齿轮。进一步地说，所述转盘设有环形槽。进一步地说，所述第二弹性部件为弹簧。本发明还供一种摄像系统，该摄像系统包括摄像机和控制摄像机多向转动的云台，所述云台包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和与每个固定座转动连接的转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与上下驱动电机转轴上第一主动齿轮传动连接，所述自动跟踪云台还设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件，或者，所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上的内齿轮配合使水平转动底座转动，所述自动跟踪云台还设有使第二主动齿轮与盖体上的齿轮紧密接触的第二弹性部件。进一步地说，所述摆臂与固定座之间设有限位导向机构。进一步地说，所述限位导向机构包括设置于摆臂上档块和设置于固定座上与档块配合的导向槽。进一步地说，所述导向槽为以摆臂转动轴为圆心的一段圆弧。进一步地说，所述转动支架与转盘和壳体之间分别设有滚动摩擦机构。进一步地说，所述滚动摩擦机构包括分布均匀的滚球和固定滚球的滚球支架，以及设于转盘与支架和壳体之间并与滚球配合的限位槽。进一步地说，所述第一齿轮为斜面齿轮。进一步地说，所述转盘设有环形槽。进一步地说，所述第一弹性部件或第二弹性部件为弹簧。本发明自动跟踪云台及摄像系统，其中自动跟踪云台，包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和与每个固定座转动连接的转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与上下驱动电机转轴上第一主动齿轮传动连接，所述自动跟踪云台还设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件。由于设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件，可以降低对齿轮间配合精度要求，既能降低部件的加工难度，又能避免部件间精度过低配合较松运行时出现噪声，精度过高配合较紧时出现抖动、不连续等现象，提高运行的平稳性，结构紧凑，体积小。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，描述中的附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是自动跟踪云台实施例结构示意图。图2是自动跟踪云台实施例沿垂直转轴方向剖示结构示意图。图3自动跟踪云台实施例结构分解示意图。下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。具体实施方式下面结合具体实施例及图对本发明的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提出所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要理解的是，在本发明的描述中，所有方向性指示的术语，如“上”、“下”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位或位置关系或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。仅用于解释在附图所示下各部件之产的相对位置关系，运动情况等，当该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也可能随之改变。此外，本发明中如涉及“第一”、“第二”等描述仅用于区分，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指示所指示的技术特征的数量。由此限有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐地和至少一个该技术特征。在本发明描述中，“多个”的含义是至少两个，即两个或两个以上，除非另有明确体的限定外；“至少一个”的含义是一个或一个以及上。如图1－图3所示，本发明提供一种自动跟踪云台实施例。该自动跟踪云台，包括设有容置空腔的壳体1和与壳体底部固定的盖体7，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机5和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括用于两个固定座13和分别与固定座13转动连接的转动件12，每个转动件12设有摆臂121，至少一个摆臂121设有转动齿轮123，该转动齿轮123与转盘3上第一齿轮32啮合传动，该转盘3上的第二齿轮33与上下驱动电机5转轴上设置的第一主动齿轮51传动连接；所述水平转动驱动机构包括与转动支架2连接的水平转动底座4和与水平转动底座4固定的水平转动电机6，该水平转动电机6转轴设有第二主动齿轮61，该第二主动齿轮61与盖体7上设置的内齿轮71配合使水平转动底座4转动，所述自动跟踪云台还设有使第一主动齿轮51与第二齿轮33紧密接触的第一弹性部件8。具体地说，所述转盘3与转动支架2和水平转动底座4为工作时为同轴转动。所述壳体1上部设有供安装固定座13和固定座13转动避空的圆形开口附图未标示。所述摄像头通过与固定座13转动连接的转动件12与转盘2固定，每个转动件12包括摆臂121，一个摆臂121设有与第一齿轮32啮合传动的转动齿轮123。根据需要转动齿轮123也可以设置在每个摆臂121上。所述固定座13与转盘2通过螺栓进行固定，该转盘2上设有第一齿轮32和第二齿轮33，该第二齿轮33与第一主动齿轮51啮合传动。在所述壳体1与转动支架2、转动支架2与转盘3之间分别设有第一滚动摩擦机构9和第三滚动摩擦机构11，即所述壳体1与转动支架2之间设有第一滚动摩擦机构9和第二滚动摩擦机构10，转动支架2与转盘3之间设有第三滚动摩擦机构11。该第一滚动摩擦机构9、第二滚动摩擦机构10和第三滚动摩擦机构11包括分布均匀的滚球和固定滚球的滚球支架，以及设于转盘3与转动支架2和壳体1之间并与滚球配合的限位槽，即第一滚动摩擦机构9包括第一滚球支架91和第一滚球92，在转动支架2外侧对应位置和壳体1内侧对应位置分别设有限制第一滚球92上下移动的第一限位槽21，壳体1内侧的第一限位槽附图未标示。第三滚动摩擦机构11包括第三滚球支架111和第三滚球112，在转动支架2内侧对应位置和转盘3外侧对应位置设有限制第三滚球112上下移动的第三限位槽31，转动支架2内侧的第三限位槽附图未标示。所述第一滚动摩擦机构9、第二滚动摩擦机构10、第三滚动摩擦机构11、底座4、转盘3、转动支架2等为同轴安装，即在水平左右转动时，上述部件转动轴位于同一直线上，也就是说同轴心转动。根据需要，在壳体1与转动支架2之间还设有第二滚动摩擦机构10，该第二滚动摩擦机构10包括第二滚球支架101和第二滚球102，在转动支架2外侧对应位置和壳体1内侧对应位置分别设有限制第二滚球102上下移动的第一限位槽21和第二限位槽22，壳体1内侧的第三限位槽附图未标示。所述水平转动电机6通过水平转动电机支架62与水平转动底座4固定；所述上下转动电机5通过上下转动电机支架52与水平转动底座4固定，该水平转动底座4上设有供上下转动电机5转轴通过的通孔41，使第一主动齿轮51分别位于水平转动底座4上下两侧。所述第一弹性部件8具体位置不限，只要设有使第一主动齿轮51与第二齿轮33紧密接触即可。例如，所述第一弹性部件8设置于水平转动底座4与上下转动电机支架52之间使第一主动齿轮51与第二齿轮33紧密接触，该第一弹性部件8可以采用弹簧等部件。所述转动支架2与水平转动底座4通过螺栓或螺丝进行固定。通过水平转动电机6上的第二主动齿轮61使水平转动电机6、水平转动底座4、转动支架2和转盘2一起转动，从而带动与转动支架2连接的转动件12及摄像头转动，实现对摄像头水平左右角度调节。所述上下转动电机5通过第一主动齿轮51与转盘2上第二齿轮33带动转盘2转动，该转盘2上第一齿轮32通过摆臂121上的转动齿轮123带动转动件12转动，使动该转动件12上下转动或摆动,实现对摄像头上下角度调节。所述第一齿轮32为斜面齿轮，该斜面齿轮与水平面夹度角为30－60度，最好为45度，可以保证第一齿轮32和与第一齿轮32啮合传动的转动齿轮123传动时受力面相同，避免其中一个齿轮使用寿命影响。云台工作时，当需要调节摄像头上下转动时，即转动件12沿图1中E方向上下转动或前后转动，通过控制上下驱动电机5工作，并通过该上下驱动电机5转轴设置的第一主动齿轮51带动转盘3转动，与该转盘3第一齿轮32啮合传动的转动齿轮123带动与固定座13转动的连接转动件12转动，从而带动固定在两个转动件12之间的摄像头上下转动。当需要调节摄像头水转动时,即转动件12沿图1中F方向左右转动，由水平转动电机6上的第二主动齿轮61与盖体7上的内齿轮71配合使水平转动底座4、转动支架2、水平转动电机6、转盘3及转动支架2与固定的固定座13同步转动。根据需要水平转动电机6和上下转动电机5可以同时工作，上述上下转动传动组件和水平转动驱动机构等之间不会产生干涉。由于设有使第一主动齿轮51与第二齿轮33紧密接触的第一弹性部件8，可以降低对齿轮间配合精度要求，既能降低部件的加工难度，又能避免部件间精度过低，即配合间隙过大较运行时出现噪声，精度过高配合较紧，即配合间隙过小时出现抖动、不连续等现象，提高运行的平稳性，结构紧凑，体积小。为了保证第二主动齿轮61与内齿轮71之间配合，避免机械配合间隙过大时，水平转动时产生较大噪声，而配合间隙过小时对加工精度要求高增加加工难度，且容易出现卡死等现象，导致云台工作时运行不平稳出现摄像头采集的视频图像卡顿不连续现象。所述自动跟踪云台还设有使第二主动齿轮61与盖体7上的内齿轮71紧密接触的第二弹性部件15。所述第二弹性部件15具体位置不限，只要使第二主动齿轮61与内齿轮71紧密接触即可。本实施例中，在所述水平转动底座4与第二电机支架62之间设有使第二主动齿轮61与盖体7上的内齿轮71紧密接触的第二弹性部件15，该第二弹性部件15可以采用弹簧等部件。为了保证所述摆臂121在转动或摆动稳定，在所述摆臂121与固定座13之间设有限位导向机构。该限位导向机构包括设置于摆臂12上档块122和设置于固定座13上与档块配合的导向槽131。该导向槽131为以摆臂12转动轴为圆心的一段圆弧。所述第一齿轮32为斜面齿轮。通常情况下，该转盘3采用塑胶材质，为了避免转盘3成型时出现较大缩水变形，在所述转盘3上设有环形槽30。本发明还供一种摄像系统，该摄像系统包括摄像机和控制摄像机多向转动的云台，所述云台包括采用上述实施例结构，其具体的结构及工作过程不上述相同，不再赘述。所述多向是指可以在水平方向上左右转动，在垂直方向上下摆动。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.自动跟踪云台，其特征在于，包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和与每个固定座转动连接的转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与上下驱动电机转轴上第一主动齿轮传动连接，在所述水平转动底座上设有使第一主动齿轮与第二齿轮紧密接触的第一弹性部件。2.根据权利要求1所述的自动跟踪云台，其特征在于：所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上的内齿轮配合使水平转动底座转动。3.根据权利要求1所述的自动跟踪云台，其特征在于：所述摆臂与固定座之间设有限位导向机构。4.根据权利要求3所述的自动跟踪云台，其特征在于：所述限位导向机构包括设置于摆臂上档块和设置于固定座上与档块配合的导向槽。5.根据权利要求1所述的自动跟踪云台，其特征在于：所述转动支架与转盘和壳体之间分别设有滚动摩擦机构。6.根据权利要求1所述的自动跟踪云台，其特征在于：所述第一齿轮为斜面齿轮。7.根据权利要求1所述的自动跟踪云台，其特征在于：在所述水平转动底座设有使第二主动齿轮与盖体上的内齿轮紧密接触的第二弹性部件。8.自动跟踪云台，其特征在于，包括壳体和与壳体底部固定的盖体，在壳体容置空腔设有分别使固定摄像头水平转动和上下转动的水平转动驱动机构和上下转动驱动机构，所述水平转动驱动机构包括与转动支架连接的水平转动底座和与水平转动底座固定的水平转动电机，该水平转动电机转轴设有第二主动齿轮，该第二主动齿轮与盖体上的内齿轮配合使水平转动底座转动，在所述水平转动底座设有使第二主动齿轮与盖体上的内齿轮紧密接触的第二弹性部件。9.根据权利要求8所述的自动跟踪云台，其特征在于：所述上下转动驱动机构包括上下转动驱动电机和上下转动传动组件，该上下转动传动组件包括两个固定座和与每个固定座转动连接的转动件，每个转动件设有摆臂，至少一个摆臂设有转动齿轮，该转动齿轮与转盘上第一齿轮啮合传动，该转盘上的第二齿轮与上下驱动电机转轴上第一主动齿轮传动连接。10.一种摄像系统，包括摄像机和控制摄像机多向转动的云台，其特征在于，所述云台为权利要求1－9所述的自动跟踪云台。

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