CN107420709A - 三轴万向齿轮云台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三轴万向齿轮云台,用于连接三角架和相机安装架,包括支承台、旋转调节机构和快装板,所述支承台安装在三角架上,所述快装板与相机安装架连接,所述旋转调节机构包括两个Y轴支撑轴、支撑外架、弧形连杆、两个X轴锥齿轮和两个Y轴锥齿轮,两个X轴锥齿轮和两个Y轴锥齿轮分布在前后左右四个方位上且每个X轴锥齿轮均与两个Y轴锥齿轮相互啮合。本云台采用锥齿轮传动,当弧形连杆绕第一旋钮杆旋转时,X轴锥齿轮和Y轴锥齿轮均不动,当弧形连杆绕Y轴支撑轴旋转时,两个X轴锥齿轮和另一Y轴锥齿轮绕自身旋转且X轴锥齿轮围绕其中一个Y轴锥齿轮的外圈行走,而且还能实现整体在任意位置的固定,调节精度高。
Description
技术领域
本发明涉及相机云台技术领域,尤其涉及一种三轴万向齿轮云台。
背景技术
市场上的云台结构大体可以划分为两种,一种是万向节式的云台结构,它可以实现多方向转动,但是转动的角度过小,而且不易加工,锁定位置不牢固;另外一种是每一个机构控制一个方向的旋转,这样的结构导致云台的整体尺寸过大,携带不方便,而且调节效率和精度以及操作性也不理想。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种三轴万向齿轮云台,其整体尺寸小,调节精度高,操作快速方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
三轴万向齿轮云台,用于连接三角架和相机安装架,包括支承台、旋转调节机构和快装板,所述支承台安装在三角架上,所述快装板与相机安装架连接,所述旋转调节机构包括两个安装在支承台前后两端的Y轴支撑轴、活动套装在Y轴支撑轴上的支撑外架和连接快装板的弧形连杆,所述支撑外架的左右两端均设有第一旋钮杆,所述弧形连杆左右两端均朝内设有X轴端套,每个X轴端套对应套设在第一旋钮杆上,所述X轴端套内侧通过键连接顶圈,第一旋钮杆可通过一双头螺栓带动两个顶圈相互靠近或分离,所述顶圈外套设有X轴锥齿轮,其中一个Y轴支撑轴上固定安装有一Y轴锥齿轮,另一个Y轴支撑轴上可转动地安装有另一Y轴锥齿轮,两个X轴锥齿轮和两个Y轴锥齿轮分布在前后左右四个方位上且每个X轴锥齿轮均与两个Y轴锥齿轮相互啮合,其中一个Y轴锥齿轮始终保持不旋转,当弧形连杆绕第一旋钮杆旋转时,X轴锥齿轮和Y轴锥齿轮均不动;当弧形连杆绕Y轴支撑轴旋转时,两个X轴锥齿轮和另一Y轴锥齿轮绕自身旋转且X轴锥齿轮围绕其中一个Y轴锥齿轮的外圈行走。
作为上述技术方案的改进,所述第一旋钮杆包括旋钮部和六角形杆,所述双头螺栓两端设有可***六角形杆的内六角槽,所述双头螺栓的两头为螺旋方向相反的外螺纹,所述顶圈内侧设有内螺纹,当顺时针旋转旋钮部时,两个顶圈相互靠近,分别压紧两个X轴锥齿轮外侧以形成整体随动结构,两个X轴锥齿轮受Y轴锥齿轮约束无法旋转,进而锁定弧形连杆位置。
作为上述技术方案的改进,所述支承台包括用于支承Y轴支撑轴的支承架和固定安装在三角架上的底座,所述底座上部开设有安装槽,所述安装槽的中央位置处设有定位柱,所述支承架下端设有转盘,所述转盘底部开设有与定位柱配合的定位槽,所述转盘可相对底座旋转,所述转盘沿周向开设有一圈环形槽,所述安装槽侧壁正对环形槽位置开设有一螺纹孔,所述底座可通过第二旋钮杆穿过螺纹孔后锁紧在环形槽内。
作为上述技术方案的改进,所述转盘和安装槽均呈上宽下窄的阶梯状,安装槽通过台阶水平面支撑转盘,所述环形槽位于转盘的下侧台阶竖直面上。
作为上述技术方案的改进,所述支承架呈半环状,所述支承架的两个上端部配合轴端盖分别固定夹紧两个Y轴支撑轴,所述轴端盖通过螺丝杆紧固在支承架上。
作为上述技术方案的改进,其中一个Y轴锥齿轮通过键连接Y轴支撑轴,另一Y轴锥齿轮套设在另一个Y轴支撑轴上。
作为上述技术方案的改进,所述快装板包括行星架和安装在弧形连杆上的第一螺纹杆,所述行星架的上下两侧分别安装有上太阳齿轮和下太阳齿轮,所述第一螺纹杆通过螺纹连接下太阳齿轮,所述上太阳齿轮通过第二螺纹杆与相机安装架螺纹连接,所述上太阳齿轮和下太阳齿轮均沿周向均匀地啮合有三个行星齿轮,所述三个行星齿轮共同与内齿圈啮合,所述行星齿轮通过螺栓安装在行星架上并可绕螺栓旋转,所述内齿圈的外圈设有拨动盘。
作为上述技术方案的改进,所述下太阳齿轮中央位置向上设有圆形凸台,所述圆形凸台伸入行星架的中央槽内以支撑下太阳齿轮旋转,所述下太阳齿轮下部中央位置开设有螺纹盲孔,所述螺纹盲孔与第一螺纹杆配合。
作为上述技术方案的改进,所述行星架上部中央位置处设有一环形凸台,所述上太阳齿轮下部对应开设有环形槽,所述环形凸台支撑上太阳齿轮旋转。
本发明的有益效果有:
本云台采用锥齿轮传动,当弧形连杆绕第一旋钮杆旋转时,X轴锥齿轮和Y轴锥齿轮均不动,当弧形连杆绕Y轴支撑轴旋转时,两个X轴锥齿轮和另一Y轴锥齿轮绕自身旋转且X轴锥齿轮围绕其中一个Y轴锥齿轮的外圈行走,旋转角度大,第一旋钮杆可通过一双头螺栓带动两个顶圈相互靠近或分离,当两个顶圈相互靠近时,会分别压紧两个X轴锥齿轮外侧以形成整体随动结构,两个X轴锥齿轮受Y轴锥齿轮约束无法旋转,进而锁定弧形连杆位置,实现整体在任意位置的固定,锁紧动作简单,相当于形成一个整体尺寸小而且操作快速方便的旋转调节机构,方便相机绕X轴和Y轴旋转调节,调节精度高。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明,其中:
图1是本发明实施例与三角架的配合示意图;
图2是本发明实施例的结构示意图;
图3是本发明实施例的内部结构示意图;
图4是本发明实施例的X轴剖视图;
图5是本发明实施例局部结构的Y轴剖视图。
具体实施方式
参见图1,本发明的三轴万向齿轮云台,用于连接三角架1和相机安装架,并调节三角架1与相机安装架之间的角度,包括支承台2、旋转调节机构3和快装板4,所述支承台2安装在三角架1上,所述快装板4与相机安装架连接,旋转调节机构3位于支承台2与快装板4之间。
进一步参见图2、图3、图4和图5,其中,旋转调节机构3整合X轴与Y轴调节机构为一体,包括两个安装在支承台2前后两端的Y轴支撑轴31、活动套装在Y轴支撑轴31上的支撑外架32和连接快装板4的弧形连杆33,所述支撑外架32的左右两端均设有第一旋钮杆35,所述弧形连杆33左右两端均朝内设有X轴端套36,每个X轴端套36对应套设在第一旋钮杆35上,所述X轴端套36内侧通过键5连接顶圈37,所述顶圈37外套设有X轴锥齿轮39。
如图5所示,旋转调节机构3还包括两个Y轴锥齿轮38,其中一个Y轴锥齿轮38通过键5连接Y轴支撑轴31,相对固定,另一Y轴锥齿轮套设在另一个Y轴支撑轴上,可相对转动,两个X轴锥齿轮39和两个Y轴锥齿轮38分布在前后左右四个方位上且每个X轴锥齿轮39均与两个Y轴锥齿轮38相互啮合,其中一个Y轴锥齿轮38始终保持不旋转,当弧形连杆33绕第一旋钮杆35旋转时,X轴锥齿轮39和Y轴锥齿轮38均保持不动;当弧形连杆33绕Y轴支撑轴31旋转时,两个X轴锥齿轮39和另一Y轴锥齿轮38均绕自身旋转且X轴锥齿轮39围绕其中一个Y轴锥齿轮38的外圈行走,其中,两个X轴锥齿轮39的自身旋转方向同为顺时针或逆时针。
为了实现整体在任意位置上的固定,第一旋钮杆35可通过一双头螺栓34带动两个顶圈37相互靠近或分离,如图4所示,具体地,所述第一旋钮杆35包括旋钮部351和六角形杆352,所述双头螺栓34两端设有可***六角形杆352的内六角槽,所述双头螺栓34的两头为螺旋方向相反的外螺纹,所述顶圈37内侧设有内螺纹,当顺时针旋转旋钮部351多圈时,两个顶圈37相互靠近,分别压紧两个X轴锥齿轮39外侧以形成整体随动结构,两个X轴锥齿轮39受Y轴锥齿轮38约束无法旋转,受此影响,顶圈37和X轴端套36也无法转动,进而锁定弧形连杆33位置。
另外需要声明的是,当弧形连杆33绕第一旋钮杆35旋转时,X轴锥齿轮39和Y轴锥齿轮38均保持不动,虽然两个顶圈37在旋转的同时也做靠近/远离X轴锥齿轮39的运动,但由于顶圈37的转动量太少,并不会造成影响。
进一步参见图2和图4,所述支承台2包括用于支承Y轴支撑轴31的支承架21和固定安装在三角架上的底座22,所述底座22上部开设有安装槽,所述安装槽的中央位置处设有定位柱23,所述支承架21下端设有转盘24,支承架21与转盘24一体成型,所述转盘24底部开设有与定位柱23配合的定位槽,所述转盘24可相对底座22旋转,所述支承架21呈半环状,所述支承架21的两个上端部配合轴端盖27分别固定夹紧两个Y轴支撑轴31,所述轴端盖27通过螺丝杆紧固在支承架21上。
具体地,所述转盘24和安装槽均呈上宽下窄的阶梯状,安装槽通过台阶水平面支撑转盘24,所述环形槽25位于转盘24的下侧台阶竖直面上,方便定位组装。
为了锁定转盘24,所述转盘24沿周向开设有一圈环形槽25,所述安装槽侧壁正对环形槽25位置开设有一螺纹孔,所述底座22可通过第二旋钮杆26穿过螺纹孔后锁紧在环形槽25内。
在调节相机的拍照角度时,先拧松第二旋钮杆26,转盘24相对底座22旋转以调节云台的Z轴方位,调整完毕后再拧紧第二旋钮杆26,从而实现围绕Z轴精确旋转的功能,操作简单,转盘24放置于底座的安装槽内,不额外占用空间。
进一步参见图2、图3和图4,所述快装板4包括行星架41和安装在弧形连杆33上的第一螺纹杆6,所述行星架41的上下两侧分别安装有上太阳齿轮42和下太阳齿轮43,所述第一螺纹杆6通过螺纹连接下太阳齿轮43,所述上太阳齿轮42通过第二螺纹杆7与相机安装架螺纹连接。
为了增速旋转快装,所述上太阳齿轮42和下太阳齿轮43均沿周向均匀地啮合有三个行星齿轮44,所述三个行星齿轮44共同与内齿圈45啮合,所述行星齿轮44通过螺栓安装在行星架41上并可绕螺栓旋转,所述内齿圈45的外圈设有拨动盘46。
如图4所示,所述下太阳齿轮43中央位置向上设有圆形凸台47,所述圆形凸台47伸入行星架41的中央槽内以支撑下太阳齿轮43旋转,所述下太阳齿轮43下部中央位置开设有螺纹盲孔,所述螺纹盲孔与第一螺纹杆6配合,当转动下侧的拨动盘46,可实现旋转调节机构3与快装板4的快速连接。
所述行星架41上部中央位置处设有一环形凸台48,所述上太阳齿轮42下部对应开设有环形槽,所述环形凸台48支撑上太阳齿轮42旋转,当转动上侧的拨动盘46,可实现相机安装架与快装板4的快速连接,从而达到快速安装任何型号相机的目的,结构紧凑简洁,操作快速方便。
以上所述,只是本发明的较佳实施方式而已,但本发明并不限于上述实施例,只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果,都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.三轴万向齿轮云台,用于连接三角架和相机安装架,其特征在于:包括支承台、旋转调节机构和快装板,所述支承台安装在三角架上,所述快装板与相机安装架连接,所述旋转调节机构包括两个安装在支承台前后两端的Y轴支撑轴、活动套装在Y轴支撑轴上的支撑外架和连接快装板的弧形连杆,所述支撑外架的左右两端均设有第一旋钮杆,所述弧形连杆左右两端均朝内设有X轴端套,每个X轴端套对应套设在第一旋钮杆上,所述X轴端套内侧通过键连接顶圈,第一旋钮杆可通过一双头螺栓带动两个顶圈相互靠近或分离,所述顶圈外套设有X轴锥齿轮,其中一个Y轴支撑轴上固定安装有一Y轴锥齿轮,另一个Y轴支撑轴上可转动地安装有另一Y轴锥齿轮,两个X轴锥齿轮和两个Y轴锥齿轮分布在前后左右四个方位上且每个X轴锥齿轮均与两个Y轴锥齿轮相互啮合,其中一个Y轴锥齿轮始终保持不旋转,当弧形连杆绕第一旋钮杆旋转时,X轴锥齿轮和Y轴锥齿轮均不动;当弧形连杆绕Y轴支撑轴旋转时,两个X轴锥齿轮和另一Y轴锥齿轮绕自身旋转且X轴锥齿轮围绕其中一个Y轴锥齿轮的外圈行走。
2.根据权利要求1所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述第一旋钮杆包括旋钮部和六角形杆,所述双头螺栓两端设有可***六角形杆的内六角槽,所述双头螺栓的两头为螺旋方向相反的外螺纹,所述顶圈内侧设有内螺纹,当顺时针旋转旋钮部时,两个顶圈相互靠近,分别压紧两个X轴锥齿轮外侧以形成整体随动结构,两个X轴锥齿轮受Y轴锥齿轮约束无法旋转,进而锁定弧形连杆位置。
3.根据权利要求1所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述支承台包括用于支承Y轴支撑轴的支承架和固定安装在三角架上的底座,所述底座上部开设有安装槽,所述安装槽的中央位置处设有定位柱,所述支承架下端设有转盘,所述转盘底部开设有与定位柱配合的定位槽,所述转盘可相对底座旋转,所述转盘沿周向开设有一圈环形槽,所述安装槽侧壁正对环形槽位置开设有一螺纹孔,所述底座可通过第二旋钮杆穿过螺纹孔后锁紧在环形槽内。
4.根据权利要求3所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述转盘和安装槽均呈上宽下窄的阶梯状,安装槽通过台阶水平面支撑转盘,所述环形槽位于转盘的下侧台阶竖直面上。
5.根据权利要求3所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述支承架呈半环状,所述支承架的两个上端部配合轴端盖分别固定夹紧两个Y轴支撑轴,所述轴端盖通过螺丝杆紧固在支承架上。
6.根据权利要求5所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:其中一个Y轴锥齿轮通过键连接Y轴支撑轴,另一Y轴锥齿轮套设在另一个Y轴支撑轴上。
7.根据权利要求1所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述快装板包括行星架和安装在弧形连杆上的第一螺纹杆,所述行星架的上下两侧分别安装有上太阳齿轮和下太阳齿轮,所述第一螺纹杆通过螺纹连接下太阳齿轮,所述上太阳齿轮通过第二螺纹杆与相机安装架螺纹连接,所述上太阳齿轮和下太阳齿轮均沿周向均匀地啮合有三个行星齿轮,所述三个行星齿轮共同与内齿圈啮合,所述行星齿轮通过螺栓安装在行星架上并可绕螺栓旋转,所述内齿圈的外圈设有拨动盘。
8.根据权利要求7所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述下太阳齿轮中央位置向上设有圆形凸台,所述圆形凸台伸入行星架的中央槽内以支撑下太阳齿轮旋转,所述下太阳齿轮下部中央位置开设有螺纹盲孔,所述螺纹盲孔与第一螺纹杆配合。
9.根据权利要求7所述的三轴万向齿轮云台,其特征在于:所述行星架上部中央位置处设有一环形凸台,所述上太阳齿轮下部对应开设有环形槽,所述环形凸台支撑上太阳齿轮旋转。
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