一种云台装置和热像仪设备的制作方法

1.本实用新型涉及成像设备及其辅助设备技术领域，尤其涉及一种云台装置和热像仪设备。


背景技术：

2.红外热像科技在军民两方面都有应用，最开始起源于军用，后来随着技术的发展进步和民用领域的需求趋势，红外热像科技逐渐也转到民用领域。在民用领域中使用该红外热像科技的设备一般叫热像仪，热像仪主要用于研发、工业检测以及设备维护场景中，除上述场景之外，热像仪在防火、夜视以及安防中也有广泛的应用。通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，呈现在热图像上的不同颜色代表被测物体的不同温度。
3.热像仪一般只包含有单纯的热感应装置，在将其安装或固定后其可视范围具有一定局限性，而随着目前需求场景越来越多样化，对热像仪在工作时能够根据现场实际需求对其热像仪的采集角度进行调整也提出了进一步的需求，因此需要借助一些相关的角度调整设备增加热像仪的可视范围。同时由于热像仪属于计量设备，受环境温度的影响较大，所以对辅助用的角度调整设备的结构具有一定要求，例如将热像仪安装于一个壳体内以使其被壳体保护，但现有的云台装置结构不紧凑导致体积较大，结构复杂以致故障率较高。
4.基于此，如何为热像仪或其他拍摄设备提供一种结构简单紧凑、调整灵活的角度调整设备，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种云台装置。同时，本实用新型还提供一种使用上述云台装置的热像仪装置。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.本实用新型一方面提供了一种云台装置，包括机架和可相对所述机架水平旋转的支撑架，所述支撑架可俯仰旋转地连接有腔体壳，云台装置还包括用于驱动所述腔体壳相对所述支撑架俯仰旋转的第一驱动机构，和设置在所述机架上并用于驱动所述支撑架相对所述机架水平旋转的第二驱动机构，所述腔体壳内设有用于安装热像仪或拍摄设备的卡位，所述第一驱动机构位于所述腔体壳内部。
8.有益效果是：通过将腔体壳与支撑架旋转连接，并将支撑架旋转设置在机架上，由第一驱动机构驱动腔体壳相对所述支撑架俯仰旋转以实现腔体壳的俯仰运动，由第二驱动机构驱动支撑架相对所述机架旋转以实现支撑架和腔体壳在水平方向的旋转，从而在将热像仪或拍摄设备安装于所述腔体壳内的卡位时，能够使热像仪或拍摄设备俯仰旋转和水平旋转，这样相当于增加了热像仪或拍摄设备的可视范围，同时由于热像仪或拍摄设备均位于所述腔体壳内部，因此可以很好地保护热像仪或拍摄设备等功能器件，尤其是热像仪属于计量设备，受环境温度的影响较大，将其设置在腔体壳内部时可以很好地对其进行保护，
此外由于第一驱动机构亦设置在腔体壳内部，因此第一驱动机构也能被腔体壳很好地保护起来。
9.作为进一步地改进，所述第一驱动机构包括固定连接在所述腔体壳内的驱动部和与所述驱动部连接的传动装置，所述驱动部通过所述传动装置驱动所述腔体壳相对所述支撑架俯仰旋转。
10.有益效果是：如果采用驱动部直接驱动的方式，这样虽然能省去很多组件与传动部件，但直接驱动的方式输出的扭矩有限，在驱动较大的负载时，通常都会通过各种机械传动装置，如丝杆或皮带轮等，提升最终连接到机械设备的驱动力矩。因此在所需驱动力矩一定的情况下，使用传动装置驱动的方式可以对驱动部选型，驱动部可选择的空间较大，这里使用传动装置传动，可以选择输出力矩更小的驱动部。
11.作为进一步地改进，所述传动装置包括主动轮、从动轮以及皮带，所述主动轮同轴固定连接在所述驱动部的输出轴，所述从动轮同轴固定连接在水平悬臂轴的一端，所述水平悬臂轴的另一端延伸出所述腔体壳外并与所述支撑架的水平轴座转动连接，进而使得所述第一驱动机构驱动所述腔体壳绕所述水平悬臂轴的中心轴线相对所述支撑架俯仰旋转。
12.有益效果是：使用皮带轮传送的方式，结构简单且在结构设计上可以更加灵活紧凑；此外，驱动部的输出轴转动时，通过主动轮驱动皮带使皮带带动所述从动轮转动，进而使驱动部的输出轴在转动的同时，驱动部随着与驱动部固定连接的腔体壳共同转动，即驱动部在自转的同还在绕水平悬臂轴或绕从动轮做公转，由于驱动部与所述腔体壳无相对位移，在驱动部公转的同时驱动部并不会与腔体壳内部的其他部件发生干涉现象，因此对腔体壳在结构设计上可以使其内部结构设计得更加紧凑。
13.作为进一步地改进，所述从动轮与所述水平悬臂轴螺栓连接，所述螺栓的头部位于设置在所述从动轮一端的沉头孔内。
14.有益效果是：从动轮与水平悬臂轴螺栓连接的方式结构简单，连接易操作；同时由于从动轮的一端设有沉头孔，此时采用螺栓连接的方式还可以使螺栓的头部置于沉头孔内，有效解决了螺栓头部对安装空间的需求。
15.作为进一步地改进，还包括用于限制所述腔体壳相对支撑架俯仰运动范围的第一限位装置。
16.有益效果是：由于云台装置设置在较高的位置并通过在云台上安装相应的设备对处于云台下方的场景进行监控、拍摄或采集数据，因此无需使安装在云台上的这些设备的镜头过度上仰，通过第一限位装置限制腔体壳相对支撑架的俯仰运动范围，不至于使腔体壳相对支撑架在转动时过度俯仰。
17.作为进一步地改进，所述第一限位装置包括第一行程开关和用于在所述腔体壳俯仰旋转至设定极限位置时碰触所述第一行程开关的第一凸起，所述第一行程开关和第一凸起中的其中一个安装在所述腔体壳上，另一个安装在所述支撑架上。
18.有益效果是：行程开关作为一种常见的限位装置，其利用机械运动部件的碰撞使行程开关的触头动作来实现接通或阻断控制电路，使运动部件按一定位置或行程自动停止、反向运动或自动往返运动等，其结构简单、安装方便、成本较低。
19.作为进一步地改进，还包括用于限制支撑架水平旋转范围的第二限位装置。
20.有益效果是：通过第二限位装置对支撑架的水平旋转运动范围进行限制，以不至
于使支撑架持续朝一个水平方向过度运动，主要是为避免支撑架在持续朝一个水平方向运动时，与热像仪或拍摄设备连接的线路被缠绕甚至扯断。
21.作为进一步地改进，所述第二限位装置包括第二行程开关和用于在所述支撑架相对所述机架水平旋转至设定极限位置时碰触所述第二行程开关的第二凸起，所述第二行程开关和第二凸起中的其中一个安装在所述支撑架上，另一个安装在所述机架上。
22.有益效果是：行程开关作为一种常见的限位装置，其利用机械运动部件的碰撞使行程开关的触头动作来实现接通或阻断控制电路，使运动部件按一定位置或行程自动停止、反向运动或自动往返运动等，其结构简单、安装方便、成本较低。
23.作为进一步地改进，所述支撑架具有用于容纳所述腔体壳的罩壳结构，所述第二驱动机构的输出轴与所述支撑架的罩壳结构的顶部固定连接。
24.有益效果是：支撑架的罩壳结构能够将腔体壳罩住，由于第二驱动机构设置在机架上，且支撑架与机架转动连接以使支撑架相对机架水平旋转，因此第二驱动机构的输出轴与支撑架的顶部固定连接后，第二驱动机构可以直接驱动支撑架做相对机架的水平旋转运动。
25.此外，本实用新型还提供了一种热像仪设备，包括上述任一项所述的一种云台装置，所述云台装置的腔体壳内设有热像仪。
26.有益效果是：将热像仪安装在所述云台装置的腔体壳内，不仅可以起到对热像仪这种精密计量设备的保护作用，还可以通过控制云台装置的腔体壳的水平旋转以及俯仰运动，即可同时控制热像仪镜头的朝向，提高热像仪的可视范围，使其在实际应用中更加灵活。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
28.图1为本实用新型俯视立体图；
29.图2为本实用新型第一视角仰视立体图；
30.图3为本实用新型第二视角仰视立体图；
31.图4为本实用新型主视图；
32.图5为图4腔体壳旋转状态示意图；
33.图6为支撑架结构示意图；
34.图7为第一驱动机构的结构示意图；
35.图8为图4左视图的局部剖视图；
36.图9为图4俯视图的局部剖视图。
具体实施方式
37.本说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域技术人员理解的通常意义：本说明书中使用的“第一”、“第二”以及类似词语并不表示任何顺序、数量或者重要
性，而只是用来区分不同的组成部分；“连接”或者“连通”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括各种形式的连接，不管是直接的还是间接的；“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“远”、“近”、“始”、“末”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变；此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
38.为更好地理解本实用新型，以下对本发明中涉及到的术语做出解释。
39.术语“云台”：云台是用于安装或固定手机、相机、摄像机以及热像仪等设备的支撑部件，一般分为固定式云台和电动式云台。
40.为更好地理解本实用新型，下面将结合附图对本发明的实施例进行阐述。
41.如图1-9所示，一种云台装置，包括机架1，机架1上可水平旋转的装配有支撑架9，支撑架9可俯仰旋装地连接有腔体壳2，云台装置还包括用于驱动腔体壳2相对支撑架9俯仰旋转的第一驱动机构3，和设置在机架1上并用于驱动支撑架9相对机架1水平旋转的第二驱动机构4，腔体壳2内设有用于安装如热像仪或拍摄设备等功能器件的卡位21，第一驱动机构3安装于腔体壳2内部。
42.其中，如图2、图4和图6所示，支撑架9具有罩壳形状，以形成腔体壳2的上罩，且使得支撑架9通过支撑架9两侧的水平轴座91与腔体壳2转动连接，支撑架9还具有圆形的转盘以与机架1的圆形槽旋转配合以使支撑架9与机架1旋转连接。
43.为使第二驱动机构4驱动支撑架9相对机架1做水平旋转运动，可以使第二驱动机构4的输出轴直接固定连接支撑架9的罩壳顶部92，如图4和图6所示，并使第二驱动机构4的输出轴的中心回转轴线与支撑架9相对机架1旋转的中心线处于同一条直线上。
44.为使第一驱动机构3驱动腔体壳2相对支撑架9俯仰旋转，这里使用传动装置进行动力传输，如图7、图8和图9所示，可以使第一驱动机构3的驱动部31的输出轴同轴固定连接传动装置的主动轮32，主动轮32与从动轮33通过皮带34连接，这样驱动部31的输出轴旋转时可以使从动轮33旋转，由于从动轮33还同轴固定连接在水平悬臂轴41的一端，且水平悬臂轴41的另一端延伸出腔体壳2外并与支撑架9的水平轴座91可转动连接，从而在驱动部31工作时，可以驱动腔体壳2绕水平轴座91旋转，进而使得第一驱动机构3驱动腔体壳2绕水平悬臂轴41的中心轴线相对支撑架9俯仰旋转。
45.如图7和图8所示，由于第一驱动机构3的驱动部31固定于腔体壳2内部，因此驱动部31的输出轴转动时，通过主动轮32驱动皮带34使皮带34绕从动轮33转动，进而使驱动部31的输出轴在转动的同时，驱动部31随着与驱动部31固定连接的腔体壳2共同转动，即驱动部31的输出轴在自转的同还在绕水平悬臂轴41或者说绕从动轮33做公转，由于驱动部31与所述腔体壳2无相对位移即驱动部31相对腔体壳2保持不动，因此在驱动部31公转的同时驱动部31并不会与腔体壳2内部的其他部件发生干涉现象，因此对腔体壳2在结构设计上可以使其内部结构设计得更加紧凑。
46.在上述实施例中，主动轮32的直径小于从动轮33的直径，从而只需要主动轮32转动很小的角度即可实现腔体壳2较大幅度的俯仰调整。
47.为使腔体壳2的内部结构更加紧凑，由于从动轮33与水平悬臂轴41螺栓连接，还可以在从动轮33的一端设置沉头孔330，如图9所示，在将从动轮33与水平悬臂轴41螺栓连接时，可以使螺栓的头部置于从动轮33一端的沉头孔330内，从而螺栓的头部可以不超过从动
轮33的表面，为腔体壳2腾出用于安装热像仪或其他拍摄设备的空间，进而使腔体壳2整体的体积进一步减小。
48.如图8所示的实施例，第一驱动机构3的传动装置采用皮带传动结构。在具体实施时，第一驱动机构3的传动装置具体也可采用齿轮传动机构，齿轮传动机构包括主动齿轮和冲动齿轮，主动齿轮同轴固设在驱动部31的输出轴上，从动齿轮同轴固设在相应水平悬臂轴41上，主动齿轮和从动齿轮啮合传动即可。作为又一种实施例中，也可在主动齿轮和从动齿轮之间增加中间传动齿轮，该中间传动齿轮需要装配在腔体壳2的内侧壁上。由于热像仪或其他拍摄设备的镜头所对准的物体基本上位于云台装置的下方，因此可以对用于安装热像仪的腔体壳2的仰视方向进行限制，即无需使腔体壳2仰视，只需要腔体壳2相对支撑架9能够在由水平方向到水平向下再到竖直向下这个范围即可，这里使用第一限位装置6限制腔体壳2相对支撑架9的俯仰运动范围。
49.如图1和图5所示，这里的第一限位装置6包括第一行程开关61和用于在腔体壳2俯仰旋转到相应设定极限位置时碰触第一行程开关61的第一凸起62。具体地，第一行程开关61设置在支撑架9上，第一凸起62设置在腔体壳2上，当然第一行程开关61也可以设置在腔体壳2上，第一凸起62设置在支撑架9上，这里对第一行程开关61和第一凸起62的具体安装位置不做限制。换言之，第一行程开关61和第一凸起62中的其中一个安装在腔体壳2上，另一个安装在支撑架9上，两者配合使用即可。
50.为防止在支撑架9在相对机架1水平旋转时与热像仪或拍摄设备连接的线路被缠绕甚至扯断，还特意设置了用于限制支撑架9水平旋转范围的第二限位装置7，第二限位装置7可以避免支撑架9持续朝一个水平方向运动。
51.如图3、图4和图5所示，这里的第二限位装置7包括第二行程开关71和用于在支撑架9相对机架1水平旋转到相应设定极限位置时碰触第二行程开关71的第二凸起72。具体地，第二行程开关71位于机架1上，而第二凸起72位于支撑架9上，当然第二行程开关71也可以位于支撑架9上，与此同时第二凸起72位于机架1上，这里对第二行程开关71和第二凸起72的具体安装位置不做限制。换言之，第二行程开关71和第二凸起72中的其中一个安装在支撑架9上，另一个安装在机架1上即可。
52.如图1-5所示，本实用新型还提供一种热像仪设备，并使用上述任一实施例所述的云台装置，其中云台装置的腔体壳2内设有用于安装热像仪5或拍摄设备的卡位21，卡位21的结构如图9所示，由上述可知第一驱动机构3设置在腔体壳2内且与腔体壳2的相对位置保持不变即无相对位移，可以使得腔体壳2内的各种零部件的布置较为灵活，而且也可以使腔体壳2的内部结构更加紧凑，因此腔体壳2在设置第一驱动机构后仍有较大的空间，在将热像仪5安装于卡位21后不与腔体壳2内的其他部件发生干涉即可。
53.需要说明的是，虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。本领域技术人员应知，上面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做
出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。