CN101725803A

CN101725803A - 可旋转平台

Info

Publication number: CN101725803A
Application number: CN200810216748A
Authority: CN
Inventors: 石斌; 李兴全
Original assignee: Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: CN101725803B

Abstract

本发明提供一种可旋转平台，包括基座、第一马达、第一平台、第二马达、旋转部件、以及相对于所述第一平台固定的第二平台，所述第一马达可驱动所述第一平台、进而带动所述第二平台相对于所述基座围绕第一轴线旋转，所述第二马达可驱动所述旋转部件相对于所述第二平台围绕第二轴线旋转；其中，所述第一马达和/或第二马达的类型为压电马达。本发明实施例提供的可旋转平台能够实现在不同方向上较大范围的旋转。

Description

可旋转平台

技术领域

本发明的实施例涉及一种可旋转平台。

背景技术

可操作以定向照相机来成像不同方向的比较宽的范围中的景象的全方向照相机系统是比较普通的，并且被用于许多不同的用途。例如，它们可以被用于监视和/或者警报系统，以及用于机器人视觉。

通常，这些系统包含通过比较复杂的传动系统连接到照相机的电磁式马达。马达和传动系统是可控制的，以在比较宽范围的方向上定位照相机的光轴，以便照相机可以成像充分大于照相机视场的扩展视场中的景象。

美国专利7,274,805描述了一种包含“用于水平旋转照相机(摇动照相机以使其拍摄全景)的电子旋转机构”的全方向照相机系统。该电子机构利用一组比较复杂的轴和减速齿轮连接到照相机。

美国专利7,268,819描述了一种“扫描照相机，包括：具有影像拾取元件的用于捕获影像的成像器件，用于改变照相方向的装接于成像器件的支撑轴，通过支撑轴支撑成像器件的机架，装接于机架而用于旋转成像器件的驱动器，和电连接到影像拾取元件并具有两个平面部分的柔性连接器，所述两个平面部分相对于支撑轴的轴线在相对侧从成像器件的至少两个位置沿对角线彼此远离地延伸到机架，从而柔性连接器的两个平面部分与支撑轴的轴线平行地布置。”

有些监视和扫描系统使用提供给照相机扩展视场的光学系统。US 7,190,259描述了一种用在具有用于提供扩展视场的光学系统的移动体上的监视系统。该系统具有“全方向视觉传感器，包括将从最大360度环绕视场区域入射的光线反射到预定方向的光学系统、和用于成像从该光学系统反射的光线以获得影像数据的成像部分”。

发明内容

本发明提供一种可旋转平台，包括基座、第一马达、第一平台、第二马达、旋转部件、以及相对于所述第一平台固定的第二平台，所述第一马达可驱动所述第一平台、进而带动所述第二平台相对于所述基座围绕第一轴线旋转，所述第二马达可驱动所述旋转部件相对于所述第二平台围绕第二轴线旋转。其中，所述第一马达和/或第二马达的类型是压电马达。

由于压电马达具有低速大转矩的特性，能够直接通过摩擦接触驱动，无需通过齿轮箱、齿轮组或蜗轮、蜗杆等减速机构进行减速，结构大大简化。同时，压电马达的转矩密度远远高于传统的直流马达或步进马达，即使用很小的压电马达能够获取相对大的转矩输出，因而应用压电马达驱动的可旋转平台能够进一步小型化、微型化。

本发明实施例的有益效果是：通过压电马达的直接驱动，省却了复杂减速机构，简化了可旋转平台的结构，能够实现在不同方向上较大范围的旋转，并能够使可旋转平台进一步小型化。

附图说明

附图1示出根据本发明一实施例的可旋转平台100；

附图2示出根据本发明一实施例的可旋转平台200；

附图3示出根据本发明一实施例的可旋转平台300；

附图4示出根据本发明一实施例的可旋转平台400；

附图5示出根据本发明一实施例的可旋转平台500；

附图6示出根据本发明一实施例的可旋转平台600；

附图7示出根据本发明一实施例的可旋转平台700；

附图8示出根据本发明一实施例的可旋转平台800；

附图9示出根据本发明一实施例的可旋转平台900。

具体实施方式

附图1示出根据本发明第一实施例的可旋转平台100，该旋转平台包括基座10、第一马达20、第一平台30、第二马达40、旋转部件50和相对于第一平台30固定的第二平台60。第一马达20可驱动第一平台30进而带动第二平台60相对于基座10旋转，第二马达40可驱动旋转部件50进而带动安装于该旋转部件50上的被旋转对象相对于第二平台60旋转。

可旋转平台还包括具有第一轴线70的轴71，轴71的一端固定于第一平台30，另一端可旋转地安装于基座10。基座10具有中心处于第一轴线70上的圆形接触轮缘11。第一马达20的类型可以是压电马达，可利用本领域任何已知的适当的安装架(未显示)将第一马达20安装到第一平台30，使得该马达不会相对于第一平台30旋转，并且可操作以施加力到轮缘11，该力产生使第一平台30且因此使第二平台60绕第一轴线70旋转的扭矩。

可选地，第一马达20是在美国专利申请US2008/007399A1中所描述的一种压电马达，其公开内容在此并入作为参考。该马达包含长度为L、高度为H的压电板形式振荡器以及一个或两个设置在振荡器上并相对于要被运动的部件的摩擦面弹性挤压的摩擦块，其压电板被垂直于大的表面延伸的截面划分成两个相同部分，其中至少一个所述部分包括不对称声学驻波的不对称发生器，其在激励后生成不对称两维驻波，使得设置在板的长端面中央的摩擦元件进行相对于端面倾斜的运动，从而运动能被传递到被运动的元件。其压电板一面为单个大电极，另外一面分成两组电极，构成两个不对称声学驻波发生器。未图示的控制器激励振荡器的一个不对称发生器的电极，则振荡器产生振动，摩擦块22就能够产生相对于端面倾斜的运动，从而推动和它接触的轮缘11向一个方向运动，并且产生使第一和第二平台30和60围绕第一轴线70旋转的扭矩。通过控制不同的不对称发生器的电极的激励，可以使第一和第二平台30和60围绕第一轴线70选择性地顺时针或者逆时针旋转。

旋转部件50具有一可旋转地安装于第二平台60上开设的插孔中的轴51，轴51具有第二轴线80，第二轴线80可选的与第一轴线70相互垂直。第二马达40的类型可以是压电马达，可利用本领域任何已知的适当的安装架(未显示)将第二马达40安装到第二平台60，使得该马达不会相对于第二平台60旋转，并且可操作使其摩擦块41施加力到轴51的表面，该力产生使旋转部件50绕第二轴线80旋转的扭矩，从而使旋转部件50围绕第二轴线80旋转。其中，可以根据实际需要将第二马达40安装到第二平台60背向第一轴线70的一侧(如图所示)，或第二平台60面向第一轴线70的一侧。

附图2示出根据本发明另一实施例的可旋转平台200，其为可旋转平台100的一种变形，区别之处在于，本实施例中，基座10没有轮缘11，并且第一马达20不是安装到第一平台30，而是安装到基座10并使其摩擦块22弹性地按压在轴71的表面。未图示的控制器控制第一马达20，激励其摩擦块22上产生振动，以向轴71施加力，从而使第一平台30、进而带动第二平台60围绕第一轴线70旋转。

附图3示出根据本发明另一实施例的可旋转平台300，其为可旋转平台100的一种变形，区别之处在于，本实施例中，第一马达20安装到第一平台30并使其摩擦块22弹性地按压在基座10的表面。未图示的控制器控制第一马达20，激励其摩擦块22上产生振动，以向基座10施加力，从而使第一平台30、进而带动第二平台60围绕第一轴线70旋转。

附图4示出根据本发明另一实施例的可旋平台400，其为可旋转平台100的一种变形，区别之处在于，本实施例中，第一马达20安装到基座10并使其摩擦块22弹性地按压在第一平台30的表面。未图示的控制器控制第一马达20，激励其摩擦块22上产生振动，以向第一平台30施加力，从而使第一平台30、进而带动第二平台60围绕第一轴线70旋转。

请参考附图5，根据本发明另一实施例的可旋转平台500，其与可旋转平台100、200、300、400中任一可旋转平台类似(附图5仅示出基于可旋转平台200的一种变形)，区别之处在于，本实施例中，旋转部件50还具有与第二平台60平行且与轴51位置固定的圆盘形部件52，该部件52可选的位于第二平台60面向第一轴线70的一侧，第二马达40不是安装到第二平台60，而是安装到第一平台30并且可操作使其摩擦块41施加力到该圆盘形部件52的表面，该力产生使旋转部件50绕第二轴线80旋转的扭矩，从而使旋转部件50围绕第二轴线80旋转。

请参考附图6，根据本发明另一实施例的可旋转平台600，其与可旋转平台100、200、300、400中任一可旋转平台类似(附图6仅示出基于可旋转平台200的一种变形)，区别之处在于，本实施例中，第二马达40不是安装到第二平台60，而是安装到旋转部件50上并可操作使其摩擦块41施加力到第二平台60的表面，该力产生使旋转部件50围绕第二轴线80旋转的扭矩，从而使旋转部件50围绕第二轴线80旋转。其中，可以如图6中所示，将第二马达40安装到第二平台60面向第一轴线70的一侧，或者也可以根据实际需要将第二马达40安装到第二平台60背向第一轴线70的一侧。

请参考附图7，根据本发明另一实施例的可旋转平台700，其与可旋转平台100、200、300、400中任一可旋转平台类似(附图7仅示出基于可旋转平台200的一种变形)，区别之处在于，本实施例中，旋转部件50还具有与第二平台60平行且与轴51(图中未示出)位置固定的圆盘形部件52，该部件52可选的位于第二平台60背向第一轴线70的一侧，第二马达40不是安装到第二平台60，而是安装到该圆盘形部件52，并且本实施例中，第二平台60具有中心处于第二轴线80上的轮缘61，可操作第二马达40使其摩擦块41施加力到第二平台60的轮缘61上，该力产生使旋转部件50围绕第二轴线80旋转的扭矩，从而使旋转部件50围绕第二轴线80旋转。

附图8示出根据本发明另一实施例的可旋转平台800，该旋转平台包括基座10、第一马达20、第一平台30、第二马达40、旋转部件50和相对于第一平台30固定的第二平台60。第一马达20可驱动第一平台30进而带动第二平台60相对于基座10旋转，第二马达40可驱动旋转部件50进而带动安装于该旋转部件50上的被旋转对象相对于第二平台60旋转。

其中，第平台30具有可选的沿基本上平行于第一平台30的旋转轴的方向，并沿背向基座10的方向从该平台延伸的马达座31，马达座31具有开槽32，第一马达20安装于该开槽32内，可选的，开槽32内还安装有弹性装置33(如弹簧)，用于对第一马达20弹性地施力从而使其摩擦块22摩擦连接到基座10的表面以向基座10施加力，从而使第一平台30、进而带动第二平台60围绕第一轴线70旋转。

旋转部件50具有一可旋转地安装于第二平台60上开设的插孔中的轴51，轴51具有第二轴线80，第二轴线80可选的与第一轴线70相互垂直。第二平台60上还设有与插孔连通的开槽，第二马达安装于该开槽内，开槽内还安装有弹性装置(如弹簧)，用于对第二马达40弹性地施力从而使其摩擦块41摩擦连接到轴51的表面，该力产生使旋转部件50围绕第二轴线80旋转的扭矩，从而使旋转部件50围绕第二轴线80旋转。

可选地，第一马达和/或第二马达也可以是美国专利5,453,653中描述的一种压电马达，其公开内容在此并入作为参考。该马达包含薄的长方形的陶瓷压电振动器，摩擦块(nub)位于振动器的短边上。可选地，四个象限电极在压电马达的上表面上以对称的棋盘图形设置。单个大电极(未图示)位于后表面上。未图示的控制器对象限电极通电，以在压电马达的振动器上产生振动，从而在摩擦块上产生振动，驱动同它接触的被运动元件。

请参考附图9，根据本发明另一实施例的可旋转平台900，其与可旋转平台100、200、300、400中任一可旋转平台类似(附图9仅示出基于可旋转平台100的一种变形)，区别之处在于，旋转部件50上设有开槽53，第二马达安装于该开槽53内，可选的，开槽53内还安装有弹性装置54(如弹簧)，用于对第二马达40弹性地施力从而使其摩擦块41摩擦连接到第二平台60的插孔处的内表面以向该平台施加力，该力产生使旋转部件50围绕第二轴线80旋转的扭矩，从而使旋转部件50围绕第二轴线80旋转。

本发明各实施例提供的可旋转平台可用于承载被旋转物体实现在不同方向上较大范围的旋转。例如，将其应用于监控摄像机或监控照相机系统时，可将照相机安装在旋转部件50上，通过控制第一马达20，使第一和第二平台30、60围绕第一轴线70旋转，通过第二马达，使旋转部件50线第二轴线80旋转，从而可以实现沿着4π球面度立体角内的基本任何方向定位照相机光轴。

上面已经参考作为例子提供并且不用于限制本发明的范围的实施例描述了本发明。描述的实施例包含不同的特征，不是在本发明的所有实施例中都要求所有的特征。本发明的有些实施例只利用一些特征或者这些特征可能的组合。所述发明的实施例的变形和包括与所述实施例记载不同的特征组合的发明的实施例对本领域的技术人员来说容易想到。

Claims

1.一种可旋转平台，其特征在于，该旋转平台包括基座、第一马达、第一平台、第二马达、旋转部件、以及相对于所述第一平台固定的第二平台，所述第一马达可驱动所述第一平台、进而带动所述第二平台相对于所述基座围绕第一轴线旋转，所述第二马达可驱动所述旋转部件相对于所述第二平台围绕第二轴线旋转；其中，所述第一马达和/或第二马达的类型为压电马达。

2.根据权利要求1所述的可旋转平台，其特征在于，所述可旋转平台还包括具有与所述第一轴线共线的轴线的轴，该轴的一端固定于所述第一平台或所述基座其中之一，另一端可旋转地安装于两者中的另一个。

3.根据权利要求2所述的可旋转平台，其特征在于，所述轴的一端固定于所述第一平台，另一端可旋转地安装于所述基座；所述第一马达安装于所述基座并摩擦连接到该轴以向该轴施加力，该力产生围绕所述第一轴线旋转该轴并因此旋转所述第一平台的扭矩。

4.根据权利要求2所述的可旋转平台，其特征在于：

所述第一马达安装于所述第一平台并摩擦连接到所述基座以向基座施加力，该力产生围绕所述第一轴线旋转所述第一平台的扭矩；或，

所述第一马达安装于所述基座并摩擦连接到所述第一平台以向该平台施加力，该力产生围绕所述第一轴线旋转所述第一平台的扭矩；或，

所述基座具有中心处于所述第一轴线上的轮缘，所述第一马达安装于所述第一平台并摩擦连接到所述轮缘以向该轮缘施加力，该力产生围绕所述第一轴线旋转所述第一平台的扭矩。

5.根据权利要求1所述的可旋转平台，其特征在于，所述第一平台上设置有马达座，所述第一马达安装于该马达座的开槽内，所述开槽内还安装有弹性装置，用于对所述第一马达弹性地施力从而使其摩擦块摩擦连接到所述基座以向基座施加力，该力产生围绕所述第一轴线旋转所述第一平台的扭矩。

6.根据权利要求1至5任一项所述的可旋转平台，其特征在于，所述旋转部件可旋转地安装于所述第二平台的插孔中。

7.根据权利要求6所述的可旋转平台，其特征在于：

所述第二马达安装于所述第一或第二平台并摩擦连接到所述旋转部件以向该部件施加力，该力产生围绕所述第二轴线旋转所述旋转部件的扭矩；或，

所述第二马达安装于所述旋转部件并摩擦连接到第二平台以向该平台施加力，该力产生围绕所述第二轴线旋转所述旋转部件的扭矩；或，

所述第二平台具有中心处于所述第二轴线上的轮缘，所述第二马达安装于所述旋转部件并摩擦连接到该轮缘以向该轮缘施加力，该力产生围绕所述第二轴线旋转所述旋转部件的扭矩。

8.根据权利要求6所述的可旋转平台，其特征在于，所述旋转部件设有开槽，所述第二马达安装于该开槽内，该开槽内还安装有弹性装置，用于对所述第二马达弹性地施力从而使其摩擦块摩擦连接到所述第二平台的插孔处的内表面以向该平台施加力，该力产生围绕所述第二轴线旋转所述旋转部件的扭矩。

9.根据权利要求6所述的可旋转平台，其特征在于，所述旋转部件包括可旋转地安装于所述第二平台的插孔中的轴，以及与所述第二平台平行且与所述轴位置固定的圆盘形部件，所述第二马达安装于所述第一平台并摩擦连接到所述圆盘形部件的表面以向该部件施加力，该力产生围绕所述第二轴线旋转所述旋转部件的扭矩。

10.根据权利要求6所述的可旋转平台，其特征在于，所述旋转部件包括可旋转地安装于所述第二平台的插孔中的轴，以及与所述第二平台平行且与所述轴位置固定的圆盘形部件，所述第二平台具有中心处于所述第二轴线上的轮缘，所述第二马达安装于所述圆盘形部件并摩擦连接到该轮缘以向该轮缘施加力，该力产生围绕所述第二轴线旋转所述旋转部件的扭矩。