本發(fā)明涉及視頻終端設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于視頻終端設(shè)備上的對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)。

背景技術(shù)：

在監(jiān)控行業(yè)，視頻終端設(shè)備是采集視覺信號的主要設(shè)備，視頻終端設(shè)備主要包括球形攝像機(球機)、槍式攝像機(槍機)、半球攝像機和云臺攝像機等。由于視頻終端設(shè)備內(nèi)垂直轉(zhuǎn)動部件很難做到重心平衡，在該垂直轉(zhuǎn)動部件垂直轉(zhuǎn)動一圈的過程中，重力矩是變化的，甚至相差較大，這樣對電機的扭矩、設(shè)備的驅(qū)動控制電路提出較高要求。目前在用的設(shè)備中采用增加電機扭矩、增加配重塊等方法，這樣可調(diào)范圍有限，浪費能源、材料等資源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠穩(wěn)定且可調(diào)范圍大的對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)，包括：

曲軸；

主軸，其一端與所述曲軸的一端垂直相連；

助力部件，其一端與所述曲軸上遠離所述主軸的一端鉸接，另一端與靜支撐軸鉸接；

垂直轉(zhuǎn)動部件位于所述主軸一側(cè)并隨該主軸轉(zhuǎn)動。

作為優(yōu)選，所述曲軸包括第一曲柄臂和連桿軸頸，所述第一曲柄臂和所述連桿軸頸呈L形垂直連接,該第一曲柄臂遠離所述連桿軸頸的端部與所述主軸的一端呈L形垂直連接；

助力部件，其一端與所述連桿軸頸鉸接，另一端與靜支撐軸鉸接。

作為優(yōu)選，所述曲軸還包括第二曲柄臂，該第二曲柄臂的一端與所述連桿軸頸上遠離所述第一曲柄臂的一端垂直連接。

作為優(yōu)選，所述第一曲柄臂、所述連桿軸頸和所述第二曲柄臂呈U形排布。

作為優(yōu)選，所述第一曲柄臂和所述第二曲柄臂形狀相同，所述第一曲柄臂與所述電機輸出軸連接的端部和所述第二曲柄臂遠離所述連桿軸頸的端部中心線共線。

作為優(yōu)選，所述助力部件包括滑套、彈簧和滑桿，所述滑套與所述連桿軸頸轉(zhuǎn)動連接將所述助力部件和所述曲軸連接在一起，所述滑桿一端與所述靜支撐軸轉(zhuǎn)動連接將所述助力部件和所述靜支撐軸連接在一起，另一端安裝在所述滑套內(nèi)部，所述滑桿可以相對于所述滑套移動，所述彈簧與所述滑桿和所述滑套同軸心線安裝。

作為優(yōu)選，所述彈簧同軸心線安裝于所述滑桿和滑套的外部。

作為優(yōu)選，所述滑套的內(nèi)徑大于所述滑桿的外徑，所述滑套的外徑小于所述彈簧的內(nèi)徑。

作為優(yōu)選，所述彈簧的兩端分別抵靠在所述滑套和所述滑桿的非移動端。

作為優(yōu)選，所述助力部件可以為液壓桿或者氣壓桿。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所提供的對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)可以大范圍的補償視頻終端設(shè)備由于垂直轉(zhuǎn)動部件所受重力的方向和電機輸出軸方向不在同一條直線上所產(chǎn)生的額外的重力矩，通過補償此額外的重力矩可以極大增加電機的使用壽命，簡化視頻終端設(shè)備的驅(qū)動控制電路。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)的立體示意圖；

圖2是本發(fā)明的對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補的原理圖；

圖3是本發(fā)明的曲軸的立體示意圖；

圖4是本發(fā)明的助力部件的立體示意圖；

圖5是本發(fā)明的滑套和滑桿連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、曲軸；101、第一曲柄臂；102、連桿軸頸；103、第二曲柄臂；104、支撐軸；2、助力機構(gòu)；201、滑套；202、彈簧；203、滑桿；3、靜支撐軸；4、主軸；5、垂直轉(zhuǎn)動部件；6、基板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示的一種對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)，包括：曲軸1、助力部件2、靜支撐軸3和主軸4。曲軸1包括第一曲柄臂101和連桿軸頸102，該第一曲柄臂101遠離連桿軸頸102的端部與主軸4的一端呈L形垂直連接。如圖1和圖3所示，第一曲柄臂101和連桿軸頸102呈L形垂直連接。助力部件2的一端與連桿軸頸102鉸接，另一端與靜支撐軸鉸接。

如圖3所示，曲軸1還包括第二曲柄臂103，該第二曲柄臂103的一端與連桿軸頸102上遠離第一曲柄臂101的一端垂直連接。主軸4的一端可以與此第二曲柄臂103上遠離連桿軸頸102的一端呈L形垂直連接。第二曲柄臂103的設(shè)置又為與主軸4相連提供了安裝空間，從而提升了機構(gòu)的靈活性。在本實施例中，主軸4的一端與第一曲柄臂101遠離連桿軸頸102的端部呈L形垂直連接，于是在第二曲柄臂103遠離連桿軸頸102的端部背向第一曲柄臂101的一側(cè)垂直連接有一支撐軸104，從而對曲軸1起到了支撐作用。當(dāng)主軸4與第二曲柄臂103相連時，則此支撐軸104安裝在第一曲柄臂101上。

在本實施例中，主軸4與曲軸1采用裝配的方式加以連接，當(dāng)然，這兩者也可以采用一體成型的結(jié)構(gòu)，以便提升強度。

進一步的，第一曲柄臂101、連桿軸頸102和第二曲柄臂103呈U形排布。U形排布可以保證第一曲柄臂101和第二曲柄臂103運動同步，進而固化連桿軸頸102的運動軌跡。

進一步的，第一曲柄臂101和第二曲柄臂103形狀相同，第一曲柄臂101與電機主軸連接的端部的中心線和第二曲柄臂103遠離連桿軸頸102的端部的中心線共線。

如圖4和圖5所示，助力部件2包括滑套201、彈簧202和滑桿203，滑套201與連桿軸頸102轉(zhuǎn)動連接將助力部件2和曲軸1連接在一起，滑桿203一端與靜支撐軸3轉(zhuǎn)動連接將助力部件2和靜支撐軸3連接在一起，另一端安裝在滑套201內(nèi)部，滑桿203可以相對于滑套201移動，彈簧202與滑桿203和滑套201同軸心線安裝。當(dāng)滑套201和滑桿203受到外力作用時，滑套201和滑桿203會發(fā)生相對運動，與滑套201和滑桿203同軸心線安裝的彈簧會隨之發(fā)生壓縮，進而產(chǎn)生一個變化的彈力，此彈力隨著曲軸1轉(zhuǎn)動發(fā)生規(guī)律性變化。彈簧202可以同軸心線安裝于滑套201和滑桿203的外部或者內(nèi)部。

進一步的，彈簧202同軸心線安裝于滑桿203和滑套201的外部。彈簧202安裝于滑桿203和滑套201的外部有助于直觀的觀察彈力的變化規(guī)律，通過調(diào)整彈簧的剛度系數(shù)和長度等參數(shù)，使彈力作用于電機主軸4上彈力矩的變化規(guī)律剛好迎合重力矩的變化規(guī)律達到剛好平衡的目的，避免能量的浪費。

進一步的，滑套201的內(nèi)徑大于滑桿203的外徑，滑套201的外徑小于彈簧202的內(nèi)徑，以達到方便安裝的目的。

進一步的，彈簧202的兩端分別抵靠在滑套201和滑桿202的非移動端，以確保該彈簧202始終存續(xù)有一預(yù)壓力。

使用該機構(gòu)時，視頻終端設(shè)備中電機的輸出軸可以與主軸4的另一端直接傳動連接也可以通過減速機后再與主軸4的另一端傳動連接，由電機帶動主軸4轉(zhuǎn)動。垂直轉(zhuǎn)動部件5位于主軸4一側(cè)且隨該主軸4轉(zhuǎn)動。在本實施例中，主軸4的外壁上固定有一基板6，垂直轉(zhuǎn)動部件5固定在該基板6上并與主軸4相隔一定距離。此外，基板6也可固定在連桿軸頸102的一端并與該連桿軸頸102的延伸方向相同，如此，垂直轉(zhuǎn)動部件5也能隨主軸4轉(zhuǎn)動。

如圖2所示，電機驅(qū)動主軸4按圖2中箭頭C所示方向轉(zhuǎn)動時，主軸4帶動基板6同步轉(zhuǎn)動，基板6上安裝有垂直轉(zhuǎn)動部件5，垂直轉(zhuǎn)動部件5是對能夠給電機輸出軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的所有零部件的統(tǒng)稱，垂直轉(zhuǎn)動部件5隨基板6同步轉(zhuǎn)動，垂直轉(zhuǎn)動部件5所受重力方向如箭頭A所示，由于垂直轉(zhuǎn)動部件5所受重力的方向與主軸4軸線不在同一條直線上，故垂直轉(zhuǎn)動部件5由于重心不平衡產(chǎn)生一個重力矩M_重，在基板6和垂直轉(zhuǎn)動部件5隨主軸4轉(zhuǎn)動一圈的過程中，此重力矩M_重按照正弦函數(shù)的變化趨勢而變化，此時電機需要增大輸出力矩來平衡這個額外的重力矩，這樣不僅對視頻終端設(shè)備的驅(qū)動控制電路提出更高的要求，還會縮短驅(qū)動電機的使用壽命。故本發(fā)明采用在曲軸1，曲軸1與助力部件2的一端鉸接，其另一端與靜支撐軸3鉸接，在電機驅(qū)動主軸4轉(zhuǎn)動過程中，主軸4帶動曲軸1同步轉(zhuǎn)動，此時與曲軸1連接的滑套201以靜支撐軸3為軸心隨曲軸1的轉(zhuǎn)動而擺動，滑套201連同滑桿203擺動的同時滑套201相對于滑桿203伸縮移動，由于靜支撐軸3和主軸4之間的距離恒定，故在滑套201和滑桿203相對移動的過程中壓縮彈簧202產(chǎn)生一個變化的彈力F_助，其沿垂直方向分力如箭頭B所示，該變化彈力F_助通過滑套201和曲軸1作用于主軸4，產(chǎn)生一個補償力矩M_助；通過調(diào)整助力部件2的F_助、曲軸1力臂L_曲、主軸4與靜支撐軸3之間的距離L，在垂直轉(zhuǎn)動一圈的過程中使補償力矩M_助也按正弦函數(shù)變化，且與M_重同步變化，使M_重+M_助≈0，甚至M_重+M_助＝0。如此，該補償機構(gòu)就最大化的降低了電機力矩的要求，達到平衡重力矩的目的。

進一步的，助力部件2可以為液壓桿或者氣壓桿，液壓桿或者氣壓桿可以代替助力部件2實現(xiàn)同樣的功能。

綜上所述，該對垂直轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生的重力矩加以補償?shù)臋C構(gòu)是由主軸、曲軸和助力部件構(gòu)成，曲軸的一端與主軸的一端垂直相連，另一端與助力部件鉸接，可以大范圍的補償視頻終端設(shè)備由于垂直轉(zhuǎn)動部件所受重力的方向和電機輸出軸方向不在同一條直線上所產(chǎn)生的額外的重力矩，通過補償此額外的重力矩可以極大增加電機的使用壽命，簡化視頻終端設(shè)備的驅(qū)動控制電路。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。