[发明专利]一种电控云台

权利要求书

1.一种电控云台，其特征在于是在普通云台的基本结构基础上，通过在普通云台的平面转动与俯仰角转动的机械结构中，安装了特定信号触发磁场与高精度磁敏无触点角度传感器，使云台实现水平方向和俯仰方向发生转动时，得到与转动角度对应的电信号输出，通过微处理器与控制电路的处理，实现对云台转动区域、转动速度、精确定位的监测与控制；

电控云台由固定部分、水平旋转部分和俯仰角旋转三部分构成，包括云台底座(1)、云台旋转下端盖(2)、俯仰电机轴端齿轮(3)、蜗杆轴端齿轮(4)、俯仰角驱动电机(5)、云台旋转上端盖(6)、云台不转动中心轴(7)、蜗杆轴(8)、蜗轮(9)、蜗轮轴(10)、承载台(11)、水平加长轴(12)、上部支架(13)、第一磁场(14)、俯仰角传感器(15)、俯仰角传感器引线(16)、专用总成信号处理电路板(17)、平面转动角度传感器(18)、平面转动驱动电机(19)、云台不转动中心轴端齿轮(20)、平面转动驱动电机轴端齿轮(21)、平面转动驱动电机主动齿轮(22)、云台不转动中心轴被动齿轮(23)；固定部分的云台底座(1)是承载云台转动的基座；水平旋转部分由固定于云台旋转下端盖(2)上的平面转动驱动电机(19)驱动，平面转动驱动电机(19)轴端固定的平面转动驱动电机主动齿轮(22)与云台不转动中心轴(7)轴端固定的云台不转动中心轴被动齿轮(23)咬合，当平面转动驱动电机(19)接通电源产生转动，平面转动驱动电机主动齿轮(22)围绕云台不转动中心轴被动齿轮(23)产生平面转动；平面转动角度传感器(18)轴端固定附加安装平面转动驱动电机轴端齿轮(21)，云台不转动中心轴端附加安装云台不转动中心轴端齿轮(20)，所述云台不转动中心轴端齿轮(20)与平面转动驱动电机轴端齿轮(21)为一副齿数比1：1、齿数为4～5000个齿的完全相同的同步齿轮；云台的俯仰角是由电机驱动蜗轮蜗杆系统来实现的，俯仰角驱动电机(5)带动俯仰电机轴端齿轮(3)和蜗杆轴端齿轮(4)转动，蜗杆轴端齿轮(4)固定在蜗杆轴(8)一端，并驱动蜗杆轴(8)与蜗轮(9)转动，承载台(11)固定于蜗轮轴(10)两端；将承载台(11)一端中心部分挖空，将一根水平加长轴(12)与蜗轮轴(10)一端固定，在水平加长轴(12)轴端，安装第一磁场(14)；将俯仰角传感器(15)同心的固定在云台旋转上端盖(6)的上部支架(13)上，与第一磁场间隔选定在0.1～20mm的距离之间的一个确定的位置。

2.如权利要求1所述一种电控云台，其特征在于平面转动角度传感器采用齿轮传动角度传感器，齿轮传动角度传感器由第一轴承(27)、第二轴承(28)、可编程磁敏集成芯片(29)、第一信号处理线路板(30)、第二磁场(31)、平面转动角度传感器外端盖(32)、第一转轴(33)构成；当驱动平面转动驱动电机(19)使云台产生平面转动时，平面转动角度传感器(18)中的第一转轴(33)能得到与云台同步的转动角度；可编程磁敏集成芯片(29)以保持与第二磁场间隔0.1～20mm的间距之中一个选定值，将第二磁场(31)产生的平面旋转角度变化转变成以编程控制的0～5V电压信号或4～20mA电流信号，或是微型计算机SPI数字输出形式。

3.如权利要求2所述一种电控云台，其特征在于可编程磁敏集成芯片是由集束差动磁敏感功能薄膜材料与微型计算机集成一体化高性能磁敏感元件，该可编程磁敏集成芯片由磁集束材料将外界磁场转变为垂直于集成芯片的磁场，磁敏感材料将外界磁场差动转变为电压信号，集成模拟数字转换器将电压信号转变为数字信号，将数字信号输入集成微处理器进行DSP信号处理，得到0～5V与电源电压成比例的输出信号，或4096分度PWM脉宽调制波，或14bitSPI数字信号，分辨率最高可以达到0.022°；将获得的平面转角和俯仰转角的双路电信号，引入专用总成信号处理电路板(17)，专用总成信号处理电路板(17)利用单片机对平面转角与俯仰角检测磁敏传感器给出的与云台转动对应的信号进行模拟量信号的标准化处理，得到0～5V电压输出或4～20mA电流输出信号，或处理为数字量输出模式的电信号，得到以SPI、RS232或RS485接口形式的输出信号。

4.如权利要求2所述一种电控云台，其特征在于采用磁编码器式磁敏集成芯片对可控云台的平面与俯仰转动角度进行检测，磁编码器式磁敏集成芯片是由集束差动磁敏感功能薄膜材料与微型计算机集成一体化脉冲数字量输出的磁敏感元件，该磁编码器式磁敏集成芯片由磁集束材料将外界磁场转变为垂直于集成芯片的磁场，磁敏感材料将外界磁场差动转变为电压信号，集成模拟数字转换器将电压信号转变为数字信号，集成微处理器将该数字信号处理成为1024分度PWM脉宽调制波，或双路90°位相差256脉冲/360°TTL矩形方波电信号，或单路512脉冲/360°TTL矩形方波脉冲同时具有方向判断高低电平信号输出方式，或0-5V与电源电压成比例的输出信号；在机械结构上，用磁编码器式磁敏集成芯片替代可编程磁敏集成芯片。