车载照明摄像一体化云台设计【含CAD图纸源文件】

车载照明摄像一体化云台设计【含CAD图纸源文件】,含CAD图纸源文件,车载,照明,摄像,一体化,设计,CAD,图纸,源文件 XX大学 学生毕业设计（论文）开题报告 一、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析）： 云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。云台内装两个电动机。这两个电机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。水平转动的角度一般350。，垂直转动则有土45°，土35°土75°等等。水平及垂直转动的角度大小可通过步进电机进行调整。 云台的分类大致分为室内用云台及室外用云台。室内用云台承重小，没有防雨装置。室外用云台承重大，有防雨装置。有些高档的室外云台除有防雨装置外，还有防冻加温装置。为适应安装不同的摄像机及防护罩，云台的承重应是不同的。因而应根据选用的摄像机及防护罩的总重量来选用合适承重的云台。室内云台的承重量较小，云台的体积和自重也较小。室外用云台因为肯定要在它的上面安装带有防护罩(往往还是全天候防护罩)的摄像机，所以承重量都较大。它的体积和自重也较大。 目前出厂的室内云台承重量大约1.5KG—7KG左右。室外用云台承重量大约7KG—50KG左右。还有些云台是微型云台，比如与摄像机一起安装在半球型防护罩内或全天候防护罩内的云台。 一般的云台均属于有线控制的数控云台。云台的转动是通过在控制室操作控制器，将控制电压通过多芯电缆直接加到云台内的步进电机上，或者通过通信电缆控制远端的解码器，再又解码器经局部多芯电缆将电压加到云台内的电动机上，从而实现云台的旋转。 还有的云台内装继电器等控制电路，这样的云台往往有六个控制输入端。一个是电源的公共端，另四个是上、下、左、右端。还有一个则是自动转动端。当电源的一端接在公共端后，电源另一端接在“自动”端后，云台将带动摄像机头按一定的转动速度进行上、下、左、右的自动转动。 在电源供电电压方面，目前常见的有交流24V和220V两种。云台的耗电功率一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。目前，还有直流6V供电的室内用的小型云台，可在其内部安装电池，并用红外遥控器进行遥控。目前大多数云台仍采用有线遥控方式。云台的安装位置距控制中心较近，且数量不多时，一般采用从控制台直接输出控制信号进行控制。而当云台的安装位置距离控制中心较远且数量较多时，往往采用总线方式传送编码的控制信号并通过终端解码解出控制信号再去控制云台的转动。 该设计用于铁路限界、隧道成像系统，对电气化铁路接触网进行视屏监控；整体设计要求体积小、重量轻，自动化程度高。 二、课题任务、重点研究内容、实现途径、条件： 步进电机是机电一体化产品中的关键组件之一，是一种把脉冲信号换成直线位移或角位移的执行元件。其特点是输入一个脉冲就转动一步，即转子转过一个相应的步距角。实际上，驱动步进电机的开关是晶体管，开关信号由数字集成电路或微机产生。通过前面的介绍可以看到，步进电机是一种把开关激励的变化变换成为准的转子位置增量运动的执行机构。与能够实现类似功能的其他部件相比，使用步进电机的控制系统有下面几个明显的优点： ⑴ 可以开环控制也可以闭环控制。开环控制不需要位置或速度的检测元件，系统结构简单，能方便地控制脉冲的个数和脉冲的频率实现定位和调速。闭环控制可以控制精确的位置和平稳的转速。本设计的控制系统即为开环控制； ⑵ 转速仅取决于脉冲频率，而不受电压高低、电流大小及其波形的影响； 输启动、停止、反转及其他运行方式的改变，都可以在少量的脉冲周期内完成，并且具有定位转矩； ⑶ 输出转角（步距角）无长期积累误差，每转一圈积累误差会自动消失。 步进电机的品种规格很多，按照它们的结构和工作原理可以划分为磁阻式(也称反应式或变磁阻式)电机、混合式电机、永磁式电机和特种电机等四种主要型式： 反应式步进电动机由于其结构简单和经久耐用，所以是目前应用最普及的一种步进电动机。这种电动机按变磁阻原理工作，于是有的国家又称之为变磁阻步进电动机。其优点是：力矩—惯性比高；步进频率高，频率响应快；不通电时转子能自由转动；机械结构简单、寿命长；能双向旋转；有适量阻尼；正常电机无失步区。缺点是：不通电时无定位力矩；每步有振荡和过冲。 永磁式步进电动机特点：功耗较小，在断电时仍有定位转矩，但是步距角大，需供给正负脉冲电源，启动和运行频率较低。 混合式电机特点：转矩大，步距角小，运行频率高，功耗低及有自锁功能，但需有正负电脉冲供电，结构复杂，价格高。 比较以上各种电机，决定选择反应式步进电机作为驱动摄像机的动力源。 摄像机的脉冲当量等于步进电动机的步距角除以传动比，为使摄像机达到较小的脉冲当量，利用齿轮减速机构，细分步距角以达到目的，同时降低驱动齿轮的转速，提高转矩。垂直轴上的一对轴承主要用于承受轴向力；水平轴采用滑动轴承，可以减小径向空间尺寸。 整个云台采用球型设计，其优点如下： ⑴ 最大限度地减少灰尘和外来的干扰，使云台寿命大大延长，也使系统的可靠性进一步提高； ⑵ 球型防护罩采用内侧单面镀膜工艺，有利于隐蔽监视； ⑶ 防护罩表面进行防静电处理，可以防止灰尘吸附，日常维护简单； ⑷ 防护罩降低了云台的转动噪音。 报告人签名 日 期