竖向定位设备、竖向减震装置及具有其的稳定器和拍摄设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于减震来自支承结构的竖向震动的竖向减震装置，其包括：以绕一枢转轴线枢转的方式安置在支承结构上的平衡机构；竖向支撑所述载荷的旋转‑直线运动转换机构；力产生机构；其中在平衡机构沿任意方向转动时在保持平衡所述载荷的重力的情况下经由所述旋转‑直线运动转换机构带动载荷沿震动方向的反方向运动。由此，提供一种反应灵敏、结构简单、补偿效果好的竖向减震装置。进一步，还提供了载荷的竖向定位设备、成像装置用稳定器以及拍摄设备。

Vertical positioning equipment, vertical damping device, stabilizer and shooting equipment

【技术实现步骤摘要】
竖向定位设备、竖向减震装置及具有其的稳定器和拍摄设备
本技术涉及震动抑制和位置控制
，具体涉及一种竖向定位设备、竖向减震装置及具有这样的竖向减震装置的稳定器和拍摄设备。
技术介绍
对于例如在测量机械、制造机械、光学仪器或者拍摄设备等高精度机电系统来说，尽可能地避免或者最小化来自外部环境的震动或者抖动对于保持系统中的功能部件的期望位置而言是非常重要的。例如，对于稳定器而言，在直接用手握着稳定器进行摄影，手容易竖向上抖动，从而影响摄影效果，容易降低画面的清晰度，同时在走路的过程中不便进行摄影，不便对美好的场景进行抓拍。对于无人机或者无人车搭载的成像装置来说，由于路面的颠簸或者气流的影响，也会产生不期望的竖向上的震动，从而不利于拍摄效果的提升。已知的是，利用弹性件或阻尼件对载荷进行机械减振，然而在实践中发现，弹性件或阻尼件往往只能起到缓冲和储蓄冲击力，延迟释放的作用，但并不能如上所述的将功能部件(例如镜头)保持在竖向上的期望位置，因此这种机械减振的方式是不令人满意的。在此基础上，有人提出利用电机等致动器装置来竖向上补偿功能部件在震动时偏离期望位置的移位，但由于功能部件往往都非常的沉重，因此要求电机具有很大的转矩，这意味着电机的体积巨大、能耗巨大且需要很好的热耗散，这对于稳定器或者无人机或者无人车这类注重小型化和轻量化的自带电源产品而言，出于竖向减震的目的来增加这种类型的电机是根本不现实的。因此，行业内仍存在提供一种令人满意的、商业上可行的竖向减震装置和竖向定位设备的需求。技术内容本技术旨在提供一种能至少部分地解决上述现有技术的种种不足的竖向减震装置。根据本技术的一方面，提供了一种用于减震来自支承结构的竖向震动的竖向减震装置，其用于支撑载荷，其中所述竖向减震装置包括：平衡装置，其包括：安置在支承结构上的具有枢转轴线的旋转轴以及可围绕该旋转轴旋转的平衡机构；竖向支撑所述载荷的旋转-直线运动转换机构，其被构造成在该平衡机构的一侧与该枢转轴线相距第一距离处与该平衡机构作用连接，以在所述载荷的重力作用下对所述平衡机构沿第一旋转方向施加第一转矩；力产生机构，其被构造成在该平衡机构的另一侧与该枢转轴线相距第二距离处与该平衡机构作用连接，以在所述力产生机构所施加的力的作用下对所述平衡机构沿相反于第一旋转方向的第二旋转方向施加第二转矩，该力产生机构以其一端固定连接至该支承结构；其中在所述平衡机构经受竖向震动而处于不同角位置时，在所述平衡机构沿任意方向旋转时在保持平衡所述载荷的重力情况下经由所述旋转-直线运动转换机构带动所述载荷沿震动方向的反方向运动。由此，与现有技术相比，经由提供根据本技术的竖向减震装置，从根本功能原理上改变了机械减震的设计，其中将载荷以失重的方式悬浮地设置，并且经由机械设计实现了在接受到来自外部环境的竖向震动时主动地补偿竖向上位移从而以可靠且低成本方式得到了一种反应灵敏、结构简单、补偿效果好的竖向减震装置。在一个优选实施方式中，其中所述平衡机构包括同轴布置的圆齿轮和至少部分具有随角度可变的半径的滑轮，其中所述旋转-直线运动转换机构被构造成包括与该圆齿轮相啮合的齿条。由此，经由这样的设计，以可靠且竖向位移补偿精度高的方式实现了对竖向震动的减震。在一个优选实施方式中，其中所述平衡机构包括：同轴布置的摆动件和至少部分具有随角度可变的半径的滑轮，其中该旋转-直线运动转换机构包括固定设置在摆动件外侧端部处的滑动部、带有与该滑动部形成滑动连接的滑槽的线性移位件，从而将该摆动件的旋转摆动转化为该线性移位件的直线运动。由此，进一步减少了竖向减震装置中存在的磨擦损耗，这可以提高该竖向减震装置对外部竖向震动的反应的灵敏性和补偿的精确性。在一个优选实施方式中，所述力产生机构所述力产生机构包括：能够沿螺旋方向收卷或者放卷的蜗卷弹簧；与该蜗卷弹簧同轴布置的引导轮；以及将该引导轮连接至该平衡机构的线形件，其中该蜗卷弹簧的一端固定连接至该引导轮并经由该线形件与该平衡机构作用连接，该蜗卷弹簧的另一端固定连接至该支承结构以使该蜗卷弹簧能随该平衡机构的转动收卷或者放卷，其中该线形件沿该平衡机构的外周边被导引。由此，以结构紧凑的方式布置该力产生机构，从而允许竖向减震装置的小型化。在一个优选实施方式中，还包括用于调节所述蜗卷弹簧的预紧力的调节机构，其包括：与蜗卷弹簧的另一端固定连接的转轴；以及旋转定位在支承结构上并与该转轴相连的蜗轮以及与该蜗轮相配合的蜗杆，其中经由旋转该蜗杆来带动蜗轮和与之相连的转轴以调节所述蜗卷弹簧的预紧力。由此，该竖向减震装置可以适应不同重量的载荷，从而提高了该竖向减震装置的通用性。在一个优选实施方式中，还包括用于调节所述蜗卷弹簧的预紧力的调节机构，其包括：与蜗卷弹簧的另一端固定连接的棘轮；以及固定安装至支承结构并与该棘轮相接合或相脱开的可枢转棘爪，其中该可枢转棘爪接合至该棘轮时将蜗卷弹簧锁定在具有预定预紧力的角位置。由此，以简单的方式允许该竖向减震装置适应不同重量的载荷，从而提高了该竖向减震装置的通用性。在一个优选实施方式中，所述力产生机构包括：能够沿直线方向拉伸或者回缩的螺旋弹簧、能够沿直线方向拉伸或者回缩的液压阻尼件中的任一种或者它们的组合，其中该力产生机构的一端固定连接至一线形件并经由该线形件与该平衡机构作用连接且另一端固定连接至该支承结构以使该力产生机构能随该平衡机构的转动拉伸或者回缩，其中该线形件沿该平衡机构的外周边被导引。由此，允许以低成本的方式制造和生产该竖向减震装置。在一个优选实施方式中，还包括用于使该线形件偏转的引导轮。由此，可以允许线形件在竖向减震装置的整个工作过程中都可靠地与该平衡机构保持接触。在一个优选实施方式中，还包括用于调节所述螺旋弹簧的预紧力的机构，其包括：与该支承结构螺纹连接的、并与该螺旋弹簧的另一端固定连接的调节螺丝，其中经由相对于该支承结构旋入或者旋出该调节螺丝来调节所述螺旋弹簧的预紧力。由此，以简单的方式允许该竖向减震装置适应不同重量的载荷，从而提高了该竖向减震装置的通用性。在一个优选实施方式中，还包括平行于该旋转-直线运动转换机构的运动方向设置的导向机构，其中该导向机构包括：平行于该旋转-直线运动转换机构的运动方向设置的至少一根导轨、穿设于该导轨上的至少一个直线轴承以及经由该直线轴承能沿该导轨被引导滑动的支座，其中该支座与该旋转-直线运动转换机构固定连接以实现对该旋转-直线运动转换机构的线性引导。由此，实现了以成本低廉且可靠的方式对旋转-直线运动转换机构及与其相连的载荷进行竖向引导。根据本技术的另一方面，还提供了一种载荷的竖向定位设备，其包括用于测量所述载荷的位置的位置传感器、位置控制器和电机，其中该位置控制器接收来自该位置传感器的载荷的位置的信号并生成用于控制该电机的动作的输出信号，其中该定位设备还包括用于竖向支撑所述载荷的竖向减震装置，其中该电机连接至所述平衡机构以经由该电机的动作使载荷沿震动方向的反方向运动，从而将载荷定位在竖向上的确定位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减震来自支承结构的竖向震动的竖向减震装置，该竖向减震装置用于支撑载荷，其特征在于，所述竖向减震装置包括：/n平衡装置，其包括：安置在支承结构上的具有枢转轴线的旋转轴以及可围绕该旋转轴旋转的平衡机构；/n竖向支撑所述载荷的旋转-直线运动转换机构，其被构造成在该平衡机构的一侧与该枢转轴线相距第一距离处与该平衡机构作用连接，以在所述载荷的重力作用下对所述平衡机构沿第一旋转方向施加第一转矩；/n力产生机构，其被构造成在该平衡机构的另一侧与该枢转轴线相距第二距离处与该平衡机构作用连接，以在所述力产生机构所施加的力的作用下对所述平衡机构沿相反于第一旋转方向的第二旋转方向施加第二转矩，该力产生机构以其一端固定连接至该支承结构；/n其中在所述平衡机构经受竖向震动而处于不同角位置时，在所述平衡机构沿任意方向旋转时在保持平衡所述载荷的重力情况下经由所述旋转-直线运动转换机构带动所述载荷沿震动方向的反方向运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于减震来自支承结构的竖向震动的竖向减震装置，该竖向减震装置用于支撑载荷，其特征在于，所述竖向减震装置包括：
平衡装置，其包括：安置在支承结构上的具有枢转轴线的旋转轴以及可围绕该旋转轴旋转的平衡机构；
竖向支撑所述载荷的旋转-直线运动转换机构，其被构造成在该平衡机构的一侧与该枢转轴线相距第一距离处与该平衡机构作用连接，以在所述载荷的重力作用下对所述平衡机构沿第一旋转方向施加第一转矩；
力产生机构，其被构造成在该平衡机构的另一侧与该枢转轴线相距第二距离处与该平衡机构作用连接，以在所述力产生机构所施加的力的作用下对所述平衡机构沿相反于第一旋转方向的第二旋转方向施加第二转矩，该力产生机构以其一端固定连接至该支承结构；
其中在所述平衡机构经受竖向震动而处于不同角位置时，在所述平衡机构沿任意方向旋转时在保持平衡所述载荷的重力情况下经由所述旋转-直线运动转换机构带动所述载荷沿震动方向的反方向运动。


2.如权利要求1所述的竖向减震装置，其特征在于，其中所述平衡机构包括：同轴布置的圆齿轮和至少部分具有随角度可变的半径的滑轮，其中所述旋转-直线运动转换机构被构造成包括与该圆齿轮相啮合的齿条。


3.如权利要求1所述的竖向减震装置，其特征在于，其中所述平衡机构包括：同轴布置的摆动件和至少部分具有随角度可变的半径的滑轮，其中该旋转-直线运动转换机构包括固定设置在摆动件外侧端部处的滑动部、带有与该滑动部形成滑动连接的滑槽的线性移位件，从而将该摆动件的旋转摆动转化为该线性移位件的直线运动。


4.如权利要求1所述的竖向减震装置，其特征在于，所述力产生机构包括：
能够沿螺旋方向收卷或者放卷的蜗卷弹簧；
与该蜗卷弹簧同轴布置的引导轮；
以及将该引导轮连接至该平衡机构的线形件，
其中该蜗卷弹簧的一端固定连接至该引导轮并经由该线形件与该平衡机构作用连接，该蜗卷弹簧的另一端固定连接至该支承结构以使该蜗卷弹簧能随该平衡机构的转动收卷或者放卷，其中该线形件沿该平衡机构的外周边被导引。


5.如权利要求4所述的竖向减震装置，其特征在于，还包括用于调节所述蜗卷弹簧的预紧力的调节机构，其包括：
与蜗卷弹簧的另一端固定连接的转轴；以及
旋转定位在支承结构上并与该转轴相连的蜗轮以及与该蜗轮相配合的蜗杆，其中经由旋转该蜗杆来带动蜗轮和与之相连的转轴以调节所述蜗卷弹簧的预紧力。


6.如权利要求4所述的竖向减震装置，其特征在于，还包括用于调节所述蜗卷弹簧的预紧力的调节机构，其包括：
与蜗卷弹簧的另一端固定连接的棘轮；以及
固定安装至支承结构并与该棘轮相接合或相脱开的可枢转棘爪，其中该可枢转棘爪接合至该棘轮时将蜗卷弹簧锁定在具有预定预紧力的角位置。


7.如权利要求1所述的竖向减震装置，其特征在于，所述力产生机构包括：能够沿直线方向拉伸或者回缩的螺旋弹簧、能够沿直线方向拉伸或者回缩的液压阻尼件中的任一种或者它们的组合，其中该力产生机构的一端固定连接至一线形件并经由该线形件与该平衡机构作用连接且另一端固定连接至该支承结构以使该力产生机构能随该平衡机构的转动拉伸或者回缩，其中该线形件沿该平衡机构的外周边被导引。


8.如权利要求7所述的竖向减震装...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖易仑，易勇，蓝英豪，韦琪，
申请(专利权)人：桂林智神信息技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45