数控云台毕业设计

本科生毕业论文轻载室内数控云台设计Thedesignoftheunderloadingnumericalcontrolsputnikforindoor学生姓名所在专业机械设计制造及其自动化所在班级申请学位工学学士指导教师职称副指导教师职称答辩时间目录目录设计总说明…………………………………………………………………………………..Iintroduction…………………………………………………………………………………..II1前言………………………………………………………………………………………11.1概述………………………………………………………………………………….11.2数控云台的工作原理和特点……………………………………………………….11.2.1数控云台的工作原理…………………………………………………………..21.2.2智能高速云台的优点…………………………………………………………..22设计方案的确立…………………………………………………………………………22.1数控云台的技术指标……………………………………………………………….22.2数控云台的设计方案……………………………………………………………….22.2.1数控云台设计方案的提出……………………………………………………..22.2.2数控云台设计方案的论述……………………………………………………..33机械部分设计……………………………………………………………………………43.1脉冲当量和个传动比的确定……………………………………………………….43.2步进电机的选用…………………………………………………………………….43.2.1传动系统等效转动惯量的计算………………………………………………..43.2.2负载转矩的计算………………………………………………………………..53.2.3步进电机的选用………………………………………………………………..63.3Z方向齿轮减速机构传动系统设计………………………………………………..63.3.1选定齿轮的类型、精度、材料、齿数………………………………………..63.3.2按齿面接触强度计算…………………………………………………………..63.3.3按齿根弯曲强度计算…………………………………………………………..83.3.4几何尺寸计算…………………………………………………………………..93.3.5验算……………………………………………………………………………..93.4X方向齿轮减速机构传动系统设计……………………………………………….93.4.1选定齿轮的类型、精度、材料、齿数………………………………………..93.4.2按齿面接触强度计算…………………………………………………………..93.4.3按齿根弯曲强度计算…………………………………………………………..93.4.4几何尺寸计算…………………………………………………………………..113.4.5验算……………………………………………………………………………..113.5轴的设计…………………………………………………………………………….123.5.1Z方向轴的设计…………………………………………………………………123.5.2X方向轴的设计…………………………………………………………………133.6轴承的选用…………………………………………………………………………..143.6.1Z方向轴承的选用……………………………………………………………….14目录3.6.2X方向轴承的选用………………………………………………………………144系统控制部分设计……………………………………………………………………….154.1控制系统的功能与设计要求………………………………………………………..154.2总体方案的设计……………………………………………………………………..164.3系统中关键器件的选用……………………………………………………………..164.3.1微处理器………………………………………………………………………...164.3.2看门狗电路……………………………………………………………………...164.4可靠性设计…………………………………………………………………………..174.4.1容错设计的一般思想…………………………………………………………...174.4.2系统的自诊断设计……………………………………………………………...174.4.3自诊断的软件实现……………………………………………………………...184.4.4系统的抗干扰设计……………………………………………………………...184.5软件设计……………………………………………………………………………..22鸣谢………………………………………………………………………………………...28参考文献……………………………………………………………………………………...29设计总说明I设计总说明随着机械制造技术的进步和生产的发展，数控技术得到广泛的应用。极大地提高了产品的质量。本次毕业设计是设计闭路电视监控系统中的前端设备——数控云台，此设计根据数控云台的工作环境、机械指标、设计参数和主要技术要求，采用室内智能球型云台。科学的结构设计是数控云台性能的重要指标,包括电机的选用及内部结构设计。电机是云台球机关键部件,一般来讲，针对目前国内外电机技术衡量电机优良的主要指标是其可靠性。球型外壳能减少灰尘及各种干扰，日常维护方便，可达到隐蔽监视的目的，云台在水平方向可连续350无级变速扫描，并设有设置摄像点的功能。本设计介绍了数控云台的传动原理、结构特点和功能，并对步进电机的特点作了简单的介绍。同时本设计还对数控云台的系统数控部分进行了设计，包括系统中关键器件的选用、可靠性设计和软件设计。本设计主要参照江西科学技术出版社所编写的《中国机械设计大典》的标准，按照标准化、通用化、原则进行设计。关键词：数控技术；闭路电视系统；数控云台；步进电机INTRODUCTIONIIINTRODUCTIONComputerNumericalControl(CNC)hadwidelyusedalongwithadvancementofmechanicalmanufacturingtechnologyanddevelopmentofproduction,itimprovestheproductqualityextremely.Thisgraduationprojectistodesignanumericalcontrol(NC)sputnikoftheclosed-circuitTVsystem.Theprojectbasedontheworkingconditions,themechanicalguideline,thedesignparameterandtheprimarytechnicalrequirements.Structuraldesignisascientificofthenumericalcontrolsputnikimportantperformanceindicators,includingtheselectionofthemagneticsteppingmotorandinternalstructuredesign.Themagneticsteppingmotoriscloudbilliardsorganizationkeyparts,speakinggenerally,aimatcurrentlyathomeandabroadthemagneticsteppingmotortechniquemeasuregoodmainindexsignofelectricmotorisitscredibility.theintellectualsphericalsputnikforindoorwasappliedtotheproject.Thesphericalhuskcanreducedustandallkindsofdisturbances,itiseasytobemaintained,itcanspyinanyhiddenplace.Inhorizon,itcansuccessivelyscanaroundinnon-steptiming,andhavethefunctionofPresetPositions.TheprojectintroducesthedrivingprincipleconstructionfeaturesandthefunctionofNCsputnik.Itsimplyintroducesmagneticsteppingmotor.Thisdesignreturnedthesystemofthenumericalcontrolsputnikcloudpedestaltonumericalcontrolparttocarryonadesigninthemeantime,includingthekeysparepartinthesystemtochoosetouse,thedependablesexdesignandsoftwaredesign.Thisdesignisstandardizedby《Chinamechanicaldesigncanon》editedbyJiangxitechnologypublishcompany.Thedesigniscarriedbystandardandgeneral.KEYWORDS:CNCtechnology;Closed-circuitTVsystem;numericalcontrolsputnik;magneticsteppingmotor广东海洋大学2006届本科生毕业论文－1－轻载室内数控云台设计机械设计制造及其自动化，2002121315，廖柳春，指导教师：张建，林菁毕业设计说明书1前言1.1概述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