【正文】 一般的云臺均屬于有線控制的數(shù)控云臺。它的體積和自重也較大。為適應(yīng)安 裝不同的攝像機(jī)及防護(hù)罩，云臺的承重應(yīng)是不同的。 云臺的分類大致分為室內(nèi)用云臺及室外用云臺。土 35176。云臺內(nèi)裝兩個電動機(jī)。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù) ；閉路電視系統(tǒng) ； 數(shù)控云臺 ； 步進(jìn)電機(jī) INTRODUCTION II INTRODUCTION Computer Numerical Control (CNC) had widely used along with advancement of mechanical manufacturing technology and development of production, it improves the product quality extremely. This graduation project is to design a numerical control (NC) sputnik of the closedcircuit TV system .The project based on the working conditions, the mechanical guideline, the design parameter and the primary technical requirements . Structural design is a scientific of the numerical control sputnik important performance indicators, including the selection of the magic stepping motor and internal structure design. The magic stepping motor is cloud billiards anization key parts, speaking generally, aim at currently at home and abroad the magic stepping motor technique measure good main index sign of electric motor is its intellectual spherical sputnik for indoor was applied to the project. The spherical husk can reduce dust and all kinds of disturbances, it is easy to be maintained, it can spy in any hidden place. In horizon, it can successively scan a round in nonstep timing, and have the function of Preset Positions. The project introduces the driving principle construction features and the function of NC sputnik. It simply introduces magic stepping motor. This design returned the system of the numerical control sputnik cloud pedestal to numerical control part to carry on a design in the meantime, including the key spare part in the system to choose to use,the dependable sex design and software design. This design is standardized by《 China mechanical design canon》 edited by Jiangxi technology publish pany. The design is carried by standard and general. KEYWORDS: CNC technology 。 球型外殼能減少灰塵及各種干擾，日常維護(hù)方便，可達(dá)到隱蔽監(jiān)視的目的，云臺在水平方向可連續(xù) 350 無級變速掃描，并設(shè)有設(shè)置攝像點的功能。極大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中的前端設(shè)備 —— 數(shù)控云臺，此設(shè)計根據(jù)數(shù)控云臺的工作環(huán)境、機(jī)械指標(biāo)、設(shè)計參數(shù)和主要技術(shù)要求，采用室內(nèi)智能球型云臺。 本設(shè)計介紹了數(shù)控云臺的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點和功能，并對步進(jìn)電機(jī)的特點作了簡單的介紹。 Closedcircuit TV system 。這兩個電機(jī)一個負(fù)責(zé)水平方向的轉(zhuǎn)動，另一個負(fù)責(zé)垂直方向的轉(zhuǎn)動。土 75176。室內(nèi)用云臺承重小，沒有防雨裝置。因而應(yīng)根據(jù)選用的攝像機(jī)及防護(hù)罩的總重量來選用合適承重的云臺。 目前出廠的室內(nèi)云臺承重量大約 — 7KG 左右。云臺的轉(zhuǎn)動是通過在控制室操 作控制器，將控制電壓通過多芯電纜直接加到云臺內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)上，或者通過通信電纜控制遠(yuǎn)端的解碼器，再又解碼器經(jīng)局部多芯電纜將電壓加到云臺內(nèi)的電動機(jī)上，從而實現(xiàn)云臺的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電源的一端接在公共端后，電源另一端接在“自動”端后，云臺將帶動攝像機(jī)頭按一定的轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行上、下、左、右的自動轉(zhuǎn)動。目前大多數(shù)云臺仍采用有線遙控方式。攝像機(jī)配上云臺，實際等效于增加了攝像機(jī)的空間可視范圍。 60176。 綜上所述，球型云臺比普通云臺更有使用價值。 ~+45。垂直轉(zhuǎn)動軸與齒輪的連接是用一對背靠背的角接觸球軸承，水平轉(zhuǎn)動軸是用滑動軸承與支架連接。其特點是 輸入一個脈沖就轉(zhuǎn)動一步，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個相應(yīng)的步距角。開環(huán)控制不需要位置或速度的檢測元件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能方便地控制脈沖的個數(shù)和脈沖的頻率實現(xiàn)定位和調(diào)速。這種電動機(jī)按變磁阻原理工作，于是有的國家又稱之為變磁阻步進(jìn)電動機(jī)。 混合式電機(jī)特點：轉(zhuǎn)矩大，步距角小，運(yùn)行頻率高，功耗低及有自鎖功能，但需有正負(fù)電脈沖供電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高。 整個云臺采用吊裝球型設(shè)計，其優(yōu)點如下： ⑴ 最大限度地減少灰塵和外來的干擾，使云臺壽命大大延長，也使系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高； ⑵ 球型防護(hù)罩采用內(nèi)側(cè)單面鍍膜工藝，有利于隱蔽監(jiān)視； ⑶ 防護(hù)罩表面進(jìn)行防靜電處理，可以防止灰塵吸附，日常維護(hù)簡單； ⑷ 防護(hù)罩降低了云臺的轉(zhuǎn)動噪音。 傳動系統(tǒng)等效 轉(zhuǎn)動慣量 對于鋼制軸、軸承、齒輪、聯(lián)軸節(jié)等圓柱體對自身回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量 J 計算公式為（見 [2]）： 124 ??? LDJ ? ?2mkg? （式 31） 式中： D 為圓柱體的直徑（ mm） 。 /s需時 。 /脈沖，水平方向的最高運(yùn)行速度 360?MAXZn 176。 /脈沖，水平方向的最高運(yùn)行速度 180max ?Xn 176。 選定齒輪類型、精度、材料、齒數(shù) ⑴ 按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動； ⑵ 由于該減速器傳動功率不大，所以大、小齒輪都選用軟齒面齒論。 ⑧ 計算接觸疲勞許用應(yīng)力： ? ? sK HHN lim?? ? ? ?Mpa (式 310) 取失效概率為 1%，安全系數(shù) s=1。 查得 7級精度，小齒輪懸臂布置時 ? ? 2 4 32 ?????? ? bK ddH ??? 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 8 － 由 ?hb ， ??HK 查得 ??FK 。 大齒輪齒數(shù)： 54312 ??? zz 幾何尺寸計算 ⑴ 計算分度圓直徑 1811811 ????? mzd （ mm） 5415422 ????? mzd （ mm） ⑵ 計算中心距 ? ? 36221 ??? dda （ mm） ⑶ 計 算齒輪寬度 ????? db d? （ mm） 取 mmB 92 ? ； mmB 141 ? 。選大、小齒輪材料為 45號鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 217255HBS。 ⑴ 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 ① 載荷系數(shù) ?tK ； ② 確定小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩，由于所選電機(jī) 36BF003 的最大靜轉(zhuǎn)矩為 mNT ?? ③ 取齒寬系數(shù) ?d? 。 ⑴ 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 ① 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MpaFE 4503 ?? ，大齒輪 MpaFE 4504 ?? ； ② 查得彎曲壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK ； ③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 （見式 316） 取彎曲疲勞安全系數(shù) s= ? ? ???? sK FEFNF ?? ? ?Mpa ? ? ???? sK FEFNF ?? ? ?Mpa ④ 計算動載荷系數(shù) K （見式 317） 0 4 7 9 ?????K 0 4 7 9 ?????? ?? FFVA KKKKK ⑤ 查取齒形系數(shù) 183?z 時， ?FaY ； ?SaY 544?z 時， ?FaY ； ?SaY ⑥ 計算大、齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 01 22 ???F SaFa YY ? ? ? 44 ???F SaFa YY ? 取小值。 驗算： 31 3 ????? dTF t N mmNmmNb FK tA /100/ ???? 。 軸的設(shè)計 軸的設(shè)計也和其他零件的設(shè)計相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。⑴ Z 方向上軸的設(shè)計 根據(jù)拉伸強(qiáng)度條件公式試算（見 [2]）： ? ?bAF ?? ?? （式 318） 其中： ? 為正應(yīng)力； F為軸向力； A為軸的橫截面面積。 水平電機(jī) mNT ?? ，折算到軸上的扭矩為： 5 8 9 a x ????? iTT 電機(jī) （ mN? ） 抗扭截面系數(shù)為： ? ? 3649343 100 9 4 mDW t ?? ?????????? ???????????? ?? 則： 6m a x ??? ?? 查得 45號鋼的許用剪切應(yīng)力為 ? ? Mpa60?? ， ? ??? ?max ，滿足強(qiáng)度要求。 設(shè)最大彎曲變形發(fā)生在軸上離支承處 20㎜處，即： 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 14 － mNlFM ??????? ? 3m a x ⑵ 確定軸上承受的最大扭矩 所選電機(jī) 36BF003Ⅱ的轉(zhuǎn)矩 mNT ?? ，折算到 X軸上： mNiTT ?????? 2 3 7 按（式 320）計算 Mpaca 1 226 ????? ?? 由于正火，回火處理的 45號鋼的許用彎曲應(yīng)力 ? ? Npa551 ??? ，即 ? ?1?? ??ca ，滿足強(qiáng)度要求。 ⑵ 軸承的校核 考慮到攝像機(jī)支架等的影響，假設(shè)軸承軸向載荷 NFa ? ，徑向載荷 NFr 1? 。 ???? ④ 求該對軸承應(yīng)具有的基本額定動載荷值 3 610 39。在高溫條件下具有一定的潤滑能力，具有包容異物的能力（嵌入性好），不易擦傷配偶表面。 ① 驗算軸承的平均壓力 p ? ?pdBFp ?? )(Mpa （式 324） 式中： B 為軸承寬度（ mm）； ? ? ）為軸瓦材料許用壓力（ M p ap 。 ③ 驗算滑動速度 v ??vv? ? ?sm/ （式 327） 式中： ??v 為許用滑動速度。 總體方案的確定 按照功能要求，確定系統(tǒng)方案如圖 41所示。由 Atmel 公司生 產(chǎn)的此型號單片機(jī)是以 8031 為核心構(gòu)成的，它和 8051 系列彈片機(jī)是兼容的系列。既當(dāng)單片機(jī)的程序進(jìn)入了錯誤狀態(tài)后，在一個指定的時間內(nèi)，將產(chǎn)生一個系統(tǒng)復(fù)位。 2R 為偏置電阻。 看門狗電路具有監(jiān)視器與執(zhí)行器的作用，是提高智能化單片機(jī)測控系統(tǒng)可靠性的有效措施之一。 為了使單片機(jī)系統(tǒng)故障能及時自行診斷出來，在設(shè)計系統(tǒng)硬件電路時，必須通盤考慮。自檢一般有以下幾種方法： ⑴ 上電自檢 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 18 － 系統(tǒng)上電時自動進(jìn)行，自檢中如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，則轉(zhuǎn)入系統(tǒng)的正常運(yùn)行；如果發(fā)現(xiàn)問題，則及時報警，避免系統(tǒng)帶病運(yùn)行。 自診斷的軟件實現(xiàn) 由于沒有附加任何檢測電路，因此本解碼器只 簡單地進(jìn)行 CPU, ROM, RAM 的自檢。 ⑵ ROM 的診斷 一般 EPROM 的工作應(yīng)該是穩(wěn)定正常的，但由于生產(chǎn)廠家不同，元件工藝的離散性，EPROM 使用一段時間后難免出錯，從而使系統(tǒng)不能正常工作，而且由于 EPROM 中的信息丟失、出錯一般是零星發(fā)生的，更有必要主動檢測。例如系統(tǒng)的接地不良、附近有電火花激發(fā)的電磁輻射、電網(wǎng)的污染等。用音響界的話來說，這好比一個“水塘”， 這個“水塘”越大，系統(tǒng)抗干擾的能力也相應(yīng)越強(qiáng)了。 ⑵ 軟件抗干擾措施 一個系統(tǒng)的抗干擾性能除了可以從硬件上著手外，在軟