什么是云臺？云臺的應(yīng)用有哪些

發(fā)布日期：2013-07-31 22:03:00   共閱：[]次   來源：

最近總有些新來的同事，什么是云臺啊？我暈倒，下面我來簡單介

紹一下云臺。云臺監(jiān)控系統(tǒng)是一種安裝在攝像機支撐物上的工作臺，用于攝

像機與支撐物的聯(lián)結(jié)，是承載網(wǎng)絡(luò)攝像機進行水平和垂直兩個方向

轉(zhuǎn)動的裝置，具有水平和垂直運動的功能。云臺內(nèi)裝兩個電動機。

這兩個電動機一個負責(zé)水平方向的轉(zhuǎn)動，另一個負責(zé)垂直方向的轉(zhuǎn)

動。水平及垂直轉(zhuǎn)動的角度大小可通過限位開關(guān)進行調(diào)整。 
一、云臺的分類
云臺按照可以運動功能分為水平云臺和全方位（全向）云臺。
按照工作電壓分為交流定速云臺和直流高變速云臺。
按照承載重量分為輕載云臺、中載云臺和重載云臺。
按照負載安裝方式分為頂裝云臺和側(cè)裝云臺。
根據(jù)使用環(huán)境分為通用型和特殊型。通用型是指使用在無可燃、無

腐蝕性氣體或粉塵的大氣環(huán)境中，又可分為使用型和室外型。最典

型的特殊型應(yīng)用是防爆云臺。
二、云臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
    全方位云臺內(nèi)部有兩個電機，分別負責(zé)云臺的上下和左右各方

向的轉(zhuǎn)動。其工作電壓的不同也決定了該云臺的整體工作電壓，一

般有交流 24V、交流220V及直流24V。當(dāng)接到上、下動作電壓時，

垂直電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速箱帶動垂直傳動輪盤轉(zhuǎn)動；當(dāng)接到左、右動

作電壓時，水平電機轉(zhuǎn)動并經(jīng)減速箱帶動云臺底部的水平齒輪盤轉(zhuǎn)

動。
    需要說明的是云臺都有水平、垂直的限位栓，云臺分別由兩個

微動開關(guān)實現(xiàn)限位功能。當(dāng)轉(zhuǎn)動角度達到預(yù)先設(shè)定的限位栓時，微

動開關(guān)動作切斷電源，云臺停止轉(zhuǎn)動。限位裝置可以位于云臺外部

，調(diào)整過程簡單，也可以位于云臺內(nèi)部，通過外設(shè)的調(diào)整機構(gòu)進行

調(diào)整，調(diào)整過程相對復(fù)雜。但外置限位裝置的云臺密封性不如內(nèi)置

限位裝置的云臺。
    室外云臺與室內(nèi)云臺大體一致，只是由于室外防護罩重量較大

，使云臺的載重能力必須加大。同時，室外環(huán)境的冷熱變化大，易

遭到雨水或潮濕的侵蝕。因此室外云臺一般都設(shè)計成密封防雨型。

另外室外云臺還具有高轉(zhuǎn)矩和扼流保護電路以防止云臺凍結(jié)時強行

起動而燒毀電機。在低溫的惡劣條件下還可以在云臺內(nèi)部加裝溫控

型加熱器。
三、通用型云臺的性能指標
1.云臺的轉(zhuǎn)動速度
    云臺的轉(zhuǎn)動速度衡量云臺檔次高低的重要指標。云臺水平和垂

直方向是由兩個不同的電機驅(qū)動的，因此云臺的轉(zhuǎn)動速度也分為水

平轉(zhuǎn)速和垂直轉(zhuǎn)速。由于載重的原因，垂直電機在啟動和運行保持

時的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上實際監(jiān)控時對水平轉(zhuǎn)速的要

求要高于垂直轉(zhuǎn)速，因此一般來說云臺的垂直轉(zhuǎn)速要低于水平轉(zhuǎn)速

。
    交流云臺使用的是交流電機，轉(zhuǎn)動速度固定，一般為水平轉(zhuǎn)動

速度為4°/秒～6°/秒，垂直轉(zhuǎn)動速度為3°/秒～6°/秒。有的廠

家也生產(chǎn)交流型高速云臺，可以達到水平15°/秒，垂直9°/秒，

但同一系列云臺的高速型載重量會相應(yīng)降低。
    直流型云臺大都采用的是直流步進電機，具有轉(zhuǎn)速高、可變速

的優(yōu)點，十分適合需要快速捕捉目標的場合。其水平最高轉(zhuǎn)速可達

40～50°/秒，垂直可達 10～24°/秒。另外直流型云臺都具有變

速功能，所提供的電壓是直流0至36V之間的變化電壓。變速的效果

由控制系統(tǒng)和解碼器的性能決定，以使云臺電機根據(jù)輸入的電壓大

小做相應(yīng)速度的轉(zhuǎn)動。常見的變速控制方式有兩種，一種是全變速

控制，就是通過檢測操作員對鍵盤操縱桿控制的位移量決定對云臺

的輸入電壓，全變速控制是在云臺變速范圍內(nèi)實現(xiàn)平緩的變速過渡

。另外一種是分檔遞進式控制，就是在云臺變速范圍內(nèi)設(shè)置若干擋

，各檔對應(yīng)不同的電壓（轉(zhuǎn)動速度），操作前必須先選擇所需轉(zhuǎn)動

的速度檔，在對云臺進行各方向的轉(zhuǎn)動操作。
2.云臺的轉(zhuǎn)動角度
    云臺的轉(zhuǎn)動角度尤其是垂直轉(zhuǎn)動角度與負載（防護罩/攝像機/

鏡頭總成）安裝方式有很大關(guān)系。
    云臺的水平轉(zhuǎn)動角度一般都能達到355°，因為限位栓會占用

一定的角度，但會出現(xiàn)少許的監(jiān)控死角。當(dāng)前的云臺都改進了限位

裝置使其可以達到360°甚至 365°（有5°的覆蓋角度），以消除

監(jiān)控死角。用戶使用時可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行限位設(shè)置。例

如安裝在墻壁上的壁裝式，即使云臺具有360°的轉(zhuǎn)動角度，實際

上只需要監(jiān)視云臺正面的180°角度，即使轉(zhuǎn)動到后面方向的180°

也只能看到安裝面（墻壁），沒有實際監(jiān)控意義。因此壁裝式只需

要監(jiān)視水平 180°的范圍，角裝式只需監(jiān)視270°的范圍。這樣避

免云臺過多地轉(zhuǎn)動到無需監(jiān)控的位置，也提供了云臺的使用效率。
    頂裝式云臺的垂直轉(zhuǎn)動角度一般為+30°至-90°，側(cè)裝的垂直

轉(zhuǎn)動角度可以達到±180°，不過正常使用時垂直轉(zhuǎn)動角度在+20°

至-90°即可。
3.云臺的載重量
    云臺的最大負載是指垂直方向承受的最大負載能力。攝像機的

重心（包括防護罩）到云臺工作面距離為50mm，該重心必須通過云

臺回轉(zhuǎn)中心，并且與云臺工作面垂直，這個中心即為云臺的最大負

載點，云臺的承載能力是以此點作為設(shè)計計算的基準。如果負載位

置安裝不當(dāng)，重心偏離回轉(zhuǎn)中心，增大了負載力矩，實際的載重量

將小于最大負載量的設(shè)計值。因此云臺垂直轉(zhuǎn)動角度越大，重心偏

離也越大，相應(yīng)的承載重量就越小。
云臺的載重量是選用云臺的關(guān)鍵，如果云臺載重量小于實際負載的

重量不僅會使操作功能下降，而且云臺的電機、齒輪也會因長時間

超負荷損壞。    云臺的實際載重量可從3kg到50kg不等，同一系

列的云臺產(chǎn)品，側(cè)裝時的承載能力要大于頂裝，高速型的承載能力

要小于普通型。
4.使用環(huán)境指標
    室內(nèi)使用的云臺的要求不高，云臺的使用環(huán)境的各項指標主要

針對室外使用的云臺。其中包括使用環(huán)境溫度限制、濕度限制、防

塵防水的IP防護等級。
    一般室外環(huán)境使用的云臺溫度范圍為-20℃至+60℃，如果使用

在更低溫度的環(huán)境下，可以在云臺內(nèi)部加裝溫控型加熱器使溫度下

限達-40℃或更低。濕度指標一般為95%不凝結(jié)。防塵防水的IP等級

應(yīng)達到IP66以上。
    IP 防護等級的高低反映了設(shè)備的密封程度，主要指防塵和液

體的侵入，它是一種國際標準，符合1997年的BS5490標準和1976年

的IECS529標準。 IP后的第一個數(shù)值表示抗固體的密封保護程度，

第二位表示抗液體保護程度，第三位表示抗機械沖擊碰撞。另外在

實際使用中應(yīng)根據(jù)環(huán)境選    擇使用相適合的材料和防護層，如鐵

質(zhì)外殼不適合使用在潮濕和具有腐蝕性的環(huán)境中。
第一位 第二位 第三位
0 無保護 無保護 無保護
1 固體物質(zhì)達50mm，如手偶然接觸 水的垂直下落，如冷凝 碰撞能

量0.225J
2 固體物質(zhì)答案12mm，如手指 水的直接噴灑，傾斜不超過15° 碰

撞能量0.375J
3 固體物質(zhì)超2.5mm，如工具、電線 水的噴灑，傾斜不超過60°

碰撞能量0.50J
4 固體物質(zhì)超過1mm，如工具、細電線 水從各個方向噴灑，允許有

限侵入
5 防塵——有限侵入（保證對設(shè)備無損害） 水從各個方向低壓噴

射，允許有限侵入 碰撞能量2J
6 安全防塵 水從各個方向高壓噴射，如船艙，允許有限侵入
7 浸入水下15cm至1m 碰撞能量6J
8 長時間浸入水下
9 碰撞能量20J
5.回差
回差也稱為齒輪間隙（Gear Backlash），是考察云臺轉(zhuǎn)動精度的

重要指標。回差值大，表示云臺轉(zhuǎn)動尤其是在預(yù)置位調(diào)用時的準確

度就差，反之則高。
6.可靠性
云臺的可靠性一般以平均故障（間隔）時間MTBF、平均修理時間

MTTR、平均無故障時間MTTF及為動開關(guān)的極限次數(shù)等指標衡量