云臺就是兩個交流電機組成的安裝平臺,可以水平和垂直的運動。但是要注意我們所說的云臺區別于照相器材中的云臺,。照相器材的云臺一般來說只是一個三腳架,只能通過手來調節方位;而監控系統所說的云臺是通過控制系統在遠程可以控制其轉動以及移動的方向的。
云臺有多種類型
按使用環境分為室內型和室外型,主要區別是室外型密封性能好,防水、防塵,負載大。
按安裝方式分為側裝和吊裝,就是把云臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上。
按外形分為普通型和球型,球型云臺是把云臺安置在一個半球形、球形防護罩中,除了防止灰塵干擾圖像外,還隱蔽、美觀、快速。
按照可以運動功能分為水平云臺和(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裝云臺。
根據使用環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境中,又可分為使用型和室外型。zui典型的特殊型應用是防爆云臺。
在挑選云臺時要考慮安裝環境、安裝方式、工作電壓、負載大小,也要考慮性能價格比和外型是否美觀等因素。
云臺的內部結構
云臺內部有兩個電機,分別負責云臺的上下和左右各方向的轉動。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。當接到上、下動作電壓時,垂直電機轉動,經減速箱帶動垂直傳動輪盤轉動;當接到左、右動作電壓時,水平電機轉動并經減速箱帶動云臺底部的水平齒輪盤轉動。
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實現限位功能。當轉動角度達到預先設定的限位栓時,微動開關動作切斷電源,云臺停止轉動。限位裝置可以位于云臺外部,調整過程簡單,也可以位于云臺內部,通過外設的調整機構進行調整,調整過程相對復雜。但外置限位裝置的云臺密封性不如內置限位裝置的云臺。
室外云臺與室內云臺大體一致,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計成密封防雨型。另外室外云臺還具有高轉矩和扼流保護電路以防止云臺凍結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部加裝溫控型加熱器。
通用型云臺的性能指標
一、云臺的轉動速度
云臺的轉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動的,因此云臺的轉動速度也分為水平轉速和垂直轉速。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,在加上實際監控時對水平轉速的要求要高于垂直轉速,因此一般來說云臺的垂直轉速要低于水平轉速。
交流云臺使用的是交流電機,轉動速度固定,一般為水平轉動速度為4°/秒~6°/秒,垂直轉動速度為3°/秒~6°/秒。有的廠家也生產交流型高速云臺,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降低。
直流型云臺大都采用的是直流步進電機,具有轉速高、可變速的優點,十分適合需要快速捕捉目標的場合。其水平zui高轉速可達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和解碼器的性能決定,以使云臺電機根據輸入的電壓大小做相應速度的轉動。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實現平緩的變速過渡。另外一種是分檔遞進式控制,就是在云臺變速范圍內設置若干擋,各檔對應不同的電壓(轉動速度),操作前必須先選擇所需轉動的速度檔,在對云臺進行各方向的轉動操作。
二、云臺的轉動角度
云臺的轉動角度尤其是垂直轉動角度與負載(防護罩/攝像機/鏡頭總成)安裝方式有很大關系。云臺的水平轉動角度一般都能達到355°,因為限位栓會占用一定的角度,但會出現少許的監控死角。當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),以消除監控死角。用戶使用時可以根據現場的實際情況進行限位設置。例如安裝在墻壁上的壁裝式,即使云臺具有360°的轉動角度,實際上只需要監視云臺正面的180°角度,即使轉動到后面方向的180°也只能看到安裝面(墻壁),沒有實際監控意義。因此壁裝式只需要監視水平180°的范圍,角裝式只需監視270°的范圍。這樣避免云臺過多地轉動到無需監控的位置,也提供了云臺的使用效率。
頂裝式云臺的垂直轉動角度一般為+30°至-90°,側裝的垂直轉動角度可以達到±180°,不過正常使用時垂直轉動角度在+20°至-90°即可。
三、云臺的載重量
云臺的zui大負載是指垂直方向承受的zui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中心,并且與云臺工作面垂直,這個中心即為云臺的zui大負載點,云臺的承載能力是以此點作為設計計算的基準。如果負載位置安裝不當,重心偏離回轉中心,增大了負載力矩,實際的載重量將小于zui大負載量的設計值。因此云臺垂直轉動角度越大,重心偏離也越大,相應的承載重量就越小。
云臺的載重量是選用云臺的關鍵,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,同一系列的云臺產品,側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。
四、使用環境指標
室內使用的云臺的要求不高,云臺的使用環境的各項指標主要針對室外使用的云臺。其中包括使用環境溫度限制、濕度限制、防塵防水的IP防護等級。一般室外環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境下,可以在云臺內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。防塵防水的IP等級應達到IP66以上。IP防護等級的高低反映了設備的密封程度,主要指防塵和液體的侵入,它是一種標準,符合1997年的BS5490標準和1976年的IECS529標準。IP后的*個數值表示抗固體的
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根據環境選擇使用相適合的材料和防護層,如鐵質外殼不適合使用在潮濕和具有腐蝕性的環境中。
五、回差
回差也稱為齒輪間隙(Gear Backlash),是考察云臺轉動精度的重要指標。
六、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*時間MTTF及為動開關的極限次數等指標衡量。