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水平云臺(tái)又稱為掃描云臺(tái),它只能做水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng),絕大多數(shù)限于室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境,很少用于室外環(huán)境。多數(shù)水平云臺(tái)的掃描范圍為0°~355°,只有部分云臺(tái)可以做0°~360°的掃描。水平云臺(tái)的體積小、重量輕,其外部形狀如圖1所示。
圖1 水平云臺(tái)的形狀
由圖1可見(jiàn),在水平云臺(tái)的臺(tái)面上,有一個(gè)可手動(dòng)調(diào)整的攝像機(jī)座板,它能在垂直方向進(jìn)行90°范圍內(nèi)的調(diào)整,并以螺絲固定。因此,在云臺(tái)控制器的控制下,就可使云臺(tái)上的攝像機(jī)以一定的仰俯角在360°范圍內(nèi)進(jìn)行掃描監(jiān)視。
在云臺(tái)的內(nèi)部,有一個(gè)能緊急起動(dòng)和立即停止的慢速、大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),通過(guò)齒輪傳動(dòng),可帶動(dòng)臺(tái)面上的攝像機(jī)在水平方向上做正反向旋轉(zhuǎn),且不會(huì)出現(xiàn)慣性滑動(dòng)。一般,云臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不需加潤(rùn)滑劑,它采用乙縮醛齒輪或高硬度鋼質(zhì)齒輪,輸出轉(zhuǎn)軸上用重載滾動(dòng)軸承,其他材料一般為玻璃填充聚碳酸脂及鋼、鋁等。
云臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是云臺(tái)的核心部件,由于要做正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般都有兩個(gè)繞組,它們可繞制于一體,也可分別繞制,其中一組控制電動(dòng)機(jī)做正向轉(zhuǎn)動(dòng),另-組則控制電動(dòng)機(jī)做反向轉(zhuǎn)動(dòng),如圖2所示。
圖2 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的接線圖
在其中一個(gè)繞組上加電時(shí),電動(dòng)機(jī)就會(huì)按指定的方向轉(zhuǎn)動(dòng);而當(dāng)在另一個(gè)繞組上加電時(shí),電動(dòng)機(jī)則會(huì)按與前一種情況相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高,因而還需要一個(gè)大傳動(dòng)比的齒輪嚙合傳動(dòng),以降低驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速,從而提高轉(zhuǎn)矩。
在云臺(tái)臺(tái)面的下面有一個(gè)行程開(kāi)關(guān),它由兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成,如圖3所示。
圖3 云臺(tái)的限位開(kāi)關(guān)
此外,在臺(tái)面的旋轉(zhuǎn)行程中還有兩個(gè)定位卡銷(參見(jiàn)圖1),它可以5°的間隔在360°的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,用于調(diào)整云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)限制點(diǎn)。因此,左右定位卡銷之間的夾角,即云臺(tái)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)云臺(tái)控制器工作于手動(dòng)控制狀態(tài)時(shí),若云臺(tái)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中其定位卡銷觸及行程開(kāi)關(guān)時(shí),這時(shí)就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電壓:而當(dāng)云臺(tái)控制器工作于自動(dòng)(掃描)狀態(tài)時(shí),若云臺(tái)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中定位卡銷觸及行程開(kāi)關(guān)時(shí),這時(shí)就會(huì)通過(guò)云臺(tái)內(nèi)部的繼電器接通反向電壓,而使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),從而改變?cè)婆_(tái)的旋轉(zhuǎn)方向。
水平云臺(tái)的控制線一般選用4芯無(wú)屏蔽電纜,其中一芯為公共端,一芯為自動(dòng)掃描控制端,其余兩芯則分別為向左或向右旋轉(zhuǎn)控制端。水平云臺(tái)除了左右接線端子外,還有一個(gè)自動(dòng)接線端子,當(dāng)在此端子與公共端加上控制電壓時(shí),云臺(tái)將處于自動(dòng)掃描方式。自動(dòng)掃描方式指的是云臺(tái)可以在控制器輸出的控制電壓作用下做自動(dòng)掃描,而不需要人去干預(yù)。因?yàn)楫?dāng)它在某個(gè)方向上掃描到限位卡銷時(shí),便會(huì)自動(dòng)回轉(zhuǎn),而沿著與剛才相反的方向掃描。
一般,在云臺(tái)接線端子的旁邊都有一個(gè)BNC插座,并在云臺(tái)臺(tái)面上還伸出一段配有BNC插頭的螺旋狀視頻軟線,如果用萬(wàn)用表量一下,可發(fā)現(xiàn)這一對(duì)BNC插頭插座是連通的,它實(shí)際上是一段視頻延伸線。因?yàn)閿z像機(jī)是固定在云臺(tái)臺(tái)面上的,當(dāng)云臺(tái)在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),接于攝像機(jī)后面板上的視頻電纜必定隨云臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng),久而久之,很容易造成視頻電纜與攝像機(jī)連接處的接觸不良。此外,當(dāng)視頻電纜留量過(guò)短時(shí),可能會(huì)因電纜繃緊造成云臺(tái)不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),而當(dāng)視頻電纜留量過(guò)長(zhǎng)時(shí),還可能會(huì)因電纜松弛而發(fā)生纏繞。所以,在云臺(tái)上設(shè)置這段視頻延伸裝置后,可使云臺(tái)臺(tái)面上端的視頻電纜隨云臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng),而接于BNC座上的視頻電纜則相對(duì)固定,因而防止了云臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)抻扭視頻電纜的副作用。
值得指出的是,實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)特別注意對(duì)云臺(tái)輸入電壓的確認(rèn)。對(duì)于AC 24V的云臺(tái),必須使用AC 24V的云臺(tái)控制器,對(duì)于解碼器來(lái)說(shuō),則必須通過(guò)跳線或其他手段將云臺(tái)控制電壓設(shè)定為AC 24V,若誤用了AC 220V控制輸出,將導(dǎo)致云臺(tái)電動(dòng)機(jī)的燒毀;對(duì)于AC 220V的云臺(tái),也不要使用AC 24V的控制器或解碼器,若使用了,則云臺(tái)不能轉(zhuǎn)動(dòng),但個(gè)別云臺(tái)在非承重狀態(tài)也可以微微地轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)云臺(tái)進(jìn)行測(cè)試時(shí),可以不用控制器或解碼器,只需在某控制端及公共端之間加上要求的控制電壓(如AC 220V或AC 24V)即可。