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  • 云台

    云台是安装、固定摄像机的支撑设备,它分为固定和电动云台两种。固定云台适用于监视范围不大的情况,在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度,达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视,它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现,电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下,云台上的摄像机既可自动扫描监视区域,也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 云台 英文名: Cloud Terrace
    其他外文名: Yuntai

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    简介/云台 编辑

    云台云台

    云台是为解决普通摄像机的监控位置固定不变而产生的。云台适用于对大范围进行扫描监视,它可以扩大摄像机的监视范围。云台高速姿态是由两台执行电动机来实现,电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下,云台上的摄像机既可自动扫描监视区域,也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。

    云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说,水平旋转角度为0°~350°,垂直旋转角度为+90°。恒速云台的水平旋转速度一般在3°~10°/s,垂直速度为4°/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0°~32°/s,垂直旋转速度在0°~16°/s左右。在一些高速摄像系统中,云台的水平旋转速度高达480°/s以上,垂直旋转速度在120°/s以上。

    云台(Pan&Tilt)云台就是两个交流电组成的安装平台,可以水平和垂直的运动,将摄象机安装于其上,实现摄象机多个自由度运动的装置,满足对固定监 控目标的快速定位,或对大范围监控环境的全景观察。对云台的选择可以按下列分类来加以区分。

    内部结构 /云台 编辑

    新一代云台新一代云台
    全方位云台内部有两个电机,分别负责云台的上下和左右各方向的转动。其工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压,一般有交流 24V、交流220V及直流24V。当接到上、下动作电压时,垂直电机转动,经减速箱带动垂直传动轮盘转动;当接到左、右动作电压时,水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。 

    云台都有水平、垂直的限位栓,云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角度达到预先设定的限位栓时,微动开关动作切断电源,云台停止转动。限位装置可以位于云台外部,调整过程简单,也可以位于云台内部,通过外设的调整机构进行调整,调整过程相对复杂。但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。 

    室外云台与室内云台大体一致,只是由于室外防护罩重量较大,使云台的载重能力必须加大。同时,室外环境的冷热变化大, 易遭到雨水或潮湿的侵蚀。因此室外云台一般都设计成密封防雨型。另外室外云台还具有高转矩和扼流保护电路以防止云台冻结时强行起动而烧毁电机。在低温的恶劣条件下还可以在云台内部加装温控型加热器。 

    分类 /云台 编辑

    从能够承受负载能力划分

    轻载云台——最大负重20磅(9.08公斤)
    中载云台——最大负重50磅(22.7公斤)
    重载云台——最大负重100磅(45公斤)

    按使用环境分

    室内型和室外型和防暴云台,主要区别是室外型密封性能好,防水、防尘,负载大防爆云台——用于危险环境下、能够防爆和防粉尘点燃的云台,带高转矩交流电机和可调螺杆驱动,可负重100磅。

    根据外观分

    普通型云台、半球型云台和全球型云台; 

    从运动方向划分

    水平旋转云台——仅能实现水平旋转运动,故亦称为转台。全方位云台——既能够作水平旋转运动,也能够作垂直俯仰运动,有的还能够做结合两者的复合运动

    从回转范围划分

    水平旋转有0~355度云台,两端设有限位开关,还有360度自由旋转云台,可以作任意个360度旋转。
    垂直俯仰均为90度,现在已出现垂直可做360度、并可在垂直回转至后方时自动将影响调整为正向(auto image Invert for tilt)的新产品。

    根据安装方式

    吸顶云台、侧装云台和吊装云台; 

    根据功能划分

    智能型云台和普通云台; 

    根据云台转速

    低速云台、中速云台和高速云台(多为高速球型摄像机); 

    从旋转速度划分

    恒速云台——只有一档速度,一般水平旋转速度最小值为6~12度/秒,垂直俯仰速度为3~3.5度/秒。但快速云台水平旋转和垂直俯仰速度更高。可变速云台——水平旋转速度范围为0~>400度/秒,垂直倾斜速度范围多为0~120度/秒,但已有最高达400度/秒的产品。 

    按外形分为

    普通型和球型,球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中,除了防止灰尘干扰图像外,还隐蔽、美观、快速。

    从驱动部件划分

    以24VAC或220VAC二相感应型马达带动齿轮和链条机构。以二相感应马达带动可调螺杆传动装置。以115VDC并激式直流马达作驱动源,带动可调螺杆传动。交流24V单相瞬间反转感应型电机,带动Delrin螺杆驱动。对于变速旋转型云台,有的用步进马达。 

    选型/云台 编辑

    1、防护等级
    防护等级对于应用于室外环境来说十分重要,符合IP65即可以应用于室外环境,但是对于较为恶劣的气候条件并从延长设备寿命、提高云台的可行性等方面考虑,IP66或更高的防护等级将是首选。
    2、转速
    云台一般分为交流定速云台和直流变速云台,交流定速云台转速低而且恒定,直流变速云台可变速而且转速高。交流云台水平6~9°/秒,垂直3~6°/秒适合于不需要快速追踪的场合。直流云台水平20°~50°/秒,垂直10°~30°/秒适合快速追踪或其它需要高转速的场合。
    3、转动角度
    云台转动角度分为水平转角和垂直转角,垂直转角与负载安装方式相关,一般顶装云台的垂直转角为-90°~40°,侧装云台的垂直转角为±100°左右,水平转角一般都可以达到345°~365°实际设计中需要根据建设需要,尽量保证无监视死角,因此垂直角度需要保证-90°~20°,水平旋转角度需要保证360°。
    4、齿轮间隙
    齿轮间隙(GearBacklash)也称回差,是考察云台转动精度的重要指标。齿轮间隙越小说明云台的精确度越高,尤其是对于高速转动的云台或带预置位功能的云台来说十分重要。
    5、扭矩
    对于一定载重的云台来说,扭矩越大说明云台抗拒非电机启动的力量越大,这对于比较恶劣的气候条件来说非常重要。

    6、承载方式与安装方式
    按照负载安装方式,云台有顶装方式和侧装方式,实际选择时需要参考载重和建设单位的认知程度选择。云台的安装方式一般有正装、吊装、吸顶安装,嵌入式安装四种,嵌入式安装又分为上嵌入式安装和下嵌入式安装,设计时需要考虑同样云台吊装时载重指标的大幅度下降,如无特殊需要不建议采用吊装方式。

    7、辅助功能
    云台的辅助功能包括自动水平扫描、预置位、加热器等选项,设计时需要根据使用环境、用户使用的功能需求决定。

    8、球型、半球型云台
    上述云台更适合于室外全天候条件下的安装,对于球型/半球型云台的选择来说,更适合于对于美观、隐蔽而不需要智能快球的场合,球型/半球型云台的内部空间有限,不适合安装大倍数、长焦距的镜头。球型/半球型云台由于下球罩起到防护罩的作用,清洗困难,因此不建议在恶劣气候条件下使用。[1]

    主要指标/云台 编辑

    旋转转速

    5度/秒-120度/秒不等,高速球型摄像机的内置云台达240度/秒。
    旋转角度

    上下:0-90度;左右:0-350度/秒;智能云台无旋转角度限制。
    工作电压

    AC24V和AC22O两种,使用时特别注意,否则解码器会烧毁。 

    载重

    云台的载重是云台工作电机功率的直接反映,不能超过云台的载重规定,否则,解码器无法正常工作。

    承重 

    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。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为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。 

    控制方式 

    一般的云台均属于有线控制的电动云台。控制线的输入端有五个,其中一个为电源的公共端,另外四个分为上、下、左、右控制端。如果将电源的一端接在公共端上,电源的另一端接在“上”时,则云台带动摄像机头向上转,其余类推。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,电源另一端接在“自动”端, 云台将带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。还有直流6V供电的室内用小型云台,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摇控方式。云台的安装位置距控制中心较近,且数量不多时,一般从控制台直接输出控制信号进行控制。而当云台的安装位置距离控制中心较远且数量较多时,往往采用总线方式传送编码的控制信号并通过终端解码器解出控制信号再去控制云台的转动。 

    用云台时,最好选用在云台固定不动的位置上安装有控制输入端及视频输入输出端接口的云台,并且在固定部位与转动部位之间(即与摄像机之间)有用软螺旋线形成的摄像机及镜头的控制输入线和视频输出线的连线。这样的云台安装使用后不会因长期使用导致转动部分的连线损坏。特别是室外用的云台更应如此。 

    球型云台/云台 编辑

    随着电视监控行业的迅速发展,球形云台技术也有了许多改进。近年来发展起来的球形云台摄像机(简称球机)就是其突出代表之一。球机以其外形美观、隐蔽、个性化、安装方便等特点正在逐步取代传统云台防护罩,但针对球机自身的特点在工程中注意选择、合理配置、科学使用。 

    球机分类及构造
    一般来讲,球机在功能上主要分为普通球机和高速预置球机。普通球机主要指球机内置的云台为普通云台或无内置云台。

    影响球型云台性能的主要因素及对策/云台 编辑

    就当今球机技术来讲,影响球机性能及质量的因素是多方面的,但主要来自如下各方面:
    1.透光球罩(简称球面)
    图像清晰度下降主要原因:
    球面材质
    球面表面光洁度
    球面制造工艺解决方案:

    选用光学亚加力材料,其透光率好
    球面光洁度高,不能有任何缺陷,包括:不平、凹凸起、划伤、气泡等。
    球面制造工艺精良,严格控制出模时间、温度等,此外,作业现场干净、整洁、无尘也是重要的控制因素。
    图像重影一这是最经常出现的故障,也是用户及工程商不容易发现的故障

    球面曲率的大小,比如:9"比14"重影机会多
    球面积过大
    球面各部分厚薄不均匀
    l选用镜头倍数与球罩尺寸不匹配
    原因分析:

    因为摄像机成像一般都是由像素构成,上述原因均可导致成像重影

    解决方案:
    大倍数镜头尽量选用大尺寸球机
    尽量选用小的球面
    选用尽量相近的球面,球面厚薄尽可能一致且均匀
    根据镜头倍数,合理购置球机尺寸。 
    透光率下降

    主要原因:球面颜色

    因为球机的一大优点是隐蔽性,因此隐蔽性越强就要求球罩颜色越深。由此深色球面的负作用是透光率下降。
    解决方案:
    根据现场光照度,选择球面颜色
    尽量选择低照度摄像机
    合理选择球面颜色,一般选用浅烟、浅蓝等,可折中解决此矛盾。
    反光的主要原因:

    球机内部有反光物。
    摄像机与球面距离过远。
    旋转角度与外部光源形成光多角度反射。
    解决方案:

    球机内尽量减少反光物
    安装中尽量将摄像机与球面接近
    尽量避免球机与外部光源构成不合理反射位置

    2、球机结构
    一般来讲,在户外使用的摄像机故障大大多于室内使用,究其原因主要是因为户外摄像机防护设备问题,而恰恰是防护问题大大降低摄像机和镜头使用寿命及工作的可靠性。因此科学的结构设计同样是球机性能的重要指标。

    户外型--高温、防雨、加热除霜是三大重要难点

    a.高温

    户外高温主要是阳光直射。一般球机在室外阳光直射下,内部可达55℃-60℃。一般防护罩可采用内部风冷方式降温,但风冷条件是对流,而球机没有对流渠道,因此球机最佳降温手段是遮阳。先进球机的设计均采用双层结构设计,如图A所示。双层对流通风设计更是有效降温的最佳手段。一般来说,选用双层遮阳罩的球机可降低球机内部温度3℃-5℃,而单就单层顶罩来讲,其材料也十分重要,一般铝材顶罩保温效果最差,工程ABS次之,而DMC、玻璃钢等材料保温效果要明显优于上述材料。

    b. 防雨与密封

    优秀球机对防雨和密封要求很高。防雨不仅要考虑雨量,而且要考虑雨水方向。我国沿海等地区经常有台风,其雨水方向是全方位的,因此对球机密封要求很高。一般来讲,漏雨进水主要来自几个方面:

    球机本身设计装配不良
    球面与顶罩接触部分不密封或密封不好
    通过球机支架进水
    安装过程没有按照说明书指导在关键部分做防水处理(如支架与球机联结部、支架与墙体联结部等)
    安装中球机出线处理不好,水顺导线进入球机 注意上述要点可大大减少漏水可能。 
    c. 加热与除霜

    由于球机中摄像机和镜头均在球机内下部,因此球机内的加热功能设计要十分合理。一般来讲,加热器安装在球机上部,并应配有同步小型风扇,将热量吹向球机下部及球面,以起到加热摄像机和镜头并除霜的作用。

    目前,最新设计是将加热器安装在球机的内侧壁,同时配同步风扇。其优点如图C所示。科学地使加热风在球机内循环,不会形成热风阻流及产生死气流区,最大限度使其加热均匀,起到加热、除霜、除水气的目的。  

    d. 电机及内部结构设计

    电机是云台和球机关键部件。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。因此,电机在一定温度、湿度条件下连续运行的小时数是硬指标。此外,电机乱向、卡死、停机、发热、噪声、干扰等也都是云台电机的重要指标,选用优良电机可大大提高球机寿命和可靠性。

    内部结构设计的科学性、实用性。如:摄像机托板可上下调节,如前述,可最大限度地使摄像机接近球罩;内部走线合理;安装接线方便;云台回差小;连续转动抖动小;转速设计合理等也是重要指标。 

    3.球机发展趋势及展望
    目前国外球机发展主要发展趋势有如下凡方面:
    外形:球机外观与安装现场环境的和谐、美观
    小型化:适应目前摄像机、镜头小型化及一体化趋势,球机也向小型化发展
    隐蔽性:根本上解决隐蔽与透光率低的矛盾,将是球机发展的根本性革命
    向高速、变速预置球发展
    总之,目前球机发展正处在取代传统云台防护罩的时候,而部分条件下也正处在被高速预置球机取代的地位,但无论如何,普通球机仍以其价格低、适用性强(无需通信协议等)、安装调试方便被大多数用户欣赏。

    用途/云台 编辑

    云台
云台
    综述
    云台的应用范围很广,各种特殊行业也对云台产品有一定的需求。在其发明国苏联被广泛应用于摄影宣传片。由于使用环境特殊因此需要云台产品具有满足现场环境特殊防护性能,常见的有水下型、高温型、低温型、防腐型和防爆型。特殊云台对使用的材料、防护等级、防护方式等都有严格的要求,并必须遵守相应的行业特殊标准。其中以防爆型云台最为突出。
    防爆设备简述
    石油、化工、煤炭和国防等许多工业部门,在生产、加工、运输和贮存的各个过程中,经常可能泄露或溢散出各种各样的易燃易爆气体、液体和各种粉尘及纤维。这类物质与空气混合后,可能成为具有爆炸危险的混合物,当混合物的浓度达到爆炸浓度范围时,一旦出现火源即会引起爆炸和发生火灾等严重事故。当前已经研制出隔爆型、本质安全型、增安型、正压型、充油型、充砂型、无火花型等多种型式的防爆电气设备。
    可燃性气体、蒸汽级别、温度组别举例如下,其它表中没有列出的可参阅GB3836.1附录A。
    凡是用于煤矿井下的防爆设备为I类设备,其它用于工厂的防爆设备为II类设备。在II类设备中按适用于爆炸性气体混合物最大试验安全间隙或最小点燃电流比分为A、B、C三级。T1值T6为设备允许表面最高温度,T1—450℃、T2—300℃、T3—200℃、T4—135℃、T5—100℃、T6—85℃。
    I类设备的表面可能堆积粉尘时,允许最高表面温度为150℃;II类设备的允许最高表面温度为T4—135℃、T5—100℃、T6—85℃。
    对于电压不超过1.2V、电流不超过0.1A,且能量不超过20微焦或功率不超过25mw的电气设备,在经过防爆检验部门认可后,可直接使用于工厂爆炸性气体环境中和煤矿井下。
    防爆原理
    防爆设备的应用原理一般有间隙型、防止接触型、采用安全措施型及其它如利用爆炸的滞后特性支撑超前断电等其他防爆原理。其中适用于电视系统的有间隙防爆原理和采用安全措施防爆原理。
    ⒈间隙防爆原理
    电火花及电弧可以引燃爆炸性混合物。由德国建立起来的间隙隔爆结构,是防止电弧等引燃周围爆炸性混合物较可靠的方法。它具有一个足够牢固的外壳,能经受内部爆炸气体混合物产生的最大爆炸压力,确保不变形或损坏,并具有一定结构间隙以使喷射出来的燃烧生成物通过一定的法兰长度冷却到低于外部爆炸性混合物的自燃温度。结构间隙可以是平面结合面或圆筒结合面组成,还可以是曲路、螺纹或屏障式等结构组成。除此之外。如微孔、网罩、叠片、充砂等结构也属于这种原理的防爆形式。
    ⒉采用安全措施的防爆原理
    在设备上采用一系列的安全措施使其在最大限度内不致产生火花、电弧或危险温度,或采用有效的保护元件使其产生的火花、电弧或温度不能引燃爆炸性混合物,以达到防爆目的。防爆增安型、本质安全型等电气设备都采用这一原理制造的。
    防爆设备标志
    隔爆型防爆设备“d”、本质安全型设备有“ia”和“ib”。设备外壳的明显处应设置清晰永久性凸纹标志“Ex”。同时设备外壳的明显处还应设置铭牌,并可靠地固定。上应该有“Ex”标志,防爆型式标志,并顺次标明防爆型式、类别、级别、温度组别等;防爆合格证编号;出产日期、产品编号、产品标准中指出必须注明的内容等。
    例如“d II BT3”表示隔爆型II类B级T3温度组防爆设备。
    防爆设备材料
    对于隔爆型防爆设备外壳应能承受1.5倍内部实际最大爆炸压力,但不得小于3.5×105 Pa。用于I类采掘工作面的设备,外壳须采用钢板或铸钢制成;I类非采掘工作面的设备,其外壳可用牌号不低于HT25-47灰铸铁制成;I类携带式设备和II类设备,外壳可用抗拉强度不低于117.6N/mm2(12kg /mm2)、含镁量不大于0.5%(重量比)的轻合金制成。
    本质型设备的外壳材质可用含镁量不大于0.5%(重量比)的轻合金或表面电阻不大于1×109Ω的塑料制成。

    故障处理 /云台 编辑

    综述
    云台故障出现有可能存在以下几方面的情况
    1.无法控制云台
    2.无法控制解码器
    3.部份功能无法实现
    4.码转换器的信号指示灯不工作
    码转灯不闪
    软件设置(灯不闪,主要是码转换器未进行工作,先从软件设置着手解决这个问题)
    1.软件中的解码器设置(解码器协议、COM口、波特率、校验位、数据位、停止位)
    2.更换一个COM口(检查COM口是否损坏),
    3.硬件,如上述设置后,还是无法正常使用,打开九针转25针转换器接口。检查接线是否为2-2,3-3,5-7,如果正确,检查码转换器电源是否正常(可用万用表进行电压和和电流测试(9V,500MA)),没有问题可判定码转换器已经损坏。
    无法控制解码器
    解码器中无继电器响声。
    1.检查解码器是否供电;
    2.检查码转换器是否拔到了输出485信号;
    3.检查解码器协议是否设置正确;
    4.检查波特率设置是否与解码器符合(检查地址码设置与所选的摄像机是否一致(详细的地址码拔码表见解码器说明书);
    5.检查解码器与码转换器的接线是否接错(1-485A,2-B;有的解码器是1-485B,2-A);
    6.检查解码器工作是否正常(老解码器断电一分钟后通电,是否有自检声;软件控制云台时,解码器的UP,DOWN,AUTO等端口与PTCOM口之间会有电压变化,变化情况根据解码器而定24VOR220V,有些解码器的这些端口会有开关量信号变化),如有则解码器工作正常,否则为解码器故障
    7.检查解码器的保险管是否己烧坏。
    无法控制云台
    1.检查上面第六项是否正常
    2.解码器的24V或220V供电端口电压是否输出正常
    3.直接给云台的UP、DOWN、与PTCOM线进行供电,检查云台是否能正常工作。
    4.检查供电接口是否接错
    5.检查电路是否接错(老解码器为UP、DOWN等线与PTCOM直接给云台供电,各线与摄像机及云台各线直接连接就可以了;有的解码器为独立供电接口
    无法使用
    一、界面上无法操作(无法点击或点击无任何响应)
    1.按上述步骤检查码转
    2.安装相应的云台控制补丁程序
    3.通知供货商
    二、点击时码转灯亮或解码器里面有继电器响,但部份功能无法控制
    1.检察无法控制的功能部份接线是否正确。
    2.云台、镜头等设备是否完好。
    3.解码器功能端口是否电压、开关量输出是否正常。
    三、控制时云台动作不正常
    如出现转动无法停止情况,首先单独对该端口进行测试(直接向该端口通电,进行控制),如正常,则检查解码器对应的端口是否工作正常
    录像产生马赛克
    软件问题,咨询供货商
    云台故障除了上述问题外,还有一些比较容易出现的故障,比如云台有时正常有时不正常,这种大部分云台的安装不正确(如正装的安成了吊装的),导致云台工作不正常,长期下去可能导致云台损坏。另外一个就是干扰问题了,其经常的出象就是云一直向左或一直向右,不停,或都没有控制时云台会自行旋转,这都是由于传输信号的衰减和干扰。

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2014-04-28
    扩展阅读
    1云台
    2监控摄像机云台故障及解决方法

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    出行参考

    云台景区位于三台县城西安居镇境内,距三台县城35公里,主要由鲁班湖、妻卩王城、云台观等景片组成。 妻卩王城系春秋时代妻卩国的国都,王城左带绵水,右邻妻卩江,两江相汇于城东南,横跨妻卩江有座九龙九墩桥。....参考51766的"云台“详情

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