本发明涉及海洋工程和水下科考装备领域，具体地说是一种全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置。
背景技术：
1、无论是对深海资源的勘探和开发，还是对各种深海前沿重大科学命题进行探究，都离不开先进的深海水下科考装备。
2、当水下科考潜器在水下对目标物进行观测的过程中，为了获取更大的观测视野范围，或者跟随目标观测物进行移动摄像拍照，都需要对水下科考潜器搭载的摄像机、照相机及水下灯等位置、角度进行调整，以获得更好的观测状态，这就需要使用到水下电动云台装置。
3、目前国内外的电动云台装置主要是两轴形式，即提供俯仰及左右两个自由度的运动能力,如授权公告号为cn106764325b的中国发明专利中就公开了一种小型化二自由度水下电动云台。但是随着水下科考潜器搭载的观测设备数量越来越多，其观测能力越来越强，并且下潜深度越来越深，但这也会导致电动云台搭载的设备重量大幅增加，并且对电动云台的回转、定位精度要求也越来越高，像cn106764325b 专利中的水下电动云台难以实现大负载大扭矩的输出能力。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，适用于搭载大重量观测设备以及具有高精度作业需求的水下科考潜器，既可以实现水下大负载大扭矩输出，又可以实现高精度俯仰回转能力，进而实现稳定的全景观察、拍摄等作业。
2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，包括外壳、回转驱动组件、俯仰驱动组件和底座，其中所述外壳包括回转安装壳段和俯仰安装壳段，且俯仰安装壳段安装于底座上，回转安装壳段垂直设于俯仰安装壳段上，俯仰驱动组件设于所述俯仰安装壳段中，回转驱动组件设于所述回转安装壳段中，回转安装壳段上端设有连接座；所述俯仰驱动组件和回转驱动组件均包括电机、谐波减速机、输入齿轮、输出齿轮和输出轴，其中电机、谐波减速机和输入齿轮依次连接，输出齿轮与输出轴同轴连接且与所述输入齿轮啮合，所述底座一侧设有首端安装盘，另一侧设有尾部转接盘，其中俯仰驱动组件的输出轴与所述首端安装盘固连，所述俯仰安装壳段尾端转动安装于尾部转接盘上，回转驱动组件的输出轴与所述连接座固连。
4、所述俯仰安装壳段首端和回转安装壳段首端均设有密封端盖，且所述密封端盖内设有第一轴承，所述谐波减速机远离电机一侧设有第二轴承，所述输出轴首端通过对应的第一轴承支撑、尾端通过对应的第二轴承支撑，所述俯仰安装壳段内部和回转安装壳段内部均设有外壳内部法兰，且所述电机前端安装于所述外壳内部法兰上，所述谐波减速机的壳体靠近电机一侧与所述外壳内部法兰相抵。
5、所述输出轴上设有轴肩，所述密封端盖内侧设有第一定位容置槽，并且第一轴承设于所述第一定位容置槽中并通过所述轴肩限位，所述谐波减速机远离电机一侧设有第二定位容置槽，第二轴承设于第二定位容置槽中并通过所述输出齿轮的轮轴轴肩限位，所述俯仰安装壳段首端和回转安装壳段首端均设有外壳端面法兰，且所述外壳端面法兰内孔壁设有限定密封端盖位置的挡圈。
6、所述第一轴承和第二轴承均采用角接触轴承，并且第一轴承和第二轴承形成背靠背的安装结构。
7、所述密封端盖上设有充油排气孔，且所述充油排气孔通过密封螺钉堵住，所述俯仰安装壳段内部和回转安装壳段内部均设有填充块，且所述填充块设于对应电机的外侧，所述回转安装壳段上设有外接补偿器，且所述外接补偿器与外壳内部连通。
8、所述密封端盖外侧与外壳的对应壳段之间设有第一密封圈，所述密封端盖与密封螺钉的螺帽之间设有第二密封圈，所述密封端盖内孔与输出轴之间设有第三密封圈。
9、所述俯仰驱动组件和回转驱动组件均设有位置反馈元件和控制板，且所述位置反馈元件和控制板均设于谐波减速机远离电机一侧，位置反馈元件设于输入齿轮上侧，且所述位置反馈元件和电机分别通过线路与所述控制板连接。
10、所述谐波减速机远离电机一侧设有一个呈凹形的安装架，所述输入齿轮设于所述安装架中，所述位置反馈元件设于所述安装架上端；所述俯仰安装壳段上设有水密插座。
11、所述俯仰驱动组件和回转驱动组件均设有限位拨块组件，所述限位拨块组件包括拨块座和限位拨块，其中所述拨块座设于谐波减速机远离电机一侧，所述拨块座内设有拨块安装孔，且所述限位拨块尾端铰接于所述拨块安装孔中，所述输出轴上设有限位耳，且所述限位拨块的首端与所述限位耳配合。
12、所述俯仰安装壳段尾端设有尾部端盖，且所述尾部端盖通过第三轴承支撑转动安装于所述尾部转接盘上，所述俯仰安装壳段与所述尾部端盖之间设有第四密封圈。
13、本发明的优点与积极效果为：
14、1、本发明通过回转驱动组件中的轴承组合、轴肩、密封端盖、挡圈、外壳内部法兰等结构实现了沿着垂直方向可支撑数倍于电动云台装置自身重量的大负载能力，并通过俯仰驱动组件和回转驱动组件中大减速比的谐波减速机以及输入齿轮和输出齿轮配合，可以显著提升输出轴大扭矩输出能力，同时也可以降低整体结构的长度，降低装置的重量与体积。
15、2、本发明利用输入齿轮与位置反馈元件、控制板等结构配合实现高精度转速控制和位置定位，进而实现本发明俯仰和回转角度的精确控制，而限位块组件和输出轴上的限位耳配合，可以实现输出轴完整的360°旋转，而不损失旋转范围。
16、3、本发明在密封端盖上设有充油排气孔，所述充油排气孔通过密封螺钉堵住密封，充油排气时将所述密封螺钉卸下，操作方便，另外本发明通过填充块和外接补偿器的配置，提升了本发明在超高压环境下的压力补偿能力，同时密封端盖的密封圈组合也保证了本发明外壳内部在超高压环境下的动静密封。
1.一种全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：包括外壳(3)、回转驱动组件(28)、俯仰驱动组件(29)和底座(5)，其中所述外壳(3)包括回转安装壳段(303)和俯仰安装壳段(304)，且俯仰安装壳段(304)安装于底座(5)上，回转安装壳段(303)垂直设于俯仰安装壳段(304)上，俯仰驱动组件(29)设于所述俯仰安装壳段(304)中，回转驱动组件(28)设于所述回转安装壳段(303)中，回转安装壳段(303)上端设有连接座(1)；所述俯仰驱动组件(29)和回转驱动组件(28)均包括电机(12)、谐波减速机(11)、输入齿轮(27)、输出齿轮(24)和输出轴(7)，其中电机(12)、谐波减速机(11)和输入齿轮(27)依次连接，输出齿轮(24)与输出轴(7)同轴连接且与所述输入齿轮(27)啮合，所述底座(5)一侧设有首端安装盘(4)，另一侧设有尾部转接盘(17)，其中俯仰驱动组件(29)的输出轴(7)与所述首端安装盘(4)固连，所述俯仰安装壳段(304)尾端转动安装于尾部转接盘(17)上，回转驱动组件(28)的输出轴(7)与所述连接座(1)固连。
2.根据权利要求1所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述俯仰安装壳段(304)首端和回转安装壳段(303)首端均设有密封端盖(9)，且所述密封端盖(9)内设有第一轴承(10)，所述谐波减速机(11)远离电机(12)一侧设有第二轴承(30)，所述输出轴(7)首端通过对应的第一轴承(10)支撑、尾端通过对应的第二轴承(30)支撑，所述俯仰安装壳段(304)内部和回转安装壳段(303)内部均设有外壳内部法兰(302)，且所述电机(12)前端安装于所述外壳内部法兰(302)上，所述谐波减速机(11)的壳体靠近电机(12)一侧与所述外壳内部法兰(302)相抵。
3.根据权利要求2所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述输出轴(7)上设有轴肩(701)，所述密封端盖(9)内侧设有第一定位容置槽，并且第一轴承(10)设于所述第一定位容置槽中并通过所述轴肩(701)限位，所述谐波减速机(11)远离电机(12)一侧设有第二定位容置槽，第二轴承(30)设于第二定位容置槽中并通过所述输出齿轮(24)的轮轴轴肩限位，所述俯仰安装壳段(304)首端和回转安装壳段(303)首端均设有外壳端面法兰(301)，且所述外壳端面法兰(301)内孔壁设有限定密封端盖(9)位置的挡圈(26)。
4.根据权利要求3所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述第一轴承(10)和第二轴承(30)均采用角接触轴承，并且第一轴承(10)和第二轴承(30)形成背靠背的安装结构。
5.根据权利要求2所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述密封端盖(9)上设有充油排气孔，且所述充油排气孔通过密封螺钉(8)堵住，所述俯仰安装壳段(304)内部和回转安装壳段(303)内部均设有填充块(13)，且所述填充块(13)设于对应电机(12)的外侧，所述回转安装壳段(303)上设有外接补偿器(2)，且所述外接补偿器(2)与外壳(3)内部连通。
6.根据权利要求5所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述密封端盖(9)外侧与外壳(3)的对应壳段之间设有第一密封圈(18)，所述密封端盖(9)与密封螺钉(8)的螺帽之间设有第二密封圈(19)，所述密封端盖(9)内孔与输出轴(7)之间设有第三密封圈(20)。
7.根据权利要求1所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述俯仰驱动组件(29)和回转驱动组件(28)均设有位置反馈元件(25)和控制板(21)，且所述位置反馈元件(25)和控制板(21)均设于谐波减速机(11)远离电机(12)一侧，位置反馈元件(25)设于输入齿轮(27)上侧，且所述位置反馈元件(25)和电机(12)分别通过线路与所述控制板(21)连接。
8.根据权利要求7所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述谐波减速机(11)远离电机(12)一侧设有一个呈凹形的安装架(251)，所述输入齿轮(27)设于所述安装架(251)中，所述位置反馈元件(25)设于所述安装架(251)上端；所述俯仰安装壳段(304)上设有水密插座(6)。
9.根据权利要求1所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述俯仰驱动组件(29)和回转驱动组件(28)均设有限位拨块组件(22)，所述限位拨块组件(22)包括拨块座(221)和限位拨块(222)，其中所述拨块座(221)设于谐波减速机(11)远离电机(12)一侧，所述拨块座(221)内设有拨块安装孔，且所述限位拨块(222)尾端铰接于所述拨块安装孔中，所述输出轴(7)上设有限位耳(23)，且所述限位拨块(222)的首端与所述限位耳(23)配合。
10.根据权利要求1所述的全海深大负载大扭矩高精度电动云台装置，其特征在于：所述俯仰安装壳段(304)尾端设有尾部端盖(14)，且所述尾部端盖(14)通过第三轴承(15)支撑转动安装于所述尾部转接盘(17)上，所述俯仰安装壳段(304)与所述尾部端盖(14)之间设有第四密封圈(16)。
