张乐天，张培培，田晓庆，杨俊毅

（杭州电子科技大学机械工程学院，浙江 杭州 310018）

水下云台是具有观测功能水下工程装备的重要部件[1-2]，其作用是承载水下摄像头、水下灯和激光测距仪等仪器，在作业过程中对搭载仪器的姿态进行调节，以实现对水下目标的动态观测或测量[3-4]。国外针对水下云台装置的研究较早。20 世纪60年代，MENZIES R 等[5]便开始使用固定式云台搭载相机来获取水下图像。2013年，SAGARA S 等[6]研发了一套应用于水下机器人的立体视觉系统，可搭载相机平移滑动变换视场，但视场范围相对较小。美国IDUS SOLUTIONS、挪威IMENCO 等公司也相继推出多款商业化的水下云台产品，可满足水下机器人的大视场观测需求。近年来，国内工程师也开展了水下云台的研究与设计。2010年，YING F J 等[7]提出采用主从两个云台的设计，分别搭载水下摄像机与照明灯，通过建立动力学模型传递云台转动信号，使云台转动稳定，但装置一体化程度不高。2016年，殷莉甜等[8]研制了双目系统并搭载在水下二自由度云台上，提高了云台的集成度，但未验证云台转速。2019年，盘潇潇等[9]设计了一套适用于浅水中辅助摄像头观测的小型二自由度云台，但是云台的转速较小，且只能用于20 m 水深。2019年，陈宣成[10]为了实现全海深作业的需求，采用油压压力平衡的电机封装方式设计水下云台，但充油式电机的密封结构较复杂，云台偏转角度控制容易出现偏差。2021年，任福深等[11]开发了一套基于STM-32主控板的二自由度观测云台，但双层O 型圈的动密封结构导致起动摩擦阻力较大，水下长期使用易磨损。……