按用户确认采用规格书5 mm焦距;机械占位改用供应商STP的8个有效实体,替换旧6个简化件。结构查看器和新增STEP已更新为59个实体。旧版外观/打印文件、PDF与剖面图保留版本记录,不能代替当前镜头接口数据。
查看当前数据、接口检查和供应商文件 →保留外观,新增内部结构与IP66设计规划
整机外轮廓维持126.4×172.8×128.7 mm;水平355°、仰20°、俯80°。本页从装配与密封剖面展开,原有外观、概念对照、图纸和下载内容全部保留。
采用上置双轴承水平轴系、独立密封头舱、两侧俯仰轴密封和有限转角线环。此轮完成候选布局与剖面,IP66尚需密封选型、详细装配设计和整机实测。
新增 / 内部结构交互3D
在独立窗口查看 → · 可切换水平/俯仰轴、密封、传动、单件及X=0剖开。原有外观3D保留在下方入口。
新增 / 轴承、传动与密封剖面
新增 / 本轮独立检查
| 检查 | 结果 | 范围 |
|---|---|---|
| 结构STEP独立回读 | 57件有效单实体 | 轴承、齿轮、密封和线环包含包络替代 |
| 原有文件与内容 | 151个基线文件保留,原始V16未修改 | 原review完整正文保留在本页下方及独立外观页 |
| 新框架对原头部 | 连续刚体间隙下界 4.074 mm | 51个2°姿态及1°刚体弦长误差界;不含线束、公差与变形 |
| 内件相对运动 | 11个10°姿态对指定对象抽查 | 不是所有内件、连续线形或生产公差验证 |
01 / 外观冻结,新增两个独立密封舱
本轮推荐沿用V0.16的外轮廓,不增加整机宽高深。将轴承、齿轮和主轴向白色上仓内部布置,黑色底座继续保留下方局部内凹。此结论针对当前候选器件包络;真实电池、主板、电机选型后仍须复核。
| 分区 | 结构和运动 | 防水边界 |
|---|---|---|
| A / 上部干区 | 固定电池上仓 + 下方旋转杯;两者之间存在相对转动 | 上仓与固定密封套为静密封;旋转颈与密封套之间为主唇封 |
| B / 摄像头干区 | 蛋形头部绕X轴俯仰;前脸、镜头、PIR同动 | 前脸及器件各自静密封;左右固定中空轴分别做俯仰动密封 |
| C / 湿区 | 护臂内侧线槽、迷宫/甩水区、外部接插件周边 | 允许排水;两端独立灌封穿线,不把湿槽接入干舱 |
原有一体护臂作为承载骨架继续保留。线槽盖板是服务件,不把它当作主防水边界;不得在干舱底部直接开排水孔。
承载路径:摄像头载架 → 两侧轴承 → 固定俯仰轴 → 一体护臂与旋转杯 → 水平轴承 → 固定主轴与桥架 → 白色上仓安装承载件 → 安装板。R01只定义这条路径,未完成螺柱、接触强度及冲击校核。
绿色/紫色占位表示电机、板件和线环预留。齿轮只显示齿顶包络;轴承以包络环表示。本轮STEP为结构布局参考,不作为开模或下单图。
02 / 水平轴:双轴承 + 中空主轴 + 上置齿轮
采用固定中空主轴,旋转杯由两只6806轴承支撑。轴承向上进入白仓,避免把全部机构挤进外露12 mm黑边。工作水平角维持355°,采用有限转角线环与限位,不按无限连续旋转设计。
| 编号 | 候选尺寸 / G坐标 | 关系与待确认项 |
|---|---|---|
| P01 / P12 | 主轴Ø30/通孔Ø12,Y61..112;桥架116×16×2,Y110..112 | 主轴固定;桥架与安装载荷通路的连接、强度及紧固未释放 |
| P03×2 | 6806:30×42×7;下Y63..70,上Y84..91 | 轴承中心距21;内圈接固定轴,外圈随杯转;定位肩/锁环待详细设计 [S02] |
| P02 / H02 | 旋转轮毂Ø50;内部旋转颈Ø106/100,Y54..86 | 上置颈属于内部变化;外露Ø120轮廓及原凹底面保留 |
| P07 / P08 | m0.6,20°压力角候选;120/18齿,宽6;中心距41.4 | 外啮合,级比6.667;图中为齿顶包络,齿形/侧隙/轴支撑未释放 |
| P09 / P10 | 电机Ø16×22;线环空间Ø64/32×12 | 两者最近距离1.40 mm,尚需加电机支座、线槽壁及装配余量 |
| P11×2 | 每个Ø21.7×70.8,中心X±48/Y96,沿Z放置 | 仅电池包空间假设;不是已选21700电芯、容量或安规结论 |
主轴上端的静止端出线应位于上轴承之外,再进入收纳线环。不能让固定线束从上下轴承之间横穿旋转轮毂。线环的转子端再沿旋转杯进入护臂。
硬限位、零位传感器和软件限位分层设计。355°是工作行程,机械止挡须留超程与误差余量;实际余量待电机、编码器和线束寿命选定,当前不释放止挡尺寸。
上下轴承轴向定位必须分工:一端定位,另一端采用受控浮动/弹性补偿方案;不把两端过盈锁死,也不靠拧壳螺钉随意预紧。详细轴肩和配合须按最终轴承资料确定。
03 / 俯仰轴:固定轴、旋转头部和反力端
维持上仰20°、下俯80°。两侧固定中空轴与护臂连接,轴承外圈和密封壳随摄像头仓旋转。电机装在头部内部,推动小齿轮沿固定太阳轮行走,使头部得到俯仰反力。
| 编号 | 候选尺寸 / 位置 | 解释 |
|---|---|---|
| T01 L/R | Ø12 / 通孔Ø8;轴线G Y−15、Z0 | 固定在护臂,随水平转动,不随头部俯仰 |
| T02 L/R | 6801:12×21×5;中心X±42 | 右端定位,左端内圈浮动约0.2–0.3 mm仅为候选;完整配合链待定 [S03] |
| T03 / T04 | 唇封包络12×22×4;套座外Ø26 | 套座两侧开孔处还需要静态密封、止口及压紧结构;仅切孔不构成防水 |
| T05 / T06 | 固定太阳轮63齿 / 小齿轮18齿;m0.6;中心距24.3 | 太阳轮键接固定轴;电机/小齿轮随头部行走;相对电机轴减速比3.5 |
| T07 / T08 | 电机Ø16×28;左侧线环Ø42/28×6 | 线环在左,驱动在右;绕轴布线保持有限100°摆动 |
| T09 | 主板68×40×12;Z−36..−24 | 将未选型主板占位后移5 mm,固定镜头和PIR位置不变 |
不能把电机和被驱动大齿轮都固定在摄像头仓上,否则没有外部反力。本方案的固定太阳轮与护臂连接,小齿轮、电机及头部载架组成运动端。载架和电机紧固件尚未详细建模。
在−80°至+20°每10°的11个姿态,检查固定太阳轮对旋转腔体、镜头组件、感光板、电机和主板:当前包络未发现体积交叠。该抽样只检查这些相对运动对象,不代表整套机构或线束连续无干涉。
头部两侧外观黑圆片与壳体内孔新增Ø26套座通道,外部边界不变;完整轴承肩、挡圈、螺钉、套座静密封与轴端夹紧仍是下一步细化项目。
04 / 密封剖面:先分清动密封与静密封
IP66是整机目标。2RS轴承、迷宫、防水涂层和额定IP接插件都不能单独证明本机达标。方案采用外部甩水/迷宫、后置主唇封、干区轴承三层关系。
| 位置 / 路径 | 主边界方案 | 需要释放的细节 |
|---|---|---|
| 上仓 ↔ 固定密封套 | 静态O圈;候选ID118×线径2 | Ø122壳孔、Ø119槽根,径向腔高1.5,槽宽2.8;最终材料/公差待核对 [S04] |
| 固定套 ↔ 旋转颈 | 双向低速PTFE唇封候选,106×116×5 | 这是定制包络,未选料号;确认反转、干/润滑条件、扭矩、轴表面及磨损 [S05] |
| 左右俯仰轴 | 双向摆动唇封候选,12×22×4,各1 | 轴固定、密封壳旋转;厂商必须确认该工况;外侧迷宫湿区不能连通干区 |
| 俯仰套座 ↔ 白壳 | 静密封圈或验证合格的粘接/焊接 | R01仅有套座座孔;密封槽、压紧件和防转结构尚未释放 |
| 摄像头前脸 / 壳缝 | 连续成形密封垫 + 压缩止挡 | 螺钉布置在主密封线外或使用盲柱,前脸定位避免压歪光轴 |
| PIR / 灯窗 / 指示窗 | 各自法兰垫、压框或焊接边界 | PIR透镜直接作为功能外表面;不能在前方加普通玻璃/PC挡住长波红外 |
| 镜头前端 | 优先向供应商确认密封前组 + 桶外静密封 | 若不能提供,另做AR保护窗方案并复核视场、反光和装配间隙;本轮未冻结该窗 |
| 跨舱线束 | 两端静态灌封穿线,湿槽可排水 | 防毛细渗水;验证胶材对线皮粘附、温循后剥离及可维修性 |
| 上舱 / 头舱各1透气口 | 背向直喷的ePTFE透气组件候选 | 位置不积水,基材、焊/贴合及气流量按舱容选择;评级依外壳 [S06] |
| 外接电源 / SIM-SD服务口 / 声学口 | 配套密封接插件、带止挡检修盖、声学膜 | 插合与未插合状态分别定义;本轮不新增外部孔,先确认接口需求 |
O圈名义径向压缩:(2−1.5)/2=25%;矩形腔填充率近似π×1²/(1.5×2.8)=74.8%。ID118装在Ø119槽根,名义拉伸约0.85%;忽略拉伸缩径时,线径2.00±0.08、腔高1.50±0.05会给出约19.3%–30.3%压缩,尚未满足最终公差释放。
该计算未计入拉伸导致截面缩小、胶料膨胀、热胀、槽圆角和三维变形,不能作为生产沟槽标准。主旋转接触处优先专用唇封,不把上述25%静态O圈压缩率直接套到转动轴上。
迷宫的排水口留在外侧湿区;干区不设直通排水孔。透气膜用于压力平衡,不能保证消除结露。声学、防水、UV与冲击需要分别验证。
05 / 空间检查与厚度决策
本轮先验证候选占位。外观模型中原本实心的白仓上部改为内部掏空候选;这不等同于已完成塑胶筋位、拔模和强度设计。
| 检查 | 当前结果 / mm | 工程判断 |
|---|---|---|
| 电机 ↔ 水平线环 | 1.40 | 余量偏紧,支座、线槽壁与位置公差未扣除 |
| 候选电池 ↔ 白色上仓 | 1.812 | 只是单体包络,不含完整保护板、保温/绝缘和装配缓冲 |
| 候选电池 ↔ 水平线环 | 5.15 | 可继续规划固定架,但不等于完整电池包通过 |
| 俯仰线环 ↔ 主板 | 3.00 | 仅收纳空间的静态间距;真实弯折路径未建立 |
| 固定太阳轮 ↔ 后移主板 | 4.50 | 11个相对姿态抽样无交叠,见原始JSON |
| 白仓上壁 / 底座凹底 | 暂定2.5 / 原有Y向2.4 | 凹曲面2.4是竖向厚度,不是已确认的法向工艺壁厚 |
| 护臂横向壁厚 / 线槽 | 约3.6 / 槽深2.2、宽6 [A] | 若用0.6盖板,净高约1.6;容纳1.2厚扁平线束需核对固定方式 |
| 开槽后剩余护臂厚度 | 约1.4 [A] | 强度风险点:先做金属原型与FEA,不能按该值直接开模 |
镜头现按2026-10-20供应商STP更新:5 mm焦距已确认,机械总包络约25.55×42.23×32.70 mm;当前镜头基准和接口检查见上方更新入口。FLE081025资料保持;PIR传感器与最终感光芯片仍待确认。
当前建议维持V0.16整机126.4×172.8×128.7 mm(不含后安装件);先不为黑边单独增加高度。若线槽强度或完整电池包要求更多空间,优先局部向内改截面并重新核对转动,再提交具体外观厚度变更。
本轮CAD包含配合面接触和齿顶啮合包络交叠,不能对所有零件做“零体积交叠”断言。通过的是列出的空间与相对运动检查;完整紧固、齿形、密封压缩、热路和RF布局仍未完成。
06 / 驱动、线束与公差预算
电机采用“减速电机输出 + 本轮外置齿轮级”的候选关系。以下数字用于暴露选型约束,不是某个电机或密封供应商的性能。
| 项目 | 暂定输入 | 结果 / 选型要求 |
|---|---|---|
| 俯仰重力矩 | 头部质量0.45 kg、重心偏距12 mm [A] | 0.05297 N·m;必须用实际BOM质量与重心替换 |
| 俯仰摩擦预算 | 两唇封各0.02、轴承0.01、线束0.02 N·m [A] | 合计0.07 N·m,全部为待测设计预算 |
| 俯仰惯性 | J=0.0007 kg·m²,α=0.5 rad/s² [A] | 0.00035 N·m |
| 俯仰输出与电机输出 | 上述相加,安全系数2;齿轮效率0.7 [A] | 头部需求约0.247 N·m;3.5级比前电机输出约0.101 N·m,按连续而非堵转扭矩选 |
| 水平密封扭矩敏感性 | 主唇封0.05..0.20,其他合计0.04 N·m [A] | 系数1.8、效率0.7及6.667级比 → 电机输出约0.035..0.093 N·m |
| 线环基本条件 | 水平工作±177.5°;俯仰−80..+20° | 电流、线径、动态弯曲半径、扭转中性点、锚点和寿命必须同时选定 |
| 寿命规划示例 | 每天20次完整动作×365天×5年 [A] | 约36,500次;暂定50,000次工程筛查,需按实际使用强度修订 |
低速、低温和换向时,密封启动力矩可能支配电机选型。需要记录−20/23/+60°C暂定温点的启动力矩、连续电流和换向失步/堵转;环境温度尚未作为产品承诺。
轴系基准建议:上部A为水平轴承共同轴线;头部B为两侧俯仰轴共同轴线;C为前脸光学安装基准。轴承同轴度、唇封跳动和粗糙度按最终供应商限值反推,不在R01套用通用公差。
不同轴承环的过盈/间隙应按实际载荷方向、转动环、金属/塑料热膨胀和装配顺序确定。轴承定位与密封垫压缩使用独立止口控制。
优先保留高数据速率图像链路在头部内部;跨轴仅规划电源及必要控制信号。最终电源峰值、电机干扰、天线与电池屏蔽问题须由电子设计共同确认。
07 / 装配顺序与制造检查
先把可装入、可锁紧、可测漏的装配链确定,再细化外观内壁和筋位。R01尚未生成全部紧固件及工装。
| 步骤 | 装配与检查点 |
|---|---|
| 1 / 头部子总成 | 镜头模组与感光板定位;PIR焦点与压框;前脸静密封;灯窗/声学口/透气口分别检查 |
| 2 / 两侧轴系 | 装轴承、套座及唇封;套座对壳体静密封;保护唇口,检查转动阻力及轴向定位 |
| 3 / 俯仰驱动 | 固定轴上太阳轮先预装;电机及小齿轮在载架上装入;检查齿侧隙/预紧和可拆装工具通道 |
| 4 / 头部与一体护臂合装 | 从左右装入中空轴并键接/夹紧;左端穿线;头舱线环预成形;静态灌封后检查两端隔水 |
| 5 / 水平总成 | 两轴承与旋转轮毂装配;固定主轴和上桥架合装;对接齿轮与电机支架,控制轴承轴向状态 |
| 6 / 上仓闭合 | 装电池/保护板/天线;线环静止端与转子端锚定;固定密封套与旋转颈封闭;最后完成壳体静密封 |
| 7 / 模块和整机检查 | 分区气密筛查、静态/动态摩擦、全行程电流;完成整机IP6X及IPX6后拆检、复测功能 |
“能够在CAD中放进去”并不保证能装进去。太阳轮、轴端键接、轴肩锁紧以及线环出线必须通过装配顺序和工具可达性审查;未通过之前不释放详细加工图。
建议样机阶段:透明替代壳观察线束;金属轴系与护臂用于刚度验证;密封实际材料与真实表面用于扭矩/寿命试验。透明打印件和渲染图均不能替代IP66样机。
08 / IP66验证计划与放行条件
IP66要求防尘与强喷水两项整机结果。当前状态为设计目标及验证计划,尚未达到“已通过IP66”。测试采用IEC 60529受控版本并与实验室确认样品、姿态、负压条件和验收条款。[S01, S07]
| 阶段 | 覆盖条件 | 记录 / 放行条件 |
|---|---|---|
| 结构前审 | 所有密封路径与干湿区;两舱、轴系、PIR、灯窗、线束、接口及服务盖 | 每条路径有责任人、图纸和材料;不允许以轴承自带密封替代整机边界 |
| 器件验证 | 密封反转/摆动、轴表面、静胶粘结、压缩永久变形、透气膜基材兼容 | 供应商图纸与扭矩/寿命曲线,明确材料、温度与装配润滑 |
| 样机气密筛查 | 两个干舱分别测试;透气膜需按工艺分路或暂封并做恢复检查 | 漏率阈值用合格/失效样件建立与IP结果的相关性;气密合格不直接等同IP66 |
| IP6X | 整机防尘;按标准和实验室确定负压方法、时长、粉尘与样品配置 | 拆检干舱及功能;采用标准规定的防尘验收,不凭外观判断 |
| IPX6 | 整机强喷水;公开实验室摘要Ø12.5喷嘴、100 L/min、距离2.5–3 m [S08] | 完整时间、表面积、姿态、全部方向与验收依IEC全文;试后拆检、绝缘/功能检查 |
| 附加工程工况 | 壁装/顶装,水平两端、仰20/俯80;运动中喷水、温循后和寿命后重测 | 这些是产品附加验证,不冒称全部属于IEC基础条款 |
| 寿命与环境 | 暂定50,000完整动作;冷热启停、UV、冷凝、盐雾按最终使用环境定 | 测行程电流、扭矩、回差、线束破损和密封磨损;复测防尘与强喷水 |
| 最终发布 | 冻结量产件、紧固扭矩、胶固化、润滑、检漏参数及检验工装 | 认可实验室完整报告与量产一致性控制;IP66不宣称浸水或高温高压清洗 |
透气组件与接插件即使具有自己的IP等级,也需要在本机安装状态重新评定。灌封、三防涂层只作为已定义边界的补充。电池安全、无线认证及电气安全另行验证,不能由IP66结论替代。
建议进入下一轮的条件:实际电池包/主板/电机数据齐全,唇封供应商认可工况,轴承/套座及紧固方案完成装配审查,线环走线有实测样件,镜头前组密封或保护窗路线明确。达到这些条件后,再讨论局部厚度是否需要变化。
09 / 新增结构资料下载
结构STEP为独立新增文件,原有外观STEP、GLB、STL及12页彩色PDF继续保留。新文件的电机、唇封、电池和线束空间未完成选型,不能作为生产下单文件。
10 / 依据与来源
核查日期2026-10-18。供应商尺寸 [S]、候选设计 [D]、未选型假设 [A] 分开标识。
S01 / IEC 60529 / Edition 2.2 consolidated
IP代码及整机试验依据;正式测试须使用受控标准全文与实验室方案。
S02 / NSK 6806 boundary dimensions
30×42×7 mm;只是尺寸系列,尚未锁定密封后缀、材质、游隙。
S03 / NSK 6801 boundary dimensions
12×21×5 mm;单列深沟球轴承候选。
S04 / Parker O-Ring Handbook / ORD 5700
静态沟槽压缩率、拉伸和填充率设计参考,实际牌号及温度需复核。
S05 / Trelleborg / Rotary seals or shaft seals
旋转及摆动密封的产品技术入口;本方案尚无指定料号。
S06 / Gore / Protective Vents, Welding Integration
压力平衡;IP等级依赖外壳设计,不直接转移为本机IP等级。
S07 / TÜV SÜD / Ingress Protection Testing
第三方整机防尘、防水测试流程参考。
S08 / EXOTEST / Pressure jet testing IPX5/IPX6
实验室公开的IPX6参数摘要:12.5 mm喷嘴、100 L/min、2.5–3 m;完整条件以标准和实验室为准。