CN103213687A - 一种云台驱动模组及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云台驱动模组及飞行器，包括固装在外壳中的滑环定子，以及固装在转轴上并与滑环定子配合的滑环转子，所述滑环转子的端头设有引线，所述外壳上位于滑环转子引线的一侧还设有第一轴承，所述轴承的内圈固装有一引线穿出装置，所述引线穿出装置包括供转轴穿出的内腔，所述引线穿出装置的侧壁还设有多个供引线穿出的引线槽。本发明的云台驱动模组，其结构简单，通过在与第一轴承内圈过配合的引线穿出装置上设置引线槽，滑环转子在随转轴、引线穿出装置的同步转动过程中，滑环转子上的引线也和引线穿出装置同步转动，从而实现引线连续360°的不缠绕，解决了现有技术中不能安装轴承的问题，使得转轴的运行更加稳定。

Description

一种云台驱动模组及飞行器

技术领域

本发明属于云台技术领域，更准确地说，涉及一种可连续轴向旋转的云台驱动模组，本发明还涉及一种运用该云台驱动模组的飞行器。

背景技术

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，云台适用于对大范围区域进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。云台的高速姿态一般是由电机来实现，电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，也可在工作人员的操纵下跟踪监视对象。

云台还可应用于载人飞行器、无人飞行器、轮船、机器人等领域，现有技术中云台滑环转子的出线部分无法安装轴承，使得滑环转子的运行极为不稳定。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种云台驱动模组，其结构简单，可在滑环转子的出线部分安装轴承，使得滑环转子运行稳定。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种云台驱动模组，包括固装在外壳中的滑环定子，以及固装在转轴上并与滑环定子配合的滑环转子，所述滑环转子的端头设有引线，所述外壳上位于滑环转子引线的一侧还设有第一轴承，所述轴承的内圈固装有一引线穿出装置，所述引线穿出装置包括供转轴穿出的内腔，所述引线穿出装置的侧壁还设有多个供引线穿出的引线槽。

优选的是，所述引线槽位于引线穿出装置外侧的侧壁。

优选的是，所述引线槽位于引线穿出装置内腔的侧壁。

优选的是，所述外壳包括端盖，所述第一轴承的外圈和该端盖上设置的通孔过盈配合。

优选的是，所述引线穿出装置的端头设有用于和第一轴承端面配合的一圈径向凸起。

本发明还提供了一种飞行器，其包含上述的云台驱动模组。

优选的是，该飞行器还包括云台镜头的变焦模块，包括成像设备中的镜头，还包括驱动镜头上变焦环转动的驱动装置。

更加优选的是，所述驱动装置包括固装在支架上的执行电机，以及将执行电机扭矩传递给变焦环的皮带。

进一步优选的是，还设有用于限制变焦环正、反转的限位装置；所述限位装置包括固装与皮带上的限位块，以及固装在支架上的用于和限位块配合的限位凸起。

更进一步的是，所述限位块的个数为两个，顺次固装在皮带上，为分别限制变焦环正、反转的第一限位块、第二限位块，所述支架上的限位凸起为分别和第一、第二限位块配合的第一限位凸起、第二限位凸起；所述第一限位块、第二限位块以及第一限位凸起、第二限位凸起分别为相应电配合的第一限位器、第二限位器以及第一限位开关、第二限位开关。

本发明的云台驱动模组，其结构简单，通过在与第一轴承内圈过配合的引线穿出装置上设置引线槽，滑环转子在随转轴、引线穿出装置的同步转动过程中，滑环转子上的引线也和引线穿出装置同步转动，从而实现引线连续360°的不缠绕，解决了现有技术中不能安装轴承的问题，使得转轴的运行更加稳定。

附图说明

图1示出了本发明飞行器云台的结构示意图。

图2示出了本发明云台驱动模组的爆炸图。

图3、图4示出了本发明云台驱动模组的剖视图。

图5示出了图2中引线穿出装置的结构示意图。

图6示出了图1中第一支架、第二支架、云台镜头之间的装配示意图。

图7示出了本发明飞行器中变焦模块的结构示意图。

图8示出了图7的主视图。

具体实施方式

为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面结合具体的附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明云台驱动模组所运用的一种飞行器，其包括X轴(俯仰轴)、Y轴(横滚轴)、Z轴(旋转轴)转动件，基于图1所示的方向，还包括分别用于驱动X轴、Y轴、Z轴转动件的X轴电机5、Y轴电机7、Z轴电机8。参考图l、图2，还包括用于装配成像设备1的第一支架6，本领域技术人员根据成像设备1和镜头2之间的配合关系，可以将该成像设备1理解为包括但不限于相机、摄像机、探头等用于摄影、照相或检测领域的成像装置。例如单反级别的5D2与5D3或RED电影摄影机。

装配有成像设备1的第一支架6通过X轴转动件转动连接于第二支架4，该第二支架4的结构优选呈U形，包括平行设置的两根支架板41，以及连接两根支架板41同一方向端头的连接板40，第一支架6的两侧分别转动连接与两根支架板41的自由端头。从而使得第一支架6在X轴转动件的支持下转动，即实现成像设备的俯仰转动。第二支架4的连接板40通过Y轴转动件转动连接与第三支架80，从而使得第二支架4可在Y轴转动件的支持下转动，即实现成像设备的横滚转动。第三支架80通过Z轴转动件转动连接于第四支架8l，从而使得第三支架80可在Z轴转动件的支撑下转动，即实现成像设备的旋转转动。上述三轴转动的结构属于现有的技术，在此对其详细结构不再赘述。第四支架81用于固装在飞行器上，其优选的结构为呈X形，其四个角均设有固装孔810，可将整个支架稳固地安装在飞行器上。

本发明飞行器中X轴(俯仰轴)、Y轴(横滚轴)、Z轴(旋转轴)转动件应用的一种云台驱动模组，参考图2、图3、图4，包括固装在外壳51中的滑环定子58，以及固装在转轴53上并与滑环定子58配合的滑环转子54，转轴53的两个自由端分别通过第一轴承56和第二轴承52装配在外壳51中，使得转轴可在该外壳51中转动。在转轴53上相应的位置开有径向的环形槽，该滑环转子54装配在该环形槽中，滑环转子54和滑环定子58之间的配合属于现有的技术，其主要的作用是把滑环定子58上的电信号传递至滑环转子54上，所述滑环转子54的端头设有用于将电信号引出的引线541，以图2、图3、图4所示的方向为参考，该引线需要从第一轴承56中引出，在第一轴承56的内圈可通过过盈配合等本领域所熟知的方式固装一引线穿出装置55，使得该引线穿出装置55可顺着第一轴承56的内圈同步转动。参考图5，该引线穿出装置55整体呈中空的圆柱体，其包括供转轴53穿出的内腔551，使得转轴53与引线穿出装置55同步转动。所述引线穿出装置55的侧上设有多个供引线541穿出的引线槽552。

通过上述结构的配合，滑环转子54在随转轴53、引线穿出装置55的同步转动过程中，滑环转子54上的引线541也和引线穿出装置55同步转动，从而实现引线连续360°的不缠绕，解决了现有技术中不能安装轴承的问题。

优选的是，鉴于滑环转子54、引线541、转轴53、引线穿出装置55均是同步转动，故该引线槽552可设置在引线穿出装置55外侧的侧壁；亦可设置在引线穿出装置内腔551的侧壁，根据需要设计引线槽552的数量，本发明的一个具体的实施例，设计了三条引线槽552，平均地分布在引线穿出装置内腔551的圆周方向上。

本发明的外壳可以包括一端盖57，上述第一轴承56的外圈和该端盖57上设置的通孔过盈配合，从而实现装配上的便捷。为了使本发明的引线穿出装置55和第一轴承56稳固地配合，所述引线穿出装置55的端头设有用于和第一轴承56端面配合的一圈径向凸起550，参考图5。

以X轴转动件为例，参考图3、图4，转轴53的端头设有轴向的安装孔531，还设有和安装孔531贯通的径向孔532，通过该安装孔531和径向孔532将X轴电机5的输出轴50和转轴53固定起来，以便X轴电机5驱动转轴5旋转。

参考图6、图7、图8，本发明飞行器的云台镜头2，其上面的变焦环上配合有驱动装置，以驱动该变焦环转动，实现云台镜头2的变焦，从而改善拍摄的质量，亦可在地面通过遥控器控制云台镜头2的变焦。鉴于云台镜头2自身的形状，该驱动装置包括固装在第一支架6上的执行电机3，以及将执行电机3扭矩传递给变焦环的扭矩传动装置，该传动装置可以为齿轮、螺杆、皮带、链条等本领域所熟知的扭矩传功工具。本发明以皮带传动进行详尽的说明，如下：第一支架6上的执行电机3和云台镜头2平行设置，执行电机3的输出轴端固装一转动轮31，皮带32套在云台镜头2的变焦环和转动轮31上，从而将执行电机3的扭矩传递给变焦环。控制执行电机3即可控制变焦环的正、反转，实现了云台镜头2的变焦。本发明的皮带32优选为齿形带；当然，为了保护变焦环以及增加皮带3与变焦环之间的摩擦力，可在变焦环上套有一可以由塑胶材料制成的护套2l。

为了防止云台镜头2上变焦环的过度转动，还可以设置用于防止变焦环过度正、反转的限位装置。其可以运用机械领域所熟知的限位结构，本发明优选的限位装置包括固装与皮带32上的限位块，以及固装在第一支架6上的用于和限位块配合的限位凸起。这样，当随着皮带32转动的限位块可与第一支架6上的限位凸起配合，防止皮带32继续顺着该方向转动。

当然，优选的是在皮带32上依次设置两个限位块，分别为第一限位块34、第二限位块33，相应地，在第一支架6上设置了第一限位凸起35、第二限位凸起36，配合关系如下：以图7、图8所示的方向为参考，在皮带逆时针转动驱动变焦环变焦的过程中，在其相应的位置，随着皮带32转动的第一限位块34与第一限位凸起35配合在一起，从而阻止皮带32继续逆时针转动；在皮带32顺时针驱动变焦环变焦的过程中，随着皮带32转动的第二限位块33可与第二限位凸起36配合在一起，从而阻止皮带32继续顺时针转动。这样通过两套限位装置，即可实现变焦环的正、反转动限位。当然，本发明的限位块可以是一个，分别可与第一限位凸起35、第二限位凸起36配合，实现变焦环的正、反转动限位。

上述限位装置是机械式的限位结构，本发明的限位装置可以是电配合，上述第一限位块34、第二限位块33为第一限位器、第二限位器，第一限位凸起35、第二限位凸起36分别为第一限位开关和第二限位开关，其电配合关系如下：在皮带32逆时针转动驱动变焦环变焦的过程中，在其相应的位置，随着皮带32转动的第一限位器与第一限位开关配合，即导通第一限位开关，从而控制执行电机3停止顺时针转动，以阻止皮带32继续逆时针转动；在皮带32顺时针驱动变焦环变焦的过程中，随着皮带32转动的第二限位器可与第二限位开关配合，即导通第二限位开关，从而控制执行电机3停止顺时针转动，以阻止皮带32继续顺时针转动。

上述的变焦模块不止可以应用到飞行器上，还可应用到汽车、轮船、机器人或手持设备上。

本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对于本领域的技术人员来说，对各实施方式的变化和增加是显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和增加都落在了本发明权利要求所保护的范围中。

相似的编号通篇指代相似的元件。为清晰起见，在附图中可能有将某些线、层、元件、部件或特征放大的情况。

本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。

Claims (10)

1.一种云台驱动模组，包括固装在外壳中的滑环定子，以及固装在转轴上并与滑环定子配合的滑环转子，所述滑环转子的端头设有引线，其特征在于：所述外壳上位于滑环转子引线的一侧还设有轴承，所述轴承的内圈固装有一引线穿出装置，所述引线穿出装置包括供转轴穿出的内腔，所述引线穿出装置的侧壁还设有多个供引线穿出的引线槽。

2.根据权利要求1所述的云台驱动模组，其特征在于：所述引线槽位于引线穿出装置外侧的侧壁。

3.根据权利要求1所述的云台驱动模组，其特征在于：所述引线槽位于引线穿出装置内腔的侧壁。

4.根据权利要求3所述的云台驱动模组，其特征在于：所述外壳包括端盖，所述轴承的外圈和该端盖上设置的通孔过盈配合。

5.根据权利要求1所述的云台驱动模组，其特征在于：所述引线穿出装置的端头设有用于和轴承端面配合的一圈径向凸起。

6.一种飞行器，其包含如权利要求1至5任一项所述的云台驱动模组。

7.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于：还包括云台镜头的变焦模块，包括成像设备中的镜头，还包括驱动镜头上变焦环转动的驱动装置。

8.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于：所述驱动装置包括固装在支架上的执行电机，以及将执行电机扭矩传递给变焦环的皮带。

9.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于：还设有用于限制变焦环正、反转的限位装置；所述限位装置包括固装与皮带上的限位块，以及固装在支架上的用于和限位块配合的限位凸起。

10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于：所述限位块的个数为两个，顺次固装在皮带上，为分别限制变焦环正、反转的第一限位块、第二限位块，所述支架上的限位凸起为分别和第一、第二限位块配合的第一限位凸起、第二限位凸起；所述第一限位块、第二限位块以及第一限位凸起、第二限位凸起分别为相应电配合的第一限位器、第二限位器以及第一限位开关、第二限位开关。

Images