CN105270646A - 用于无人机的云台装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无人机的云台装置，包括相连的云台安装座和器件安装总成，云台安装座包括安装平台和滑轨式连接机构，滑轨式连接机构包括连接于无人机底部的一条以上滑轨和安装于安装平台上的滑槽，在云台安装座与无人机底部相连时，滑轨套设于滑槽内完成连接配合。本发明具有结构简单紧凑、操作便捷、使用寿命长、既能实现快速安装拆除、又能调节重心的优点。

Description

用于无人机的云台装置

技术领域

本发明主要涉及到无人机领域，具体涉及一种用于无人机的云台装置。

背景技术

随着无人机的快速兴起，无人机在军用、警用及民用领域被广泛应用，比如用于测绘、侦查、电力巡检、消防等，但在这些领域往往通过搭载各种机载设备（多为各种摄像设备），以获取特定的环境信息来实现。现有的飞行器云台与飞行器之间的连接包括机械连接和电气线路连接，机械连接一般为可拆卸的固定结构，用以满足客户的不同搭载需求。

现有云台装置存在以下技术问题：

（1）现有云台大部分采用螺丝锁附方式固定，拆卸时不仅需要随机携带螺丝刀等工具，并且繁琐的拆卸工序对人员操作手法也有一定的要求，理论的“快拆连接”功能实则难以实现。此外，由于拆、装云台需要反复锁附螺丝，加之手动锁附力度无法控制，多次变换云台操作后螺丝容易滑牙或难以取出，从而给客户日常使用带来不便，甚至存在云台报废的风险。同时，这种安装方式较为麻烦，耗时长，也不利于无人机快速执行拍摄任务。

（2）现有云台系统多为专一性设计且无法调配重心，云台平衡全靠电机输出控制，往往会造成电机负荷过大而扭力富余量有限，导致飞行中云台抖动。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、操作便捷、使用寿命长、既能实现快速安装拆除、又能调节重心的用于无人机的云台装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于无人机的云台装置，包括相连的云台安装座和器件安装总成，所述云台安装座包括安装平台和滑轨式连接机构，所述滑轨式连接机构包括连接于无人机底部的一条以上滑轨和安装于安装平台上的滑槽，在所述云台安装座与无人机底部相连时，所述滑轨套设于滑槽内完成连接配合。

进一步，在较佳实施例中，所述滑槽包括两组以上卡钩部件，多组卡钩部件依次布置形成与滑轨配合的通道，每组卡钩部件均包括两个呈相对布置的卡钩。

进一步，在较佳实施例中，在所述滑轨运动的极限位置处设置有止挡部，所述止挡部设置于滑槽或滑轨上。

进一步，在较佳实施例中，还包括安装于安装平台上的锁紧部件，所述锁紧部件包括卡销、卡销安装座和弹簧组件，所述卡销和弹簧组件安装于卡销安装座内，所述卡销的下端与弹簧组件配合；在弹簧组件的作用下，所述卡销保持向上顶起状态，当所述滑轨需要滑入滑槽进行配合时，所述卡销压下回缩至卡销安装座内并压缩弹簧组件。

进一步，在较佳实施例中，所述弹簧组件至少为一组，每组弹簧组件均包括定位柱和弹簧，所述定位柱固定于安装平台上，所述弹簧通过所述定位柱固定。

进一步，在较佳实施例中，所述卡销上朝向操作者的一面设置有防滑操作部。

进一步，在较佳实施例中，所述卡销安装座与安装平台之间为可拆卸安装；所述卡销安装座外壁的底部设置一弹簧卡扣，所述安装平台上设置有与弹簧卡扣配合的卡槽。

进一步，在较佳实施例中，所述器件安装总成包括横滚轴和俯仰轴，所述俯仰轴的一端用来与待安装器件相连，所述俯仰轴的另一端通过第二电机与横滚轴的下端相连，所述横滚轴的上端与所述云台安装座相连。

进一步，在较佳实施例中，所述俯仰轴与第二电机之间通过第一连接件相连，所述第二电机固定于横滚轴上，所述第一连接件直接固定于第二电机上，所述第一连接件上设置有凸台，所述俯仰轴上与第一连接件相连的一端上开设有凹槽，所述凸台套设于凹槽内配合以完成滑动。

进一步，在较佳实施例中，所述横滚轴上设置有横滚轴前盖，所述横滚轴前盖上开设有用来安装第二电机的槽。

进一步，在较佳实施例中，所述横滚轴通过第二连接件与第三电机连接，所述第三电机通过连接件固定在云台安装座上；所述横滚轴和横滚轴前盖的两侧壁面上均开设有用于第二连接件平行滑动的通孔，以使所述横滚轴和横滚轴前盖可相对第二连接件平行滑动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的用于无人机的云台装置，通过设计有相配合的滑轨和滑槽，操作人员只需轻轻推动云台安装座，就能将云台装置快速、轻松的安装在无人机上（或将云台装置从无人机上快速拆卸下来），整个过程十分快捷，大大节约了操作人员的时间和精力，真正达到了“快拆连接”的要求，便于无人机相关作业的快速开展。同时，由于在“快拆连接”的过程中不需要锁附螺丝，也不会出现螺丝滑牙的情况，不对造成云台设备损坏、云台设备掉落的风险，云台设备使用寿命大大增长。

（2）本发明的用于无人机的云台装置，安装平台上还设有锁紧部件，使得固定后的云台被锁紧部件锁住，防止云台安装座反方向滑动，进一步确保了云台设备的可靠、安全连接。

（3）本发明的用于无人机的云台装置，器件安装总成上设有可用于调节重心的第一连接件和第二连接件，通过这种科学设计，使得本发明的云台装置安装后可不用拆解零件，即可对器件完成两次重心平衡，最终实现精确调平；通过两次调配重心，可最大限度减小器件安装总成上各电机负荷，保证云台的稳定性。

附图说明

图1是本发明用于无人机的云台装置的分解结构原理示意图。

图2是本发明用于无人机的云台装置的立体结构原理示意图。

图3是本发明用于无人机的云台装置的俯仰轴的立体结构原理示意图。

图4是本发明用于无人机的云台装置的横滚轴的立体结构原理示意图。

图5是本发明大用于无人机的云台装置的锁紧部件的结构原理示意图。

图例说明：

1、云台安装座；10、第一连接件；101、凸台；11、第二连接件；18、卡销安装座；181、弹簧卡扣；19、卡销；192、防滑操作部；2、横滚轴；201、通孔；21、弹簧；22、定位柱；3、横滚轴前盖；4、俯仰轴；401、凹槽；51、滑轨；52、滑槽；53、卡钩；54、止挡部；6、第二电机；7、第三电机；8、相机；9、散热片。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图5所示，本发明提供一种用于无人机的云台装置，包括相连的云台安装座1和器件安装总成，器件安装总成用来安装各种需要挂载在无人机上的器件，如相机8，云台安装座1包括安装平台和滑轨51式连接机构，滑轨51式连接机构包括连接于无人机底部的一条以上滑轨51和安装于安装平台上的滑槽52，在云台安装座1与无人机底部相连时，滑轨51套设于滑槽52内完成连接配合。

当需要在无人机上安装相关器件（如相机8）时，先将器件固定在与云台安装座1相连接的器件安装总成上，然后将云台安装座1的安装平台上的滑槽52对准固定于无人机底部的滑轨51，然后推动安装平台使滑槽52向滑轨51运动，最终使得滑轨51套设于滑槽52内，滑轨51和滑槽52两者形成连接配合，云台安装座1牢牢固定在无人机底部上。当然，也可以先将云台安装座1固定在无人机底部上，然后再将相关器件固定在与云台安装座1相连接的器件安装总成上。当需要拆除云台或者设备时，同理继续推动安装平台，最终使得滑轨51与滑槽52脱离，两者之间不发生接触，进而将云台或者安装有设备的云台从无人机上取下。

通过以上特殊的设计，利用滑轨51和滑槽52的连接配合，操作人员只需轻轻推动云台安装座1，就能将云台装置快速、轻松的安装在无人机上（或将云台装置从无人机上快速拆卸下来），整个过程十分快捷，不需要像现有设备一样去一一锁附螺丝，大大节约了操作人员的时间和精力，真正达到了“快拆连接”的要求，便于无人机相关作业的快速开展。同时，由于在“快拆连接”的过程中不需要锁附螺丝，也不会出现螺丝滑牙的情况，不对造成云台设备损坏、云台设备掉落的风险，云台设备使用寿命大大增长。

如图2所示，进一步，在较佳实施例中，滑槽52包括两组以上卡钩部件，多组卡钩部件依次布置形成与滑轨51配合的通道，每组卡钩部件均包括两个呈相对布置的卡钩53。云台安装座1的安装平台上设有两组卡钩部件，每组卡钩部件的两个相对布置的卡钩53之间形成滑槽52通道，当操作人员将滑槽52通道对准滑轨51并推动云台安装座1滑动时，滑轨51最终会滑入滑槽52通道内，此时卡钩53的上方钩状部承载固定在滑轨51上形成配合，使得云台安装座1被悬挂固定在滑轨51上，即云台装置与无人机固定连接。

需要说明的是，卡钩部件只是在本实施例中形成滑槽52的一种具体方式，在上述结构和实施例的技术启发下，本领域的普通技术人员还可以很容易的想到将滑轨51和滑槽52设置为其他的具体形式，如将滑轨51设置为横截面为倒T形状的滑杆，将滑槽52设置为顶部带有开口的管道，安装时，倒T形的滑杆的下端横杆部滑入管道内，使滑杆和滑槽52两者形成连接配合，也能达到快速滑入以连接固定的技术效果。

故在本实施例的上述结构的启发下，只要通过分别在云台装置和无人机上设置相配合的滑动连接机构，通过滑动连接机构使得云台装置能快速、便捷的滑动安装在无人机上，都应属于本发明的保护范围。

如图2所示，进一步，在较佳实施例中，在滑轨51运动的极限位置处设置有止挡部54，止挡部54设置于滑槽52或滑轨51上。在本实施例中，如图2所示，止挡部54设置在滑轨51上，在滑轨51的两端均设有一个台阶滑动面，在台阶滑动面的一端设有一个凸出的止挡部54，当云台安装座1如图中从左向右滑入时，滑轨51最终会向左滑入卡钩部件形成的滑槽52通道内，当卡钩53的上方钩状部与凸出的止挡部54接触时，云台安装座1被凸出止挡部54限制而不能在继续向右移动。在其他实施例中，止挡部54也可以设置在滑槽52内，如凸出设置在卡钩53的一侧。

如图2和图5所示，进一步，在较佳实施例中，还包括安装于安装平台上的锁紧部件，锁紧部件包括卡销19、卡销安装座18和弹簧组件，卡销19和弹簧组件安装于卡销安装座18内，弹簧组件包括定位柱22和弹簧21，定位柱22固定于安装平台上，弹簧21通过定位柱22固定。卡销19的下端与弹簧21配合，并在弹簧21的作用下，卡销19保持向上顶起状态。当安装云台装置时，将云台安装座1上表面贴着无人机机身，沿着滑轨51、滑槽52配合方向滑动，此时卡销19势必被压下回缩至卡销安装座18内并压缩弹簧组件。在本实施例中，无人机底部设有与卡销19配合的卡口，当滑轨51滑入滑槽52通道内时，卡销19正好处于卡口下方，卡销19在弹簧21的作用下向上顶起并插入卡口内，使得云台安装座1被固定锁住，防止云台安装座1往反方向滑动。

进一步，在较佳实施例中，卡销安装座18安装于安装平台的端部，并位于滑轨51式连接机构的滑动轨迹上，卡销安装座18外壁的底部设置一弹簧卡扣181，安装平台上设置有与弹簧卡扣181配合的卡槽，通过以上设计，使得卡销安装座18与安装平台之间为可拆卸安装，便于锁紧部件的维护和更换。卡销安装座18的侧壁上设有供操作人员操作卡销19的缺口部，位于缺口部的卡销19朝向操作者的一面上设置有防滑操作部192。当需要拆下云台安装座1时，操作人员先推动防滑操作部192向下运动，使得卡销19向下运动并且不再顶在无人机底部的卡口内，此时，再反向推动云台安装座1，使得滑轨51从滑槽52通道内滑出，最终使得云台装置与无人机脱离。

如图1至图5所示，进一步，在较佳实施例中，器件安装总成包括横滚轴2和俯仰轴4，横滚轴2的上端与云台安装座1相连，俯仰轴4的一端用来与器件（如相机8）相连，俯仰轴4的另一端通过第二电机6与横滚轴2的下端相连，俯仰轴4在第二电机6的驱动下带动器件（如相机8）俯仰运动以便于相关作业开展。

如图3所示，在本实施例中，俯仰轴4与第二电机6之间通过第一连接件10相连，第二电机6固定于横滚轴2上，第一连接件10直接固定于第二电机6上。第一连接件10上设置有凸台101，俯仰轴4上与第一连接件10相连的一端上开设有凹槽401，凸台101套设于凹槽401内配合以完成滑动，即第一连接件10可通过凸台101在凹槽401内左右滑动，从而改变安装有器件（如相机8）的俯仰轴4的重心位置，达到调节配重的目的，减小云台电机自平衡工作负荷。在第一连接件10与俯仰轴4上设有配合的固定孔，当调节好重心后可通过固定孔和螺丝将第一连接件10与俯仰轴4固定。同时，凸台101和凹槽401配合可输出扭力，减小固定螺丝径向受力，提高设备的使用寿命。在本实施例中，俯仰轴4上靠近安装器件处的外侧设有散热片9，当无人机通过云台设备携带器件（如相机8）在高空飞行时，通过空气对流可直接带走第一电机5及器件（如相机8）内的热量，保证第一电机5及器件（如相机8）能稳定工作。同时，在本实施例中，横滚轴2上设置有横滚轴前盖3，横滚轴前盖3上开设有用来安装第二电机6的槽。

如图1和图4所示，进一步，在较佳实施例中，横滚轴2通过第二连接件11与第三电机7连接，第三电机7通过连接件固定在云台安装座1上，横滚轴2在第三电机7驱动下作水平旋转运动。在横滚轴2和横滚轴前盖3的两侧壁面上均开设有用于第二连接件11平行滑动的通孔201，第二连接件11两侧面通过螺丝固定在横滚轴2和横滚轴前盖3的通孔201内。当需要调节重心时，可先拧松螺丝，以使横滚轴2和横滚轴前盖3相对第二连接件11平行滑动，当调节好重心后再拧紧螺丝，从而实现器件（如相机8）相对第三电机7的重心位置移动，从而实现调配重心的目的。

通过上述特殊的科学设计，使得器件（如相机8）随着横滚轴2的滑动从而实现第一次移动，完成第一次重心平衡，然后器件（如相机8）再通过俯仰轴4的滑动从而实现第二次移动，完成第二次重心平衡，最终实现精确调平。即本发明的云台装置安装后可不用拆解零件只需通过横滚轴2和俯仰轴4实现调节重心，通过两次调配重心，可最大限度减小各电机负荷，保证云台的稳定。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于无人机的云台装置，包括相连的云台安装座（1）和器件安装总成，其特征在于，所述云台安装座（1）包括安装平台和滑轨式连接机构，所述滑轨式连接机构包括连接于无人机底部的一条以上滑轨和安装于安装平台上的滑槽，在所述云台安装座（1）与无人机底部相连时，所述滑轨套设于滑槽内完成连接配合。

2.根据权利要求1所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述滑槽包括两组以上卡钩部件，多组卡钩部件依次布置形成与滑轨配合的通道，每组卡钩部件均包括两个呈相对布置的卡钩。

3.根据权利要求1所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，在所述滑轨运动的极限位置处设置有止挡部，所述止挡部设置于滑槽或滑轨上。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，还包括安装于安装平台上的锁紧部件，所述锁紧部件包括卡销（19）、卡销安装座（18）和弹簧组件，所述卡销（19）和弹簧组件安装于卡销安装座（18）内，所述卡销（19）的下端与弹簧组件配合；在弹簧组件的作用下，所述卡销（19）保持向上顶起状态，当所述滑轨需要滑入滑槽进行配合时，所述卡销（19）压下回缩至卡销安装座（18）内并压缩弹簧组件。

5.根据权利要求4所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述弹簧组件至少为一组，每组弹簧组件均包括定位柱（22）和弹簧（21），所述定位柱（22）固定于安装平台上，所述弹簧（21）通过所述定位柱（22）固定。

6.根据权利要求4所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述卡销（19）上朝向操作者的一面设置有防滑操作部（192）。

7.根据权利要求4所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述卡销安装座（18）与安装平台之间为可拆卸安装；所述卡销安装座（18）外壁的底部设置一弹簧卡扣（181），所述安装平台上设置有与弹簧卡扣（181）配合的卡槽。

8.根据权利要求1或2或3所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述器件安装总成包括横滚轴（2）和俯仰轴（4），所述俯仰轴（4）的一端用来与待安装器件相连，所述俯仰轴（4）的另一端通过第二电机（6）与横滚轴（2）的下端相连，所述横滚轴（2）的上端与所述云台安装座（1）相连。

9.根据权利要求8所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述俯仰轴（4）与第二电机（6）之间通过第一连接件（10）相连，所述第二电机（6）固定于横滚轴（2）上，所述第一连接件（10）直接固定于第二电机（6）上，所述第一连接件（10）上设置有凸台（101），所述俯仰轴（4）上与第一连接件（10）相连的一端上开设有凹槽（401），所述凸台（101）套设于凹槽（401）内配合以完成滑动。

10.根据权利要求8所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述横滚轴（2）上设置有横滚轴前盖（3），所述横滚轴前盖（3）上开设有用来安装第二电机（6）的槽。

11.根据权利要求10所述的用于无人机的云台装置，其特征在于，所述横滚轴（2）通过第二连接件（11）与第三电机（7）连接，所述第三电机（7）通过连接件固定在云台安装座（1）上；所述横滚轴（2）和横滚轴前盖（3）的两侧壁面上均开设有用于第二连接件（11）平行滑动的通孔（201），以使所述横滚轴（2）和横滚轴前盖（3）可相对第二连接件（11）平行滑动。