CN106697314B - 云台及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种云台，包括减震机构、摄像模组、驱动机构以及柔性电路板。减震机构包括支撑梁以及设置于支撑梁两端的减震部件，支撑梁和减震部件共同包围形成收容空间。摄像模组的一侧具有连接段。驱动机构与连接段连接并且用于驱动摄像模组在两个垂直的平面内进行周向旋转。驱动机构固定至减震机构。驱动机构的至少一部分以及摄像模组位于收容空间内。柔性电路板包括缠绕于驱动机构的第一缠绕段和缠绕于连接段的第二缠绕段，第二缠绕段与摄像模组电连接并用于控制摄像模组进行拍摄。本发明还提供了一种无人机。本发明提供的云台，结构紧凑，体积小，携带方便。

Description

云台及无人机

技术领域

本发明涉飞行器领域，特别涉及一种云台和无人机。

背景技术

无人机目前的应用领域已经越来越广泛，例如具备航拍功能的无人机。这种无人机通常搭载摄像装置。为了控制摄像装置的拍摄，这种无人机还包括云台，并由云台搭载摄像装置。现有的云台的尺寸通常较大，导致无人机的重量无法降低，进而严重影响无人机的续航能力。

发明内容

本发明有鉴于上述的现有状况而完成的，其目的在于提供一种结构紧凑的云台，减小了云台的尺寸，从而可以进一步减小具有云台的无人机的重量。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：

本发明提供一种云台，包括：减震机构、摄像模组、驱动机构以及柔性电路板。所述减震机构包括支撑梁以及设置于所述支撑梁两端的减震部件，所述支撑梁和所述减震部件共同包围形成收容空间。所述摄像模组的一侧具有连接段。所述驱动机构与所述连接段连接并且用于驱动所述摄像模组在两个垂直的平面内进行周向旋转。所述驱动机构固定至所述减震机构。所述驱动机构的至少一部分以及所述摄像模组位于收容空间内。所述柔性电路板包括缠绕于所述驱动机构的第一缠绕段和缠绕于所述连接段的第二缠绕段，所述第二缠绕段与所述摄像模组电连接并用于控制所述摄像模组进行拍摄。

其中，所述驱动机构包括垂直设置的第一转轴机构和第二转轴机构，所述第一转轴机构包括固定支架和固定于所述固定支架的第一电机，所述固定支架固定于所述减震机构，所述第二转轴机构包括转动支架和第二电机，所述转动支架包括垂直设置的第一转动板和固定板，所述第二电机固定于所述固定板，所述第一电机的转轴与所述第一转动板固定，所述第二电机的转轴与所述连接段固定。

其中，所述第一缠绕段环绕所述第一电机。

其中，所述支撑梁可以包括笔直段和位于所述笔直段两端的弯曲段，所述减震部件沿着所述弯曲段的延伸方向延伸。

其中，所述减震机构还包括定位板，所述定位板由所述支撑梁向一侧延伸形成，所述固定支架垂直固定于所述定位板。

其中，所述固定支架具有贯通所述固定支架的安装孔，所述第一电机安装于所述安装孔中，所述安装孔的孔壁处具有缺口，所述第一缠绕段的端部由所述缺口引出。

其中，所述第二缠绕段的宽度小于所述第一缠绕段的宽度。

其中，所述柔性电路板还包括平面段，所述平面段具有电子元器件，所述平面段连接所述第一缠绕段和所述第二缠绕段，所述平面段布置于所述第一转动板上，并且位于所述第一转动板朝向所述固定板的一面。

其中，其还包括保护罩，所述保护罩固定于所述第一转动板，所述保护罩至少包覆所述第二电机的一部分和所述连接段。

本发明还提供一种无人机，所述无人机包括上述云台，至少所述减震机构布置于所述无人机的内部。

根据本发明所提供的云台，可以利用减震机构的收容空间收容驱动机构的至少一部分以及摄像模组。除此之外，第一缠绕段环绕驱动机构，第二缠绕段环绕连接段。由此，可以使云台的结构更加紧凑，减小了云台的整体尺寸。

附图说明

图1示出了本发明的实施方式所涉及的云台的立体结构示意图；

图2示出了图1所示的云台的减震机构的立体结构示意图，其中的两个支撑板与减震机构为分离状态；

图3示出了图1所示的云台的第一转轴机构、第二转轴机构、以及保护罩的爆炸立体结构示意图；

图4示出了图1所示的云台的摄像模组和柔性电路板的爆炸立体结构示意图；以及

图5示出了图1所示的云台的省略保护罩的第二视角的立体结构示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本发明的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

如图1和图2所示，本实施方式所涉及的云台1包括减震机构10、驱动机构(图未标)、摄像模组40和柔性电路板50。云台可以搭载于无人机上，并通过摄像模组进行航拍。

另外，在一些示例中，摄像模组40的一侧具有连接段413。驱动机构与连接段413连接并且用于驱动摄像模组40在两个垂直的平面内进行周向旋转。

另外，减震机构10包括支撑梁11以及设置于支撑梁11两端的减震部件12，支撑梁11和减震部件12共同包围形成收容空间13。驱动机构固定至减震机构10。驱动机构的至少一部分以及摄像模组40位于收容空间13内。由此，可以减小云台的高度，进而减小云台的整体尺寸。

另外，柔性电路板50包括缠绕于驱动机构的第一缠绕段51和缠绕于连接段的第二缠绕段52，第二缠绕段52与摄像模组40电连接并用于控制摄像模组40进行拍摄。由此，通过柔性电路板50分别缠绕于驱动机构以及摄像模组40的连接段413缠绕，可以减小柔性电路板50占据的空间，从而使云台1的结构更加紧凑，进而可以减小云台1的整体尺寸。

在本实施方式中，具体而言，云台1为两轴云台，驱动机构包括垂直设置的第一转轴机构20和第二转轴机构30。云台1通过第一转轴机构20和第二转轴机构30使摄像模组40实现在竖直方向上两个垂直的平面内进行周向旋转。驱动机构的至少第二转轴机构30以及摄像模组40位于收容空间13内。换而言之，驱动机构的第一转轴机构20可以与第二转轴机构30同时收容于收容空间13内，所述第一转轴机构20也可以不收容于收容空间13内。在本实施方式中，第二转轴机构30收容于收容空间13内,所述第一转轴机构20不收容于收容空间13内。

再次参见图2，在本实施方式中，支撑梁11可以大体呈弧形。在这种情况下，呈弧形的支撑梁11可以增加支撑梁11所包围的空间尺寸。

另外，在一些示例中，支撑梁11也可以呈其它能够提供支撑的梁的形状，例如两端具有直角弯折段的梁。

另外，考虑到支撑梁11的强度以满足减震要求，支撑梁11可以由不锈钢制成。支撑梁11可以包括笔直段111和位于笔直段111两端的弯曲段112。每个弯曲段112的外侧可以设置减震支架。在本实施方式中，减震支架为支撑板113。支撑板113沿着垂直于支撑梁11的方向延伸。支撑板113可以具有两个平行设置的通孔，用于固定减震部件12。可以理解的是，在一些示例中，减震支架也可以是其它用于固定减震部件12的支架，例如桁架。

另外，位于支撑梁11两端减震部件12可以分别沿着支撑梁11的弯曲段112的延伸方向延伸。换而言之，位于支撑梁11的端部的减震部件12可以沿着与其在同一端的弯曲段112的延伸方向延伸。减震部件12可以为减震球。减震球布置于支撑板113的通孔中。具体而言，在本实施方式中，支撑板113包括四个，减震部件12包括四个。每个弯曲段112的一侧布置两个平行的支撑板113。具体而言，其中一个支撑板113固定于(例如通过焊接固定)弯曲段112的外侧，两个减震部件12的各自的端部分别平行地插入支撑板113的两个通孔中，另一个支撑板113的两个通孔中插入两个减震部件12各自的另一端。由此，减震部件12可以固定于支撑梁的两端。减震机构10可以通过减震部件12起到减震作用，从而可以提高摄像模组40拍摄的稳定性，提升拍摄图像的质量。

另外，在本实施方式中，支撑梁11和减震部件12形成收容空间13(参见图1和图2)。换而言之，支撑梁11和减震部件12所包围的部分形成了收容空间13。具体而言，支撑梁11和减震部件12形成了大体呈矩形的收容空间13，并且收容空间13的拐角处呈圆弧过渡。收容空间13可以至少收容第二转轴机构30。

另外，减震机构10还可以包括定位板14。定位板14可以由支撑梁11向支撑梁11的一侧延伸形成。具体而言，定位板14可以由支撑梁11的笔直段111的一侧延伸形成。定位板14可以与支撑梁11的弧形开口方向朝向相同。定位板14可以具有下表面141，下表面141朝向支撑梁11的弧形开口方向。

如图3所示，在本实施方式中，第一转轴机构20可以包括固定支架21和第一电机22。固定支架21可以固定第一电机22。固定支架21可以具有上表面211。具体而言，上表面211可以位于固定支架21的顶部。上表面211可以与定位板14的下表面141固定连接，例如通过螺丝固定，从而使第一转轴机构20悬挂于减震机构10。在这种情况下，第一转轴机构20直接与减震机构10固定，可以降低云台1的整体高度。

另外，在本实施方式中，固定支架21可以平行于支撑梁11设置。

另外，固定支架21还可以具有贯通固定支架21的安装孔212。具体而言，固定支架21可以为具有安装孔212的块体。第一电机22可以安装于安装孔212中。安装孔212的形状和尺寸可以与第一电机22的形状和尺寸匹配，例如安装孔212可以为圆形孔，安装孔212的直径可以与第一电机22的外径大体相等。

在本实施方式中，安装孔212的轴线可以垂直于支撑梁11。安装孔212的高度可以大体与减震部件12的高度相当。由此，可以使安装孔212正对收容空间13。

另外，在一些示例中，安装孔212的孔壁处可以具有缺口213。由此，柔性电路板50的一端可以由缺口213引出，从而便于布线。

另外，考虑到无刷电机具有低干扰、噪音低、使用寿命长等优点，第一电机22优选为无刷电机。第一电机22安装于安装孔212中，第一电机22的转轴与支撑梁11垂直，使得第一电机22的转轴与收容空间13相对。

在本实施方式中，第二转轴机构30包括转动支架31和第二电机32。具体而言，转动支架31包括垂直设置的第一转动板311和固定板312。第一转动板311和固定板312均可以呈圆形。第一转动板311和固定板312可以通过大体呈直角的连接板(图未标)连接。换而言之，第一转动板311可以固定于连接板的一个直角连接板上，固定板312可以固定于另一个直角连接板上，从而使得第一转动板311和固定板312呈直角布置。

另外，第二电机32固定于固定板312。具体而言，第二电机32具有后端321，后端321与固定板312的一个面固定。

另外，第二转轴机构30还可以包括配重块33。配重块33可以呈圆形。配重块33可以布置于固定板312的与后端321固定的面相背的一个面上。由此配重块33可以平衡第二电机32,、以及摄像模组40的重量，从而使摄像模组40的工作状态更加稳定。

另外，在一些示例中，第二转轴机构30还可以包括第二转动板34。第二转动板34可以呈圆形。第二转动板34可以套装于第二电机32的转轴上。具体而言第二转动板34的中心可以具有安装孔341，第二电机32的转轴可以固定于安装孔341中，例如通过螺纹固定。在这种情况下，第二转动板34可以平衡第二电机32的转轴转动过程中的离心力，使第二电机32更加平稳的转动。

另外，第一电机22的转轴与第一转动板311固定。由此，第一电机22的转轴转动可以带动第二转轴机构30转动。

如图4所示，在本实施方式中，摄像模组40包括壳体41和相机组件42。壳体41可以包括前盖411和后盖412。前盖411和后盖412可以通过扣合紧密连接呈整体。前盖411和后盖412扣合后使得壳体41大体呈圆柱形。壳体41的一侧可以具有连接段413。具体而言，连接段413可以布置于壳体41呈圆柱形的一侧的端面。在本实施方式中，连接段413可以布置于壳体41的端面的靠近中心处。连接段413可以布置于前盖411的一侧。在一些示例中，连接段413也可以布置于后盖412的一侧。连接段413可以大体呈圆筒形。连接段413可以具有连接孔414，连接孔414可以沿着连接段413的长度方向延伸。

另外，第二电机32的转轴可以与连接段413固定。具体而言，第二电机32的转轴可以插入连接孔414中与连接段413固定。在这种情况下，第二电机32的转轴可以通过连接段413带动摄像模组40转动。

另外，在一些示例中，第二电机32的转轴可以通过第二转动板34与连接段413固定。具体而言，第二转动板34的中心可以延伸出安装轴(图未示)，安装轴可以固定于连接孔414中。

另外，前盖411具有呈半圆弧形的侧面(图未标)，侧面上可以设置镜片416。镜片416可以是光学透镜。镜片416可以通过粘贴的方式固定于前盖411上，例如通过双面胶圈。

另外，前盖411的侧面还可以设置安装孔415。镜片416可以设置于安装孔415内。

另外，相机组件42和镜片416之间可以设置防尘垫43。在这种情况下，防尘垫43可以有效放置灰尘进入镜片416与相机组件42之间而影响拍摄效果，从而可以保障拍摄出高质量的图像。

另外，在本实施方式中，相机组件42布置于壳体41内部。具体而言，相机组件42收容于前盖411和后盖412扣合后的壳体41内。相机组件42与镜片416相对设置。相机组件42可以具有连接器421。连接器421可以与柔性电路板50电连接。如图4和图5所示，在本实施方式中，柔性电路板50的第一缠绕段51和第二缠绕段52均大体呈长条状。第一缠绕段51和第二缠绕段52均配置柔性排线。第一缠绕段51环绕第一电机22。第二缠绕段52环绕连接段413并且与相机组件42电连接。在这种情况下，可以通过柔性电路板50控制相机组件42，例如进行拍摄、开启和关闭等。

另外，在本实施方式中，第一缠绕段51可以环绕第一电机22多圈，第二缠绕段52环绕连接段413一圈。在这种情况下，可以使柔性电路板50的布置紧凑，节省了空间，从而可以减小云台1的整体尺寸。

另外，在一些示例中，第一缠绕段51可以环绕第一电机22一圈。在一些示例中，第二缠绕段52可以环绕连接段413多圈。

另外，在一些示例中，第二缠绕段52的宽度小于第一缠绕段51的宽度，在这种情况下，可以使连接段413的横截面积小于第一电机22的横截面积，连接段413的长度小于第一电机22以及第二电机32的长度，从而减小了第一转轴机构20和第二转轴机构30的尺寸，进而可以减小云台1的整体尺寸。

另外，在本实施方式中，柔性电路板50还可以包括平面段53。平面段53可以大体呈十字形。平面段53具有电子元器件。平面段53连接第一缠绕段51和第二缠绕段52。平面段53布置于第一转动板311上，并且位于第一转动板311朝向固定板312所在的一侧的一面。在这种情况下，可以节省柔性电路板50的排布空间，从而可以使第一转轴机构20和第二转轴机构30的结构更加紧凑，从而可以进一步减小云台1的整体尺寸。

另外，固定板312、第二电机32、摄像模组40大体沿着同一直线布置。在一些示例中，至少第二转轴机构30位于收容空间13。在本实施方式中，配重块33、固定板312、第二电机32、摄像模组40依次沿着支撑梁11的延伸方向布置于收容空间13(参见图5)。由此，可以利用减震机构10的收容空间13收容第二转轴机构30。除此之外，第一缠绕段51环绕第一电机22，第二缠绕段52环绕连接段413。由此，可以使云台1的结构更加紧凑，减小了第二转轴机构30的整体宽度，从而进一步减小了云台1的整体尺寸。

另外，在本实施方式中，第一缠绕段51的端部可以由安装孔212的缺口213引出。第一缠绕段51的端部从缺口213引出后可以经弯折而延伸。

另外，柔性电路板50还可以包括连接端54(请再次参见图4)。连接端54位于第二缠绕段52的端部，连接端54与相机组件42的连接器421电连接。

另外，云台1还包括保护罩70。保护罩70大体呈半圆弧形。保护罩70固定于第一转动板311。具体而言，保护罩70的两端分别固定于第一转动板311，从而使保护罩70至少包覆第二电机32的一部分和连接段413。在本实施方式中，保护罩70包覆第二电机32和连接段413。在这种情况下，一方面可以减少灰尘或者杂质进入第二电机32而影响第二电机32寿命，另一方面，可以将第二电机32和连接段413遮盖，使云台1整体更加美观。

本发明还提供一种具有云台的无人机(未图示)。具有云台的无人机包括云台1。云台1可以用于无人机航拍。至少云台1的减震机构10布置于无人机的内部。在一些示例中，云台1的减震机构10以及第一转轴机构20也可以一同布置于无人机的内部。在一些示例中，第二转轴机构30的一部分也可以布置于无人机的内部，并且仅使摄像组件模组40外露以进行拍摄。在这种情况下，可以充分利用无人机的内部空间，使得无人机的结构更加紧凑，可以减小无人机的总体尺寸。云台1与上述实施方式中的云台1具有相同的结构，且所起作用相同，此处不赘述。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同更换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种云台，其特征在于，包括：

减震机构，包括支撑梁以及设置于所述支撑梁两端的减震部件，所述支撑梁和所述减震部件共同包围形成收容空间；

摄像模组，所述摄像模组的一侧具有连接段，该连接段自该侧突出；

驱动机构，所述驱动机构与所述连接段连接并且用于驱动所述摄像模组在两个垂直的平面内进行周向旋转，所述驱动机构的至少一部分以及摄像模组收容于所述收容空间内，所述驱动机构固定至所述减震机构；以及

柔性电路板，包括缠绕于所述驱动机构的第一缠绕段和缠绕于所述连接段的第二缠绕段，所述第二缠绕段与所述摄像模组电连接，所述柔性电路板用于控制所述摄像模组进行拍摄；

所述驱动机构包括垂直设置的第一转轴机构和第二转轴机构，所述第一转轴机构包括固定支架和固定于所述固定支架的第一电机，所述固定支架固定于所述减震机构，所述第二转轴机构包括转动支架和第二电机，所述转动支架包括垂直设置的第一转动板和固定板，所述第二电机固定于所述固定板，所述第一电机的转轴与所述第一转动板固定，所述第二电机的转轴与所述连接段固定；

所述柔性电路板还包括平面段，所述平面段具有电子元器件，所述平面段连接所述第一缠绕段和所述第二缠绕段，所述平面段布置于所述第一转动板上，并且位于所述第一转动板朝向所述固定板的一面。

2.如权利要求1所述的云台，其特征在于，所述第一缠绕段环绕所述第一电机。

3.如权利要求1所述的云台，其特征在于，所述支撑梁包括笔直段和位于所述笔直段两端的弯曲段，所述减震部件沿着所述弯曲段的延伸方向延伸。

4.如权利要求1所述的云台，其特征在于，所述减震机构还包括定位板，所述定位板由所述支撑梁向一侧延伸形成，所述固定支架垂直固定于所述定位板。

5.如权利要求1或4所述的云台，其特征在于，所述固定支架具有贯通所述固定支架的安装孔，所述第一电机安装于所述安装孔中，所述安装孔的孔壁处具有缺口，所述第一缠绕段的端部由所述缺口引出。

6.如权利要求1所述的云台，其特征在于，所述第二缠绕段的宽度小于所述第一缠绕段的宽度。

7.如权利要求1所述的云台，其特征在于，其还包括保护罩，所述保护罩固定于所述第一转动板，所述保护罩至少包覆所述第二电机的一部分和所述摄像模组的连接段。

8.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求2-4、6-7中任一项所述的云台，至少所述减震机构布置于所述无人机的内部。