CN107786789B - 一种云台相机系统及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及视频监控技术领域，公开了一种云台相机系统及无人机。云台相机系统包括重心调节装置，用于调节无人机的重心位置；固定于所述重心调节装置上的相机；云台，用于安装重心调节装置并与无人机本体连接，根据所需的影像调整相机的拍摄角度。相比现有技术，该技术方案可以使无人机的重心位置可调节，进而提升无人机飞行时的平衡能力，提高航拍影像质量。

Description

一种云台相机系统及无人机

技术领域

本发明涉及视频/图像采集技术领域，特别是涉及一种云台相机系统及无人机。

背景技术

无人机航拍技术以无人机为空中遥感平台，用摄像技术拍摄空中影像数据。无人机航拍影像具有影像清晰、大比例尺以及智能化等优点，特别适合获取公路、河流、海岸线等带状地区航拍影像，并且无人机起飞降落受场地限制较小，转场较容易，稳定性、安全性较好。

目前，在无人机航拍技术中，相机一般通过云台固定于无人机本体上，并利用云台的回转功能实现拍摄角度的调整。为保证航拍影像的质量，无人机在航拍过程中应能够保持平衡。现有技术的缺陷在于，无人机安装不同规格的相机会导致无人机重心位置发生变化，从而影响无人机在航拍过程中的平衡能力，进而影响航拍影像的质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种云台相机系统及无人机，以使无人机的重心位置可调节，进而提升无人机飞行时的平衡能力，提高航拍影像质量。

本发明实施例提供了一种云台相机系统，包括：

重心调节装置，用于调节无人机的重心位置；

安装于所述重心调节装置上的相机；

云台，用于安装重心调节装置并与无人机本体连接，根据所需的影像调整相机的拍摄角度。

在本发明实施例的技术方案中，通过调整安装于重心调节装置上的相机与无人机本体的相对位置，使云台相机系统实现对无人机的重心位置的调节，进而提升无人机飞行时的平衡能力，提高航拍影像质量。

优选的，所述重心调节装置包括相机固定部件、相机支撑部件以及驱动部件，其中：

所述相机支撑部件用于与云台连接且具有滑槽；

所述相机固定部件滑动装配于相机支撑部件的滑槽内，且具有用于固定相机的容纳腔，所述容纳腔的前端具有暴露出相机镜头的镜头孔；

所述驱动部件与相机固定部件的后端连接，用于驱动相机固定部件在相机支撑部件的滑槽内滑动。

采用该技术方案，当使用不同规格的相机进行航拍时，驱动部件可以驱动相机固定部件在相机支撑部件的滑槽内滑动，从而调整不同规格的相机与无人机本体的相对位置，使无人机的重心位置可调节。

优选的，所述相机固定部件的周侧具有沿轴向方向设置并与所述滑槽滑动装配的导向凸起。这样，相机固定部件可以通过导向凸起的导向作用在相机支撑部件内更加平稳地滑动，从而使重心调节装置对无人机重心位置的调节更加可靠。

更优的，所述导向凸起沿相机固定部件的周侧均匀设置。采用该技术方案，可以进一步提高相机固定部件在相机支撑部件内滑动的平稳性。

优选的，所述相机固定部件的周侧具有走线孔。利用走线孔可以使相机与外部电连接以及数据连接，以对相机进行充电和与外接设备进行数据传输。

优选的，所述相机固定部件的周侧具有存储卡更换操作孔，所述相机支撑部件的周侧具有与所述存储卡更换操作孔位置对应的第一避位缺口。利用存储卡更换操作孔可以更加方便取出或安装相机存储卡，以进行数据传输。

优选的，所述相机固定部件的前端具有相机镜头更换操作孔。利用相机镜头更换操作孔可以对相机镜头进行更换以满足不同的拍摄要求。

优选的，所述相机固定部件的周侧设置有条形标尺。当相机固定部件在相机支撑部件内滑动时，利用条形标尺可以准确判断相机固定部件与相机支撑部件的相对位置，使重心调节装置对无人机重心位置的调节更加可靠。

所述相机支撑部件包括第一支撑部、第二支撑部以及Y形标尺，其中：所述第一支撑部与相机固定部件滑动装配，并且所述第一支撑部的周侧具有两个长条凸起，所述两个长条凸起上分别具有第一安装孔，所述第一支撑部能够通过所述第一安装孔与云台连接；所述第二支撑部具有容纳所述第一支撑部的容置空间，并且所述第二支撑部的周侧具有与所述两个长条凸起分别对应的第二避位缺口，以及与Y形标尺对应的Y形缺口；所述Y形标尺与第二支撑部固定连接且具有与条形标尺对应的条形缺口，所述Y形标尺的表面标有刻度。采用该技术方案，可以将不同规格的相机通过相机支撑部件与云台连接，且相机固定部件的条形标尺和Y形标尺配合使用可以精确地控制相机固定部件与相机支撑部件的相对位置，使重心调节装置对无人机重心位置的调节更加可靠。

优选的，所述第一支撑部为筒状第一支撑部，且第一支撑部的后端具有若干个向内弯曲的折弯连接件，所述若干个折弯连接件上分别具有第二安装孔，所述第一支撑部能够通过所述第二安装孔与第二支撑部的后端盖固定连接。这样，可以将第一支撑部与第二支撑部之间可靠连接。

优选的，所述Y形标尺上设置有卡扣，所述第二案支撑部具有与所述卡扣对应卡接的卡口。

优选的，所述第一安装孔为沿第一支撑部的轴向方向设置的长圆孔；或者，所述第一安装孔为沿第一支撑部的轴向方向分布的若干个圆形孔。采用该技术方案，可以调整重心调节装置在云台上的固定位置，以提高重心调节装置与云台的安装便利性。

优选的，所述第一支撑部的前端周侧设置有若干个定位凸起，所述第二支撑部的周侧具有与所述若干个定位凸起分别对应的定位孔。这样，可以实现第一支撑部和第二支撑部的准确定位，并且使第一支撑部和第二支撑部的连接更加可靠。

优选的，所述第一支撑部的周侧具有若干个缺口。通过设置缺口可以减轻重心调节装置的重量，提高无人机飞行的动力性与平稳性，进而提高航拍质量。

优选的，所述第二支撑部的后端周侧设置有散热孔。相机处于工作状态时后端部分较易发热，设置散热孔有助于相机的散热，提高了相机的工作可靠性。

优选的，所述驱动部件包括丝杠和连接部，所述丝杠的丝杆与所述连接部固定连接，所述连接部与相机固定部件固定连接。采用该技术方案，当拧动丝杠的螺母时，丝杆通过连接部带动相机固定部件移动，进而调节相机固定部件与相机支撑部件的相对位置，大大提高了重心调节装置的操作便利性。

优选的，所述驱动部件还包括旋转手柄，所述丝杠的螺母与所述旋转手柄固定连接。操作人员通过转动旋转手柄来调节相机固定部件与相机支撑部件的相对位置，操作较为省力并且易把握调节的精确度。

更优的，所述旋转手柄的周侧设置有凹槽。这样，可以提高旋转手柄表面的防滑程度，使操作人员更加容易施力。

优选的，所述旋转手柄的前端面设置有若干个朝向前端旋入且呈环形排布的波珠螺丝，所述相机支撑部件的后端具有与所述若干个波珠螺丝分别对应的波珠凹槽，所述波珠螺丝的波珠装配于所述波珠凹槽内。采用该技术方案，当转动旋转手柄时，波珠螺丝由当前所位于的波珠凹槽按转动方向顺序移动至位于当前波珠凹槽后面的波珠凹槽内，在移动过程中，波珠螺丝内的弹簧处于压缩状态，对转动操作具有一定的阻尼作用，使操作者易把握调节的精确度；并且，波珠螺丝的波珠装配于波珠凹槽内还可以防止旋转手柄产生回旋，提高了驱动部件的使用可靠性。

较佳的，所述连接部包括连接部本体和连接件，所述丝杆与所述连接部本体通过连接件连接。采用该技术方案，提高了驱动部件的安装便利性。

优选的，所述连接部本体的后端面设置有散热片。该技术方案通过设置散热片增加了连接部本体的后端面的散热面积，有利于相机的散热，提高了相机的工作可靠性。

优选的，所述丝杆的后端设置有C型卡圈。C型卡圈可以避免丝杠的螺母与丝杆发生滑脱现象，提高了驱动部件的结构可靠性。

本发明实施例还提供了一种云台，所述云台应用于云台相机系统中，所述云台包括顺序连接的U形固定部、中间连接部以及安装部，重心调节装置安装于所述U形固定部的两个自由端之间，所述安装部用于与无人机本体连接。该云台可以使云台相机系统可靠地安装于无人机本体上，进而使云台相机系统对无人机重心位置的调节功能得以实现。

优选的，所述U形固定部的一个自由端设置有驱动所述重心调节装置绕第一方向转动的第一电机，所述中间连接部与所述U形固定部的连接位置设置有驱动所述重心调节装置绕第二方向转动的第二电机，所述安装部与所述中间形连接部的连接位置设置有驱动所述重心调节装置绕第三方向转动的第三电机。采用该技术方案，云台可以调整重心调节装置在三轴方向的旋转位置，即实现相机在三轴方向的拍摄角度的调整，提高了航拍影像质量。

优选的，所述安装部为面状连接部，所述面状安装部上设置有若干个减震球。采用该技术方案，可以减轻处于飞行状态的无人机本体的振动对云台相机系统的影响，提高了航拍影像质量。

本发明实施例还提供了一种无人机，包括前述技术方案所述的云台相机系统以及无人机本体。该无人机飞行时的平衡能力较好，航拍影像质量较高。

附图说明

图1为本发明实施例重心调节装置的结构爆炸示意图；

图2为本发明实施例重心调节装置的装配结构示意图；

图3为本发明实施例相机固定部件的结构示意图；

图4为本发明实施例相机固定部件的主视结构示意图；

图5为本发明实施例相机固定部件与相机的装配结构示意图；

图6为本发明实施例第一支撑部的结构示意图；

图7为本发明实施例第二支撑部的结构示意图；

图8为本发明实施例相机支撑部件的结构爆炸示意图；

图9为本发明实施例驱动部件的结构爆炸示意图；

图10为本发明实施例旋转手柄的结构示意图；

图11为本发明实施例云台的结构示意图；

图12为本发明实施例云台相机系统的结构示意图。

附图标记：

1-重心调节装置 2-云台 3-相机 10-相机固定部件

11-容纳腔 12-镜头孔 13-导向凸起 14-走线孔

15-存储卡更换操作孔 16-相机镜头更换操作孔 17-条形标尺

18-散热条 20-相机支撑部件 21-第一支撑部 22-第二支撑部

23-Y形标尺 24-电路板 211-滑槽 212-第一避位孔

213-长条凸起 214-第一安装孔 215-折弯连接件

216-第二安装孔 217-定位凸起 218-缺口 221-容置空间

222-第二避位缺口 223-Y形缺口 224-定位孔 225-散热孔

226-波珠凹槽 231-条形缺口 30-驱动部件 31-丝杠

32-连接部 33-旋转手柄 34-C形卡圈 311-螺母

312-丝杆 321-连接部本体 322-连接件 323-散热片

331-凹槽 332-波珠螺丝 40-U形固定部 50-中间连接部

60-安装部 41-第一电机 51-第二电机 52-U形槽

61-第三电机 61-减震球

具体实施方式

为了使无人机的重心位置可调节，进而提升无人机飞行时的平衡能力，提高航拍影像质量，本发明实施例提供了一种云台相机系统及无人机。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图3以及图8和图12所示，本发明实施例提供的云台相机系统，包括：

重心调节装置1，用于调节无人机的重心位置；

安装于重心调节装置1上的相机3；

云台2，用于安装重心调节装置1并与无人机本体连接，根据所需的影像调整相机3的拍摄角度。

在本发明实施例的技术方案中，通过调整安装于重心调节装置1上的相机3与无人机本体的相对位置，使云台相机系统实现对无人机的重心位置的调节，进而提升无人机飞行时的平衡能力，提高航拍影像质量。

在本发明的优选实施例中，重心调节装置1包括相机固定部件10、相机支撑部件20以及驱动部件30，其中：

相机支撑部件20用于与云台连接且具有滑槽211；

相机固定部件10滑动装配于相机支撑部件20的滑槽211内，且具有用于固定相机3的容纳腔11，容纳腔11的前端具有暴露出相机3镜头的镜头孔12；

驱动部件30与相机固定部件10的后端连接，用于驱动相机固定部件10在相机支撑部件20的滑槽211内滑动。

采用该技术方案，当使用不同规格的相机3进行航拍时，驱动部件30可以驱动相机固定部件10在相机支撑部件20的滑槽211内滑动，从而调整不同规格的相机3与无人机本体的相对位置，使无人机的重心位置可调节。

如图3和图6所示，相机固定部件10的周侧具有沿轴向方向设置并与滑槽211滑动装配的导向凸起13。这样，相机固定部件10可以通过导向凸起13的导向作用在相机支撑部件20内更加平稳地滑动，从而使重心调节装置对无人机重心位置的调节更加可靠。

进一步，导向凸起13沿相机固定部件10的周侧均匀设置。采用该技术方案，可以进一步提高相机固定部件10在相机支撑部件20内滑动的平稳性。

请继续参照图3所示，相机固定部件10的周侧具有走线孔14。利用走线孔14可以使相机与外部电连接以及数据连接，以对相机进行充电和与外接设备进行数据传输。

如图4和图6所示，在本发明的优选实施例中，相机固定部件10的周侧具有存储卡更换操作孔15，相机支撑部件20的周侧具有与存储卡更换操作孔15位置对应的第一避位缺口212。利用存储卡更换操作孔15可以更加方便取出或安装相机存储卡，以进行数据传输。

此外，存储卡更换操作孔15的上方与第一避位缺口212相对的位置设置有若干散热条18，以对位于相机固定部件内的相机进行散热，提高相机的工作可靠性。

如图3和图5所示，优选的，相机固定部件10的前端具有相机镜头更换操作孔16。利用相机镜头更换操作孔16可以对相机镜头进行更换以满足不同的拍摄要求。

如图1所示，在本发明的优选实施例中，相机固定部件10的周侧设置有条形标尺17。当相机固定部件10在相机支撑部件20内滑动时，利用条形标尺17可以准确判断相机固定部件10与相机支撑部件20的相对位置，使重心调节装置对无人机重心位置的调节更加可靠。

如图6至图8所示，相机支撑部件20包括第一支撑部21、第二支撑部22以及Y形标尺23，其中：第一支撑部21与相机固定部件滑动装配，并且第一支撑部21的周侧具有两个长条凸起213，两个长条凸起213上分别具有第一安装孔214，第一支撑部21能够通过第一安装孔214与云台连接；第二支撑部22具有容纳第一支撑部21的容置空间221，并且第二支撑部22的周侧具有与两个长条凸起213分别对应的第二避位缺口222，以及与Y形标尺23对应的Y形缺口223；Y形标尺23与第二支撑部22固定连接且具有与条形标尺17对应的条形缺口231，Y形标尺23的表面标有刻度。采用该技术方案，可以将不同规格的相机1通过相机支撑部件20与云台连接，且相机固定部件10的条形标尺17和Y形标尺23配合使用可以精确地控制相机固定部件10与相机支撑部件20的相对位置，使重心调节装置对无人机重心位置的调节更加可靠。

在本发明的优选实施例中，第一支撑部21为筒状第一支撑部，且第一支撑部21的后端具有若干个向内弯曲的折弯连接件215，若干个折弯连接件215上分别具有第二安装孔216，第一支撑部21部能够通过第二安装孔216与第二支撑部22的后端盖固定连接。这样，可以将第一支撑部21与第二支撑部22之间可靠连接。

Y形标尺与第二支撑部的具体连接方式不限，在本发明实施例中，Y形标尺上设置有卡扣，第二案支撑部具有与卡扣对应卡接的卡口。Y形标尺与第二支撑部的连接位置设计为圆滑过渡，这样，在Y形标尺的内侧可以安装电路板24以及陀螺仪等元器件，充分利用了重心调节装置的内部空间，

第一安装孔的具体结构不限，如图6所示，第一安装孔214可以为沿第一支撑部21的轴向方向设置的长圆孔；或者，如图8所示，第一安装孔224为沿第一支撑部21的轴向方向分布的若干个圆形孔。采用该技术方案，可以调整重心调节装置在云台上的固定位置，以提高重心调节装置与云台的安装便利性。

如图6和图7所示，第一支撑部21的前端周侧设置有若干个定位凸起217，第二支撑部22的周侧具有与若干个定位凸起217分别对应的定位孔224。这样，可以实现第一支撑部21和第二支撑部22的准确定位，并且使第一支撑部21和第二支撑部22的连接更加可靠。

如图6所示，在本发明的优选实施例中，第一支撑部21的周侧具有若干个缺口218。通过设置缺口218可以减轻重心调节装置的重量，提高无人机飞行的动力性与平稳性，进而提高航拍质量。

如图7所示，第二支撑部22的后端周侧设置有散热孔225。相机处于工作状态时后端部分较易发热，设置散热孔225有助于相机的散热，提高了相机的工作可靠性。

如图1和图9所示，驱动部件30包括丝杠31和连接部32，丝杠31的丝杆312与连接部32固定连接，连接部32与相机固定部件10固定连接。采用该技术方案，当拧动丝杠31的螺母311时，丝杆31通过连接部32带动相机固定部件10移动，进而调节相机固定部件10与相机支撑部件20的相对位置，大大提高了重心调节装置的操作便利性。

在本发明的优选实施例中，驱动部件30还包括旋转手柄33，丝杠31的螺母311与旋转手柄33固定连接。操作人员通过转动旋转手柄33来调节相机固定部件10与相机支撑部件20的相对位置，操作较为省力并且易把握调节的精确度。

进一步，旋转手柄33的周侧设置有凹槽331。这样，可以提高旋转手柄33表面的防滑程度，使操作人员更加容易施力。

如图1和图10所示，在本发明的优选实施例中，旋转手柄33的前端面设置有若干个朝向前端旋入且呈环形排布的波珠螺丝332，相机支撑部件20的后端具有与若干个波珠螺丝332分别对应的波珠凹槽226，波珠螺丝332的波珠装配于波珠凹槽226内。采用该技术方案，当转动旋转手柄33时，波珠螺丝332由当前所位于的波珠凹槽226按转动方向顺序移动至位于当前波珠凹槽226后面的波珠凹槽226内，在移动过程中，波珠螺丝332内的弹簧处于压缩状态，对转动操作具有一定的阻尼作用，使操作者易把握调节的精确度；并且，波珠螺丝332的波珠装配于波珠凹槽226内还可以防止旋转手柄产生回旋，提高了驱动部件的使用可靠性。

丝杆312与连接部32的具体连接方式不限，如图9所示，连接部32包括连接部本体321和连接件322，丝杆312与连接部本体321通过连接件322连接。采用该技术方案，提高了驱动部件30的安装便利性。

请继续参考图9所示，连接部本体321的后端面设置有散热片323。该技术方案通过设置散热片323增加了连接部本体321的后端面的散热面积，有利于相机的散热，提高了相机的工作可靠性。

丝杆312的后端设置有C型卡圈34，C型卡圈34可以避免丝杠31的螺母311与丝杆312发生滑脱现象，提高了驱动部件的结构可靠性。

如图11和图12所示，本发明实施例还提供了一种云台2，云台2应用于云台相机系统中，云台2包括顺序连接的U形固定部40、中间连接部50以及安装部60，重心调节装置1安装于U形固定部40的两个自由端之间，安装部60用于与无人机本体连接。该云台2可以使云台相机系统可靠地安装于无人机本体上，进而使云台相机系统对无人机重心位置的调节功能得以实现。

在本发明的优选实施例中，U形固定部40的一个自由端设置有驱动重心调节装置1绕第一方向转动的第一电机41，中间连接部50与U形固定部40的连接位置设置有驱动重心调节装置1绕第二方向转动的第二电机51，安装部60与中间形连接部50的连接位置设置有驱动重心调节装置1绕第三方向转动的第三电机61。采用该技术方案，云台2可以调整重心调节装置1在三轴方向的旋转位置，即实现相机3在三轴方向的拍摄角度的调整，提高了航拍影像质量。

优选的，安装部60为面状连接部，面状安装部上设置有若干个减震球62。采用该技术方案，可以减轻处于飞行状态的无人机本体的振动对云台相机系统的影响，提高了航拍影像质量。

本发明实施例还提供了一种无人机，包括前述技术方案的云台相机系统以及无人机本体。该无人机飞行时的平衡能力较好，航拍影像质量较高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种云台相机系统，其特征在于，包括：

重心调节装置，用于调节无人机的重心位置；

安装于所述重心调节装置上的相机；

云台，用于安装重心调节装置并与无人机本体连接，根据所需的影像调整相机的拍摄角度；

所述重心调节装置包括相机固定部件、相机支撑部件以及驱动部件，其中：

所述相机支撑部件用于与云台连接且具有滑槽；

所述相机固定部件滑动装配于相机支撑部件的滑槽内，且具有用于固定相机的容纳腔，所述容纳腔的前端具有暴露出相机镜头的镜头孔；

所述驱动部件与相机固定部件的后端连接，用于驱动相机固定部件在相机支撑部件的滑槽内滑动；

所述相机固定部件的周侧具有沿轴向方向设置并与所述滑槽滑动装配的导向凸起；

所述驱动部件包括丝杠和连接部，所述丝杠的丝杆与所述连接部固定连接，所述连接部与相机固定部件固定连接。

2.如权利要求1所述的云台相机系统，其特征在于，所述相机固定部件的周侧设置有条形标尺。

3.如权利要求1所述的云台相机系统，其特征在于，所述相机支撑部件包括第一支撑部、第二支撑部以及Y形标尺，其中：

所述第一支撑部与相机固定部件滑动装配，并且所述第一支撑部的周侧具有两个长条凸起，所述两个长条凸起上分别具有第一安装孔，所述第一支撑部能够通过所述第一安装孔与云台连接；

所述第二支撑部具有容纳所述第一支撑部的容置空间，并且所述第二支撑部的周侧具有与所述两个长条凸起分别对应的第二避位缺口，以及与Y形标尺对应的Y形缺口；

所述Y形标尺与第二支撑部固定连接且具有与条形标尺对应的条形缺口，所述Y形标尺的表面标有刻度。

4.一种云台，其特征在于，所述云台应用于云台相机系统中，所述云台包括顺序连接的U形固定部、中间连接部以及安装部，重心调节装置安装于所述U形固定部的两个自由端之间，所述安装部用于与无人机本体连接；

所述重心调节装置包括相机固定部件、相机支撑部件以及驱动部件，其中：

所述相机支撑部件用于与云台连接且具有滑槽；

所述相机固定部件滑动装配于相机支撑部件的滑槽内，且具有用于固定相机的容纳腔，所述容纳腔的前端具有暴露出相机镜头的镜头孔；

所述驱动部件与相机固定部件的后端连接，用于驱动相机固定部件在相机支撑部件的滑槽内滑动；

所述相机固定部件的周侧具有沿轴向方向设置并与所述滑槽滑动装配的导向凸起；

所述驱动部件包括丝杠和连接部，所述丝杠的丝杆与所述连接部固定连接，所述连接部与相机固定部件固定连接。

5.如权利要求4所述的云台，其特征在于，所述U形固定部的一个自由端设置有驱动所述重心调节装置绕第一方向转动的第一电机，所述中间连接部与所述U形固定部的连接位置设置有驱动所述重心调节装置绕第二方向转动的第二电机，所述安装部与所述中间形连接部的连接位置设置有驱动所述重心调节装置绕第三方向转动的第三电机。

6.如权利要求4所述的云台，其特征在于，所述安装部为面状连接部，所述面状安装部上设置有若干个减震球。

7.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求1～3任一项所述的云台相机系统以及无人机本体。

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