CN107919763A - 云台电机、云台及无人机 - Google Patents

Abstract

本公开一种云台电机、云台及无人机。云台电机包括定子组件、转子组件、固连于所述转子组件的转轴和安装于所述转轴与所述定子组件之间的轴承组件，所述转子组件与所述转轴通过所述轴承组件绕所述定子组件旋转。所述云台相机还包括一体成型至所述轴承组件与所述转轴的固定件，所述固定件用于将所述轴承组件与所述转轴固连，且所述固定件保持所述转轴作用于所述轴承组件的预紧力，以消除所述轴承组件的轴向游隙。在云台电机的轴承组件与转轴之间采用一体成型的固定件连接，固定件起到卡簧限定轴承组件与转轴的位置效果，又能保持作用于轴承组件的预紧力，以消除轴承组件的轴向游隙，提高了电机组件运行的平稳性及高精度性。

Description

云台电机、云台及无人机

技术领域

本公开属于无人机技术领域，涉及一种云台电机、云台及无人机。

背景技术

在相关技术中，无人机的云台相机或手持云台相机在使用过程中，会出现跌落或撞击等意外状况。由于手持式或无人机上搭载的云台相机内均设有用于控制拍摄角度的云台电机，对云台电机的旋转力度、可靠性、耐冲击的要求也越来越高。因此，云台电机需做到转动力度小、力度均匀、无抖动，受到一定的冲击跌落等意外情况时能保持功能正常。

在相关技术中，该云台电机包括定子组件、转子组件、固连于转子组件的转轴及安装于转轴与定子组件之间的轴承件。转轴和轴承件的连接是影响云台电机运行的关键因素。并且轴承本身具有游隙，需通过与转轴之间相互作用的预紧力调节。云台电机中转轴和轴承件的连接可包括以下形式：一、通过胶水直接胶接连接。二、通过螺旋连接于转轴的螺母件直接锁紧轴承件或通过橡胶圈，弹簧件等弹性件结合螺母件弹性抵接于轴承件上。三、通过在转轴上安装卡簧等部件锁定轴承件。

然而，采用方式一连接的云台相机，在受到冲击后容易使转轴和轴承件脱胶，导致轴承件失去预紧力而产生游隙，云台在转动过程中抖动，影响云台的转动精度及拍摄质量。采用方式二连接的云台相机，其增加了连接结构，提高了云台电机的复杂度。同时，由于弹性件的差异及非线性特征，导致作用于轴承件的预紧力一致性差。采用方式三连接的云台相机，卡簧等部件仅能限定轴承件的位置，而无法消除轴承件的游隙，影响云台电机的转动精度。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种云台电机、云台及无人机。

具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种云台电机，包括定子组件、转子组件、固连于所述转子组件的转轴和安装于所述转轴与所述定子组件之间的轴承组件，所述转子组件与所述转轴通过所述轴承组件绕所述定子组件旋转，所述云台相机还包括一体成型至所述轴承组件与所述转轴的固定件，所述固定件用于将所述轴承组件与所述转轴固连，且所述固定件保持所述转轴作用于所述轴承组件的预紧力，以消除所述轴承组件的轴向游隙。

在一实施例中，所述轴承组件与所述转轴在预设部位均局部凹陷以形成固化空间，所述固定件填充并固化成型于所述固化空间内。

在一实施例中，所述轴承组件和/或所述转轴上设有与所述固化空间导通的进料通道。

在一实施例中，所述转轴包括主体部和自所述主体部表面局部凹陷形成的凹槽部，所述轴承组件在一预设的预紧力作用下装配至所述主体部，所述固定件成型于所述凹槽部并延伸至所述轴承组件，以保持作用于所述轴承组件的预紧力。

在一实施例中，所述凹槽部呈环形设于所述主体部。

在一实施例中，所述轴承组件与所述主体部之间胶接连接。

在一实施例中，所述轴承组件包括呈环形的内圈，所述内圈设有自表面凹陷形成的卡槽部，所述内圈在一预设的预紧力作用下装配至所述转轴，所述固定件成型于所述卡槽部并延伸至所述转轴，以保持作用于所述内圈的预紧力。

在一实施例中，所述卡槽部呈环形设于所述内圈的内侧面。

在一实施例中，所述内圈与所述转轴之间胶接连接。

在一实施例中，所述轴承组件包括装配于所述转轴的内圈与抵接件，所述抵接件抵接至所述内圈，所述抵接件开设有自表面凹陷形成的胶槽部，所述固定件成型于所述胶槽部并延伸至所述转轴，以使所述抵接件保持作用于所述内圈的预紧力。

在一实施例中，所述抵接件包括本体部，所述本体部设有与所述转轴匹配的通孔，所述胶槽部呈环形设于所述通孔的内侧面。

在一实施例中，所述抵接件还包括自所述本体部的一端延伸至所述胶槽部的台阶部，所述台阶部的内径小于所述胶槽部的回转内径，且大于所述通孔的内径。

在一实施例中，所述本体部与所述转轴之间胶接连接。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种云台，包括如上所述的云台电机。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种无人机，包括如上所述的云台。

本公开的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：

在云台电机的轴承组件与转轴之间采用一体成型的固定件连接，固定件起到卡簧限定轴承组件与转轴的位置效果，又能保持作用于轴承组件的预紧力，以消除轴承组件的轴向游隙，提高了电机组件运行的平稳性及高精度性。固定件一体成型于轴承组件与转轴，其形状可根据轴承组件与转轴的加工部位进行调整并牢固吸附于接触表面，加工效率高，云台电机的一致性好。固定件一体成型于轴承组件与转轴构成卡簧结构，抗摔效果好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种云台电机的剖视结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的另一种云台电机的剖视结构示意图。

其中，转子组件10；磁性件11；定子组件20；铁芯绕组21；转轴30；凹槽部31；主体部32；轴承组件40；内圈41；卡槽部42；固定件50；抵接件60；胶槽部61；本体部62；通孔63；台阶部64；进料通道70。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是根据一示例性实施例示出的一种云台电机的剖视结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的另一种云台电机的剖视结构示意图。

如图1和图2所示，在手持云台设备和无人机均可安装云台以带动云台相机调整拍摄角度。相应地，在云台上设有云台电机，该云台电机旋转以带动云台相机或与该云台电机连接的其他部件旋转。

在一实施例中，云台电机包括定子组件20、转子组件10、固连于转子组件10的转轴30和安装于转轴30与定子组件20之间的轴承组件40，转子组件10与转轴30通过轴承组件40绕定子组件20旋转。定子组件20固定设置，如固定于机架上或固定于另一云台电机。转子组件10至少部分套设于定子组件20外，并且转子组件10的磁性件11与定子组件20的铁芯绕组21相对应设置，以使两者磁性感应驱动。转轴30贯穿定子组件20与转子组件10且位于中心处，其中，转子组件10固定于转轴30的一端，转轴30的另一端贯穿定子组件20，并通过轴承组件40与定子组件20可转动连接。

云台相机还包括一体成型至轴承组件40与转轴30的固定件50，固定件50用于将轴承组件40与转轴30固连，且固定件50保持转轴30作用于轴承组件40的预紧力，以消除轴承组件40的轴向游隙。

转轴30固定于转子组件10上，并通过轴承组件40连接至定子组件20。其中，轴承组件40包括内圈41、外圈、及设于内圈41与外圈之间的滚动体，其中，内圈41与转轴30固定，外圈固定于定子组件20上。由于轴承组件40的加工及装配工艺决定，轴承组件40具有轴向游隙，而该轴向游隙会影响云台电机转动角度及位置的精确性及稳定性。

在轴承组件40的内圈41上设置一预紧力，如，沿内圈41的轴向施加一预紧力以消除轴承组件40的轴向游隙。在具有轴向预紧力的轴承组件40与转轴30之间一体成型一固定件50，该固定件50固化成型可呈刚性结构，轴承组件40与转轴30的相对位置稳定，固定架可保持轴承组件40与转轴30之间的预紧力。固定件50起到卡簧限定轴承组件40与转轴30的位置效果，又能保持作用于轴承组件40的预紧力，以消除轴承组件40的轴向游隙，提高了电机组件运行的平稳性及高精度性。固定件50一体成型于轴承组件40与转轴30，其形状可根据轴承组件40与转轴30的加工部位进行调整并牢固吸附于接触表面，加工效率高，云台电机的一致性好。固定件50一体成型于轴承组件40与转轴30构成卡簧结构，抗摔效果好。

固定件50在轴承组件40与转轴30上的固化位置可根据设计需要进行调整，如成型于转轴30的外表面与轴承组件40的内圈41的内表面之间；或成型于转轴30与轴承组件40的内圈41的端面等匹配位置，其可将轴承组件40与转轴30固化连接成一体并保持轴承组件40的消除游隙所需的预紧力。

在一实施例中，轴承组件40与转轴30在预设部位均局部凹陷以形成固化空间，固定件50填充并固化成型于固化空间内。该预设部位可设为轴承组件40的内圈41与转轴30的接触面。如内圈41设置凹陷的空间，在相应地，转轴30表面设置另一凹陷的空间，当轴承组件40在预紧力作用下装配至转轴30时，内圈41的凹陷空间与转轴30的凹陷空间相互合拢以形成固化空间。例如，内圈41的凹陷空间与转轴30的凹陷空间中心处重合，以形成受力均衡的固化空间。

固定件50自液态填充至固化空间内并在保持预设时间后，固定件50由液态转化成固态并具有预设的刚性强度，以保持转轴30与轴承组件40之间的预紧力。其中，在固定件50有液态转化为固态的过程中，轴承组件40在外界压力作用下保持一预设的预紧力。

固定件50由液态填充至固化空间，且与转轴30与轴承组件40的接触面积大，吸附力强，转轴30与轴承组件40的固连效果好。固定件50同时卡持于转轴30与轴承组件40之间，形成卡簧结构，可提高云台电机的抗冲击能力。固定件50固化后刚性好，在作用与轴承组件40的预紧力撤走后，轴承组件40受到的预紧力通过固定件50保持于转轴30与轴承组件40之间，轴承组件40的游隙小，云台电机运行平稳性好。

转轴30用于连接定子组件20与转子组件10的连接部分，转轴30的外表面用于安装轴线组件，并进一步设置于轴承组件40配合的凹陷的空间。在一实施例中，转轴30包括主体部32和自主体部32表面局部凹陷形成的凹槽部31。主体部32可呈实心柱状或圆管状，其采用空心轴结构，线缆、信号线等可穿设于转轴30内。转轴30采用空心轴结构可降低转轴30的重量，适用于飞行器、手持云台等电子设备。

凹槽部31设于主体部32的外表面，且自主体部32的表面凹陷形成。其形状可根据与轴承组件40连接的位置及形状相匹配。例如凹槽部31设为呈间隔的凹坑状、间隔的凹槽状、环形槽状及其它凹槽形状，该凹槽部31能容纳用于成型为固定件50的液态成型材料。在一实施例中，凹槽部31呈环形设于主体部32。凹槽部31在主体部32的外表面形成环形的凹陷部位，该凹槽部31与轴承组件40的接触面均匀，固定件50成型于该凹槽部31后，可均衡的传递轴承组件40与转轴30之间的预紧力。其中，轴承组件40与转轴30之间的预紧力可采用以下步骤施加：

轴承组件40在一预设的预紧力作用下装配至主体部32。

向凹槽部31注入液态的成型材料并蔓延至轴承组件40处，同时外部的预紧力保持作用于轴承组件40。

在间隔预设时长后，固定件50固化成型于凹槽部31并延伸至轴承组件40。

撤销外部作用于轴承组件40的预紧力，固定件50卡持于主体部32与轴承组件40之间，以保持作用于轴承组件40的预紧力。

为进一步提高轴承组件40与转轴30的连接强度，轴承组件40与主体部32之间的接触面处涂覆有胶结剂，以使两者胶接连接。该步骤可在轴承组件40在一预设的预紧力作用下装配至主体部32这一步骤同时进行。

在轴承组件40与转轴30处于装配状态下，通过在轴承组件40上施加预设的预紧力以消除轴承组件40的游隙，该预紧力由外部作用于轴承组件40，如通过在轴承组件40的内圈41上放置预设重量的压块等，该压块的重力作用与轴承组件40上以形成预紧力，或者通过液压缸等设备施加稳定的均衡的预紧力。

轴承组件40与转轴30的接触面上涂覆有胶接剂，轴承组件40装配至转轴30的预设位置时，轴承组件40与转轴30之间通过胶结剂胶接连接，以稳固轴承组件40的安装位置，同时，轴承组件40在预紧力作用下消除游隙。

液态的成型材料注入到凹槽部31中并在预设时长后固化形成固定件50，该固定件50呈刚性并吸附于轴承组件40与凹槽部31的表面，受力面积大且形成卡簧结构，加工方便，连接可靠性高。该液态的成型材料可采用胶结剂、塑料及其它固化材料，成型材料固化后形成具有刚性的固定件50。

轴承组件40包括两轴承件和/或与轴承件匹配的抵接件60，两轴承件并列安装于转轴30上。其中，两轴承件的内圈41均固连于转轴30上，外圈均固连于定子组件20上。固定件50可成型于轴承件的内圈41或成型于抵接件60，以使两轴承件均能保持预紧力。

如图1所示，轴承组件40的内圈41开设凹陷的空间，用于与转轴30配合成型以获取固定件50。在一实施例中，轴承组件40包括呈环形的内圈41，内圈41设有自表面凹陷形成的卡槽部42。当轴承组件40安装至转轴30时，卡槽部42与转轴30上的凹槽部31的开口相对设置，两者形成固化空间，液态的成型材料注入到卡槽部42及凹槽部31中，该成型材料固化形成的固定件50附着于卡槽部42及凹槽部31的表面，吸附力强。并且，内圈41在一预设的预紧力作用下装配至转轴30，固定件50成型于卡槽部42并延伸至转轴30，以保持作用于内圈41的预紧力。

卡槽部42的形状及位置与凹槽部31相匹配或覆盖凹槽部31。如卡槽部42为环形结构，凹槽部31可设为点状凹陷结构或环形凹陷结构，其中，卡槽部42与凹槽部31至少部分重合。为了增加卡槽部42与固定件50的吸附面积，及内圈41受力的均匀性。在一实施例中，卡槽部42呈环形设于内圈41的内侧面。可选地，凹槽部31也设为环形结构。

轴承组件40通过卡槽部42与转轴30之间形成的固定件50连接，在一实施例中，内圈41与转轴30之间胶接连接。即在内圈41与转轴30的配合面上涂覆胶接剂，提高两者的连接强度。轴承组件40与转轴30之间通过胶结剂连接，可改善固定件50的受力状况，提高云台电机的运行稳定性。

如图2所示，轴承组件40包括内圈41和抵接件60，内圈41与转轴30匹配连接。抵接件60抵靠至内圈41并开设凹陷的空间，并与转轴30配合成型以获取固定件50。在一实施例中，轴承组件40包括装配于转轴30的内圈41、装配于转轴30的抵接件60，其中，抵接件60在预设的预紧力作用下抵接至内圈41。两轴承件分别安装于转轴30上，轴承件的内圈41均与转轴30配合装配。在一实施例中，内圈41与转轴30之间胶接连接。

抵接件60安装于转轴30上并向两轴承件传递预紧力，以消除两轴承件的轴向游隙。在一实施例中，抵接件60开设有自表面凹陷形成的胶槽部61，固定件50成型于胶槽部61并延伸至转轴30，以使抵接件60保持作用于内圈41的预紧力。

当抵接件60安装至转轴30时，胶槽部61与转轴30上的凹槽部31的开口相对设置，两者形成固化空间。并且，抵接件60在一预设的预紧力作用下抵接在内圈41上，以使轴承件在该预紧力作用下消除游隙。液态的成型材料注入到胶槽部61及凹槽部31中，该成型材料固化形成的固定件50附着于胶槽部61及凹槽部31的表面，吸附力强。固定件50成型于胶槽部61并延伸至转轴30的凹槽部31，以保持抵接件60作用于内圈41的预紧力。

胶槽部61的形状及位置与凹槽部31相匹配或覆盖凹槽部31。如胶槽部61为环形结构，凹槽部31可设为点状凹陷结构或环形凹陷结构，或者胶槽部61的宽度小于、大于或等于凹槽部31的宽度，其中，胶槽部61与凹槽部31至少部分重合。增加胶槽部61与固定件50的吸附面积，及内圈41受力的均匀性。在一实施例中，胶槽部61呈环形设于内圈41的内侧面。可选地，凹槽部31也设为环形结构。

转轴30与抵接件60配合以调整固定件50的成型部位，改善转轴30及轴承件的受力状况。在抵接件60上加工胶槽部61，其加工方便，可避免轴承件的二次加工，轴承件的运行精度高。抵接件60可利用既有的安装于转轴30的配件进行加工，对云台电机的重量及结构复杂度影响小。

在一实施例中，抵接件60包括本体部62，本体部62设有与转轴30匹配的通孔63，胶槽部61呈环形设于通孔63的内侧面。本体部62套设于转轴30上，其通孔63的内壁面与转轴30的外壁面相配合。胶槽部61位于通孔63的内壁面与转轴30上的凹槽部31相对应，可使固定件50固化成型后，形成卡持于抵接件60于转轴30之间的卡簧结构。在一实施例中，本体部62与转轴30之间胶接连接，轴承件的内圈41与转轴30胶接连接。

在胶槽部61/卡槽部42与凹槽部31之间形成固化空间。相应地，在轴承组件40和/或转轴30上设有与固化空间导通的进料通道70。该进料通道70可设于与固化空间导通的至少一孔状通道，或环绕转轴30并相交至固化空间的环状通道。如在转轴30和/或轴承组件40上设置台阶结构，该台阶结构在转轴30与轴承组件40之间形成与固化空间导通的环状通道。

在一实施例中，抵接件60还包括自本体部62的一端延伸至胶槽部61的台阶部64，台阶部64的内径小于胶槽部61的回转内径，且台阶部64的内径大于通孔63的内径。

在台阶部64的内表面与转轴30的外表面之间形成环形的进料通道70，该环形通道连通至固化空间。液化的成型材料可沿该进料通道70进入到固化空间，以固化成型一固定件50。

在另一实施例中，在转轴30设为台阶轴状，该台阶轴包括大轴部及小轴部，大轴部的外径大于小轴部的外径。凹槽部31位于大轴部与小轴部的相交处。轴承组件40装配至大轴部，在轴承组件40与小轴部的外表面之间形成环形的进料通道70，该环形通道连通至固化空间。液化的成型材料可沿该进料通道70进入到固化空间，以固化成型一固定件50。

通过在转轴30和/或抵接件60上加工形成进料通道70，液体的成型材料输入方便。固化空间仅于进料通道70导通，其容纳形成的固定件50形状稳定，可控性好。固定件50通过液态填充，其能适应不同的固化空间，适应性强，匹配性好。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种云台电机，包括定子组件、转子组件、固连于所述转子组件的转轴和安装于所述转轴与所述定子组件之间的轴承组件，所述转子组件与所述转轴通过所述轴承组件绕所述定子组件旋转，其特征在于，所述云台相机还包括一体成型至所述轴承组件与所述转轴的固定件，所述固定件用于将所述轴承组件与所述转轴固连，且所述固定件保持所述转轴作用于所述轴承组件的预紧力，以消除所述轴承组件的轴向游隙。

2.根据权利要求1所述的云台电机，其特征在于，所述轴承组件与所述转轴在预设部位均局部凹陷以形成固化空间，所述固定件填充并固化成型于所述固化空间内。

3.根据权利要求2所述的云台电机，其特征在于，所述轴承组件和/或所述转轴上设有与所述固化空间导通的进料通道。

4.根据权利要求2所述的云台电机，其特征在于，所述转轴包括主体部和自所述主体部表面局部凹陷形成的凹槽部，所述轴承组件在一预设的预紧力作用下装配至所述主体部，所述固定件成型于所述凹槽部并延伸至所述轴承组件，以保持作用于所述轴承组件的预紧力。

5.根据权利要求4所述的云台电机，其特征在于，所述凹槽部呈环形设于所述主体部。

6.根据权利要求4所述的云台电机，其特征在于，所述轴承组件与所述主体部之间胶接连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的云台电机，其特征在于，所述轴承组件包括呈环形的内圈，所述内圈设有自表面凹陷形成的卡槽部，所述内圈在一预设的预紧力作用下装配至所述转轴，所述固定件成型于所述卡槽部并延伸至所述转轴，以保持作用于所述内圈的预紧力。

8.根据权利要求7所述的云台电机，其特征在于，所述卡槽部呈环形设于所述内圈的内侧面。

9.根据权利要求7所述的云台电机，其特征在于，所述内圈与所述转轴之间胶接连接。

10.根据权利要求1至6任一项所述的云台电机，其特征在于，所述轴承组件包括装配于所述转轴的内圈与抵接件，所述抵接件抵接至所述内圈，所述抵接件开设有自表面凹陷形成的胶槽部，所述固定件成型于所述胶槽部并延伸至所述转轴，以使所述抵接件保持作用于所述内圈的预紧力。

11.根据权利要求10所述的云台电机，其特征在于，所述抵接件包括本体部，所述本体部设有与所述转轴匹配的通孔，所述胶槽部呈环形设于所述通孔的内侧面。

12.根据权利要求11所述的云台电机，其特征在于，所述抵接件还包括自所述本体部的一端延伸至所述胶槽部的台阶部，所述台阶部的内径小于所述胶槽部的回转内径，且大于所述通孔的内径。

13.根据权利要求11所述的云台电机，其特征在于，所述本体部与所述转轴之间胶接连接。

14.一种云台，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的云台电机。

15.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求14所述的云台。