CN108255229B - 一种无人机遥控器用的拨轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，且公开了一种无人机遥控器用的拨轮结构，包括底座、转动轴、弹性复位件、转板、固定机构和控制装置。其中，所述固定机构包括驱动电机以及夹持机构；所述驱动电机在所述控制装置的控制下，驱动所述夹持机构夹持所述转板或者解除夹持所述转板；所述控制装置在所述转板保持在特定位置的持续时间超过预定时长时，控制夹持所述转板。本发明的遥控器波轮自主地保持调节后的位置，直至使用者再次对波轮进行操作。本发明不需要使用者在航拍进程中持续性地用手指维持波轮位置，具备可以更方便长时间的固定无人机航拍角度等优点，解决了长时间固定无人机的航拍角度非常麻烦且造成操作者疲劳的问题。

Description

一种无人机遥控器用的拨轮结构

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种无人机遥控器用的拨轮结构。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行设备。无人机具有广泛的应用场景：在军用方面，无人机可作为侦察机和靶机；在民用方面，无人机可以结合各类行业应用，满足真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造生活浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

无人机可以搭载各种设备，其中比较常见的是通过云台搭载摄像头，在空中执行航拍作业，云台可以多轴转动，以调节摄像头的拍摄方向。使用者完全地通过操作遥控器来调节摄像头拍摄的水平角度、俯仰角度、焦距等参数。

无人机航拍的时候，使用者一般通过操作无人机遥控器上的一个拨轮来控制摄像头拍摄的水平或俯仰角度。在航拍进行过程中，摄像头需要保持在某一个水平或者俯仰角度上持续拍摄一段时间，这时候操作者的手指就必须按住拨轮并保持不动，这一动作要求持续比较长的时间，否则一松手拨轮就回位了，相应的摄像头也就回位到原始拍摄角度了，这样操作者就比较容易疲劳，而且随着手指的抖动，拨轮的位置难免跟着抖动，这样摄像机的俯仰角度也跟着抖动，难以保持稳定，操作起来非常麻烦。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人机遥控器用的拨轮结构，使用者能够间歇地操作遥控器的波轮，进行水平或者俯仰拍摄角度的调节，由遥控器波轮自主地保持调节后的位置，直至使用者再次对波轮进行操作。本发明不需要使用者在航拍进程中持续性地用手指维持波轮位置，具备可以更方便长时间的固定无人机航拍角度等优点，解决了长时间固定无人机的航拍角度非常麻烦且造成操作者疲劳的问题。

(二)技术方案

为实现上述可以更方便长时间的固定无人机航拍角度的目的，本发明提供如下技术方案：

一种无人机遥控器用的拨轮结构，包括底座、转动轴、弹性复位件、转板、固定机构和控制装置；其特征在于，所述固定机构包括驱动电机以及夹持机构；所述驱动电机在所述控制装置的控制下，驱动所述夹持机构夹持所述转板或者解除夹持所述转板；所述转板在夹持状态下保持特定位置，并且在解除夹持状态下自由转动；所述控制装置在所述转板保持在特定位置的持续时间超过预定时长时，控制所述驱动电机驱动所述夹持机构夹持所述转板。

优选的是，所述控制装置包括处理器、电机控制器、计时器和转板探测器；所述转板探测器用于探测转板的转动位置，根据转动位置生成角度信号；所述处理器根据转板探测器提供的角度信号，判断转板转动到某一特定位置并保持不动，则启动所述计时器开始计时，当转板保持在该特定位置的持续时间超过一预定时长，所述处理器确定进入夹持状态，通过电机控制器发出电机驱动信号。

优选的是，所述底座上表面的轴线处开设有转轴孔，所述转轴孔的内部转动连接有转动轴，所述转动轴的顶端延伸至底座的上方，所述转动轴的外部且位于底座的上方套设有弹性复位件；所述转动轴的外部且位于弹性复位件的上方套设有转板，所述转板的上表面的左侧开设有弧形滑孔。

优选的，所述转板包括一个弧形齿牙环和一个转动卡板，弧形齿牙环内壁的顶部开设有卡槽，转动卡板为与弧形齿牙环的内部，转动卡板的外表面且对应卡槽处固定连接有卡接板，转动卡板的上表面固定连接有摇杆，使得摇杆的转动可以带动整个转板转动。

优选的是，所述固定机构包括连接块，所述弧形滑孔的内部滑动连接有连接块，所述连接块的上表面与底面分别转动连接有第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆的顶端延伸至弧形滑孔的外部并通过第一联轴器与第一电机的输出轴固定连接，所述第一电机通过支撑杆与底座固定连接，所述第一丝杆的外部螺纹连接有第一夹紧板，所述第一夹紧板的左侧面与底座滑动连接，所述第二丝杆的延伸至弧形滑孔的外部并通过第二联轴器与第二电机的输出轴固定连接，所述第二电机与底座固定连接，所述第二丝杆的外部螺纹连接有第二夹紧板，所述第二夹紧板的左侧面与底座滑动连接。

进一步优选的，所述底座的上表面的左右两侧均固定连接有弧形竖板，所述左侧弧形竖板的右侧面且对应第一夹紧板与第二夹紧板处开设有第一滑槽，所述第一滑槽的内部设置有第一滑板，所述第一滑板的数量为两个，两个第一滑板的右侧面均分别通过连接杆与第一夹紧板和第二夹紧板固定连接。

优选的，所述转板探测器与右侧弧形竖板的左侧面固定连接，且探测器的高度高于转板。

优选的，所述弧形滑孔的左侧面且对应连接块处开设有条形孔，连接块的左侧面固定连接有限位杆，限位杆的左端贯穿条形孔并延伸至条形滑孔的外部，所述限位杆的左端与底座固定连接。

优选的，所述第一夹紧板底面的左右两侧和第二夹紧板上表面的左右两侧均分别固定连接有第一卡紧块，第一卡紧块靠近转板的一面铺设有第二橡胶防滑垫。

优选的，所述固定机构包括驱动电机，所述驱动电机与底座的上表面固定连接，所述驱动电机的输出轴通过第三联轴器与第三丝杆的底端固定连接，所述第三丝杆的顶端贯穿弧形滑孔并延伸至转板的上方，所述第三丝杆顶端的螺纹与底端的螺纹方向相反，所述第三丝杆的外部且位于转板的上下两侧分别螺纹连接有第三夹紧板和第四夹紧板。

优选的，所述第三丝杆的外部且位于第三夹紧板的上方套设有转轴座，转轴座通过固定杆与底座固定连接。

优选的，所述第三夹紧板底面的左右两侧和第四夹紧板上表面的左右两侧均分别固定连接有第二卡紧块，第二卡紧块靠近转板的一面铺设有第二橡胶防滑垫。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种无人机遥控器用的拨轮结构，具备以下有益效果：

1、该无人机遥控器用的拨轮结构，通过设置具有自动感应与动作控制功能的转板夹持结构，可以在拨轮保持在特定位置超过预定时长的情况下，夹紧转板，保持拨轮位置不动，从而可以控制无人机云台保持固定的拍摄角度，操作起来更加方便，使用者无需长时间用手指保持按住无人机遥控器的拨轮，使得无人机的操作更加方便，省力。

2、该无人机遥控器用的拨轮结构，通过处理器配合电机控制器、计时器和探测器可以根据使用者的操作来判断使用者的意图，防止误夹持，使整个固定机构更加智能和高效，控制无人机更加方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种无人机遥控器用的拨轮结构的示意图；

图2为本发明提出的一种无人机遥控器用的拨轮结构仰视剖视图；

图3为本发明提出的一种无人机遥控器用的拨轮结构图2中A部的局部放大图；

图4为本发明提出的一种无人机遥控器用的拨轮结构的控制装置结构图；

图5为本发明提出的一种无人机遥控器用的拨轮结构实施例一结构示意图；

图6为本发明提出的一种无人机遥控器用的拨轮结构图5中B部的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参阅图1-3，一种无人机遥控器用的拨轮结构，包括底座1、转动轴2、弹性复位件3、转板4、固定机构5和控制装置6，底座1上表面的轴线处开设有转轴孔7，转轴孔7的内部转动连接有转动轴2，转动轴2的顶端延伸至底座1的上方，转动轴2的外部且位于底座1的上方套设有弹性复位件3。

转动轴2的外部且位于弹性复位件3的上方套设有转板4，转板4包括一个弧形齿牙环41和一个转动卡板42，弧形齿牙环41内壁的顶部开设有卡槽，转动卡板42位于弧形齿牙环41的内部，转动卡板42的外表面且对应卡槽处固定连接有卡接板，通过卡槽和卡接板在转动卡板的上表面固定连接有摇杆43，使得摇杆的转动可以带动整个转板4转动，使得转板4转动更加方便和平稳，转板4的上表面的左侧开设有弧形滑孔8。

固定机构5包括连接块51，弧形滑孔8的左侧面且对应连接块51处开设有条形孔81，连接块51的左侧面固定连接有限位杆51A，限位杆51A的左端贯穿条形孔并延伸至条形滑孔8的外部，限位杆的左端与底座1固定连接，使连接块51的位置更加稳定和平稳，弧形滑孔8的内部滑动连接有连接块51，连接块51的上表面与底面分别转动连接有第一丝杆52和第二丝杆53，第一丝杆53的顶端延伸至弧形滑孔8的外部并通过第一联轴器与第一电机54的输出轴固定连接，第一电机54通过支撑杆55与底座1固定连接，第一丝杆52的外部螺纹连接有第一夹紧板56，第一夹紧板56的左侧面与底座1滑动连接，第二丝杆53的延伸至弧形滑孔8的外部并通过第二联轴器与第二电机57的输出轴固定连接，第二电机57与底座1固定连接，第二丝杆53的外部螺纹连接有第二夹紧板58，第一夹紧板56底面的左右两侧和第二夹紧板58上表面的左右两侧均分别固定连接有第一卡紧块59，第一卡紧块59靠近转板4的一面铺设有第二橡胶防滑垫，使第一夹紧板56与第二夹紧板58夹紧转板4的效果更好，第二夹紧板58的左侧面与底座1滑动连接，底座1的上表面的左右两侧均固定连接有弧形竖板1A，左侧弧形竖板的右侧面且对应第一夹紧板56与第二夹紧板58处开设有第一滑槽1B，第一滑槽1B的内部设置有第一滑板1C，第一滑板的数量为两个，两个第一滑板1C的右侧面均分别通过连接杆1D与第一夹紧板56和第二夹紧板58固定连接，第一电机54和第二电机57启动，第一电机54带动第一丝杆53转动，第一丝杆53在第一夹紧板56内转动，第一滑板在第一滑槽内滑动，第一夹紧板53下降，第二电机57带动第二丝杆53转动，第二丝杆53在第二夹紧板58内转动，第一滑板在第一滑槽内滑动，使得第二夹紧板28上升，第一夹紧板53与第二夹紧板58夹紧转板4，防止转板4转动，不需要人用手按住摇杆，使得无人机可以长时间保持固定角度飞行。

如图4所示，控制装置6具体包括：处理器6A、电机控制器6B、计时器6C和转板探测器6D。参见图2，底座1的上表面且对应转板4处固定连接有转板探测器6D，转板探测器6D与底座1右侧弧形竖板的左侧面固定连接，且转板探测器6D的高度高于转板4，方便探测转板4的转动。转板探测器6D可以利用光学或者电阻值测量的方式，探测转板4的转动位置，并且转板探测器6D将转板的转动位置转化为角度信号，一方面传输给处理器6A，另一方面还传输给遥控器的遥控电路，以根据该角度信号进行对摄像机拍摄角度的遥控。当处理器6A根据转板探测器6D提供的角度信号，判断转板4转动到某一特定位置并保持不动，则启动计时器6C开始计时，当转板4保持在该特定位置(即角度信号值保持恒定)的持续时间超过一预定时长，例如一分钟，处理器6A确定进入夹持状态，通过电机控制器6B发出电机驱动信号，控制第一电机54和第二电机57启动，驱动第一夹紧板53与第二夹紧板58夹紧转板4。在需要改变无人机飞行方向的时候，使用者通过按压拨动转板4，当力度克服了转板4受到的夹持力度，则转板4发生转动。当在夹持状态下，转板探测器6D检测到转板4发生位置转动(即角度信号值发生变化)，则处理器6A确定解除夹持状态，则通过电机控制器6B发出电机驱动信号，驱动第一夹紧板53与第二夹紧板58分离，转板4可以自由转动。

第二实施例

参阅图5-6，作为本发明的另一种优选实施方式，固定机构5包括驱动电机59，驱动电机59带动第三丝杆510转动，第三丝杆510的外部且位于第三夹紧板511的上方套设有转轴座，转轴座通过固定杆与底座1固定连接，防止第三丝杆510发生偏移，由于第三丝杆510上下两端的螺纹方向相反，第三丝杆510的转动带动第三夹紧板511和第四夹紧板512相向运动，第三夹紧板511与第四夹紧板512夹紧转板4，第三夹紧板511底面的左右两侧和第四夹紧板512上表面的左右两侧均分别固定连接有第二卡紧块，第二卡紧块靠近转板4的一面铺设有第二橡胶防滑垫，夹紧的效果更好。通过第三夹紧板511配合第四夹紧板512可以夹紧转板4，使得转板4不会移动。在需要改变无人机飞行方向的时候，使用者用力按压转板4，克服转板4受到的夹持力，则驱动电机59驱动第三夹紧板511与第四夹紧板512分离，转板4可以回复自由转动。第二实施例的整个结构更为简单，节省了一组电机，有利于成本减低。

可见，本发明提供的整体拨轮结构简单，操作方便，可以在转板4保持于特定位置达到预定时长的情况下夹持固定转板4的位置，这样即使使用者松开拨轮，无人机仍然可以保持摄像机的拍摄角度，不需要人手长时间按压拨轮。相反，当需要再次调节摄像机拍摄角度时，使用者只要稍微大力拨动一下拨轮，即可以重新自由拨动该拨轮实现拍摄角度的灵活遥控。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种无人机遥控器用的拨轮结构，包括底座、转动轴、弹性复位件、转板、固定机构和控制装置；其特征在于，所述固定机构包括驱动电机以及夹持机构；所述驱动电机在所述控制装置的控制下，驱动所述夹持机构夹持所述转板或者解除夹持所述转板，所述固定机构包括驱动电机，所述驱动电机与底座的上表面固定连接，所述驱动电机的输出轴通过第三联轴器与第三丝杆的底端固定连接，所述第三丝杆的顶端贯穿弧形滑孔并延伸至转板的上方，所述第三丝杆顶端的螺纹与底端的螺纹方向相反，所述第三丝杆的外部且位于转板的上下两侧分别螺纹连接有第三夹紧板和第四夹紧板；所述转板在夹持状态下保持特定位置，并且在解除夹持状态下自由转动；所述控制装置在所述转板保持在特定位置的持续时间超过预定时长时，控制所述驱动电机驱动所述夹持机构夹持所述转板；所述控制装置包括处理器、电机控制器、计时器和转板探测器；所述转板探测器用于探测转板的转动位置，根据转动位置生成角度信号；所述处理器根据转板探测器提供的角度信号，判断转板转动到某一特定位置并保持不动，则启动所述计时器开始计时，当转板保持在该特定位置的持续时间超过一预定时长，所述处理器确定进入夹持状态，通过电机控制器发出电机驱动信号。

2.根据权利要求1所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述底座上表面的轴线处开设有转轴孔，所述转轴孔的内部转动连接有转动轴，所述转动轴的顶端延伸至底座的上方，所述转动轴的外部且位于底座的上方套设有弹性复位件；所述转动轴的外部且位于弹性复位件的上方套设有转板，所述转板的上表面的左侧开设有弧形滑孔。

3.根据权利要求2所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述转板包括一个弧形齿牙环和一个转动卡板，弧形齿牙环内壁的顶部开设有卡槽，转动卡板为与弧形齿牙环的内部，转动卡板的外表面且对应卡槽处固定连接有卡接板，转动卡板的上表面固定连接有摇杆，使得摇杆的转动可以带动整个转板转动。

4.根据权利要求1所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述固定机构包括连接块，所述弧形滑孔的内部滑动连接有连接块，所述连接块的上表面与底面分别转动连接有第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆的顶端延伸至弧形滑孔的外部并通过第一联轴器与第一电机的输出轴固定连接，所述第一电机通过支撑杆与底座固定连接，所述第一丝杆的外部螺纹连接有第一夹紧板，所述第一夹紧板的左侧面与底座滑动连接，所述第二丝杆的延伸至弧形滑孔的外部并通过第二联轴器与第二电机的输出轴固定连接，所述第二电机与底座固定连接，所述第二丝杆的外部螺纹连接有第二夹紧板，所述第二夹紧板的左侧面与底座滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述底座的上表面的左右两侧均固定连接有弧形竖板，所述左侧弧形竖板的右侧面且对应第一夹紧板与第二夹紧板处开设有第一滑槽，所述第一滑槽的内部设置有第一滑板，所述第一滑板的数量为两个，两个第一滑板的右侧面均分别通过连接杆与第一夹紧板和第二夹紧板固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述转板探测器与右侧弧形竖板的左侧面固定连接，且探测器的高度高于转板。

7.根据权利要求4所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述弧形滑孔的左侧面且对应连接块处开设有条形孔，连接块的左侧面固定连接有限位杆，限位杆的左端贯穿条形孔并延伸至条形滑孔的外部，所述限位杆的左端与底座固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种无人机遥控器用的拨轮结构，其特征在于：所述第三丝杆的外部且位于第三夹紧板的上方套设有转轴座，转轴座通过固定杆与底座固定连接。

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