CN110832267B - 云台、弹丸发射系统及机器人 - Google Patents

Abstract

一种云台、弹丸发射系统及机器人，其中，云台包括第一电机(100)及弹丸管道(200)；弹丸管道(200)的一端用于连接弹丸发射装置(500)，另一端用于连接第一电机(100)，第一电机(100)用于驱动弹丸管道(200)转动；第一电机(100)包括电机轴(110)，电机轴(110)的内部形成有轴向贯穿的通孔(111)，且通孔(110)的孔径大于弹丸(700)的外径，以使得弹丸(700)能够依次通过通孔(111)、弹丸管道(200)并输送至弹丸发射装置(500)。该云台结构简单、体积小、整体精度得到提升。

Description

云台、弹丸发射系统及机器人

技术领域

本发明涉及云台技术领域，具体而言，涉及一种云台、一种弹丸发射系统及一种机器人。

背景技术

步兵机器人由于角色数量多、灵活、攻击速度快等优点，往往在比赛中发挥着相当重要的作用。其中，步兵机器人的弹仓容量决定了可持续作战时间，云台的稳定性在一定程度上决定了打击精度，这两方面因素对攻击力都有着比较大的影响。

传统的步兵机器人中，弹仓与弹丸发射装置集成为一体并共同置于云台的俯仰轴上，该结构存在的问题是：随着子弹数量减少，云台的控制会受到影响，从而进一步影响到打击精度，且由于云台的扭矩原因，会使得弹丸容量比较少，不能有效延长作战时间。

针对上述技术问题，现有技术提出了将弹仓从弹丸发射装置分离出的方案，以解决随子弹减少引起云台精度下降及对弹仓容量制约大的问题，但是，现有弹仓与弹丸发射装置分体设计的方案存在弹仓与弹丸发射装置之间的供弹链路难于设计、难于与云台兼容的问题，往往导致云台结构复杂化，云台精度整体下降等不良影响。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能解决上述技术问题至少之一的云台。

一种云台，用于与弹丸发射装置连接，所述弹丸发射装置用于发射弹丸，其中，所述的云台包括第一电机、弹丸管道；所述弹丸管道的一端用于连接所述弹丸发射装置，另一端用于连接所述第一电机，所述第一电机用于驱动所述弹丸管道转动；所述第一电机包括电机轴，所述电机轴的内部形成有轴向贯穿的通孔，且所述通孔的孔径大于所述弹丸的外径，以使得所述弹丸能够依次通过所述通孔、所述弹丸管道并输送至所述弹丸发射装置。

一种弹丸发射系统，包括：弹丸发射装置；上述任一技术方案中所述的云台，所述弹丸发射装置设于所述云台上。

一种机器人，包括：包括底盘、安装于所述底盘并用于驱动所述底盘移动的动力机构以及上述任一技术方案中所述的弹丸发射系统，所述弹丸发射系统设于所述底盘。

与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：本发明提供的云台，弹丸管道及第一电机的电机轴上的通孔连通形成通道，可供弹丸沿通孔、弹丸管道输送至弹丸发射装置，满足相互分开布置的弹丸发射装置与弹仓之间的供弹传输需求，避免传统的弹仓位于弹丸发射装置上而导致随弹丸减少引起的云台精度下降及对弹仓容量制约大的问题。同时，本结构中弹丸可直接沿第一电机的电机轴进行传输，这样不会阻碍到第一电机的驱动工作，且实现了弹丸管道与第一电机之间驱动及导通的集成式连接，而无需在满足弹丸输送的同时通过庞大、复杂的传动机构来驱动弹丸管道转动，这样，云台结构相对来说更简单、体积更小，且通过第一电机的直接驱动避免了由于传动机构带来的控制响应速度及精度问题，使得云台与弹丸发射装置之间的兼容效果更好，云台的整体精度得到相应提升。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例所述弹丸发射系统的主视结构示意图；

图2是图1中所示弹丸发射系统的剖视结构示意图；

图3是图1中所示弹丸发射系统的左视示意图；

图4是本发明一个实施例所述弹丸发射系统(去除外罩)主视结构示意图；

图5是本发明一个实施例所述弹丸发射系统(去除外罩)局剖结构示意图；

图6是图5中所示局剖结构的局部放大结构示意图；

图7是图4中所示弹丸发射系统的后视结构示意图；

图8是图4中所示弹丸发射系统的仰视结构示意图；

图9是图4中所示弹丸发射系统的立体结构示意图；

图10是图4中所示弹丸发射系统的发射管向下旋转d度后的结构示意图；

图11是图10中所示弹丸发射系统的立体结构示意图；

图12是图4中所示弹丸发射系统的分解结构示意图；

图13是图4中所示弹丸发射系统的分解结构的部分结构示意图；

图14是本发明一个实施例所述第一电机的立体结构示意图；

图15是图14中所示第一电机的侧视结构示意图；

图16是图14中所示第一电机的仰视结构示意图；

图17是图14中所示第一电机的剖视结构示意图；

图18是图14中所示第一电机的分解结构示意图；

图19是本发明一个实施例所述弹丸管道的结构示意图；

图20是本发明一个实施例所述弹丸发射装置的立体结构示意图；

图21是本发明一个实施例所述加速管的立体结构示意图。

其中，图1至图21中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100第一电机，110电机轴，111通孔，112螺纹段，121第二端盖，1211第四开口，122转子磁环，123转子磁体，124转子磁轭，131定子底座，1311座体，1312固定部，1313限位部，1314第二开口，132定子导光柱，133定子铁芯，134第一端盖，1341第三开口，1342第一凸起，1343第二凸起，1344螺钉孔，1345限位槽，135电器容腔，137功能接口，138螺钉，1381第一轴承，1382第二轴承，139锁紧套，1391安装环，200弹丸管道，210连接弯头，211凹槽，220C形管段，221直管部，222第一弯管部，223第二弯管部，300连接组件，310安装板，311第一开口，312凸台，313第一定位槽，320第一安装臂，330第二安装臂，400第二电机，500弹丸发射装置，510发射管，520加速管，521安装孔，522安装部，5221安装本体，5222安装壳，5223容纳空间，523凹槽，530摩擦轮，540驱动电机，550主控板，560外罩，570边板，580弹丸连通框体，600弹仓组件，610弹仓，620弹丸通道，700弹丸，800底盘。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例，提供有一种云台。其中，云台可用于弹丸发射系统，弹丸发射系统可用于机器人，如陆地机器人(步兵机器人)、水下机器人、空中机器人等。该机器人可以由用户进行遥控。机器人具有底盘，云台设于底盘上，云台上可以设有诸如弹丸发射装置。多个机器人可以组队进行对抗击打，以形成机器人比赛。

下面参照图1至图21描述根据本发明一些实施例所述的云台、弹丸发射系统及机器人。

如图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提供的云台，其可用于与弹丸发射装置500连接，弹丸发射装置500用于发射弹丸700，其中，云台包括：第一电机100及弹丸管道200。具体地，弹丸管道200的一端用于连接弹丸发射装置500，另一端连接第一电机100。可以理解的是，弹丸管道200与第一电机100之间可为直接连接或为通过居中部件实现的间接连接，实现第一电机100能驱动弹丸管道200转动。其中，第一电机100包括电机轴110，电机轴110的内部形成有轴向贯穿的通孔111，且通孔111的孔径大于弹丸700的外径，以使得弹丸700能够依次通过通孔111、弹丸管道200并输送至弹丸发射装置500。

其中，第一电机驱动弹丸管道200转动可以是用于实现弹丸700在弹丸管道200的转动，例如，当弹丸管道200为螺旋式管道时，通过弹丸管道200的转动，可以实现弹丸700的旋转运动。或者，也可以是通过驱动弹丸管道200而带动弹丸发射装置500的转动或直接驱动弹丸发射装置500，以使得弹丸发射装置500有至少一个转动自由度，而实现多个角度的弹丸发射这样，利用第一电机100驱动弹丸管道200及弹丸发射装置500，弹丸管道200及弹丸发射装置500的转动同步性更可靠，弹丸管道200与弹丸发射装置500之间的连通效果更稳定、可靠。

可以理解，弹丸管道200可以与弹丸发射装置500固定连接，也可以转动转动，具体可以根据需要设置。

当然，在其他实施方式中，也可以使云台另外设置电机用于驱动弹丸发射装置500转动，并通过电控调节该用于驱动弹丸发射装置500的电机及第一电机100的方式，实现维持弹丸发射装置500与弹丸管道200的转动同步性，同样可以达到使弹丸管道200与弹丸发射装置500之间的连通效果更稳定、可靠的目的。本发明提供的云台，弹丸管道200及第一电机100的电机轴110上的通孔111连通形成通道，可供弹丸700沿通孔111、弹丸管道200输送至弹丸发射装置500，满足相互分开布置的弹丸发射装置500与弹仓610之间的供弹传输需求，避免传统的弹仓610位于弹丸发射装置500而导致随弹丸700减少引起的云台精度下降及对弹仓610容量制约大的问题。同时，本结构中弹丸700可直接沿第一电机100的电机轴110进行传输，这样不会阻碍到第一电机100的驱动工作，且实现弹丸管道200与第一电机100之间驱动及导通的集成式连接，而无需通过庞大、复杂的传动机构来驱动弹丸管道200转动，这样，云台结构更简单、体积更小，且通过第一电机的直接驱动避免了由于传动机构带来的控制响应速度及精度问题，使得云台与弹丸发射装置500之间的兼容效果更好，云台的整体精度得到相应提升。在本实施方式中，如图3所示，云台还包括连接组件300，连接组件300设于第一电机100上，用于支撑弹丸发射装置500；第一电机100还用于驱动连接组件300转动。这样，利用第一电机100同时驱动连接组件300、弹丸发射装置500及弹丸管道200转动，弹丸发射装置500与连接组件300之间的适配效果更好，且也更利于保证弹丸发射装置500与弹丸管道200之间的转动同步性，避免出现弹丸发射装置500与弹丸管道200之间因转动不同步出现扯管问题，从而提升了弹丸管道200与弹丸发射装置500的连接可靠性。

在本实施方式中，如图3所示，连接组件300包括安装板310、第一安装臂320和第二安装臂330；安装板310设于第一电机100上，第一安装臂320和第二安装臂330设于安装板310的两侧；第一安装臂320内形成有收容空间，弹丸管道200部分位于收容空间内。这样，利用第一安装臂320可形成对弹丸管道200支撑和定型的作用，确保弹丸管道200不会损伤和弯折，使得对弹丸700输送效果更可靠，且利用连接组件300也确保了弹丸发射装置500与弹丸管道200之间的连接刚度，确保弹丸发射装置500与弹丸管道200在第一电机100驱动下的转动同步性，同时，该连接组件300的结构也利于形成弹丸管道200与第一安装臂320之间的集成设计，进一步减小云台的整体体积。

在其他实施例中，也可设计第一电机100的电机轴110用于分别与弹丸发射装置500和弹丸管道200连接，例如，第一电机100的电机轴110与弹丸管道200连接(例如第一电机100的电机轴110与弹丸管道200之间通过联轴器连接)，且第一电机100的电机轴110通过居中部件(如安装板310及第二安装臂330)与弹丸发射装置500连接。

在本实施方式中，第一安装臂320与部分弹丸管道200为一体成型。如第一安装臂320与部分弹丸管道200一体注塑成型等，这样的结构可以节省穿管装配步骤，使得产品组装工序更简化，同时也可兼顾提升第一安装臂320与弹丸管道200之间的连接强度。

在本实施方式中，如图13所示，弹丸管道200的一端通过安装板310与第一电机100连接。其中，安装板310上设有适配通孔111的第一开口311，如图3所示，第一开口311位于第一安装臂320和第二安装臂330之间，用于连通弹丸管道200与电机轴110。通过设计第一开口311位于第一安装臂320和第二安装臂330之间，这样，第一电机100上的载荷基本关于电机轴110对称部分，有利于电机轴110的长期受力均衡，保证产品可靠性。

在本实施方式中，如图5、图6和图13所示，安装板310上设有凸台312，弹丸管道200上设有凹槽211，凸台312嵌入凹槽211中。这样，可以利用凸台312与凹槽211配合形成安装板310与弹丸管道200之间的装配定位指示，利于保证弹丸管道200与安装板310上的第一开口311准确对正，确保弹丸管道200与电机轴110的通孔111之间的有效连通，同时，凸台312与凹槽211的嵌插配合也有利于安装板310与弹丸管道200之间的剪切应力传递，提升对弹丸管道200的驱动可靠性。

在其他实施方式中，也可设计弹丸管道200上设有凸台312，安装板310上设有凹槽211，凸台312嵌入凹槽211中。

在本实施方式中，优选地，如图6所示，安装板310的凸台312呈环形并围绕第一开口311，电机轴110的通孔111的内壁面在安装板310上的投影与安装板310的凸台312的内圈重合。这样，可使得第一开口311在通孔111与弹丸管道200之间形成平顺过渡，避免弹丸700经过第一开口311时出现卡滞问题。

在本实施方式中，第一电机100包括转子组件、定子组件及电机轴110，转子组件与电机轴110固定连接，定子组件与转子组件及电机轴110之间转动连接。

进一步地，定子组件与弹丸管道200相连并能驱动弹丸管道200转动。可以理解的是，定子组件与弹丸管道200之间可为直接连接或为通过居中部件(如安装板310)实现的间接连接。

在其他实施方式中，也可设计转子组件和/或电机轴110与弹丸管道200相连并能驱动弹丸管道200转动。

在本实施方式中，如图17所示，定子组件包括定子底座131、第一端盖134及电调电路板(图中未示出)，定子底座131与第一端盖134连接并合围形成电器容腔135，电调电路板设于电器容腔135内。这样，电器容腔135内的电调电路板可随定子组件转动，从而使得电调电路板能与云台中的电机等部件保持运动同步性，避免云台中电机与电调电路板之间出现导线拉扯、缠绕等问题。同时，将电调控制板集成在第一电机100内，以简化第一电机100及电调控制板的安装，简化电调控制板与第一电机100的电连接，且能够提高第一电机100与电调控制板之间的电连接的可靠性。

可选地，定子组件还可包括定子导光柱132。

在本实施方式中，如图10、图13、图14、图15及图18所示，第一电机100还包括功能接137(例如接线端子)，功能接137与电调电路板电连接，定子底座131上设有对应功能接口137的第二开口1314。这样，可形成受第一电机100驱动的弹丸发射装置500与功能接口137之间同步转动，以使得弹丸发射装置500至功能接口137的导线能基本保持相对静止，避免导线缠绕等问题。其中，功能接口137可以包括通信接口和电源接口。

在其他实施方式中，也可设计第二开口1314位于第一端盖134上，或者，在定子底座131及第一端盖134上分别设有第二开口1314或配合形成有第二开口1314。第二开口1314的数量及形状可根据实际需要进行设置，具体可根据功能接口137或者连接器的数量及形状进行设置，本实施例此处不做具体限定。当然，电调控制板上可设置有无线通信模块，以使电调控制板可通过无线通信模块与外部部件通信连接。

在本实施方式中，如图13、图14、图15及图18所示，定子底座131中可转动地设置有电机轴110，且电机轴110穿过电调电路板，第一端盖134上设有适配通孔111的第三开口1341。

在本实施方式中，弹丸管道200通过安装板310与第一端盖134连接，其中，安装板310与第一端盖134中的一个上设有定位凸起，另一个上设有定位槽，定位凸起嵌入定位槽中。

更具体而言，如图13和图15所示，定位凸起包括第一凸起1342，第一端盖134设有第一凸起1342，第一凸起1342呈环形并围绕第三开口1341，电机轴110的通孔111的内壁面在第一端盖134上的投影与第一凸起1342的内圈重合；定位槽包括第一定位槽313，安装板310上设有第一定位槽313，第一定位槽313与第一凸起1342适配。这样，可以利用第一凸起1342与第一定位槽313配合形成安装板310与第一电机100之间的装配定位指示，利于保证第三开口1341与电机轴110的通孔111准确对正，确保弹丸管道200与电机轴110的通孔111之间的有效连通。

另外，如图13和图15所示，定位凸起还包括第二凸起1343，第二凸起1343的中心线偏离电机轴110的轴线，定位槽包括第二定位槽，第二定位槽与第二凸起1343适配。这样，可以利用第二凸起1343与第二定位槽配合形成安装板310与第一电机100之间的快装定位，同时，第二凸起1343与第二定位槽的嵌插配合也有利于安装板310与第一电机100之间的剪切应力传递，提升驱动可靠性。其中，第二凸起1343可以设于第一端盖134上，第二定位槽可以设于安装板310上。

优选地，如图16所示，第二凸起1343呈环形。这样有利于保证第二凸起1343的成型质量，避免缩水等不良问题。且更具体而言，第一端盖134上设有若干螺钉孔1344以供第一端盖134与安装板310之间通过螺钉138连接，本方案设计第二凸起1343呈环形，可进一步在其内设置螺钉孔1344，如此以实现第一端盖134上结构集成化分布，减少对第一端盖134的强度的削弱影响，提升第一端盖134强度。

在本实施方式中，如图17和图18所示，定子底座131包括座体1311以及从座体1311往背离第一端盖134的方向延伸的固定部1312；电机轴110与固定部1312之间设置有第一轴承1381，第一轴承1381朝向座体1311的一端抵设有位于电机轴110上的锁紧套139；电机轴110与固定部1312之间还设置有第二轴承1382，转子组件包括第二端盖121，第二端盖121套设在电机轴110上，第二轴承1382背离座体1311的一端与第二端盖121相抵：固定部1312内壁设置有向内延伸的限位部1313，第一轴承1381背离座体1311的一端与限位部1313的一端相抵，第二轴承1382朝向座体1311的一端与限位部1313的另一端相抵。

由于第一轴承1381的上端与固定部1312的限位部1313相抵，锁紧套139的上端与第一轴承1381的下端相抵，如此，能够限制电机轴110及第二端盖121相对于座体1311向上移动；此外，由于第二轴承1382的下端与限位部1313相抵，第二轴承1382的上端与第二端盖121相抵，如此，能够限制电机轴110及第二端盖121相对于座体1311向下移动。

因此，本实施例中，能够限制电机轴110相对于座体1311的轴向移动，从而能够消除第一电机100中转子组件与定子组件之间的轴向间隙，也即消除第一电机100中电机轴110的轴向窜动，进而保证第一电机100输出的转速及扭矩的精确性。

优选地，如图17所示，锁紧套139包括螺套，螺套套设在电机轴110外侧并与电机轴110螺纹连接。

进一步地，锁紧套139的内壁设置有内螺纹，电机轴110具有螺纹段112，螺纹段112设置有外螺纹，锁紧套139的内螺纹与电机轴110上的外螺纹粘接，例如，向锁紧套139的内螺纹与电机轴110上的外螺纹之间注入胶水，实现使锁紧套139的内螺纹与电机轴110上的外螺纹之间进一步粘接，以保证锁紧套139与电机轴110的固定可靠性，提高对电机轴110轴向窜动的限制效果。

在本实施方式中，如图17和图18所示，第一端盖134的内壁面上设有限位槽1345，电机轴110的一端伸入限位槽1345内。这样可以在电机轴110的末端形成限位，避免第一电机100运转过程中，其电机轴110的末端部位出现振幅或偏位量过大的问题，从而避免因电机轴110振幅或偏位量过大而引起的电机轴110碰撞电调电路板等不良情形。

在本实施方式中，如图17和图18所示，转子组件包括转子磁环122，锁紧套139朝向座体1311的一端连接有安装环1391，安装环1391内嵌设有转子磁环122。利用转子磁环122，可用于第一电机100的角度反馈。

进一步地，第二端盖121开设有适配通孔111的第四开口1211，用于连接弹仓610，以使弹丸700由弹仓610通过通孔111输送至弹丸发射装置500。其中，弹仓610用于存储弹丸。

其中，电机轴110固定设置在第四开口1211中，以使得第一电机100的结构更加紧凑；其中，电机轴110可向上伸出第二端盖121预设长度，本实施例对于该预设长度不做具体限定，可根据实际需要进行设置。

其中，第二端盖121背离第一端盖134的上端可设有浅槽，浅槽可与第四开口1211同心设置，相应对，电机轴110的上端设置有凸缘，凸缘设置在浅槽中；凸缘可与第二端盖121粘接或者紧固连接，以提高电机轴110与第二端盖121的连接可靠性。进一步地，定子组件包括定子铁芯133，转子组件还包括转子磁体123和转子磁轭124；转子磁体123设于转子磁轭124的内壁上，转子磁轭124固定于第二端盖121，且转子磁轭124嵌套分布于定子铁芯133的外侧并能相对于定子铁芯133旋转。

在本实施方式中，如图4、图9、图10和图11所示，云台还包括第二电机400，第二电机400用于驱动弹丸发射装置500转动，第一电机100的驱动方向不同于第二电机400的驱动方向。

更具体如，第二电机400为俯仰轴电机，用于驱动弹丸发射装置500绕俯仰轴转动。如图4和图9所示，为弹丸发射装置500的发射管510大致沿横向时的状态，如图10和图11所示，为俯仰轴电机驱动弹丸发射装置500从横向向下旋转α度(例如60度)后的状态，以通过驱动弹丸发射装置500做俯仰转动以改变发射方向。其中，可以理解的是，弹丸发射装置500的俯仰角度阈值和俯仰角度阈值可通过第二电机400的驱动行程进行调整，在此不做具体限定。

进一步地，如图4、图9、图10和图11所示，第一电机100为偏航轴电机，用于驱动弹丸管道200绕偏航轴转动。较之传统的将弹仓设置在弹丸发射装置上的结构而言，通过本结构，可以减轻俯仰轴电机的负载，使得俯仰轴电机的可控性更好，且航向轴电机处无需再设置传动结构用于驱动弹丸管道200，使得航向轴电机处的结构更简化，且通过第一电机的直接驱动避免了由于传动机构带来的响应滞后及精度降低等问题，同时，通过云台上设置通道对弹丸700输送，可以将弹仓610与弹丸发射装置500分开布置，可以避免随着弹仓610内弹丸700数量减少而导致重心变化带来的云台控制精度的问题，且可以实现将弹丸700在弹仓610中的容量从原来的200发增加到1000发甚至以上。

在本实施方式中，电机轴110为内径18mm的空心轴，可以透过RM17mm的球形弹丸700，空心轴末端为公称直径20，螺距0.5的外螺纹，配合锁紧套139的内螺纹以消除转子组件与定子组件的轴向间隙。

在本实施方式中，如图19所示，弹丸管道200包括C形管段220和连接弯头210，C形管段220和连接弯头210之间可为一体部件或为分体部件，在位置关系上，C形管段220的一端通过连接弯头210与第一电机100相连，C形管段220的另一端用于连接弹丸发射装置500。该造型的弹丸管道200有利于将弹丸700由第一电机100传输至弹丸发射装置500，尤其是当云台包括第二电机400时，可以不对由第二电机400驱动的弹丸发射装置的运动造成干涉。

优选地，连接弯头210为90度弯头。

更具体而言，如图19所示，C形管段220可以理解为弹丸管道200的该部分大致呈C形而非绝对呈C形，其中，C形管段220可具体包括大致呈直线形的直管部221及位于直管部221两端的第一弯管部222和第二弯管部223，第一弯管部222和第二弯管部223优选朝向直管部221的同一侧弯曲。

优选地，C形管段220用于连接弹丸发射装置500的一端的中心线沿横向，连接弯头210用于连接第一电机100的一端的中心线沿纵向。

如图1和图2所示，本发明第二方面的实施例提供的弹丸发射系统，包括：弹丸发射装置500；上述任一技术方案所述的云台，弹丸发射装置500设于云台上。

更具体而言，如图4和图9所示，弹丸发射系统还包括弹仓组件600，弹仓组件600包括弹仓610以及与弹仓610连接的弹丸通道620；弹丸通道620与云台中第一电机100的通孔111连通。

在本实施方式中，如图20所示，弹丸发射装置500包括发射管510、加速管520、摩擦轮530以及驱动组件；如图2和图5所示，加速管520与发射管510对接：摩擦轮530包括两个，两个摩擦轮530相对设置在加速管520的两侧，且两个摩擦轮530均部分位于加速管520内，以抵持位于加速管520内的弹丸700：驱动组件用于驱动两个摩擦轮530同时朝着发射管510的方向旋转，以使得弹丸700在两个摩擦轮530的旋转力作用下加速进入发射管510；其中，如图1、图2、图4所示，当发射管510的发射方向为水平方向时，两个摩擦轮530的排布方向为竖直方向。

相关技术中，当弹丸发射装置500发射弹丸700的方向为水平方向时，两个摩擦轮530的排布方向也处于水平方向，这种排布方式增加了云台的横向宽度，使得云台的布局不够紧凑，空间利用率低；另外，相关技术中在将弹丸发射装置500设于云台上时，为防止云台中的结构(如本结构中的第二电机400、第一安装臂320、第二安装臂330)干扰两个摩擦轮530的运动，需要在两个摩擦轮530和云台中的上述结构之间预留一个横向空间，这就导致发射管510至云台中第二电机400的旋转轴线的水平距离增加。然而，为了确保发射管510的稳定性以稳定发射弹丸700，通常要在后端结构增加额外配重，以使得云台中诸如第二电机的驱动部件的重心后移，故上述两个摩擦轮530的排布方式也不利于云台的配重设计。

而本设计中，通过设计当发射管510的发射方向为水平方向时，两个摩擦轮530的排布方向为竖直方向。这样不仅可以减少整个弹丸发射装置的横向宽度，提升产品部件紧凑性和空间利用率，且利于使摩擦轮530避开第二电机400、第一安装臂320、第二安装臂330的干扰，从而无须预留横向空间进行避让，有利于减少发射管510至第二电机400的旋转轴线的水平距离，同时利于云台的配重设计，无需额外进行配重，也有利于防止第二电机400输出不必要的扭矩。

在本实施方式中，如图2和图5所示，驱动组件包括两个驱动电机540，两个驱动电机540对应驱动两个摩擦轮530转动。利用两个驱动电机540分别驱动两个摩擦轮530转动，这样，单个驱动电机540的输出扭矩峰值不至于过大，且两个摩擦轮530上的扭矩输出值也更加精确，对弹丸700加速能效更高。

在其他实施方式中，也可设计由一个驱动电机540通过传动机构实现同时驱动两个摩擦轮530转动。

优选地，如图5所示，驱动电机540为外转子电机，摩擦轮530套设在外转子电机的转子壳上，转子壳用于带动摩擦轮530转动。其中，转子壳可以为驱动电机540中的转子部分，也可以为驱动电机540中的定子部分。利用外转子电机驱动摩擦轮530，可以实现小转速、大转矩输出，使得摩擦轮530对弹丸700的摩檫力加速效果更好，且通过将摩擦轮530直接套设在外转子电机的转子壳上，可以使得摩擦轮530与驱动电机540之间的传动损失小，对于低转速传动而言，传动精度也能得到更有效地保证。

在本实施方式中，如图9、图11、图12和图21所示，加速管520上的相对侧壁上分别设有凹槽523，凹槽523内开设有安装孔521，摩擦轮530通过安装孔521部分位于加速管520内。本结构中，通过将安装孔521设于凹槽523的壁上，利用凹槽523可使得安装孔521向加速管520内具有一定的沉入量，这样，摩擦轮530能更容易地嵌入加速管520实现对弹丸700驱动，且摩擦轮530与加速管520干涉的风险性降低。

进一步地，如图5所示，凹槽523的侧壁上设有安装部522，其中，凹槽523的侧壁与安装部522之间为可拆卸地连接；安装部522包括安装本体5221和安装壳5222，安装壳522设于安装本体5221上；安装壳522内设有容纳空间5223，驱动电机540以及摩擦轮530位于容纳空间5223内。利用安装壳522容纳摩檫轮530，这样可以避免摩檫轮530的旋转运动受到外力干扰，保证摩檫轮530对弹丸700动力输出的精准性和可靠性，且利用安装壳522也可避免将摩擦轮530与弹丸发射装置500中其它部件的摩擦而造成的磨损，例如，利用安装壳522可以实现将摩擦轮530与弹丸发射装置500中主控板550的引出导线有效隔开，避免摩擦轮530影响主控板550的引出导线。

更进一步地，如图2和图5所示，弹丸发射装置500还包括弹丸连通框体580，弹丸连通框体580用于连接加速管520及弹仓610，可以理解的是，加速管520与弹仓610之间并非直接连接，而是间接连接，更具体而言，本实施方式中，加速管520与弹仓610之间的间接连接具体可为：弹仓610-弹丸通道620-第一电机100-弹丸管道200-弹丸连通框体580-加速管520，如此，实现弹仓610向加速管520导通。

其中，如图21所示，当弹丸发射装置500的发射方向为水平方向时，两个凹槽523中的一个开口朝上，另一个开口朝下，其中，如图5所示，安装本体5221设于开口朝上的凹槽523的一侧壁上，安装壳5222的一端与安装本体5221连接，安装壳5222的另一端与弹丸连通框体580连接。

更具体而言，如图2、图5和图21所示，加速管520的上下侧壁上分别设有凹槽523，上侧壁上的凹槽523开口朝上并设有安装孔521，下侧壁上的凹槽523开口朝下并设有安装孔521，安装部522的安装本体5221通过螺钉固定于加速管520上侧壁的凹槽523的侧壁上，实现加速管520与安装部522之间可拆卸地装配，安装本体5221与加速管520之间也可通过卡接结构实现卡接形式的卡拆卸装配。其中，与上侧壁上的安装孔521配合的摩擦轮530及用于驱动该摩擦轮530的驱动电机540均位于安装部522内，且安装部522内的该摩擦轮530通过安装孔521并部分位于加速管520内。值得说明的是，前述所描述的上、下并非绝对方向的上、下，随着弹丸发射装置的俯仰转动，该上、下也可相应理解为斜上、斜下。

更具体地，如图5和图12所示，安装部522的安装壳5222呈C形，其两端对应为C形开口的两端，其中，安装壳5222的一端通过螺钉固定于弹丸连通框体580，另一端设于安装本体5221上，并通过螺钉与安装本体5221固定。

可以理解的是，本实施方式中，弹丸连通框体580与弹丸管道200之间形成转动连接，也即弹丸连通框体580与弹丸管道200能相对转动。例如，弹丸连通框体580与弹丸管道200通过轴承连接，或形成可转动形式地轴孔配合等，这样，弹丸发射装置500进行俯仰转动时不会带动弹丸管道200，以确保弹丸管道200及与之连接的连接组件300甚至第一电机100保持平稳。

在本实施方式中，如图20所示，弹丸发射系统还包括主控板550，主控板550位于两个摩擦轮530远离发射管510的一侧，且主控板550与驱动组件电耦合连接。这样在保证驱动组件与主控板550接线方便性的同时，可以减少主控板550受到的来自于发射管510的振动影响和热影响，利于改善主控板550的工作环境。

在本实施方式中，如图1至图3所示，发射装置还包括外罩560，外罩560用于罩设主控板550和至少一个摩擦轮530。利用外罩560可以起到对主控板550及至少一个摩擦轮530防尘防水的作用，保证主控板550及至少一个摩擦轮530的寿命和可靠性，且也使得产品也更具美观性。

在本实施方式中，如图7所示，当云台包括第二电机400时，两个摩擦轮530与第二电机400相邻设置。这样在保证驱动组件及第二电机400走线方便性的同时，可以缩短摩擦轮530与第二电机400之间的距离，减少转动惯量，这样有利于提升第二电机400对摩檫轮动力输出方向的控制精准性，提升射击精度，且该两个摩擦轮530与第二电机400相邻设置的结构也利于云台配重设计，提升云台整体平稳性。

在本实施方式中，如图4所示，云台还包括由第二电机400驱动的俯仰轴轴臂570，俯仰轴轴臂570与两个摩擦轮530内的驱动电机540连接。

本发明第三方面的实施例提供的机器人，机器人包括底盘800、安装于底盘800并用于驱动底盘800移动的动力机构以及上述任一技术方案中所述的弹丸发射系统，弹丸发射系统设于底盘800。

在本实施方式中，如图7和图8所示，云台中的第一电机100与弹仓组件600中的弹丸通道620设于底盘800的相对两侧。这样有利于实现第一电机100装配平稳，进一步提升云台控制精度，且这样设计也有利于提升对底盘800周围的空间利用率，提升产品的部件之间的紧凑性，利于产品小型化发展。

优选地，机器人可为陆地机器人，具体如步兵机器人等，相应地，驱动底盘800移动的动力机构可包含履带或车轮等，当然，也可设计机器人为空中机器人，具体例如无人机，相应地，驱动底盘800移动的动力机构可包含机翼、风扇等空气动力部件，或者设计机器人为水下或水上机器人，具体例如船或潜艇，相应地，驱动底盘800移动的动力机构可包含水轮等水力部件。

更具体而言，如图2所示，云台中的第一电机100与弹仓组件600的弹仓610位于底盘610的同一侧且两者并排分布，弹仓组件600中的弹丸通道620设于底盘800的另一例。

弹丸通道620的一端直接或间接地连接于弹仓610，弹丸通道620的另一端直接或间接地连接于第一电机100的电机轴110的通孔111的一端，该通孔111的另一端通过弹丸管道200与弹丸发射装置500连通。

其中，弹仓610中储存有弹丸700，弹仓610向弹丸发射装置500输送弹丸的路径大致为：弹仓610-弹丸通道620-第一电机100的通孔111-弹丸管道200-弹丸发射装置500。

弹丸700进入弹丸发射装置500中后，可在加速管520中经摩擦轮530加速，并在完成加速后沿发射管510发射出。

综上所述，本发明提供的云台、弹丸发射系统及机器人，云台中使弹丸管道及第一电机的电机轴上的通孔连通形成通道，可供弹丸沿通孔、弹丸管道输送至弹丸发射装置，满足相互分开布置的弹丸发射装置与弹仓之间的供弹传输需求，避免传统的弹仓位于弹丸发射装置上结构中所存在的随弹丸减少引起云台精度下降及对弹仓容量制约大的问题。同时，本结构中弹丸可直接沿第一电机的电机轴进行传输，这样不会阻碍到第一电机的驱动工作，且实现弹丸管道与第一电机之间驱动及导通的集成式连接，而无需通过庞大、复杂的传动机构来驱动弹丸管道转动，这样，云台结构更简单、体积更小，并去除了由于传动机构带来的控制响应速度及精度问题，云台与弹丸发射装置之间的兼容效果更好，云台的整体精度得到相应提升。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (41)

1.一种云台，用于与弹丸发射装置连接，所述弹丸发射装置用于发射弹丸，其特征在于，所述云台包括第一电机、弹丸管道；

所述弹丸管道的一端用于连接所述弹丸发射装置，另一端用于连接所述第一电机，所述第一电机用于驱动所述弹丸管道转动；

所述第一电机包括电机轴，所述电机轴的内部形成有轴向贯穿的通孔，且所述通孔的孔径大于所述弹丸的外径，以使得所述弹丸能够依次通过所述通孔、所述弹丸管道并输送至所述弹丸发射装置。

2.根据权利要求1所述的云台，其特征在于，

所述云台还包括连接组件，所述连接组件设于所述第一电机上，用于支撑所述弹丸发射装置；

所述第一电机还用于驱动所述连接组件转动。

3.根据权利要求2所述的云台，其特征在于，

所述连接组件包括安装板、第一安装臂和第二安装臂；

所述安装板设于所述第一电机上，所述第一安装臂和所述第二安装臂设于所述安装板的两侧；

所述第一安装臂内形成有收容空间，所述弹丸管道部分位于所述收容空间内。

4.根据权利要求3所述的云台，其特征在于，

所述第一安装臂与部分所述弹丸管道为一体成型。

5.根据权利要求3所述的云台，其特征在于，

所述弹丸管道通过所述安装板与所述第一电机连接，其中，所述安装板上设有适配所述通孔的第一开口，所述第一开口位于所述第一安装臂和所述第二安装臂之间，用于连通所述弹丸管道与所述电机轴。

6.根据权利要求5所述的云台，其特征在于，

所述安装板和所述弹丸管道中的一个上设有凸台，另一个上设有凹槽，所述凸台嵌入所述凹槽中。

7.根据权利要求6所述的云台，其特征在于，

所述安装板上设有所述凸台，所述凸台呈环形并围绕所述第一开口，所述电机轴的所述通孔的内壁面在所述安装板上的投影与所述凸台的内圈重合。

8.根据权利要求1所述的云台，其特征在于，

所述第一电机包括转子组件、定子组件及所述电机轴，所述转子组件与所述电机轴固定，所述定子组件与所述转子组件及所述电机轴之间转动连接。

9.根据权利要求8所述的云台，其特征在于，

所述定子组件与所述弹丸管道相连并能驱动所述弹丸管道转动。

10.根据权利要求9所述的云台，其特征在于，

所述定子组件包括定子底座、第一端盖及电调电路板，所述定子底座与所述第一端盖连接并合围形成电器容腔，所述电调电路板设于所述电器容腔内。

11.根据权利要求10所述的云台，其特征在于，

所述第一电机还包括功能接口，所述功能接口与所述电调电路板电连接，所述定子底座和/或所述第一端盖上设有对应所述功能接口的第二开口。

12.根据权利要求10所述的云台，其特征在于，

所述定子底座中可转动地设置有所述电机轴，且所述电机轴穿过所述电调电路板，所述第一端盖上设有适配所述通孔的第三开口。

13.根据权利要求12所述的云台，其特征在于，

所述弹丸管道通过安装板与所述第一端盖连接，其中，所述安装板与所述第一端盖中的一个上设有定位凸起，另一个上设有定位槽，所述定位凸起嵌入所述定位槽中。

14.根据权利要求13所述的云台，其特征在于，

所述定位凸起包括第一凸起，所述第一端盖设有所述第一凸起，所述第一凸起呈环形并围绕所述第三开口，所述通孔的内壁面在所述第一端盖上的投影与所述第一凸起的内圈重合；

所述定位槽包括第一定位槽，所述安装板上设有所述第一定位槽，所述第一定位槽与所述第一凸起适配。

15.根据权利要求13所述的云台，其特征在于，

所述定位凸起包括第二凸起，所述第二凸起的中心线偏离所述电机轴的轴线，所述定位槽包括第二定位槽，所述第二定位槽与所述第二凸起适配。

16.根据权利要求15所述的云台，其特征在于，

所述第二凸起呈环形。

17.根据权利要求10所述的云台，其特征在于，

所述定子底座包括座体以及从所述座体往背离所述第一端盖的方向延伸的固定部；

所述电机轴与所述固定部之间设置有第一轴承，所述第一轴承朝向所述座体的一端抵设有位于所述电机轴上的锁紧套；

所述电机轴与所述固定部之间还设置有第二轴承，所述第二轴承背离所述座体的一端与所述转子组件中的第二端盖相抵，所述第二端盖套设在所述电机轴上；

所述固定部内壁设置有向内延伸的限位部，所述第一轴承背离所述座体的一端与所述限位部的一端相抵，所述第二轴承朝向所述座体的一端与所述限位部的另一端相抵。

18.根据权利要求17所述的云台，其特征在于，

所述锁紧套包括螺套，所述螺套套设在所述电机轴外侧并与所述电机轴螺纹连接。

19.根据权利要求18所述的云台，其特征在于，

所述锁紧套的内壁设置有内螺纹，所述电机轴具有螺纹段，所述螺纹段设置有外螺纹，所述锁紧套的内螺纹与所述电机轴上的外螺纹粘接。

20.根据权利要求10所述的云台，其特征在于，

所述第一端盖的内壁面上设有限位槽，所述电机轴的一端伸入所述限位槽内。

21.根据权利要求17所述的云台，其特征在于，

所述转子组件包括转子磁环，所述锁紧套朝向所述座体的一端连接有安装环，所述安装环内嵌设有所述转子磁环。

22.根据权利要求17所述的云台，其特征在于，

所述第二端盖开设有适配所述通孔的第四开口，用于连接弹仓，以使所述弹丸由所述弹仓通过所述通孔输送至所述弹丸发射装置。

23.根据权利要求17所述的云台，其特征在于，

所述定子组件包括定子铁芯，所述转子组件还包括转子磁体和转子磁轭；

所述转子磁体设于所述转子磁轭的内壁上，所述转子磁轭固定于所述第二端盖，且所述转子磁轭嵌套分布于所述定子铁芯的外侧并能相对于所述定子铁芯旋转。

24.根据权利要求1所述的云台，其特征在于，

所述云台还包括第二电机，所述第二电机用于驱动所述弹丸发射装置转动，所述第一电机的驱动方向不同于所述第二电机的驱动方向。

25.根据权利要求24所述的云台，其特征在于，

所述第二电机为俯仰轴电机，用于驱动所述弹丸发射装置绕俯仰轴转动。

26.根据权利要求1或24或25所述的云台，其特征在于，

所述第一电机为偏航轴电机，用于驱动所述弹丸管道绕偏航轴转动。

27.根据权利要求1所述的云台，其特征在于，

所述弹丸管道包括C形管段和连接弯头，所述C形管段的一端通过所述连接弯头与所述第一电机相连，所述C形管段的另一端用于连接所述弹丸发射装置。

28.根据权利要求27所述的云台，其特征在于，

所述C形管段用于连接所述弹丸发射装置的一端的中心线沿横向，所述连接弯头用于连接所述第一电机的一端的中心线沿纵向。

29.一种弹丸发射系统，其特征在于，包括：

弹丸发射装置；

如权利要求1至28中任一项所述的云台，所述弹丸发射装置设于所述云台上。

30.根据权利要求29所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述弹丸发射系统还包括弹仓组件，所述弹仓组件包括弹仓以及与所述弹仓连接的弹丸通道；

所述弹丸通道与所述云台中第一电机的通孔连通。

31.根据权利要求29所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述弹丸发射装置包括发射管、加速管、可形变的摩擦轮以及驱动组件；

所述加速管与所述发射管对接；

所述摩擦轮包括两个，两个所述摩擦轮相对设置在所述加速管的两侧，且两个所述摩擦轮均部分位于所述加速管内，以抵持位于所述加速管内的弹丸；

所述驱动组件用于驱动两个所述摩擦轮同时朝着所述发射管的方向旋转，以使得所述弹丸在两个所述摩擦轮的旋转力作用下加速进入所述发射管；

其中，当所述发射管的发射方向为水平方向时，两个所述摩擦轮的排布方向为竖直方向。

32.根据权利要求31所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述驱动组件包括两个驱动电机，两个所述驱动电机对应驱动两个所述摩擦轮转动。

33.根据权利要求32所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述驱动电机为外转子电机，所述摩擦轮套设在所述外转子电机的转子壳上，所述转子壳用于带动所述摩擦轮转动。

34.根据权利要求32所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述加速管上的相对侧壁上分别设有凹槽，所述凹槽内开设有安装孔，所述摩擦轮通过所述安装孔部分位于所述加速管内。

35.根据权利要求34所述的弹丸发射系统，其特征在于，所述凹槽的侧壁上设有可拆卸的安装部；

所述安装部包括安装本体和安装壳，所述安装壳设于所述安装本体上；

所述安装壳内设有容纳空间，所述驱动电机以及所述摩擦轮位于所述容纳空间内。

36.根据权利要求35所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述弹丸发射装置还包括弹丸连通框体，所述弹丸连通框体用于连接所述加速管及弹仓；

所述安装本体设于开口朝上的所述凹槽的一侧壁上，所述安装壳的一端与所述安装本体连接，所述安装壳的另一端与所述弹丸连通框体连接。

37.根据权利要求31所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述弹丸发射系统还包括主控板，所述主控板位于两个所述摩擦轮远离所述发射管的一侧，且所述主控板与所述驱动组件电耦合连接。

38.根据权利要求37所述的弹丸发射系统，其特征在于，

所述弹丸发射装置还包括外罩，所述外罩用于罩设所述主控板和至少一个所述摩擦轮。

39.根据权利要求31所述的弹丸发射系统，其特征在于，

当所述云台包括第二电机时，两个所述摩擦轮与所述第二电机相邻设置。

40.一种机器人，其特征在于，包括底盘、安装于所述底盘并用于驱动所述底盘移动的动力机构以及如权利要求29至39中任一项所述的弹丸发射系统，所述弹丸发射系统设于所述底盘。

41.根据权利要求40所述的机器人，其特征在于，

当所述弹丸发射系统包括弹仓组件时，所述云台中的第一电机与所述弹仓组件中的弹丸通道设于所述底盘的相对两侧。

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