CN112797266A - 分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机设备技术领域，公开了一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法，该分体式云台包括云台主体、通信组件以及电源组件，所述云台主体包括支架以及设于所述支架的云台控制模块和拍摄组件，所述拍摄组件与所述云台控制模块电连接，所述通信组件可拆卸连接于所述支架，所述电源组件可拆卸连接于所述通信组件，用于实现所述通信组件和所述拍摄组件的电性导通。通过云台主体、通信组件和电源组件之间均为可拆卸连接，便于更换电源组件以及排查各组件的故障，维修难度低。

Description

分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及无人机设备技术领域，尤其涉及一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法。

背景技术

为了开展大规模的航拍以及与地面的通信，无人机往往需要搭载云台。为了保障云台的长时间工作，需要定时更换电源以及对云台进行定期检修。

然而，由于目前云台的各个部件的组装工艺较复杂，一方面，用户为云台更换电源较麻烦，另一方面，当云台发生故障时难以排查故障原因以及维修。

发明内容

本发明实施例公开了一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法，通过云台主体、通信组件和电源组件之间均为可拆卸连接，便于更换电源组件以及排查各组件的故障，维修难度低。

第一方面，本发明实施例公开了一种分体式云台，包括云台主体、通信组件以及电源组件，所述云台主体包括支架以及设于所述支架的云台控制模块和拍摄组件，所述拍摄组件与所述云台控制模块电连接，所述通信组件可拆卸连接于所述支架，所述电源组件可拆卸连接于所述通信组件，用于实现所述通信组件和所述拍摄组件的电性导通。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述支架包括外部支架以及连接于所述外部支架的内部支架，所述通信组件可拆卸连接于所述外部支架，所述拍摄组件设于所述内部支架。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述内部支架包括第一内部支架以及第二内部支架，所述第二内部支架与所述第一内部支架连接形成夹角空间，所述外部支架位于所述夹角空间外，所述拍摄组件位于所述夹角空间内。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述外部支架包括第一外部支架以及与所述第一外部支架连接的第二外部支架，所述第一外部支架连接于所述第一内部支架，所述第二外部支架罩设于所述第二内部支架上方形成罩设空间。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第二内部支架设有位于所述罩设空间内的减震部件，所述支架还包括固定支架，所述固定支架连接于所述减震部件和所述拍摄组件。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一内部支架为U型支架，所述第二内部支架为两个，且间隔分设于所述第一内部支架的开口端；

所述第一外部支架为口字支架，所述第二外部支架为两个，分别对应两所述第二内部支架设置。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一外部支架的下部背离所述第一内部支架的一侧向外凸设有滑动部，所述通信组件的前端设有滑槽，所述滑动部可拆卸且可滑动连接于所述滑槽。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一内部支架的下端对应所述滑动部的位置凸设有接口朝上的第一信号接口，所述滑槽内设有接口朝下的第二信号接口，所述第二信号接口用于在滑动部滑动位于所述滑槽内时与所述第一信号接口连接。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述支架还包括底部支架，所述底部支架设于所述第一内部支架的下部且在所述夹角空间内延伸设置，所述底部支架的两侧向外延伸形成固接部，所述固接部上设有螺栓组，用于可拆卸连接于所述无人机。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述外部支架转动设有控制盒，所述云台控制模块设于所述控制盒内；

所述通信组件包括通信模块，所述通信模块电连接于所述云台控制模块和所述电源组件。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述通信组件还包括第一壳体，所述第一壳体可拆卸连接于所述云台主体和所述电源组件，所述通信模块设于所述第一壳体内，包括编码器以及电连接于所述编码器的通信链路模块，所述编码器电连接于所述云台控制模块和所述电源组件。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述通信组件还包括天线组，所述天线组分设于所述第一壳体的两侧，所述天线组用于与所述无人机的地面控制器建立通讯连接。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一壳体包括底壳、中框以及顶壳，所述中框连接于所述底壳和所述顶壳之间，用于与所述底壳和所述顶壳分别形成第一容置空间和第二容置空间，所述第二容置空间与所述第一容置空间连通，所述编码器设于所述第一容置空间，所述通信链路模块设于所述第二容置空间。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述中框为U型框体，所述底壳的一端向上延伸有封闭所述中框的开口端的延伸部，所述延伸部凸设有与所述编码器电连接的第三信号接口，所述电源组件设有用于与所述第三信号接口配合连接的第四信号接口；

所述延伸部上还设有第一连接部，所述电源组件设有第二连接部，所述第二连接部可拆卸连接于所述第一连接部。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述电源组件包括电源主体以及自所述电源主体的顶面向上凸设的凸台，所述凸台设有与所述电源主体的顶面相连的连接面，所述连接面设有所述第二连接部和所述第四信号接口。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述电源主体的底面设有第三连接部，用于可拆卸连接于所述无人机。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述控制盒可相对所述外部支架转动并在第一姿态位置以及第二姿态位置之间转换；

其中，所述第一姿态位置为所述控制盒位于所述外部支架上方的位置，所述第二姿态位置为所述控制盒贴合于所述外部支架背离所述内部直接的一侧，且所述第一壳体位于所述通信组件上方的位置。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述控制盒位于所述第二姿态位置时，所述控制盒可拆卸连接于所述通信组件。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述控制盒底部设有第一固持部件，所述通信组件顶部对应所述第一固持部件设有第二固持部件，所述控制盒转动至所述第二姿态位置时，所述第二固持部件可拆卸连接于所述第一固持部件。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述拍摄组件包括设于所述支架的电机以及连接于所述电机的红外摄像模组。

第二方面，本发明实施例公开了一种具有第一方面公开的分体式云台的无人机，包括无人机本体以及所述分体式云台，所述分体式云台可拆卸连接于所述无人机本体。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述无人机的顶部设有电池仓，所述电源组件可拆卸设于所述电池仓，所述电源组件用于对所述无人机供电，所述云台主体可拆卸连接于所述无人机的所述顶部。

第三方面，本发明实施例公开了一种具有第二方面公开的无人机的捂热及控制系统，包括地面控制装置以及所述无人机，所述地面控制装置包括无人机遥控器以及可拆卸设于所述无人机遥控器的信号传输器，所述无人机遥控器用于与所述无人机本体建立通讯连接，所述信号传输器用于在所述无人机遥控和所述分体式云台之间建立通讯连接。

第四方面，本发明实施例公开了一种无人机系统控制方法，所述无人机系统为第三方面公开的无人机系统，所述无人机遥控器设有控制模块；

所述方法包括：

所述控制模块发送云台控制信号至所述信号传输器，经由所述信号传输器传输所述云台控制信号至所述通信组件；

所述通信组件接收云台控制信号并发送至所述云台控制模块，经由所述云台控制模块发送至所述拍摄组件；

所述拍摄组件根据所述云台控制信号启动拍摄并发送拍摄信号至所述云台控制模块；

所述云台控制模块根据拍摄信号采集图像和数据信息后发送至所述通信组件，经由所述通信组件传输至所述信号传输器；

所述信号传输器接收所述图像和数据信息并发送至所述控制模块。

本发明实施例提供了一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法，通过通信组件可拆卸设于云台主体，电源组件与通信组件可拆卸连接，从而当需要更换电源时，可直接拆卸电源组件进行更换，且当发生故障时，可分离云台主体、电源组件以及通信组件进行排查及维修，维修难度较低且效率高。当该分体式云台应用于无人机时，该云台主体和该电源组件均可拆卸设于无人机，便于无人机拆装云台，且电源组件可同时为无人机和云台供电，降低整体的重量。

进一步，云台主体、通信组件和电源组件之间的可拆卸连接均通过按压卡扣和卡槽配合或磁性元件配合的方式，拆装难度低且连接可靠。

此外，控制盒可相对外部支架转动至第二姿态位置，此时，控制盒位于通信组件上方，使得分体式云台的重心更靠近其质心，重量分布更均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本技术领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一公开的一种分体式云台的结构示意图；

图2是本发明实施例一公开的一种分体式云台的分解示意图；

图3是本发明实施例一公开的云台主体的分解示意图；

图4是本发明实施例一公开的通信组件的分解示意图；

图5是本发明实施例一公开的控制盒位于第一姿态位置的结构示意图；

图6是本发明实施例三公开的无人机遥控器的结构示意图；

图7是本发明实施例三公开的遥控器本体与地面信号器分离时的无人机遥控器的结构示意图；

图8是本发明实施例三公开的地面信号器的结构示意图；

图9是本发明实施例三公开的地面信号器的另一结构示意图；

图10是图9中的地面信号器的结构分解示意图；

图11是本发明实施例三公开的地面信号器的又一结构示意图；

图12是本发明实施例三公开的地面信号器的再一结构示意图；

图13是本发明实施例四公开的一种无人机系统的控制方法的流程示意图。

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。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本发明公开了一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法，通过云台主体、通信组件和电源组件之间均为可拆卸连接，便于更换电源组件以及排查各组件的故障，维修难度低。

实施例一

请一并参阅图1至图4，为本发明实施例一提供的一种分体式云台的结构示意图，该分体式云台包括云台主体1、通信组件2以及电源组件3，该云台主体1包括支架以及设于该支架的云台控制模块和拍摄组件，该拍摄组件与该云台控制模块电连接，该通信组件2可拆卸连接于该支架，该电源组件3可拆卸连接于该通信组件2，用于实现与该通信组件2和该拍摄组件的电性导通。

在本实施例中，如图3所示，该拍摄组件包括电机401以及连接于该电机401的红外摄像模组402。可以理解的是，在该电机401的作用下，该红外摄像模组402可进行俯仰运动，且采用单个电机401实现红外摄像模组402单轴运动的方式，可降低该云台主体1的重量，从而使得该分体式云台的整体重量较小。

进一步地，为了将该拍摄组件设于该支架上，该拍摄组件还包括电机固定组件，该电机固定组件包括电机固定架403以及设于该电机固定架403一侧的电机端盖404，该电机固定架403固定连接于该支架，该电机401设于该电机固定架403的另一侧。也就是说，该电机401相对该支架的位置固定不变，通过电机401的电机轴转动带动该红外摄像模组402相对该支架转动，以实现该红外摄像模组402的俯仰拍摄。

结合图2和图3所示，在本实施例中，该支架包括外部支架11以及连接于该外部支架11的内部支架12，该通信组件2可拆卸连接于该外部支架11，该拍摄组件设于该内部支架12。通过外部支架11和内部支架12分别设置通信组件2和拍摄组件，可避免通信组件2和拍摄组件之间的相互干扰或干涉，从结构上看，采用该方式可使得该分体式云台各个组件之间的相对位置合理设置，充分利用该支架的内外空间，符合无人机云台小型化和轻量化的设计理念。

进一步地，该内部支架12包括第一内部支架121以及第二内部支架122，该第二内部支架122与该第一内部支架121连接形成夹角空间12a，该外部支架11位于该夹角空间12a外，该拍摄组件位于该夹角空间12a内。该拍摄组件位于该夹角空间12a内可受到该第一内部支架121和该第二内部支架122的保护，防止其受到撞击而损坏的情况发生。

进一步地，该外部支架11包括第一外部支架111以及与该第一外部支架111连接的第二外部支架112，该第一外部支架111连接于该第一内部支架121，该第二外部支架112罩设于该第二内部支架122上方形成罩设空间(未标示)。

具体地，该第一内部支架121为U型支架，该第二内部支架122为两个，且间隔分设于该第一内部支架121的开口端，该第一外部支架111为口字支架，该第二外部支架112为两个，分别对应两第二内部支架122设置。可以理解的是，两第二内部支架122之间的间隔与两第二外部支架112之间的间隔连通，该红外摄像模组402工作时其后端产生的热量可向上依次经过以上连通的间隔散发至该支架外，以及，该U型第一内部支架121的中空部与该口字第一外部支架111的中空部连通，该红外摄像模组402工作时其后端产生的热量可经以上连通的中空部散发至支架外。

也就是说，该红外摄像模组402工作时产生的热量可多方位散发至支架外，防止该红外摄像模组402过热而导致无法正常工作的情况发生。并且，通过设计该内部支架12和该外部支架11的结构，可有效减轻内部支架12和外部支架11的重量，实现该分体式云台的轻量化设计。

此外，在实现分体式云台轻量化设计的同时，该第二外部支架112和该第二内部支架122之间形成的罩设空间还为设置拍摄组件提供了连接位置。该第二内部支架122设有位于该罩设空间内的减震部件13，该支架还包括固定支架14，该固定支架14连接于该减震部件13和该拍摄组件。通过减震部件13连接固定支架14实现设置拍摄组件，可降低无人机飞行时产生的震动对该拍摄组件的影响，防止该拍摄组件发生大幅度抖动，提高该拍摄组件拍摄图像的稳定性。

具体地，该减震部件13为减震球，且为四个，间隔分设于该第二内部支架122，且连接于该固定支架14。通过四个呈方形四角分布的减震部件13连接该第二内部支架122和该固定支架14，减震效果较佳。

更进一步地，为了实现该分体式云台可拆卸连接于无人机，该支架还包括底部支架15，该底部支架15设于该第一内部支架121的下部，且在该夹角空间12a内延伸设置，该底部支架15的两侧向外延伸形成固接部151，该固接部151上设有螺栓组152，用于可拆卸连接于该无人机。

在本实施例中，为了实现该通信组件2可拆卸连接于该外部支架11，该第一外部支架111的下部背离该第一内部支架121的一侧向外凸设有滑动部11a，该通信组件2的前端设有滑槽2a，该滑动部11a可拆卸且可滑动连接于该滑槽2a。

进一步地，该通信组件2与该云台主体1之间的通讯可通过无线连接或有线连接。

作为一种可选的实施方式，该通信组件2与该云台主体1之间为无线连接，例如通过蓝牙、wifi、4G、5G等实现无线连接。

作为另一种可选的实施方式，该通信组件2与该云台主体1之间为有线连接，该第一内部支架121的下端对应该滑动部11a的位置设有接口朝上的第一信号接口12b，该滑槽2a内设有接口朝下的第二信号接口2b，该第二信号接口2b用于在该滑动部11a滑动至该滑槽2a内时与该第一信号接口12b连接。也就是说，当将该通信组件2与该云台主体1连接的同时，该第二信号接口2b与该第一信号接口12b连接，此时，该通信组件2与该云台主体1之间建立通讯连接。

在本实施例中，如图2和图3所示，该外部支架11转动设有控制盒16，用于与无人机的地面控制器进行通讯，该云台控制模块设于该控制盒16内，该通信组件2包括通信模块21，该通信模块21电连接于该云台控制模块和该电源组件3。更具体地，该云台控制模块包括云台主控板163以及与该云台主控板163电连接的红外核心板164，且该红外核心板164设有存储卡16d以存储图像或数据。

进一步地，为了实现该控制盒16转动连接于该外部支架11，该控制盒16包括上盖161以及与上盖161连接的下壳162，该云台控制模块设于该上盖161和该下壳162之间，该上盖161凸设有转接部16a和设于转接部16a的转接件16b，该转接部16a和该转接件16b之间设有转轴16c，通过转轴16c转动连接于该外部支架11。

进一步地，如图2和图5所示，该控制盒16可相对该外部支架11转动并在第一姿态位以及第二姿态位置之间转换，其中，该第一姿态位置为该控制盒位于该外部支架11上方的位置，该第二姿态位置为该控制盒16贴合与该外部支架11背离该内部支架12的一侧，且该控制盒16位于该通信组件2上方的位置。该控制盒16位于该第二姿态位置时，该控制盒16可拆卸连接于该通信组件2。

可以理解的是，该外部支架11通过滑动部11a与滑槽2a滑动配合实现与通信组件2连接的过程中，该外部支架11相对该通信组件2向上滑动，此时，该控制盒16转动至该第一姿态位置，避免与该通信组件2之间发生干涉。当该外部支架11与该通信组件2可拆卸连接后，该控制盒16可相对该外部支架11转动至该第二姿态位置，且与该通信组件2可拆卸连接，使得该滑动部11a与该滑槽2a的相对位置固定，保持该外部支架11与该通信组件2处于连接状态，此时，该控制盒16位于该通信组件2上方，可使得该分体式云台的重心沿该拍摄组件向该通信组件2的方向移动，使得该分体式云台的中心更靠近其质心，重量分布更均匀，搭载于无人机上时，有利于无人机的平稳飞行。

更进一步地，为了保持该外部支架11与该通信组件2的连接，该控制盒16底部设有第一固持部件165，该通信组件2顶部对应该第一固持部件165设有第二固持部件2c，该控制盒16转动至该第二姿态位置时，该第二固持部件2c可拆卸连接于该第一固持部件165。

作为一种可选的实施方式，该第一固持部件165和该第二固持部件2c均为磁性元件，且磁性相反。

作为另一种可选的实施方式，该第一固持部件165为按压卡扣，该第二固持部件2c为与该按压卡扣配合的卡槽。

在本实施例中，如图4所示，该通信组件2还包括第一壳体22，该第一壳体22可拆卸连接于该与云台主体1和该电源组件3，该通信模块21设于该第一壳体22内，包括编码器211以及电连接于该编码器211的通信链路模块212，该编码器211电连接于该云台控制模块和该电源组件3。具体地，该编码器211为模拟信号数字编码器，用于将模拟信号CVBS编码为数字信号H.264视频数据流，该通信链路模块212为图像数据一体化通信链路模块，用于将数字视频流和数字控制流发送至无人机的地面控制地。

进一步地，该通信组件2还包括天线组23，该天线组23分设于该第一壳体22的两侧，该天线组23用于与该无人机的地面控制器建立通讯连接。

在本实施例中，该第一壳体22包括底壳223、中框222以及顶壳221，该中框222连接于该底壳223和该顶壳221之间，用于与该底壳223和该顶壳221分别形成第一容置空间和第二容置空间，该第二容置空间与该第一容置空间连通，该编码器211设于该第一容置空间，该通信链路模块212设于该第二容置空间。可以理解的是，通过底壳223、中框222以及顶壳221的连接在第一壳体22内形成第一容置空间和第二容置空间分别设置编码器211和通信链路模块212，充分利用空间的同时，间隔设置了不同的处理模块，既实现云台的小型化设计，又避免不同处理模块之间的互相干扰。

进一步地，该中框222为U型框体，该底壳223的一端向上延伸有封闭该中框222的开口端的延伸部22a，该延伸部22a凸设有与该编码器211电连接的第三信号接口2d，电源组件3设有用于与该第三信号接口2d配合连接的第四信号接口3a，该延伸部22a上还设有第一连接部2e，该电源组件3设有第二连接部3b，该第二连接部3b可拆卸连接于该第一连接部2e。

作为一种可选的实施方式，该第一连接部2e和该第二连接部3b均为磁性元件，且磁性相反。

作为另一种可选的实施方式，该第一连接部2e为按压卡扣，该第二连接部3b为与该按压卡扣配合的卡槽。

可以理解的是，当该第一连接部2e与该第二连接部3b连接实现通信组件2与该电源组件3的可拆卸连接时，该第三信号接口2d与该第四信号接口3a连接，实现该通信组件2与该电源组件3的电性导通。

具体地，该电源组件3包括电源主体31以及自该电源主体31的顶面向上凸设的凸台32，该凸台32设有与该电源主体31的顶面相连的连接面321，该连接面321设有该第二连接部3b和该第四信号接口3a。

在本实施例中，该电源主体31的底面设有第三连接部3c，用于可拆卸连接于无人机。也就是说，本实施例中的分体式云台通过固定支架14和电源主体31底面的第三连接部3c与无人机可拆卸连接，从整体上看，分体式云台的前后端(前后端分别为云台主体1和电源组件3)均与无人机连接，连接更加紧固可靠。

本发明实施例提供了一种的分体式云台，通过通信组件可拆卸设于云台主体，电源组件与通信组件可拆卸连接，从而当需要更换电源时，可直接拆卸电源组件进行更换，且当发生故障时，可分离云台主体、电源组件以及通信组件进行排查及维修，维修难度较低且效率高。当该分体式云台应用于无人机时，该云台主体和该电源组件均可拆卸设于无人机，便于无人机拆装云台，且电源组件可同时为无人机和云台供电，降低整体的重量。

进一步，云台主体、通信组件和电源组件之间的可拆卸连接均通过按压卡扣和卡槽配合或磁性元件配合的方式，拆装难度低且连接可靠。

此外，控制盒可相对外部支架转动至第二姿态位置，此时，控制盒位于通信组件上方，使得分体式云台的重心更靠近其质心，重量分布更均匀。

实施例二

本发明实施例二提供了一种具有上述实施例一的分体式云台的无人机，该无人机包括无人机本体以及上述分体式云台，该分体式云台可拆卸设于该无人机本体。

在本实施例中，该无人机本体的顶部设有电源仓，该电源组件可拆卸设于该电源仓，该电源组件用于对该无人机本体供电，该云台主体可拆卸连接于该无人机本体的顶部。

可以理解的是，该电源组件可同时对通信组件、拍摄组件和该无人机本体供电，采用一体化供电的方式，能降低无人机的整体重量，且更换电源时，仅需更换一组电源即可，无需分别更换分体式云台和无人机本体的电源，操作更加方便。

本发明实施例提供了一种的无人机，通过分体式云台可拆卸连接于无人机本体，便于拆装云台且可分别对分体式云台和无人机本体进行检修，维修难度低且效率高。

此外，电源组件可同时为无人机和分体式云台供电，降低整体的重量，延长无人机的航拍时间。

实施例三

本发明实施例三提供了一种具有上述实施例二的无人机的控制系统，该无人机控制系统包括地面控制装置以及上述无人机，请一并参阅图6至图9，其中图9为图8中的第一天线向上翻转90°的结构示意图。该地面控制装置包括无人机遥控器4以及可拆卸设于无人机遥控器4下方的信号传输器5，无人机遥控器4用于与该无人机本体建立通讯连接，且无人机遥控器4上设有显示器40，该显示器40用于显示分体式云台拍摄的图像以及显示无人机的飞行姿态、位置等，信号传输器5用于在该无人机遥控器4和该分体式云台之间建立通讯连接。

具体地，该信号传输器5在分体式云台和无人机遥控器4之间传输信号是指：信号传输器5能够接收分体式云台的摄像模组拍摄的图像信息，并将该图像信息传输至无人机遥控器4上的显示器40进行显示，即，信号传输器5还需与无人机遥控器4上的显示器40电连接。以及，信号传输器5还能够接收从无人机遥控器4发送的对于分体式云台的操作信息，传输至分体式云台上，从而实现对分体式云台的操作控制。

通过在无人机遥控器4上设有显示器40以及在无人机遥控器4的下方设有信号传输器5，利用信号传输器5能够与分体式云台建立无线连接，将无人机摄像模组拍摄的图像显示在无人机遥控器4的显示器40上，从而能够将对无人机对云台以及摄像模组的控制集成到一个地面控制装置上，使得用户对地面控制装置的操作更加方便。也就是说，本发明的地面控制装置不仅具有遥控功能，还能实时传输无人机摄像模组的图像信息并能在显示器40实时显示出来，便于对无人机的摄像模组进行操控。

可以得知的是，本发明的地面控制装置可以应用于控制无人机的执行操作，能够集成无人机遥控器4及信号传输器5于一体，使得本发明的地面控制装置不仅可以用于控制无人机执行飞行作业，还可以控制分体式云台执行控制作业以及控制无人机摄像模组执行摄像作业，可以解决目前因地面控制装置与无人机地面站是分开、相互独立的而导致操作人员在实际操作的时候很难两者兼顾，操作较繁琐的问题，从而可提高地面控制装置的操作性，使操作人员对地面控制装置的操作更加方便。

在本实施例中，信号传输器5包括第二壳体51以及图数传链路模块52。其中，该第二壳体51包括相对设置的上壳体511及下壳体512，该上壳体511和下壳体512对合连接后形成安装腔体，图数传链路模块52固设于安装腔体中，且图数传链路模块52电连接于无人机遥控器4。

具体地，如图6、图7所示，为了实现信号传输器5与无人机遥控器4之间的电性连接以及两者结构上的连接，该无人机遥控器4上还设有与显示器40电连接的USB接口41，信号传输器5还包括与图数传链路模块52电连接的USB接头53。其中，该USB接头53插接于USB接口41且可转动连接于第二壳体51的一端，以使信号传输器5与无人机遥控器4之间可通过USB接头53和USB接口41的配合实现信息传输和可拆卸连接。信号传输器5与无人机遥控器4之间采用上述连接结构，既能够实现二者的方便拆装，便于信号传输器5的更换与维修，还能够保证信号传输器5与无人机遥控器4之间的电性连接，以使无人机遥控器4在控制带有摄像模组的分体式云台执行操作时，能够控制摄像模组进行采集、并将拍摄的图像显示在显示器40中，便于对无人机的摄像模组进行操控。

进一步地，为了既可以稳固地将信号传输器5安装在无人机遥控器4上又不会影响信号传输器5与无人机遥控器4之间的可拆卸连接，该无人机遥控器4上还设有第一卡接部(未图示)，信号传输器5还包括第二卡接部54。其中，该第二卡接部54设于第二壳体51的另一端且卡合连接于无人机遥控器4的第一卡接部。优选地，第二卡接部54可为凸设在第二壳体51上的卡勾、卡扣等，第一卡接部则可为设置在无人机遥控器4上的卡槽或者是可以在无人机遥控器4对应第二卡接部54的位置设置的卡接面。

在实际应用中，为了使得信号传输器5能够适用于不同的无人机遥控器4，因此，优选第二卡接部54是凸设在第二壳体51上的卡勾，而第一卡接部则为无人机遥控器4对应第二卡接部54的位置设置的卡接面，这样，在信号传输器5与无人机遥控器4连接时，只需将第二卡接部54卡接至无人机遥控器4的卡接面上，即可实现二者之间的连接，无需额外在无人机遥控器4上设置卡勾、卡槽等部件。

由于信号传输器5是利用设于第二壳体51两端的USB接头53及第二卡接部54安装在无人机遥控器4上的，故为了方便将信号传输器5安装在无人机遥控器4上，优选地，该USB接头53及第二卡接部54均可转动连接于第二壳体51。具体地，如图7、图9及图10所示，第二壳体51的一端向外延伸有两间隔设置的转动连接部51a，USB接头53位于两转动连接部51a之间，且USB接头53的两端分别可转动连接于两转动连接部51a。其中，每一转动连接部51a设有第一轴孔，USB接头53设有第一转轴531，该第一转轴531的两端分别可转动连接于两第一轴孔，从而可调整USB接头53相对第二壳体51的位置，方便信号传输器5的安装。同样地，第二壳体51的另一端设有两间隔设置的第二轴孔，第二卡接部54设有第二转轴541，该第二转轴541的两端分别可转动连接于两第二轴孔，从而可调整第二卡接部54相对第二壳体51的位置，同样可方便信号传输器5的安装。

在本实施例中，信号传输器5还包括与图数传链路模块52电连接的第一天线55，其中该第一天线55与第二卡接部54位于第二壳体51的同一端，用于与分体式云台上的天线组(未图示)建立无线连接，从而实现图数传链路模块52与分体式云台之间的信号传输。

如图8、图9、图11及图12所示，其中图11为图8中的第一天线沿着第一转动部的轴向转动180°的结构示意图，图12为图11中的第一天线向下翻转90°的结构示意图。为了能使第一天线55所在的位置其信号发射和接收的能力较佳，第一天线55可转动连接于第二壳体51，从而可根据第一天线55信号发射和接收的能力，转动第一天线55的方式来调整第一天线55相对第二壳体51的位置，以改善第一天线55的信号接收和传输环境。因此，为了实现第一天线55可转动连接于第二壳体51，该地面控制装置还包括转动支架6，第一天线55可通过转动支架63转动连接于第二壳体51。其中第一天线55设有第一转动部551，转动支架6包括第三转动部61，该第一天线55的第一转动部551可转动连接于第三转动部61。具体地，如图10所示，第一转动部551可为固设于第一天线55的第三转轴，第三转动部61为与第三转轴配合的第三轴孔，使得第一天线55可绕着第一转动部551的轴向旋转0°～180°(如图9、图12所示)。

进一步地，请参阅图8、图9、图10及图12可知，本发明中的第一转动部551是通过固定部固定在第一天线55上的，由于固定部包括间隔设置的第一部分561和第二部分562以及设于第一部分561及第二部分562之间的第三部分563，其中，第三部分563连接于第一部分561及第二部分562，且第一部分561、第二部分562及第三部分563与第一天线55的端面围合形成容纳空间，第一转动部551设于容纳空间内，且第一转动部551的两端分别连接于第一部分561及第二部分562，从而使得在第三部分563位于第一部分561的下方(如图8所示)时，第一天线55才可以沿着第一转动部551的轴向向上旋转0°～90°(如图9所示)，而当第三部分563位于第一部分561的上方(如图11所示)时，第一天线55才可以沿着第一转动部551的轴向向下旋转0°～90°(如图12所示)。

基于此，第二壳体51的另一端向外延伸设有第二转动部51b，转动支架6还包括第四转动部62。其中该第四转动部62的轴线与第三转动部61的轴线垂直，转动支架6的第四转动部62可转动连接于第二转动部51b，具体地，第二转动部51b可为固设于第二壳体51上的第四轴孔，第四转动部62为与第四轴孔配合的第四转轴，从而使得转动支架6沿着第四转动部62的轴向旋转，实现改变固定部的第三部分563的位置，进而使得第一天线55可实现绕着第一转动部551的轴向旋转0°～180°的目的。

请参阅图8、图9，本实施例的第一天线55可优选为两根，分别为间隔排列设置的图传天线和数传天线，其中第二卡接部54位于两第一天线55之间。具体地，该图传天线用于接收摄像模组反馈的图像信息并发送至图数传链路模块52，图数传链路模块52用于处理摄像模组反馈的信号得到图像信息，并将图像信息发送至显示器40显示，且该图数传链路模块52还用于接收无人机遥控器4反馈的信号以及将无人机遥控器4反馈的信号发送至数传天线，该数传天线用于将无人机遥控器4反馈的信号发送至分体式云台。

其中，本发明的图数传链路模块52可为图像数据一体化控制模块，既可以接收分体式云台和摄像模组的数字信号和图像信号并可将接收到的数字信号和图像信号输送至无人机遥控器4或/和显示器40，同时也可以将无人机遥控器4和显示器40的数字信号和图像信号发送至分体式云台或/和摄像模组。由于本发明将信号传输器5的图数传链路模块52集成一个控制模块上，集成化程度高，不仅信号传输器5的体积较小且质轻，有利于减轻地面控制装置的整体重量，便于携带；而且也提高了图数传链路模块52将处理过的摄像模组反馈的信息传递给显示器40的输送效率，使得显示器40能够及时显示最新的图像信息，有利于用户及时了解最新的图像信息。

在本实施例中，由于信号传输器5在运行过程中，第二壳体51内部的图数传链路模块52会散发出大量的热量，故第二壳体51上对应图数传链路模块52的位置可设有散热孔57，具体为上壳体511及下壳体512对应图数传链路模块52的位置均设有散热孔57，方便设于第二壳体51内部的图数传链路模块52产生的热量通过散热孔57扩散至外界环境中，从而达到散热的效果。

在本实施例中，信号传输器5上还设有指示灯58，用于判断信号传输器5的工作状态。例如：在信号传输器5通电后，若指示灯58常亮不闪，则说明信号传输器5处于正常工作状态；反之，若指示灯58不亮或一直在闪烁，说明信号传输器5可能处于故障状态，需对其进行检修。这有利于在地面控制装置出现无法工作的情况时，可以第一时间知道是否是因为信号传输器5出现故障了而导致地面控制装置无法正常工作的情况，便于地面控制装置的故障排查，有利于提高地面控制装置故障排查的效率。

本发明实施例提供了一种的无人机控制系统，通过信号传输器在无人机遥控器和分体式云台之间建立通讯连接，无人机遥控器和无人机之间也建立通讯连接，使得无人机遥控器可同时操控无人机以及分体式云台，并在两者之间建立通讯连接。

实施例四

请参阅图13，为本发明实施例四提供了一种无人机系统的控制方法的流程示意图，该无人机系统为上述实施例三提供的无人机系统，该无人机遥控器设有控制模块。

该方法包括以下步骤：

401、控制模块发送云台控制信号至信号传输器，经由信号传输器传输该云台控制信号至通信组件；以及在执行步骤401之后，执行步骤402。

402、通信组件接收云台控制信号并发送至云台控制模块，经由云台控制模块发送至拍摄组件；以及在执行步骤402之后，执行步骤403。

403、拍摄组件根据云台控制信号启动拍摄并发送拍摄信号至云台控制模块；以及在执行步骤403之后，执行步骤404。

404、云台控制模块根据拍摄信号采集图像和数据信息后发送至通信组件，经由通信组件传输至信号传输器；以及在执行步骤404之后，执行步骤405。

405、信号传输器接收图像和数据信息并发送至控制模块。

举例来说，当用户按压无人机遥控器上的拍摄按钮或触摸显示屏上的拍摄图标，控制模块发送拍摄指令至信号传输器，拍摄指令经信号传输器传输至通信组件，通信组件接收到拍摄指令并发送至云台控制模块，经由云台控制模块发送至拍摄组件，拍摄组件接收到拍摄指令启动拍摄并发送拍摄的图像信号和拍摄时的数据信号至云台控制模块，云台控制模块根据图像信号和数据信号采集图像和数据信息(例如时间、离地高度、经纬度以及温度等)后发送至通信组件，经由通信组件整合图像信号和数据信号形成图数一体化信号传输至信号传输器，信号传输器接收图数一体化信号并解析成图像和数据信息发送至控制模块，无人机遥控器的显示屏显示图像和数据信息。

本发明实施例四提供了一种的无人机系统的控制方法，实施该控制方法，能通过无人机控制器控制拍摄组件进行拍摄以及控制控制盒进行图像和数据采集，并将采集的图像和数据传输回无人机控制器。

以上对本发明实施例公开的一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种分体式云台、无人机、无人机控制系统及其控制方法及其无人机及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (24)

1.一种分体式云台，用于可拆卸安装于无人机，其特征在于，包括

云台主体，所述云台主体包括支架以及设于所述支架的云台控制模块和拍摄组件，所述拍摄组件与所述云台控制模块电连接；

通信组件，可拆卸连接于所述支架；以及

电源组件，可拆卸连接于所述通信组件，用于实现与所述通信组件和所述拍摄组件的电性导通。

2.根据权利要求1所述的分体式云台，其特征在于，所述支架包括外部支架以及连接于所述外部支架的内部支架，所述通信组件可拆卸连接于所述外部支架，所述拍摄组件设于所述内部支架。

3.根据权利要求2所述的分体式云台，其特征在于，所述内部支架包括第一内部支架以及第二内部支架，所述第二内部支架与所述第一内部支架连接形成夹角空间，所述外部支架位于所述夹角空间外，所述拍摄组件位于所述夹角空间内。

4.根据权利要求3所述的分体式云台，其特征在于，所述外部支架包括第一外部支架以及与所述第一外部支架连接的第二外部支架，所述第一外部支架连接于所述第一内部支架，所述第二外部支架罩设于所述第二内部支架上方形成罩设空间。

5.根据权利要求4所述的分体式云台，其特征在于，所述第二内部支架设有位于所述罩设空间内的减震部件，所述支架还包括固定支架，所述固定支架连接于所述减震部件和所述拍摄组件。

6.根据权利要求5所述的分体式云台，其特征在于，所述第一内部支架为U型支架，所述第二内部支架为两个，且间隔分设于所述第一内部支架的开口端；

所述第一外部支架为口字支架，所述第二外部支架为两个，分别对应两所述第二内部支架设置。

7.根据权利要求4至6任一所述的分体式云台，其特征在于，所述第一外部支架的下部背离所述第一内部支架的一侧向外凸设有滑动部，所述通信组件的前端设有滑槽，所述滑动部可拆卸且可滑动连接于所述滑槽。

8.根据权利要求7所述的分体式云台，其特征在于，所述第一内部支架的下端对应所述滑动部的位置凸设有接口朝上的第一信号接口，所述滑槽内设有接口朝下的第二信号接口，所述第二信号接口用于在所述滑动部滑动位于所述滑槽内时与所述第一信号接口连接。

9.根据权利要求4至6任一项所述的分体式云台，其特征在于，所述支架还包括底部支架，所述底部支架设于所述第一内部支架的下部且在所述夹角空间内延伸设置，所述底部支架的两侧向外延伸形成固接部，所述固接部上设有螺栓组，用于可拆卸连接于所述无人机。

10.根据权利要求2至6任一项所述的分体式云台，其特征在于，所述外部支架转动设有控制盒，所述云台控制模块设于所述控制盒内；

所述通信组件包括通信模块，所述通信模块电连接于所述云台控制模块和所述电源组件。

11.根据权利要求10所述的分体式云台，其特征在于，所述通信组件还包括第一壳体，所述第一壳体可拆卸连接于所述云台主体和所述电源组件，所述通信模块设于所述第一壳体内，包括编码器以及电连接于所述编码器的通信链路模块，所述编码器电连接于所述云台控制模块和所述电源组件。

12.根据权利要求11所述的分体式云台，其特征在于，所述通信组件还包括天线组，所述天线组分设于所述第一壳体的两侧，所述天线组用于与所述无人机的地面控制器建立通讯连接。

13.根据权利要求11所述的分体式云台，其特征在于，所述第一壳体包括底壳、中框及顶壳，所述中框连接于所述底壳和所述顶壳之间，用于与所述底壳和所述顶壳分别形成第一容置空间和第二容置空间，所述第二容置空间与所述第一容置空间连通，所述编码器设于所述第一容置空间，所述通信链路模块设于所述第二容置空间。

14.根据权利要求13所述的分体式云台，其特征在于，所述中框为U型框体，所述底壳的一端向上延伸有封闭所述中框的开口端的延伸部，所述延伸部凸设有与所述编码器电连接的第三信号接口，所述电源组件设有用于与所述第三信号接口配合连接的第四信号接口；

所述延伸部上还设有第一连接部，所述电源组件设有第二连接部，所述第二连接部可拆卸连接于所述第一连接部。

15.根据权利要求14所述的分体式云台，其特征在于，所述电源组件包括电源主体以及自所述电源主体的顶面向上凸设的凸台，所述凸台设有与所述电源主体的顶面相连形成台阶的连接面，所述连接面设有所述第二连接部和所述第四信号接口。

16.根据权利要求15所述的分体式云台，其特征在于，所述电源主体的底面设有第三连接部，用于可拆卸连接于所述无人机。

17.根据权利要求10所述的分体式云台，其特征在于，所述控制盒可相对所述外部支架转动并在第一姿态位置以及第二姿态位置之间转换；

其中，所述第一姿态位置为所述控制盒位于所述外部支架上方的位置，所述第二姿态位置为所述控制盒贴合于所述外部支架背离所述内部支架的一侧，且所述控制盒位于所述通信组件上方的位置。

18.根据权利要求17所述的分体式云台，其特征在于，所述控制盒位于所述第二姿态位置时，所述控制盒可拆卸连接于所述通信组件。

19.根据权利要求18所述的分体式云台，其特征在于，所述控制盒底部设有第一固持部件，所述通信组件顶部对应所述第一固持部件设有第二固持部件，所述控制盒转动至所述第二姿态位置时，所述第二固持部件可拆卸连接于所述第一固持部件。

20.根据权利要求1至6任一项所述的分体式云台，其特征在于，所述拍摄组件包括设于所述支架的电机以及连接于所述电机的红外摄像模组。

21.一种无人机，其特征在于，包括无人机本体以及如权利要求1至20任一项所述的分体式云台，所述分体式云台可拆卸设于所述无人机本体。

22.根据权利要求21所述的无人机，其特征在于，所述无人机本体的顶部设有电源仓，所述电源组件可拆卸设于所述电源仓，所述电源组件用于对所述无人机本体供电，所述云台主体可拆卸连接于所述无人机本体的所述顶部。

23.一种无人机控制系统，其特征在于，包括地面控制装置以及如权利要求21或22所述的无人机，所述地面控制装置包括无人机遥控器以及可拆卸设于所述无人机遥控器的信号传输器，所述无人机遥控器用于与所述无人机本体建立通讯连接，所述信号传输器用于在所述无人机遥控器和所述分体式云台之间建立通讯连接。

24.一种无人机系统的控制方法，其特征在于，所述无人机系统为如权利要求23所述的无人机系统，所述无人机遥控器设有控制模块；

所述方法包括：

所述控制模块发送云台控制信号至所述信号传输器，经由所述信号传输器传输所述云台控制信号至所述通信组件；

所述通信组件接收云台控制信号并发送至所述云台控制模块，经由所述云台控制模块发送至所述拍摄组件；

所述拍摄组件根据所述云台控制信号启动拍摄并发送拍摄信号至所述云台控制模块；

所述云台控制模块根据拍摄信号采集图像和数据信息后发送至所述通信组件，经由所述通信组件传输至所述信号传输器；

所述信号传输器接收所述图像和数据信息并发送至所述控制模块。

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