CN113328398A - 云台布线结构和云台 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种云台布线结构和云台。云台布线结构包括支架、悬臂、航向轴电机以及电气连接线。支架形成有走线固定部以及走线活动孔，走线固定部与所述走线活动孔间隔预设距离。悬臂包括悬臂本体和设置于悬臂本体上的支撑部，支撑部位于走线活动孔中且形成有第一走线槽，悬臂本体的内部形成有第二走线槽，第一走线槽与第二走线槽相互连通。航向轴电机固定于支架且与悬臂本体连接，用于驱使悬臂转动。电气连接线的一端固定于走线固定部，电气连接线的另一端沿第一走线槽布线于第二走线槽中。本申请提供的技术方案能够解决现有技术中云台的电气连接线外漏、布线成本高以及不利于云台小型化的问题。

Description

云台布线结构和云台

技术领域

本申请涉及云台技术领域，具体而言，涉及一种云台布线结构和云台。

背景技术

小型机载云台主要由镜头模组、支撑结构、转动电机以及电气连接线等组成。

其中电气连接线负责镜头图像数据传输和转动机构控制并与云台外部的PCB相连接，在电气连接线与外部PCB对接过程中就必然会涉及到电气连接线跨越航向轴电机，当前的小型机载云台跨过航向轴电气布线的方式，主要是明线外绕式和主轴中通式。

明线外绕式：是指将摄像头的传输线和电机控制线，通过粘接在云台结构的表面上，从航向轴电机的侧面和下部转动部分绕过航向轴电机的方式。

主轴中通式：是指设计云台电气连接线通过从航向轴电机中心空心主轴通过的方式。

现有明线外绕式的缺点，一是不美观，用户可以直接看到产品的大部分电气走线，并且明线易于被外物外力损伤，导致云台工作异常。

主轴中通式的缺点是电气走线从航向轴电机中心空心轴中穿过，虽能很好的隐藏电气走线，但是主轴中通式的电机体积较大，并且成本高，质量大，不利于云台小型化的设计需求。

发明内容

本申请提供了一种云台布线结构和云台，其能够解决现有技术中云台的电气连接线外漏、布线成本高以及不利于云台小型化的问题。

第一方面，本发明提供一种云台布线结构，包括：

支架，形成有走线固定部以及走线活动孔，走线固定部与所述走线活动孔间隔预设距离；

悬臂，包括悬臂本体和设置于悬臂本体上的支撑部，支撑部位于走线活动孔中且形成有第一走线槽，悬臂本体的内部形成有第二走线槽，第一走线槽与第二走线槽相互连通；

航向轴电机，固定于支架且与悬臂本体连接，用于驱使悬臂转动；以及

电气连接线，一端固定于走线固定部，另一端沿第一走线槽布线于第二走线槽中。

上述实现的过程中，在云台中，悬臂会在航向轴电机的驱动下沿航向轴转动(需要说明的是，航向轴为飞行控制坐标系中的术语，此不赘述)。电气连接线负责云台的镜头图像数据传输并与云台外部的PCB相连接。在云台布线结构中，电气连接线的部分线体布线于第二走线槽中，由第二走线槽布线至第一走线槽，穿过第一走线槽和走线活动孔，布线至走线固定部并在走线固定部处固定，与云台外部的PCB的连接。当航向轴电机转动时，悬臂发生转动，支撑部在走线活动孔中偏转。将电气连接线处于走线固定部的部位定义为走线固定点，将电器连接线处于第一走线槽的部位定位为走线端部，走线固定点至走线端部的长度定义为L，根据材料力学的知识理论，走线端部的抗弯刚度的计算公式为：

其中E为弹性模量，其与电气连接线材料相关，选定电气连接线后，E为固定值；I为截面惯性矩，与电气连接线的截面积相关，选定电气连接线后，I为固定值。基于上述公式，可以得到走线端部抗弯刚度与L成反比的关系，即，走线固定点至走线端部的长度越长，走线端部抗弯刚度越小。走线端部抗弯刚度越小，则航向轴电机转动时所受到的阻力越小，因此将走线固定部和走线活动孔设置在支架相对的两侧能够有效地降低了航向轴电机转动时所受的阻力，提高了云台的控制精度，使云台有更好的增稳效果。同时，支撑部和第一走线槽和悬臂本体的第二走线槽相互连通，能够使得电气连接线以隐藏式的方式布线，能够避免电气连接线暴露于云台外部，因外部环境或云台自身运动而对电气连接线造成的干扰和损坏，同时布线于悬臂内，能够有效地提高云台运行的稳定性和提高外观的整洁度；同时，需要说明是，较现有技术中电气连接线通过从航向轴电机中心空心主轴通过的方式而言，本云台布线结构体积可以做到更小、质量更小以及成本更低，利于云台小型化的设计需求。

在可选的实施方式中，走线固定部位于所述支架的一侧，所述支撑部位于所述支架远离所述走线固定部的一侧，且所述走线固定部与所述支撑部之间的连线与所述支架的中线共线。

在可选的实施方式中，走线固定部包括形成于支架表面的固定支架以及固定盖，固定支架形成有穿线槽，固定盖形成有固定块，固定盖于固定支架连接；

电气连接线穿设于穿线槽，且被固定块抵接。

上述实现的过程中，走线固定部结构简单，通过固定盖连接在固定支架上，能够使得固定块插入穿线槽中，从而有效地将电气连接线固定。

在可选的实施方式中，支撑部包括凸楞和引导盖；

凸楞凸设于悬臂本体表面，凸楞的壁面形成有第一开槽，第一开槽与第二走线槽连通；

引导盖的一侧形成有第二开槽，引导盖连接于凸楞的端部，且第二开槽与第一开槽共同构成第一走线槽；

电气连接线绕第二开槽穿入于第一开槽中。

上述实现的过程中，凸楞壁面上的第一开槽和引导盖侧面的第二开槽共同构成第一走线槽，故支撑部的制造工艺简单，制造成本低；电气连接线的表面被引导盖的第二开槽的壁面支撑，保证电气连接线的布线路径固定，防止电气连接线发生松动。

在可选的实施方式中，第二走线槽包括弧形槽，弧形槽绕悬臂的转动轴线布设于悬臂本体表面；

弧形槽的壁面形成有固定筋，电气连接线位于弧形槽且被两个固定筋抵接。

上述实现的过程中，悬臂的悬臂本体的表面具有容纳航向轴电机转子的腔室，弧形槽可绕该腔室布置，电气连接线隐藏式地布设在弧形槽中且被两个相对的固定筋限位。

在可选的实施方式中，第二走线槽还包括背部走线槽，背部走线槽形成于悬臂的背面，背部走线槽与弧形槽连通；

悬臂配置有悬臂盖，悬臂盖连接于悬臂的背面且封闭背部走线槽，悬臂盖形成有缺口，缺口供电气连接线穿出。

上述实现的过程中，悬臂配置有悬臂盖，电气连接线由悬臂背面开设的背部走线槽中走线，通过悬臂盖地封闭，能够有效地对电气连接线起隐藏和保护的作用。

在可选的实施方式中，悬臂的背面设置有隔板，隔板与悬臂的壁面共同形成背部走线槽。

在可选的实施方式中，走线固定部与支撑部的间距为30毫米。

第二方面，本发明提供一种云台，包括横滚轴电机、第一臂、第二臂、俯仰轴电机、中框以及前述实施方式任一项的云台布线结构；

横滚轴电机与悬臂和第一臂连接，横滚轴电机驱使第一臂摆动；

第一臂与俯仰轴电机连接，俯仰轴电机连接中框，俯仰轴电机驱使中框转动；

第二臂与中框连接，第二臂内部具有走线通道，走线通道连通第二走线槽和中框的内部。

上述实现的过程中，横滚轴电机、俯仰轴电机以及航向轴电机各自的转动轴线相互垂直，镜头设于中框内。通过横滚轴电机、俯仰轴电机以及航向轴电机工作，能够使得镜头的摄像角度处于所需求的位置。电气连接线由悬臂穿出后，通过走线通道，进入中框实现镜头图像数据传输。电气连接线以隐藏式地走线方式由悬臂通过第二臂布线至中框内部，能够有效地提高云台运行的稳定性和提高外观的整洁度。

在可选的实施方式中，第二臂包括臂本体和臂盖，臂本体连接中框，臂本体的形成有走线架和穿孔，走线架向悬臂延伸，走线架形成有容纳电气连接线的第三开槽，穿孔连通中框内部；

臂盖与臂本体连接，并封闭走线架和穿孔。

在可选的实施方式中，中框配置有玻璃盖板和前盖板，玻璃盖板通过前盖板固定于中框上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本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相关的附图。

图1为本实施例中云台布线结构的立体图；

图2为本实施例中云台布线结构在隐藏部分结构后的示意图；

图3为本实施例中悬臂的立体图；

图4为本实施例中云台的立体图；

图5为本实施例中电气连接线在云台中的布线示意图；

图6为本实施例中云台隐藏部分结构后的示意图。

图标：10-支架；11-走线固定部；12-走线活动孔；13-固定支架；14-固定盖；15-固定块；

20-悬臂；21-悬臂本体；22-支撑部；23-第一走线槽；24-第二走线槽；25-凸楞；26-引导盖；27-第一开槽；28-第二开槽；29-弧形槽；30-背部走线槽；31-固定筋；32-隔板；33-悬臂盖；34-缺口；

40-航向轴电机；

50-电气连接线；

60-横滚轴电机；61-第一臂；62-第二臂；63-俯仰轴电机；64-中框；65-玻璃盖板；66-前盖板；67-臂本体；68-臂盖；69-走线架；70-穿孔；71-第三开槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种云台布线结构，能够解决现有技术中云台的电气连接线50外漏、布线成本高以及不利于云台小型化的问题。

请参见图1-图3，图1为本实施例中云台布线结构的立体图，图2为本实施例中云台布线结构在隐藏部分结构后的示意图，图3为本实施例中悬臂20的立体图。

云台布线结构包括支架10、悬臂20、航向轴电机40(在图1和图2中，航向轴电机40被遮挡，在图3中对航向轴电机40进行标注)以及电气连接线50。

支架10形成有走线固定部11以及走线活动孔12，走线固定部11与走线活动孔12间隔预设距离(下文将对预设距离进行定义)。悬臂20包括悬臂本体21和设置于悬臂本体21上的支撑部22，支撑部22位于走线活动孔12中且形成有第一走线槽23，悬臂本体21的内部形成有第二走线槽24，第一走线槽23与第二走线槽24相互连通。航向轴电机40固定于支架10且与悬臂本体21连接，用于驱使悬臂20转动。电气连接线50的一端固定于走线固定部11，电气连接线50的另一端沿第一走线槽23布线于第二走线槽24中。

示例性地，走线固定部11位于支架10的一侧，走线活动孔12位于支架10远离走线固定部11的一侧，即支撑部22位于支架10远离走线固定部11的一侧，且走线固定部11与支撑部22之间的连线与支架10的中线共线。

上述实现的过程中，在云台中，悬臂20会在航向轴电机40的驱动下沿航向轴转动(需要说明的是，航向轴为飞行控制坐标系中的术语，此不赘述)。电气连接线50负责云台的镜头图像数据传输并与云台外部的PCB相连接。在云台布线结构中，电气连接线50的部分线体布线于第二走线槽24中，由第二走线槽24布线至第一走线槽23，穿过第一走线槽23和走线活动孔12，布线至走线固定部11并在走线固定部11处固定，与云台外部的PCB的连接。

当航向轴电机40转动时，悬臂20发生转动，支撑部22在走线活动孔12中偏转。将电气连接线50处于走线固定部11的部位定义为走线固定点，将电器连接线处于第一走线槽23的部位定位为走线端部，走线固定点至走线端部的长度定义为L，即L可看作上文描述的预设距离，根据材料力学的知识理论，走线端部的抗弯刚度的计算公式为：

其中E为弹性模量，其与电气连接线50材料相关，选定电气连接线50后，E为固定值；I为截面惯性矩，与电气连接线50的截面积相关，选定电气连接线50后，I为固定值。

基于上述公式，可以得到走线端部抗弯刚度与L成反比的关系，即，走线固定点至走线端部的长度越长，走线端部抗弯刚度越小。走线端部抗弯刚度越小，则航向轴电机40转动时所受到的阻力越小，因此将走线固定部11和走线活动孔12设置在支架10相对的两侧能够有效地降低了航向轴电机40转动时所受的阻力，提高了云台的控制精度，使云台有更好的增稳效果。在本实施例中，走线固定部11与支撑部22的间距(等同于预设距离)为30毫米，在其他具体实施方式中，不对走线固定部11与支撑部22的间距的具体数值进行限定，其越长，航向轴电机40转动时所受的阻力则越小，但需考虑云台的尺寸。

同时，支撑部22和第一走线槽23和悬臂本体21的第二走线槽24相互连通，能够使得电气连接线50以隐藏式的方式布线，能够避免电气连接线50暴露于云台外部，因外部环境或云台自身运动而对电气连接线50造成的干扰和损坏，同时布线于悬臂20内，能够有效地提高云台运行的稳定性和提高外观的整洁度；同时，需要说明是，较现有技术中电气连接线50通过从航向轴电机40中心空心主轴通过的方式而言，本云台布线结构体积可以做到更小、质量更小以及成本更低，利于云台小型化的设计需求。

本公开中，如图1，走线固定部11包括形成于支架10表面的固定支架13以及固定盖14。

固定支架13包括两个支板和两个螺孔柱，两个支架10间隔分别形成穿线槽，两个螺孔柱孔分别位于支架10的外侧。

固定盖14形成有固定块15以及两个螺孔帽，电气连接线50穿设于穿线槽，固定块15插入于穿线槽并将电气连接线50抵接，螺孔帽对接于螺孔柱并通过螺丝连接，使得固定盖14与固定支架13牢固连接。

上述实现的过程中，走线固定部11结构简单，通过固定盖14连接在固定支架13上，能够使得固定块15插入穿线槽中，从而有效地将电气连接线50固定。

如图2，支撑部22包括凸楞25和引导盖26。凸楞25凸设于悬臂本体21表面，凸楞25的壁面形成有第一开槽27，第一开槽27与第二走线槽24连通。引导盖26的一侧形成有第二开槽28，引导盖26连接于凸楞25的端部，且第二开槽28与第一开槽27共同构成第一走线槽23。换而言之，第二开槽28与第一开槽27的开槽方向相反，凸楞25与引导盖26相对分布，从而能够合围出一个供电气连接线50穿过且能够为电气连接线50提供支点的第一走线槽23，为电气连接线50提供支点指，电气连接线50会支撑于引导盖26的壁面由第二开槽28进入第一开槽27中。

上述实现的过程中，凸楞25壁面上的第一开槽27和引导盖26侧面的第二开槽28共同构成第一走线槽23，故支撑部22的制造工艺简单，制造成本低；同时，引导盖26为电气连接线50提供支撑，保证电气连接线50的布线路径固定，防止电气连接线50发生松动。

本公开中，第二走线槽24包括弧形槽29和背部走线槽30。

弧形槽29绕悬臂20的转动轴线布设于悬臂本体21表面。弧形槽29的壁面形成有固定筋31，电气连接线50位于弧形槽29且被两个固定筋31抵接。悬臂20的悬臂本体21的表面具有容纳航向轴电机40转子的腔室，弧形槽29可绕该腔室布置，电气连接线50隐藏式地布设在弧形槽29中且被两个相对的固定筋31限位。

悬臂20的背面设置有隔板32，隔板32与悬臂20的壁面共同形成背部走线槽30，背部走线槽30与弧形槽29连通。结合图1，悬臂20配置有悬臂盖33，悬臂盖33连接于悬臂20的背面且封闭背部走线槽30，悬臂盖33形成有缺口34，缺口34供电气连接线50穿出。电气连接线50由悬臂20背面开设的背部走线槽30中走线，通过悬臂盖33地封闭，能够有效地对电气连接线50起隐藏和保护的作用。

需要说明的是，本实施例还提供一种云台，请参见图4和图5，图4为本实施例中云台的立体图，图5为本实施例中电气连接线50在云台中的布线示意图。

云台包括横滚轴电机60、第一臂61、第二臂62、俯仰轴电机63、中框64以及上文描述的云台布线结构。

横滚轴电机60与悬臂20和第一臂61连接，横滚轴电机60驱使第一臂61摆动。第一臂61与俯仰轴电机63连接，俯仰轴电机63连接中框64，俯仰轴电机63驱使中框64转动。第二臂62与中框64连接，第二臂62内部具有走线通道，走线通道的一端对应于悬臂盖33的缺口34以使得走线通道连通第二走线槽24，走线通道的另一端对应于中框64，使得走线通道与中框64的内部连通。

上述实现的过程中，横滚轴电机60、俯仰轴电机63以及航向轴电机40各自的转动轴线相互垂直，摄像模块设于中框64内。中框64配置有玻璃盖板65和前盖板66，玻璃盖板65通过前盖板66固定于中框64上。摄像模块透过玻璃盖板65可实现获取图像。

通过横滚轴电机60、俯仰轴电机63以及航向轴电机40工作，能够使得摄像模块的摄像角度处于所需求的位置。电气连接线50由悬臂20穿出后，通过走线通道，进入中框64实现图像数据传输。电气连接线50以隐藏式地走线方式由悬臂20通过第二臂62布线至中框64内部，能够有效地提高云台运行的稳定性和提高外观的整洁度。

结合图6，图6为本实施例中云台隐藏部分结构后的示意图。

第二臂62包括臂本体67和臂盖68，臂本体67连接中框64，臂本体67的形成有走线架69和穿孔70，走线架69向悬臂20延伸，走线架69形成有容纳电气连接线50的第三开槽71，穿孔70连通中框64内部。走线架69呈折弯状，由臂本体67的表面向悬臂盖33的缺口34位置延伸，引导由悬臂盖33缺口34穿出的电气连接线50于第三开槽71，电气连接线50经过第三开槽71由穿孔70进入于中框64的内部从而于中框64内部的摄像模块连接。臂盖68与臂本体67连接，并封闭走线架69和穿孔70，从而将电气连接线50隐藏。

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

Claims (10)

1.一种云台布线结构，其特征在于，包括：

支架，形成有走线固定部以及走线活动孔，所述走线固定部与所述走线活动孔间隔预设距离；

悬臂，包括悬臂本体和设置于所述悬臂本体上的支撑部，所述支撑部位于所述走线活动孔中且形成有第一走线槽，所述悬臂本体的内部形成有第二走线槽，所述第一走线槽与所述第二走线槽相互连通；

航向轴电机，固定于所述支架且与所述悬臂本体连接，用于驱使所述悬臂转动；以及

电气连接线，一端固定于所述走线固定部，另一端沿所述第一走线槽布线于所述第二走线槽中。

2.根据权利要求1所述的云台布线结构，其特征在于，

所述走线固定部位于所述支架的一侧，所述支撑部位于所述支架远离所述走线固定部的一侧，且所述走线固定部与所述支撑部之间的连线与所述支架的中线共线。

3.根据权利要求1所述的云台布线结构，其特征在于，

所述走线固定部包括形成于所述支架表面的固定支架以及固定盖，所述固定支架形成有穿线槽，所述固定盖形成有固定块，所述固定盖于所述固定支架连接；

所述电气连接线穿设于所述穿线槽，且被所述固定块抵接。

4.根据权利要求1所述的云台布线结构，其特征在于，

所述支撑部包括凸楞和引导盖；

所述凸楞凸设于所述悬臂本体表面，所述凸楞的壁面形成有第一开槽，所述第一开槽与所述第二走线槽连通；

所述引导盖的一侧形成有第二开槽，所述引导盖连接于所述凸楞的端部，且所述第二开槽与所述第一开槽共同构成所述第一走线槽；

所述电气连接线绕所述第二开槽穿入于所述第一开槽中。

5.根据权利要求1所述的云台布线结构，其特征在于，

所述第二走线槽包括弧形槽，所述弧形槽绕所述悬臂的转动轴线布设于所述悬臂本体表面；

所述弧形槽的壁面形成有固定筋，所述电气连接线位于所述弧形槽且被两个所述固定筋抵接。

6.根据权利要求5所述的云台布线结构，其特征在于，

所述第二走线槽还包括背部走线槽，所述背部走线槽形成于所述悬臂的背面，所述背部走线槽与所述弧形槽连通；

所述悬臂配置有悬臂盖，所述悬臂盖连接于所述悬臂的背面且封闭所述背部走线槽，所述悬臂盖形成有缺口，所述缺口供所述电气连接线穿出。

7.根据权利要求6所述的云台布线结构，其特征在于，

所述悬臂的背面设置有隔板，所述隔板与所述悬臂的壁面共同形成所述背部走线槽。

8.一种云台，其特征在于，包括横滚轴电机、第一臂、第二臂、俯仰轴电机、中框以及权利要求1-7任一项所述的云台布线结构；

所述横滚轴电机与所述悬臂和所述第一臂连接，所述横滚轴电机驱使所述第一臂摆动；

所述第一臂与所述俯仰轴电机连接，所述俯仰轴电机连接所述中框，所述俯仰轴电机驱使所述中框转动；

所述第二臂与所述中框连接，所述第二臂内部具有走线通道，所述走线通道连通所述第二走线槽和所述中框的内部。

9.根据权利要求8所述的云台，其特征在于，

所述第二臂包括臂本体和臂盖，所述臂本体连接中框，所述臂本体的形成有走线架和穿孔，所述走线架向所述悬臂延伸，所述走线架形成有容纳电气连接线的第三开槽，所述穿孔连通所述中框内部；

所述臂盖与所述臂本体连接，并封闭所述走线架和所述穿孔。

10.根据权利要求8所述的云台，其特征在于，

所述中框配置有玻璃盖板和前盖板，所述玻璃盖板通过前盖板固定于所述中框上。

Images