CN115395976A - 一体化云台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及云台技术领域，尤其涉及一种一体化云台，包括云台组件及与云台组件连接的通信控制模块，通信控制模块包括通信模组和云台控制板，通信模组与云台控制板连接，云台组件包括结构件、电机组件、连接线束及摄像设备，电机组件通过连接线束与云台控制板连接，结构件容置通信模组、云台控制板、电机、连接线束及摄像设备，结构件受电机控制进行三轴方向的调整，结构件包括外部接插件，云台控制板与外部接插件连接且云台控制板还与摄像设备连接。本发明通过设置通信控制模块，使得图像传输及云台和相机控制较少占用飞行任务通信链路带宽，降低系统耦合度。

Description

一体化云台

技术领域

本发明涉及云台技术领域，尤其涉及一种一体化云台。

背景技术

云台是拍摄设备的支撑平台，其是安装、固定手机、相机、摄像机的支撑设备。云台可以被控制进行任意的旋转，方便使用者使用。

目前，相关技术公开了一种云台组件，包括：第一连接部，用于与外部飞行器固定连接；第二连接部，通过Z转动连接件连接于所述第一连接部的下侧；第三连接部，通过Y转动连接件连接于所述第二连接部的前侧，所述第三连接部的前侧设有摄像仓；平行摄像部件，包括固定安装于所述摄像仓并且朝前设置的多个摄像头；所述第一连接部驱动所述Z转动连接件以及第二连接部一同进行偏转调整；所述第二连接部驱动所述Y转动连接件以及第三连接部一同进行俯仰调整；所述第三连接部驱动本身相对于所述Y转动连接件进行俯仰调整。

本实用新型具有拍摄的图像模式丰富的效果。

上述技术公开的云台组件旋转活动灵活，且设置多个摄像头，可以多个角度拍摄。然而，由于云台上的相机的视频数据传输和相机的控制需要占用大量的通信带宽，这与飞行器通信链路低耦合的配备需求不符合。

因此，亟需一种一体化云台，解决云台与相机的视频数据传输和相机的控制过多占用飞行任务通信链路带宽，系统耦合度过高的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种一体化云台，以解决云台与相机的视频数据传输和相机的控制过多占用飞行任务通信链路带宽，系统耦合度过高的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种一体化云台，包括云台组件及与所述云台组件连接的通信控制模块，所述通信控制模块包括通信模组和云台控制板，所述通信模组与所述云台控制板连接，

所述云台组件包括结构件、电机组件、连接线束及摄像设备，所述电机组件通过所述连接线束与所述云台控制板连接，所述结构件容置所述通信模组、所述云台控制板、所述电机、所述连接线束及所述摄像设备，所述结构件受所述电机控制进行三轴方向的调整，

所述结构件包括外部接插件，所述云台控制板与所述外部接插件连接且所述云台控制板还与所述摄像设备连接。

优选的，所述通信模组分别与WiFi天线和4G天线通过馈线连接。

优选的，所述结构件还包括上盖和通信板固定结构件，所述上盖与所述通信板固定结构件可拆卸的连接并形成第一容置空间，所述通信模组和所述云台控制板分别固定在所述通信板固定结构件上，且所述通信模组和所述云台控制板设置在所述第一容置空间内。

优选的，所述WiFi天线、所述4G天线及所述外部接插件分别设置在所述上盖的侧面。

优选的，所述通信控制模块还包括云台接口电路板，所述云台接口电路板固定在所述偏航电机上，所述云台接口电路板通过所述连接线束与所述电机组件连接，所述云台接口电路板还设有数据插接口，所述数据插接口通过线缆与所述通信板和/或所述云台控制板电连接。

优选的，所述结构件还包括减震结构件，所述减震结构件包括灌油减震球、减震底座、隔震网及橡胶隔震盘，所述减震底座与所述通信板固定结构件可拆卸的连接并形成第二容置空间，所述灌油减震球、所述隔震网及所述橡胶隔震盘容置在所述第二容置空间内，所述隔震网具有外环部、内环部及连接所述外环部和所述内环部的弹性件，所述外环部通过所述灌油减震球与所述橡胶隔震盘弹性连接，所述内环部与所述偏航电机固定连接，所述橡胶隔震盘固定在所述减震底座上。

优选的，所述连接线束包括滑环线，所述电机组件包括偏航电机和偏航电机驱动电路板，所述偏航电机与所述偏航电机驱动电路板电连接，所述结构件还包括偏航电机固定结构件和偏航电机后盖固定结构件。所述滑环线穿过所述偏航电机的轴孔，且所述滑环线的输入端分别与所述通信模组和所述云台控制板连接，所述滑环线的输出端与偏航电机驱动电路板连接，所述偏航电机驱动电路板可拆卸的设置在所述偏航电机后盖固定结构件朝向所述偏航电机一侧的端面上，所述偏航电机设置在所述偏航电机固定结构件和所述偏航电机后盖固定结构件围合的空间内，所述偏航电机固定结构件设置在所述减震结构的下端且所述偏航电机固定结构件与所述减震结构可拆卸的连接。

优选的，所述电机组件还包括横滚电机和横滚电机驱动电路板，所述横滚电机和所述横滚电机驱动电路板之间电连接，所述结构件还包括偏航机臂结构件和横滚电机后盖固定结构件，所述横滚电机驱动电路板可拆卸的设置在所述横滚电机后盖固定结构件朝向所述横滚电机一侧的端面上，所述偏航机臂结构件包括偏航机臂和横滚电机固定结构件，所述偏航机臂的两端分别与所述横滚电机固定结构件和所述偏航电机固定结构件固定连接，所述横滚电机设置在所述横滚电机固定结构件和所述横滚电机后盖固定结构件围合的空间内，所述偏航机臂结构件向所述偏航电机的下方延伸。

优选的，所述电机组件还包括姿态电路板、俯仰电机和俯仰电机驱动电路板，所述俯仰电机和所述俯仰电机驱动电路板之间电连接，所述结构件还包括摄像设备安装框结构件、俯仰电机固定结构件和俯仰电机后盖固定结构件，所述俯仰电机驱动电路板可拆卸的设置在所述俯仰电机后盖固定结构件朝向所述横滚电机一侧的端面上，所述俯仰电机设置在所述俯仰电机固定结构件和所述俯仰电机后盖固定结构件围合的空间内，所述俯仰电机固定结构件可拆卸的连接在所述摄像设备安装框结构件的侧面，所述摄像设备安装框结构件与所述偏航机臂结构件之间可拆卸的连接，所述摄像设备和所述姿态板设置在所述摄像设备安装框结构件内，所述姿态板设有三个接口，分别与所述横滚电机驱动电路板、所述滑环线及所述摄像设备连接，所述摄像设备安装框结构件与俯仰电机固定结构件沿水平设置。

优选的，所述偏航电机驱动电路板与所述滑环线连接且所述偏航电机驱动电路板与所述横滚电机驱动电路板通过导线连接，所述横滚电机驱动电路板与所述俯仰电机驱动电路板，所述俯仰电机驱动电路板通过导线与所述姿态板连接。

与现有技术相比，本发明提供的一体化云台，通过增加通信模组和云台控制板，实现了通信模组将摄像设备的图像数据传输给地面站，同时接收来自地面站命令数据转发给云台控制板及摄像设备，云台控制板将转发过来的命令数据解析后转发送给三轴自稳云台和对外通信接口的CANALL。将通信模组和云台控制板集成于云台设计使图像传输、云台和相机控制较少占用飞行任务通信链路带宽，降低系统耦合度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的一体化云台分解的简易结构示意图。

图2为本发明提供的一体化云台实施例一分解的结构示意图。

附图标号：

结构件100，第一通信模组200，第一云台控制板300，连接线束400，电机 500，电机驱动板600，第一摄像设备700，顶盖110，底盖120，电机容纳盒130，摄像设备容纳盒140，电机容纳底盖150，第一外部接插件111，一体化云台1，上盖12，第二通信模组13，WiFi天线14，4G天线15，第二云台控制板16，通信板固定结构17，云台接口电路板18，灌油减震球20，减震底座23，隔震网19，

橡胶隔震盘21，橡胶隔震环22，滑环线24，偏航电机25，偏航电机固定结构件 26，偏航机臂结构件27，横滚电机后盖固定结构件28，横滚电机驱动电路板29，偏航电机驱动电路板30，偏航电机后盖固定结构件31，横滚电机32，上摄像设备安装框结构件33，下摄像设备安装框结构件34，第二摄像设备35，姿态板36，俯仰电机37，俯仰电机固定结构件38，俯仰电机驱动电路板39，俯仰电机后盖固定结构件40。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1为本发明提供的一体化云台分解的简易结构示意图。

本发明提供一种一体化云台，其包括云台组件及与云台组件连接的通信控制模块，通信控制模块包括第一通信模组200和第一云台控制板300，第一通信模组200与第一云台控制板300连接，

云台组件包括结构件100、电机组件、连接线束400及第一摄像设备700，电机组件通过连接线束400与第一云台控制板300连接，结构件100容置第一通信模组200、第一云台控制板300、电机组件、连接线束400及第一摄像设备 700，结构件受电机组件控制进行三轴方向的调整，在图1中，结构件100包括顶盖110、底盖120、电机容纳盒130、摄像设备容纳盒140及电机容纳底盖150。电机组件包括电机500和电机驱动板600。第一通信模组200、第一云台控制板 300容置在顶盖110和底盖120连接后的空间中。电机组件容置在电机容纳盒130内。第一摄像设备700容置在摄像设备容纳盒140内。

结构件包括第一外部接插件111，第一云台控制板300与第一第二外部接插件111连接且第一云台控制板300还与第一摄像设备700连接。

具体的，如图2所示，图2为本发明提供的一体化云台实施例一分解的结构示意图。

在本实施例中，自上而下依次对一体化云台1的各个部件进行介绍：

上盖12位于最顶部，通信板固定结构件17位于上盖12正下方，且上盖12 通过螺栓与通信板固定结构17可拆卸的固定在一起而形成容置空间。第二通信模组13和第二云台控制板16均通过螺栓可拆卸的固定在通信板固定结构件17 上时，第二通信模组13和第二云台控制板16处在上述形成的容置空间内，且第二通信模组13高于第二云台控制板16。在其他实施例中，第二通信模组13 低于第二云台控制板16。在本实施例中，WiFi天线14、4G天线15及第二外部接插件11分别固定在上盖12的侧面。其中WiFi天线14和4G天线15分别与第二通信模组13通过馈线连接。第二外部接插件11与第二云台控制板16连接。第二通信模组13与第二云台控制板16之间电连接。在本实施例中，第二云台控制板16通过第二外部接插件11与航空器连接，24v电源来自航空器设备电源，CAN接口连接航空器CAN机载设备总线。且第二云台控制板16通过滑环线 24与滑环线输出端的连接物连接，该连接物包括姿态板36和偏航电机驱动电路板30。

在本实施例中，通信板固定结构件17的中间设有通孔。云台接口电路板18 固定在偏航电机25上。由附图可以看到，在减震结构件内部还设有多个灌油减震球20且减震结构件包括灌油减震球20、减震底座23、隔震网19及橡胶隔震盘21，减震底座23与通信板固定结构件17可拆卸的连接并形成第二容置空间，灌油减震球20、隔震网19及橡胶隔震盘21容置在第二容置空间内，隔震网具有外环部、内环部及连接外环部和内环部的弹性件，外环部通过灌油减震球20 与橡胶隔震盘21弹性连接，内环部与偏航电机25固定连接，橡胶隔震盘21通过橡胶隔震环22固定在减震底座23上。由此结构可知通信板固定结构件17以上的部件不需要减震，由偏航电机25开始的以下三轴云台需要上述减震结构件进行减震。

在本实施例中，偏航电机固定结构件26可拆卸的固定在减震结构件的下端面上。偏航电机后盖固定结构件31可拆卸的封住偏航电机固定结构件26的下端面。偏航电机驱动电路板30固定在偏航电机后盖固定结构件31面向偏航电机固定结构件26一侧的端面上。偏航电机25放置在偏航电机固定结构件26和偏航电机后盖固定结构件31围合的空间内。偏航电机25的中轴处有穿过的通孔，滑环线24穿过偏航电机25中轴处的通孔，且滑环线24的输入端(即上端) 分别与第二通信模组13和第二云台控制板16连接，滑环线24的输出端(即下端)与偏航电机驱动电路板30连接。偏航电机25与偏航电机驱动电路板30之间电连接。偏航电机固定结构件26设置在减震结构的下端且偏航电机固定结构件26与减震结构可拆卸的连接。偏航电机25与偏航电机驱动电路板30之间电连接。滑环线24共有12pin，其中6pin用于12v电源，2pin用于CAN总线， 4pin用作百兆以太网线。

在本实施例中，偏航机臂结构件27包括偏航机臂和与偏航机臂的一端固定连接的横滚电机固定结构件，偏航机臂为弯曲的曲臂状，其远离横滚电机固定结构件的一端固定在偏航电机固定结构件26的侧端面上，此时偏航机臂向下延伸。横滚电机驱动电路板29可拆卸的固定在横滚电机后盖固定结构件28朝向横滚电机32一侧的端面上，横滚电机32容置在横滚电机固定结构件和横滚电机后盖固定结构件28围合的空间内。横滚电机32和横滚电机驱动电路板29之间电连接。

在实施例中，摄像设备安装框结构件包括可拆卸连接的上摄像设备安装框结构件33和下摄像设备安装框结构件34。第二摄像设备35安装在上摄像设备安装框结构件33和下摄像设备安装框结构件34围合的空间内。摄像设备安装框结构件固定在横滚电机固定结构件上。在摄像设备安装框结构件内还设有姿态板36，俯仰电机固定结构件38可拆卸的连接在摄像设备安装框结构件的侧端面，俯仰电机后盖固定结构件40可拆卸的固定在俯仰电机固定结构件38远离摄像设备安装框结构件的端口，且两者围合成一个容置空间，俯仰电机37设置在此容置空间内。俯仰电机驱动电路板39可拆卸的固定在俯仰电机后盖固定结构件40朝向俯仰电机37一侧的端面上。俯仰电机37和俯仰电机驱动电路板39 之间电连接。姿态板36上设有三个接口，分别与横滚电机驱动电路板29、滑环线24及第二摄像设备35连接，摄像设备安装框结构件33、下摄像设备安装框结构件34、俯仰电机固定结构件38及俯仰电机固定结构件38沿水平设置。

在本实施例中，偏航电机驱动电路板30与滑环线24连接且偏航电机驱动电路板30与横滚电机驱动电路板29通过导线连接，横滚电机驱动电路板29与俯仰电机驱动电路板39通过导线连接，俯仰电机驱动电路板39通过导线与姿态板36连接。

在本实施例中，偏航电机25、横滚电机32及俯仰电机37均为外转子PMSM 电机。极对数7对。上述三个电机的轴环有通孔，方便导线穿过。转子轴端安装有一对极感应磁环。偏航电机驱动电路板30、横滚电机驱动电路板29及俯仰电机驱动电路板39安装于各自电机定子侧的机臂位置，各自电机驱动电路板上的磁编码器正对电机转子磁环，电源来自于第二云台控制板16，输出三相到各自电机。偏航电机驱动电路板30与滑环线24相连，偏航电机驱动电路板30与横滚电机驱动电路板29通过导线相连，横滚电机驱动电路板29通过导线与俯仰电机驱动电路板39相连，俯仰电机驱动电路板39通过导线与姿态板36相连。

在本实施例中，云台接口电路板18固定在偏航电机25上，云台接口电路板18通过预先布设的线束连接偏航电机25、横滚电机32和俯仰电机37，这些线束是在制造时已经焊好的/插接好的。云台接口电路板18的顶部会留一个数据插接口，该数据插接口通过可插拔线缆电连接到第二通信模组13和/或第二云台控制板16，当需要更换减震底座23下方的三轴云台时，只需结构上拆下三轴云台并拔掉数据插接口上的线缆即可分离三轴云台及减震底座23。

在本实施例中，所有结构件构成的内部空间用于走线，所有结构件为铝合金材质。

下面结合图2对一体化云台1的工作过程进行说明：

工作时，第二通信模组13将第二摄像设备35的图像数据传输给地面站，同时接收来自地面站的命令数据，然后将该命令数据转发给第二云台控制板16 及第二摄像设备35，第二云台控制板16将转发过来的命令数据解析后转发给云台组件和对外通信接口CANALL，进而对云台组件进行三轴方向的控制及稳定的对第二摄像设备35的图像数据的进行传输。

本发明提供的一体化云台1，通过增加了第二通信模组13和第二云台控制板16，使云台第二摄像设备35的视频传输、第二摄像设备35的控制、云台姿态控制不依赖其他通信链路和控制，具有点对点通信链路传输、集成度更高的优势，较少占用飞行任务通信链路带宽，降低系统耦合度。通过设置减震结构件，保证了一体化云台1工作时的减震性能良好，同时设置成上述的结构，轻量化且易安装，可实现三轴方向的调整，结构紧凑，稳定性高。

在实际生活中，该一体化云台1还有很多应用场景，例如道路上的视频监控、楼宇系统的监控、较大货车集装箱内部危险物品运输的监控、家庭影院等场景的监控等等。

可以理解的是，在其他实施例中，减震模块、偏航调节模块、横滚调节模块、俯仰调节模块、WiFi天线、4G天线等可以根据实际情况进行增减。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本发明的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化云台，其特征在于，

包括云台组件及与所述云台组件连接的通信控制模块，所述通信控制模块包括通信模组和云台控制板，所述通信模组与所述云台控制板连接，

所述云台组件包括结构件、电机组件、连接线束及摄像设备，所述电机组件通过所述连接线束与所述云台控制板连接，所述结构件容置所述通信模组、所述云台控制板、所述电机组件、所述连接线束及所述摄像设备，所述结构件受所述电机控制进行三轴方向的调整，

所述结构件包括外部接插件，所述云台控制板与所述外部接插件连接且所述云台控制板还与所述摄像设备连接。

2.根据权利要求1所述的一体化云台，其特征在于，所述通信模组分别与WiFi天线和4G天线通过馈线连接。

3.根据权利要求1所述的一体化云台，其特征在于，所述结构件还包括上盖和通信板固定结构件，所述上盖与所述通信板固定结构件可拆卸的连接并形成第一容置空间，所述通信模组和所述云台控制板分别可拆卸的固定在所述通信板固定结构件上，且所述通信模组和所述云台控制板设置在所述第一容置空间内。

4.根据权利要求3所述的一体化云台，其特征在于，所述WiFi天线、所述4G天线及所述外部接插件分别设置在所述上盖的侧面。

5.根据权利要求3所述的一体化云台，其特征在于，所述通信控制模块还包括云台接口电路板，所述云台接口电路板固定在所述偏航电机上，所述云台接口电路板通过所述连接线束与所述电机组件连接，所述云台接口电路板还设有数据插接口，所述数据插接口通过线缆与所述通信板和/或所述云台控制板电连接。

6.根据权利要求5所述的一体化云台，其特征在于，所述结构件还包括减震结构件，所述减震结构件包括灌油减震球、减震底座、隔震网及橡胶隔震盘，所述减震底座与所述通信板固定结构件可拆卸的连接并形成第二容置空间，所述灌油减震球、所述隔震网及所述橡胶隔震盘容置在所述第二容置空间内，所述隔震网具有外环部、内环部及连接所述外环部和所述内环部的弹性件，所述外环部通过所述灌油减震球与所述橡胶隔震盘弹性连接，所述内环部与所述偏航电机固定连接，所述橡胶隔震盘固定在所述减震底座上。

7.根据权利要求4所述的一体化云台，其特征在于，所述连接线束包括滑环线，所述电机组件包括偏航电机和偏航电机驱动电路板，所述偏航电机与所述偏航电机驱动电路板电连接，所述结构件还包括偏航电机固定结构件和偏航电机后盖固定结构件。所述滑环线穿过所述偏航电机的轴孔，且所述滑环线的输入端分别与所述通信模组和所述云台控制板连接，所述滑环线的输出端与偏航电机驱动电路板连接，所述偏航电机驱动电路板可拆卸的设置在所述偏航电机后盖固定结构件朝向所述偏航电机一侧的端面上，所述偏航电机设置在所述偏航电机固定结构件和所述偏航电机后盖固定结构件围合的空间内，所述偏航电机固定结构件设置在所述减震结构的下端且所述偏航电机固定结构件与所述减震结构可拆卸的连接。

8.根据权利要求7所述的一体化云台，其特征在于，所述电机组件还包括横滚电机和横滚电机驱动电路板，所述横滚电机和所述横滚电机驱动电路板之间电连接，所述结构件还包括偏航机臂结构件和横滚电机后盖固定结构件，所述横滚电机驱动电路板可拆卸的设置在所述横滚电机后盖固定结构件朝向所述横滚电机一侧的端面上，所述偏航机臂结构件包括偏航机臂和横滚电机固定结构件，所述偏航机臂的两端分别与所述横滚电机固定结构件和所述偏航电机固定结构件固定连接，所述横滚电机设置在所述横滚电机固定结构件和所述横滚电机后盖固定结构件围合的空间内，所述偏航机臂结构件向所述偏航电机的下方延伸。

9.根据权利要求8所述的一体化云台，其特征在于，所述电机组件还包括姿态电路板、俯仰电机和俯仰电机驱动电路板，所述俯仰电机和所述俯仰电机驱动电路板之间电连接，所述结构件还包括摄像设备安装框结构件、俯仰电机固定结构件和俯仰电机后盖固定结构件，所述俯仰电机驱动电路板可拆卸的设置在所述俯仰电机后盖固定结构件朝向所述俯仰电机一侧的端面上，所述俯仰电机设置在所述俯仰电机固定结构件和所述俯仰电机后盖固定结构件围合的空间内，所述俯仰电机固定结构件可拆卸的连接在所述摄像设备安装框结构件的侧面，所述摄像设备安装框结构件与所述偏航机臂结构件之间可拆卸的连接，所述摄像设备和所述姿态板设置在所述摄像设备安装框结构件内，所述姿态板设有三个接口，分别与所述横滚电机驱动电路板、所述滑环线及所述摄像设备连接，所述摄像设备安装框结构件与俯仰电机固定结构件沿水平设置。

10.根据权利要求9所述的一体化云台，其特征在于，所述偏航电机驱动电路板与所述滑环线连接且所述偏航电机驱动电路板与所述横滚电机驱动电路板通过导线连接，所述横滚电机驱动电路板与所述俯仰电机驱动电路板通过导线连接，所述俯仰电机驱动电路板通过导线与所述姿态板连接。

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