CN205203411U - 一种搭载摄像机的三轴云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种搭载摄像机的三轴云台，包括悬挂架、星形板、主体顶板、旋转电机、旋转机构、俯仰电机、俯仰机构、横滚电机和横滚机构，悬挂架安装在所述星形板的顶面上，主体顶板的顶面通过多个所述橡胶减震球安装在所述星形板的底面下方，所述旋转电机固定安装在所述主体顶板的底面上，所述旋转电机的旋转轴与所述旋转机构的一端相连，所述旋转机构的另一端固定安装有所述俯仰电机，所述俯仰电机的俯仰轴与所述俯仰机构的一端相连，所述俯仰机构的另一端固定安装有所述横滚电机，所述横滚电机的横滚轴与所述横滚机构的一端连接，所述横滚机构的另一端安装有摄像机芯。本实用新型能够保证机芯动作平稳，增稳减震效果良好。

Description

一种搭载摄像机的三轴云台

技术领域

本实用新型涉及一种搭载摄像机的装置，具体的涉及一种搭载摄像机的三轴云台。

背景技术

随着我国无人机技术的发展，无人机航拍已成为无人机的一项重要应用。以其机动灵活，操作方便，成本低廉的优势在影视拍摄，低空侦察，电力巡线，交通巡查等方面广泛应用。其搭载的各类成像设备，都需要相应的增稳云台来隔离飞行器的飞行震动对成像的影响。增稳云台的工作原理是将IMU传感器安装在所需稳定的成像设备上实时感知其姿态，并返馈给控制板，电机接收控制板发出的指令转动。成像设备实现姿态调整，即实现增稳载体稳定画面的作用。由于成像设备和其所适配的云台多为一对一的匹配关系，现有的云台多为专业单反或运动摄像头设计以满足大多数场合下的航拍要求。其他一些成像设备就没有云台配备，因此也就不能良好的应用在飞行器航拍领域。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供以一种搭载摄像机的三轴云台，可以搭载多种成像设备实现360°航拍效果。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种搭载摄像机的三轴云台，包括悬挂架、星形板、主体顶板、旋转电机、旋转机构、俯仰电机、俯仰机构、横滚电机和横滚机构，所述悬挂架安装在所述星形板的顶面上，所述星形板上设有多个用来安装橡胶减震球的槽孔，所述主体顶板的顶面通过多个所述橡胶减震球安装在所述星形板的底面下方，所述旋转电机固定安装在所述主体顶板的底面上，所述旋转电机的旋转轴与所述旋转机构的一端相连，所述旋转机构的另一端固定安装有所述俯仰电机，所述俯仰电机的俯仰轴与所述俯仰机构的一端相连，所述俯仰机构的另一端固定安装有所述横滚电机，所述横滚电机的横滚轴与所述横滚机构的一端连接，所述横滚机构的另一端安装有摄像机芯，所述旋转机构上设有控制机构，所述控制机构包括接收机和控制板，所述接收机与所述控制板的输入端相连，所述控制板的输出端均分别与所述旋转电机、俯仰电机和横滚电机相连，所述接收机还与所述变像机芯的无线转换控制器相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种搭载摄像机的三轴云台通过遥控操作，控制板控制旋转电机、俯仰电机和横滚电机的运转，旋转电机、俯仰电机和横滚电机的配合实现摄像机的360°拍摄；另一方面远程遥控操作通过接收机将控制摄像机芯的命令传给变焦摄像机实现变焦、拍照和录像灯动作；本实用新型能够保证摄像机芯动作平稳，橡胶减震球的增稳减震效果良好，使得成像清晰没有震动波纹，从而使本实用新型在无人飞行器上得到良好的应用。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述星形板为六角星形板，在所述星形板的每个角上均分别设有2个安装所述橡胶减震球的槽孔，所述主体顶板通过12个所述橡胶减震球安装在所述星形板的底面的下方。

进一步，所述旋转机构包括旋转圆盘和旋转竖臂，所述旋转电机的旋转轴与所述旋转圆盘相连，并可带动旋转圆盘转动，所述旋转竖臂的一端固定在所述旋转圆盘一侧的底面上，所述旋转竖臂的另一端固定安装有所述俯仰电机。

进一步，所述旋转圆盘的边缘均匀的设有固定安装保护罩的螺丝孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：保护罩可以保护云台内部线路及动力传动组件，有效隔绝飞行时的风阻对传动的消耗，排除外界环境对保护罩内各元件器件的破坏及提高壳体内部元器件的使用寿命。

进一步，所述旋转电机的旋转轴内置有滑环，所述摄像机芯的视频和电源信号线均由所述滑环引出。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述摄像机芯的视频和电源信号线均由所述滑环引出，可以避免旋转电机在任意转动时，视频和电源信号线不会绕线，从而实现连续360度无限制旋转。

进一步，所述俯仰机构包括第一俯仰臂和第二俯仰臂，所述俯仰电机的俯仰轴与所述第一俯仰臂的一端连接，所述第二俯仰臂的一端固定在所述第一俯仰臂的另一端上，所述第二俯仰臂的另一端上固定安装有所述横滚电机。

进一步，所述横滚机构为由第一横滚臂和第二横滚臂组成的L型板，所述横滚电机的横滚轴与所述第一横滚臂相连，所述摄像机芯安装在所述第二横滚臂上。

进一步，所述横滚机构上还设有角度传感器，所述角度传感器与所述控制板的输入端相连，所述第二横滚臂内设有一中空型腔，所述角度传感器位于所述第二横滚臂内的中空型腔中。

采用上述进一步方案的有益效果是：角度传感器感知摄像机的实时姿态并返馈给控制板，当摄像机偏离预定位置时，角度传感器感知偏离角度并由相对应的电机驱动进行矫正，因此摄像机在方向、俯仰、横滚三个方向上可以保持稳定。

进一步，所述搭载摄像机芯的三轴云台的整体重量范围为300g～500g。

采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型的轻量化设计贯穿于整个结构，其设计重量不超过500g，这种轻量化设计提高多旋翼飞行器的续航时间。

附图说明

图1为本实用新型一种搭载摄像机的三轴云台的内部的第一侧视图；

图2为本实用新型一种搭载摄像机的三轴云台的内部的第二侧视图；

图3为本实用新型一种搭载摄像机的三轴云台的整体外观图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、悬挂架，2、星形板，3、主体顶板，4、旋转电机，5、旋转机构，6、俯仰电机，7、俯仰机构，8、横滚电机，9、横滚机构，10、橡胶减震球，11、摄像机芯，12、控制机构，13、旋转圆盘，14、旋转竖臂，15、第一俯仰臂，16、第二俯仰臂，17、第一横滚臂，18、第二横滚臂，19、保护罩。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图2和图3所示，一种搭载摄像机的三轴云台，包括悬挂架1、星形板2、主体顶板3、旋转电机4、旋转机构5、俯仰电机6、俯仰机构7、横滚电机8和横滚机构9。

所述悬挂架1安装在所述星形板2的顶面上，所述星形板2上设有多个用来安装橡胶减震球10的槽孔，所述主体顶板3的顶面通过多个所述橡胶减震球10安装在所述星形板2的底面下方；所述星形板2为六角星形板，在所述星形板2的每个角上均分别设有2个安装所述橡胶减震球10的槽孔，每个角上的2个槽孔沿六角星板径向排列，所述主体顶板3通过12个所述橡胶减震球10安装在所述星形板2的底面的下方。

所述旋转电机4固定安装在所述主体顶板3的底面上，所述旋转电机4的旋转轴与所述旋转机构5的一端相连，所述旋转机构5的另一端固定安装有所述俯仰电机6，所述旋转电机4的旋转轴内置有滑环，所述摄像机芯11的视频和电源信号线均由所述滑环引出；所述旋转机构5包括旋转圆盘13和旋转竖臂14，所述旋转电机4的旋转轴与所述旋转圆盘13相连，并可带动旋转圆盘13转动，所述旋转圆盘13的边缘均匀的设有固定安装保护罩19的螺丝孔，所述旋转竖臂14的一端固定在所述旋转圆盘13一侧的底面上，即旋转竖臂14安装在旋转圆盘13底面的非中心位置，所述旋转竖臂14的另一端固定安装有所述俯仰电机6；所述旋转机构5上设有控制机构12，所述控制机构12包括接收机和控制板，所述接收机与所述控制板的输入端相连，所述控制板的输出端均分别与所述旋转电机4、俯仰电机6和横滚电机8相连，所述接收机还与所述摄像机芯11的无线转换控制器相连。

所述俯仰电机6的俯仰轴与所述俯仰机构7的一端相连，所述俯仰机构7的另一端固定安装有所述横滚电机8，所述俯仰机构7包括第一俯仰臂15和第二俯仰臂16，所述俯仰电机6的俯仰轴与所述第一俯仰臂15的一端连接，所述第二俯仰臂16的一端固定在所述第一俯仰臂15的另一端上，所述第二俯仰臂16的另一端上固定安装有所述横滚电机8。

所述横滚电机8的横滚轴与所述横滚机构9的一端连接，所述横滚机构9的另一端安装有摄像机芯11，所述横滚机构9上还设有角度传感器，所述角度传感器与所述控制板的输入端相连，所述角度传感器可以为IMU角度传感器；所述横滚机构9为由第一横滚臂17和第二横滚臂18组成的L型板，所述横滚电机8的横滚轴与所述第一横滚臂17相连，所述摄像机芯11安装在所述第二横滚臂18上，所述第二横滚臂18内设有一中空型腔，所述角度传感器位于所述第二横滚臂18内的中空型腔中。

所述搭载摄像机芯的三轴云台的整体重量范围为300g～500g。

本实用新型一种搭载摄像机的三轴云台的工作原理为：通过地面的远程遥控操作，将控制命令发给接收机，再由接收机转给控制板，控制板通过控制电机的命令控制旋转电机4、俯仰电机6和横滚电机8的运转，旋转电机4控制旋转机构5在水平位置上的旋转动作，俯仰电机6控制俯仰机构7在竖直方向的俯仰动作，横滚电机8控制横滚机构9在侧向的横滚动作，摄像机芯11的视频和电源信号线均由所述滑环引出，滑环的使用可以避免旋转电机4在任意转动时，视频和电源信号线不会绕线，从而三种电机的配合可以实现摄像机芯11的无限制的360°无死角拍摄；远程遥控操作，通过接收机将控制摄像机芯11的命令传给摄像机芯11可以实现变焦、拍照和录像灯动作；IMU角度传感器用来感知摄像机芯11的实时姿态并返馈给控制板，当摄像机芯11偏离预定位置时，IMU角度传感器感知偏离角度并由相对应的电机驱动进行矫正，因此摄像机芯11在水平、俯仰、横滚三个方向上可以保持稳定。

本实用新型能够保证摄像机芯11动作平稳，橡胶减震球10的增稳减震效果良好，使得成像清晰没有震动波纹，从而使本实用新型在无人飞行器上得到良好的应用；同时保护罩19的使用，可以保护云台内部线路及动力传动组件，有效隔绝飞行时的风阻对传动的消耗，排除外界环境对保护罩19内各元件器件的破坏及提高壳体内部元器件的使用寿命。

另外，本实用新型一种搭载摄像机的三轴云台的轻量化设计贯穿于整个结构，其设计重量不超过500g(含摄像机芯)，这种轻量化设计对于提高多旋翼飞行器的续航时间来说非常重要，对于其他云台的轻量优势也是十分明显的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：包括悬挂架(1)、星形板(2)、主体顶板(3)、旋转电机(4)、旋转机构(5)、俯仰电机(6)、俯仰机构(7)、横滚电机(8)和横滚机构(9)，所述悬挂架(1)安装在所述星形板(2)的顶面上，所述星形板(2)上设有多个用来安装橡胶减震球(10)的槽孔，所述主体顶板(3)的顶面通过多个所述橡胶减震球(10)安装在所述星形板(2)的底面下方，所述旋转电机(4)固定安装在所述主体顶板(3)的底面上，所述旋转电机(4)的旋转轴与所述旋转机构(5)的一端相连，所述旋转机构(5)的另一端固定安装有所述俯仰电机(6)，所述俯仰电机(6)的俯仰轴与所述俯仰机构(7)的一端相连，所述俯仰机构(7)的另一端固定安装有所述横滚电机(8)，所述横滚电机(8)的横滚轴与所述横滚机构(9)的一端连接，所述横滚机构(9)的另一端安装有摄像机芯(11)，所述旋转机构(5)上设有控制机构(12)，所述控制机构(12)包括接收机和控制板，所述接收机与所述控制板的输入端相连，所述控制板的输出端均分别与所述旋转电机(4)、俯仰电机(6)和横滚电机(8)相连，所述接收机还与所述摄像机芯(11)的无线转换控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述星形板(2)为六角星形板，在所述星形板(2)的每个角上均分别设有2个安装所述橡胶减震球(10)的槽孔，所述主体顶板(3)通过12个所述橡胶减震球(10)安装在所述星形板(2)的底面的下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述旋转机构(5)包括旋转圆盘(13)和旋转竖臂(14)，所述旋转电机(4)的旋转轴与所述旋转圆盘(13)相连，并可带动旋转圆盘(13)转动，所述旋转竖臂(14)的一端固定在所述旋转圆盘(13)一侧的底面上，所述旋转竖臂(14)的另一端固定安装有所述俯仰电机(6)。

4.根据权利要求3所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述旋转圆盘(13)的边缘均匀的设有固定安装保护罩(19)的螺丝孔。

5.根据权利要求1或2所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述旋转电机(4)的旋转轴内置有滑环，所述摄像机芯(11)的视频和电源信号线均由所述滑环引出。

6.根据权利要求1或2所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述俯仰机构(7)包括第一俯仰臂(15)和第二俯仰臂(16)，所述俯仰电机(6)的俯仰轴与所述第一俯仰臂(15)的一端连接，所述第二俯仰臂(16)的一端固定在所述第一俯仰臂(15)的另一端上，所述第二俯仰臂(16)的另一端上固定安装有所述横滚电机(8)。

7.根据权利要求1或2所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述横滚机构(9)为由第一横滚臂(17)和第二横滚臂(18)组成的L型板，所述横滚电机(8)的横滚轴与所述第一横滚臂(17)相连，所述摄像机芯(11)安装在所述第二横滚臂(18)上。

8.根据权利要求7所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述横滚机构(9)上还设有角度传感器，所述角度传感器与所述控制板的输入端相连，所述第二横滚臂(18)内设有一中空型腔，所述角度传感器位于所述第二横滚臂(18)内的中空型腔中。

9.根据权利要求1或2所述的一种搭载摄像机的三轴云台，其特征在于：所述搭载摄像机芯的三轴云台的整体重量范围为300g～500g。