CN206766365U - 云台及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种云台及采用该云台的无人机，该云台包括电机组件、镜头组件及用于与中央控制器电连接的电连接组件，于电机组件上形成有走线路径，电连接组件包括电机连接线和同轴线，电机连接线与电机组件连接，同轴线沿走线路径布置且与镜头组件连接。本实用新型采用同轴线与镜头组件连接，且电机连接线和同轴线走线分开化，由于电机控制信号不是高清信号，电磁兼容问题易于处理；而同轴线具有屏蔽效果，既能解决电磁兼容的问题，又能保证线的柔软性，从而保证云台以及采用该云台的无人机的使用效果。

Description

云台及无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种云台及采用该云台的无人机。

背景技术

随着无人飞行器领域技术的不断成熟，无人飞行器正朝着小型化、轻型化方向发展，市面上出现不少微小型无人机，口袋无人机越来越受到不少消费者的青睐。但是，目前市面上的微小型无人机大多都没有云台，直接将摄像头与机身固定连接在一起，拍摄画面主要依靠电子防抖，实际拍摄效果不佳。

而目前对于配置有云台的无人机(非微型无人机)，云台的连接线(包括云台电机的连接线以及镜头的连接线)通常都是用FPC线共同走线，由于相机要走高清信号，需要考虑电磁兼容问题，而目前常规的做法是在FPC线上加双层屏蔽膜，使得FPC线更厚更硬，影响云台的拍摄效果。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种云台及采用该云台的无人机，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种云台，包括电机组件、镜头组件及用于与中央控制器电连接的电连接组件，所述电连接组件包括与所述电机组件连接的电机连接线，于所述电机组件上形成有走线路径；所述电连接组件还包括同轴线，所述同轴线沿所述走线路径布置且与所述镜头组件连接。

作为实施例之一，所述电机组件包括第一电机、第二电机和第三电机，所述第一电机的转子与所述第二电机的定子固定连接，所述第二电机的转子与所述第三电机的定子固定连接，且三个电机的转子轴向互为正交；所述镜头组件与所述第三电机的转轴连接。

作为实施例之一，所述第二电机的定子上设有第一走线槽，所述第三电机的定子上设有第二走线槽，所述第三电机的转子上设有第三走线槽，所述同轴线依次走线于所述第一走线槽内、所述第二走线槽内和所述第三走线槽内后与所述镜头组件连接。

作为实施例之一，所述第二电机的定子上设有第一连接架，所述第一连接架连接有第一收容体，所述第一电机的转子收容于所述第一收容体的收容腔内且与所述第一收容体固定连接。

作为实施例之一，所述第一收容体上固定有第一布线架，且所述第一布线架向所述第一电机的定子侧凸出延伸，所述第二电机的定子上设有第一走线槽，所述第一走线槽包括形成于所述第一布线架上的第一布线槽及形成于所述第一连接架上的第二布线槽；以所述第二电机的远离其自身转子一侧的端面为第一走线面，所述同轴线依次走线于所述第一布线槽内、所述第二布线槽内及所述第一走线面上后向所述第三电机侧延伸。

作为实施例之一，所述第三电机的定子上设有第二连接架，所述第二连接架连接有第二收容体，所述第二电机的转子收容于所述第二收容体的收容腔内且与所述第二收容体固定连接。

作为实施例之一，所述第二收容体上固定有第二布线架，且所述第二布线架向所述第二电机的定子侧凸出延伸，所述第三电机的定子上设有第二走线槽，所述第三电机的转子上设有第三走线槽，所述第二走线槽包括形成于所述第二布线架上的第三布线槽及形成于所述第二连接架上的第四布线槽；以所述第二电机的远离其自身转子一侧的端面为第一走线面，所述第三电机的远离其自身转子一侧的端面为第二走线面，所述同轴线依次走线于所述第一走线面上、所述第三布线槽内、所述第四布线槽内、所述第二走线面上及所述第三走线槽内后与所述镜头组件连接。

作为实施例之一，三个电机的定子均包括底座，每一所述底座上同侧安装有定子铁芯和霍尔传感单元，每一所述霍尔传感单元包括环绕对应的所述定子铁芯布置的多个霍尔传感器，每一所述霍尔传感器与对应的所述定子铁芯的其中一齿槽正对设置。

作为实施例之一，所述镜头组件包括摄像头及安装于所述摄像头上的惯性测量单元。

本实用新型实施例涉及一种无人机，包括机体及云台，所述云台采用如上所述的云台。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：本实用新型采用同轴线与镜头组件连接，且电机连接线和同轴线走线分开化，电机连接线与电机组件连接，用于控制电机组件中的各电机工作，由于电机控制信号不是高清信号，电磁兼容问题易于处理；同轴线用于传输镜头上的高清信号，由于同轴线具有屏蔽效果，既能解决电磁兼容的问题，又能保证线的柔软性，从而保证云台以及采用该云台的无人机的使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的云台的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电机组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一电机的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第二电机的结构示意图

图5为本实用新型实施例提供的第三电机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1-图5，本实用新型实施例提供一种云台，包括电机组件、镜头组件5及用于与中央控制器电连接的电连接组件，于电机组件上形成有走线路径，电连接组件包括电机连接线6和同轴线7，电机连接线6与电机组件连接，同轴线7沿走线路径布置且与镜头组件5连接。其中，电机连接线6偏离于上述走线路径布置，即电机连接线6与同轴线7分开走线。本实用新型采用同轴线7与镜头组件5连接，且电机连接线6和同轴线7走线分开化，电机连接线6与电机组件连接，用于控制电机组件中的各电机工作，由于电机控制信号不是高清信号，电磁兼容问题易于处理；同轴线7用于传输镜头上的高清信号，由于同轴线7具有屏蔽效果，既能解决电磁兼容的问题，又能保证线的柔软性，从而保证云台的使用效果。本实施例提供的云台一般装载于无人机上，上述的中央控制器对应为无人机的中央控制器，如采用单片机等，这是本领域技术人员根据现有技术易于确定的，此处从略。

上述的电机组件可采用现有技术中云台所使用的电机组件，可实现镜头组件5的正常拍摄工作即可。本实施例中，则采用如下优选的实施例，以对上述电机组件进行优化：

具体地，如图1和图2，所述电机组件包括第一电机1、第二电机2和第三电机3，所述第一电机1的转子12与所述第二电机2的定子21固定连接，所述第二电机2的转子22与所述第三电机3的定子31固定连接，且三个电机的转子轴向互为正交；所述镜头组件5与所述第三电机3的转轴连接。上述三个电机构成三维驱动机构，以第一电机1的转子12轴向为X向，以第二电机2的转子22轴向为Y向，以第三电机3的转子32轴向为Z向，则上述结构可实现镜头组件5的空间三维自由运动，可满足镜头组件5的拍摄工作需要；同时，三个电机紧凑布置，可实现云台的微型化及轻型化。上述三个电机均优选为采用无刷电机。对于上述的电机连接线6和同轴线7分开走线的方式，相应地，上述三个电机可分别通过一根FPC线与中央控制器连接，或者，配置一根FPC总线与中央控制器连接，该FPC总线分支连接有三根支线，三根支线分别与三个电机连接；本实施例中，采用后种方式，可参照现有技术中无人机技术领域的FPC线的走线方式，这是本领域技术人员易于确定的，此处不再赘述。而对于同轴线7的走线布置，优选为采用如下结构：所述第二电机2的定子21上设有第一走线槽，所述第三电机3的定子31上设有第二走线槽，所述第三电机3的转子32上设有第三走线槽37，所述同轴线7依次走线于所述第一走线槽内、所述第二走线槽内和所述第三走线槽37内后与所述镜头组件5连接。其中，上述第一走线槽、第二走线槽和第三走线槽37可仅用于同轴线7的走线，也可进一步在三个走线槽内均设置固定结构，用于固定同轴线7，固定结构可采用卡固、绑缚、粘结等常用的固定方式，此处从略。通过上述第一走线槽、第二走线槽及第三走线槽37配合构成上述走线路径，即同轴线7依次绕经第一电机1、第二电机2和第三电机3后与镜头组件5连接，可保证不影响三个电机的三维驱动运动，避免同轴线7与各电机之间发生干涉，同时，使得同轴线7的布置较为齐整，不影响云台及采用该云台的无人机的美观度。本实施例中，上述的同轴线7优选为采用极细同轴线7。

进一步地，如图2和图4，所述第二电机2的定子21上设有第一连接架24，所述第一连接架24连接有第一收容体25，所述第一电机1的转子12收容于所述第一收容体25的收容腔内且与所述第一收容体25固定连接。上述第一连接架24自第二电机2的定子21的对应侧边部(即靠近第一电机1一侧的边部)延伸引出，上述第一收容体25上开设第一收容孔且该第一收容孔的槽口朝向第一电机1，从而第一电机1的转子12可以收容于该第一收容孔内，且第一电机1的转子12与该第一收容孔的槽壁之间固定连接，固定连接方式可以为打胶、过盈配合、焊接等常用的固定连接方式；如图1-图3，第一电机1的转子12包括有圆柱形外壳，上述的第一收容孔对应采用圆柱形槽，该第一电机1的转子12外壳与该第一收容孔优选为同轴设置。上述的第一收容孔可以为盲孔结构，也可以为通孔结构；本实施例中，上述的第一收容体25优选为采用圆环形结构。

进一步优化上述云台的结构，如图2和图4，所述第一收容体25上固定有第一布线架26，且所述第一布线架26向所述第一电机1的定子11侧凸出延伸，所述第二电机2的定子21上设有第一走线槽，所述第一走线槽包括形成于所述第一布线架26上的第一布线槽及形成于所述第一连接架24上的第二布线槽；以所述第二电机2的远离其自身转子22一侧的端面为第一走线面，所述同轴线7依次走线于所述第一布线槽内、所述第二布线槽内及所述第一走线面上后向所述第三电机3侧延伸。进一步地，以所述第一电机1的远离其自身转子12一侧的端面为第三走线面，上述同轴线7可走线于该第三走线面上之后再走线至上述第一布线槽内，或经由该第三走线面上方空间(不与该第三走线面接触或仅部分接触)后再走线至第一布线槽内，以方便同轴线7的布置为准。由于上述第一布线架26随第一收容体25转动而转动，则该第一布线架26的安装位置应保证其转动过程中不与第一电机1之间发生干涉，这是本领域技术人员易于确定的。如图2和图4可示一第一布线架26的具体安装方式：

第一收容体25呈圆环形结构，该第一布线架26安装于该第一收容体25的侧壁上，且该第一布线架26的靠近第一电机1定子的一侧表面为沿Y向设置的平面，定义该表面为内沿面；第一电机1的定子11包括底座及安装于该底座上的定子铁芯13，该底座包括圆缺形部分和方形部分，方形部分连接于圆缺形部分的平面端，定子铁芯13安装于圆缺形部分上；该圆缺形部分的直径优选为与第一收容体25的外环直径相同，第一电机1的转子12收容于第一收容体25内时，该圆缺形部分位于第一收容体25的正上方，则该第一布线架26的内沿面与该圆缺形部分的Y向切平面平行(该第一布线架26的内沿面与圆缺形部分之间优选为留有间隙)，从而在第一收容体25相对于该圆缺形部分转动时，该第一布线架26与第一电机1之间不会发生干涉(一般第二电机2相对于第一电机1的转子12转动的角度不会达到360°，上述圆缺形部分的面积优选为大于同直径圆的半圆面积)。

通过上述第一电机1、第二电机2之间的同轴线7走线布置方式，可保证同轴线7的走线不影响第一电机1与第二电机2之间的相对运动关系，同时，使得同轴线7的布置较为齐整。可进一步在上述的第三走线面和第一走线面上设置同轴线7固定结构，该固定结构可采用卡固、绑缚、粘结等常用的固定方式。

进一步优化上述云台的结构，如图2和图5，所述第三电机3的定子31上设有第二连接架34，所述第二连接架34连接有第二收容体35，所述第二电机2的转子22收容于所述第二收容体35的收容腔内且与所述第二收容体35固定连接。该第二连接架34、第二收容体35与第二电机2及第三电机3之间的相对设置关系可参考上述的第一连接架24与第一收容体25的安装结构，此处从略。

进一步地，如图2和图5，所述第二收容体35上固定有第二布线架36，且所述第二布线架36向所述第二电机2的定子21侧凸出延伸，所述第三电机3的定子31上设有第二走线槽，所述第三电机3的转子32上设有第三走线槽37，所述第二走线槽包括形成于所述第二布线架36上的第三布线槽及形成于所述第二连接架34上的第四布线槽；以所述第二电机2的远离其自身转子22一侧的端面为第一走线面，所述第三电机3的远离其自身转子32一侧的端面为第二走线面，所述同轴线7依次走线于所述第一走线面上、所述第三布线槽内、所述第四布线槽内、所述第二走线面上及所述第三走线槽37内后与所述镜头组件5连接。上述第二布线架36的安装结构可参考上述第一布线架26的安装方式，此处从略。

通过上述第二电机2、第三电机3之间的同轴线7走线布置方式，可保证同轴线7的走线不影响第二电机2与第三电机3之间的相对运动关系，同时，使得同轴线7的布置较为齐整。可进一步在上述的第一走线面和第二走线面上设置同轴线7固定结构，该固定结构可采用卡固、绑缚、粘结等常用的固定方式。

另外，如图1，在同轴线7经由其中一走线面走线至对应的走线槽时，需弯折走线，优选为在对应的弯折部位(包括第三走线面与第一布线槽相交位置处、第一走线面与第三布线槽相交位置处、第二走线面与第三走线槽37相交位置处)包裹软胶层，以便于在第一布线架26相对于第一电机1的定子11转动过程中、第二布线架36相对于第二电机2的定子21转动过程中以及第三走线槽37相对于第三电机3的定子31转动过程中，对应的软胶层能够保护同轴线7。

本实施例中，如图1，优选为采用上述第一布线架26和第二布线架36结合的结构，即同轴线7依次走线于第三走线面上(或第三走线面上方空间)、第一布线槽内、第二布线槽内、第一走线面上、第三布线槽内、第四布线槽内、第二走线面上及第三走线槽37内后与镜头组件5连接。进一步优选地，如图1，对于每个电机附近的电机连接线6与同轴线7的布置，优选为二者分列于对应电机的定子11/21/31两侧，上述的同轴线7即走线于三个电机的定子11/21/31的外侧，则上述的电机连接线6走线于三个电机的定子11/21/31的内侧(即该定子的靠近对应转子的一侧)，可实现电机连接线6与同轴线7之间走线互不影响。

进一步优化上述云台的结构，如图3-图5，三个电机的定子均包括底座，每一所述底座上同侧安装有定子铁芯13/23/33和霍尔传感单元，每一所述霍尔传感单元包括环绕对应的所述定子铁芯13/23/33布置的多个霍尔传感器8，每一所述霍尔传感器8与对应的所述定子铁芯13/23/33的其中一齿槽正对设置。每一霍尔传感单元的各霍尔传感器8优选为均匀间隔环绕对应的定子铁芯13/23/33布置；各霍尔传感单元用于检测对应的电机转子的旋转角度，并反馈信息至上述的中央控制器，以便中央控制器可控制各电机的旋转驱动量，即各霍尔传感单元与中央控制器电连接，电连接方式及上述自动化控制过程是本领域技术人员根据现有技术易于获知的，且无需另外编程，此处不再赘述。

进一步地，所述镜头组件5包括摄像头及安装于所述摄像头上的惯性测量单元，该惯性测量单元可实时检测摄像头的角速度和加速度，并反馈信息至上述的中央控制器，以便中央控制器可准确控制摄像头的空间姿态；即该惯性测量单元与中央控制器电连接，电连接方式及上述自动化控制过程是本领域技术人员根据现有技术易于获知的，且无需另外编程，此处不再赘述。

另外，如图，上述的云台还包括有减震组件4，该减震组件4可采用本领域常用的减震设备，其具体结构及与电机组件之间的连接关系是本领域常规技术手段，此处从略。

实施例二

本实用新型实施例涉及一种无人机，包括机体及云台，该云台装载在该机体上，该云台优选为采用上述实施例一所提供的云台，该云台的具体结构此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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)

1.一种云台，包括电机组件、镜头组件及用于与中央控制器电连接的电连接组件，所述电连接组件包括与所述电机组件连接的电机连接线，其特征在于：于所述电机组件上形成有走线路径；所述电连接组件还包括同轴线，所述同轴线沿所述走线路径布置且与所述镜头组件连接；

所述电机组件包括第一电机、第二电机和第三电机，所述第一电机的转子与所述第二电机的定子固定连接，所述第二电机的转子与所述第三电机的定子固定连接，且三个电机的转子轴向互为正交；所述镜头组件与所述第三电机的转轴连接。

2.如权利要求1所述的云台，其特征在于：所述第二电机的定子上设有第一走线槽，所述第三电机的定子上设有第二走线槽，所述第三电机的转子上设有第三走线槽，所述同轴线依次走线于所述第一走线槽内、所述第二走线槽内和所述第三走线槽内后与所述镜头组件连接。

3.如权利要求1或2所述的云台，其特征在于：所述第二电机的定子上设有第一连接架，所述第一连接架连接有第一收容体，所述第一电机的转子收容于所述第一收容体的收容腔内且与所述第一收容体固定连接。

4.如权利要求3所述的云台，其特征在于：所述第一收容体上固定有第一布线架，且所述第一布线架向所述第一电机的定子侧凸出延伸，所述第二电机的定子上设有第一走线槽，所述第一走线槽包括形成于所述第一布线架上的第一布线槽及形成于所述第一连接架上的第二布线槽；

以所述第二电机的远离其自身转子一侧的端面为第一走线面，所述同轴线依次走线于所述第一布线槽内、所述第二布线槽内及所述第一走线面上后向所述第三电机侧延伸。

5.如权利要求1或2所述的云台，其特征在于：所述第三电机的定子上设有第二连接架，所述第二连接架连接有第二收容体，所述第二电机的转子收容于所述第二收容体的收容腔内且与所述第二收容体固定连接。

6.如权利要求5所述的云台，其特征在于：所述第二收容体上固定有第二布线架，且所述第二布线架向所述第二电机的定子侧凸出延伸，所述第三电机的定子上设有第二走线槽，所述第三电机的转子上设有第三走线槽，所述第二走线槽包括形成于所述第二布线架上的第三布线槽及形成于所述第二连接架上的第四布线槽；

以所述第二电机的远离其自身转子一侧的端面为第一走线面，所述第三电机的远离其自身转子一侧的端面为第二走线面，所述同轴线依次走线于所述第一走线面上、所述第三布线槽内、所述第四布线槽内、所述第二走线面上及所述第三走线槽内后与所述镜头组件连接。

7.如权利要求1所述的云台，其特征在于：三个电机的定子均包括底座，每一所述底座上同侧安装有定子铁芯和霍尔传感单元，每一所述霍尔传感单元包括环绕对应的所述定子铁芯布 置的多个霍尔传感器，每一所述霍尔传感器与对应的所述定子铁芯的其中一齿槽正对设置。

8.如权利要求1所述的云台，其特征在于：所述镜头组件包括摄像头及安装于所述摄像头上的惯性测量单元。

9.一种无人机，包括机体及云台，其特征在于：所述云台采用如权利要求1至8中任一项所述的云台。