CN207311851U - 云台以及柔性件导正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种云台以及柔性件导正装置，其中，所述柔性件导正装置包括用于与第一外部机构连接的第一导正结构以及用于与第二外部机构连接的第二导正结构，所述第一外部机构和第二外部机构中的一个能够相对于另一个绕转动轴线转动，所述第一外部机构通过柔性件与第二外部机构连接，所述第一导正结构具有第一导向空间，所述第二导正结构具有第二导向空间，所述第一导向空间用于与第二导向空间同轴设置，且所述第一导向空间和第二导向空间的连线与转动轴线平行或与转动轴线在同一条直线上，所述柔性件的至少部分用于穿过第一、二导向空间。

Description

云台以及柔性件导正装置

技术领域

本实用新型涉及一种云台，特别涉及一种柔性件导正装置。

背景技术

在航空电子领域，无人驾驶飞行器(简称无人机)具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高的特点，可广泛应用于、监测、搜救、资源勘查、农业灌溉等领域。

其中，航拍作为无人机的一个重要功能，可通过成像装置实现。现有的成像装置利用云台安装于无人机上。云台一般包括减震模组、偏航模组和俯仰模组。所述偏航模组连接减震模组并可相对于减震模组绕第一方向转动，所述俯仰模组连接偏航模组并可相对于偏航模组绕第二方向转动，且所述俯仰模组还能够绕第三方向转动，该三个转动方向相互垂直。实际使用时，所述成像装置安装在所述俯仰模组上，且所述减震模组与无人机的机身固定以隔离云台与无人机间的振动。

现有的减震模组上设置有用于驱动所述偏航模组转动的电机，该电机与偏航模组上的电路板通过线材连接，以利用电路板对电机进行控制，从而调整偏航模组的转动姿态。然而，现有的偏航模组在转动时，所述线材会引起一定的旋转阻力，影响偏航模组的顺利转动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种云台以及柔性件导正装置，能够降低能够相对旋转且电连接的二个机构在转动过程中的旋转阻力，以使一个机构能够克服线材引起的旋转阻力而相对于另一个机构转动。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种柔性件导正装置，包括：

用于与第一外部机构连接的第一导正结构；以及

用于与第二外部机构连接的第二导正结构；

所述第一外部机构和所述第二外部机构中的一个能够相对于另一个绕一转动轴线转动，且所述第一外部机构通过一柔性件与所述第二外部机构连接；

其中，所述第一导正结构具有第一导向空间，所述第二导正结构具有第二导向空间，所述第一导向空间用于与所述第二导向空间同轴设置，且所述第一导向空间和第二导向空间的连线与所述转动轴线平行或与所述转动轴线在同一条直线上，所述柔性件的至少部分用于穿过所述第一导向空间和第二导向空间。

可选的，所述柔性件为柔性电路板或者线材。

可选的，所述第一外部机构包括电路板和电机中的一个，所述第二外部机构包括所述电路板和所述电机中的另一个，所述电路板与所述线材的一端电连接，所述电机与所述线材的另一端电连接。

可选，所述第一外部机构包括所述电机，所述第二外部机构包括所述电路板，所述电机通过一转轴驱动所述第二外部机构相对于所述第一外部机构转动。

可选，所述第一导正结构为具有中空内腔的圆筒状结构，所述中空内腔形成所述第一导向空间，所述第二导正结构为具有通孔的平板件，所述通孔形成所述第二导向空间，所述平板件与用于容置所述电路板的一壳体固连。

可选，所述圆筒状结构的一端用于与所述电机固连并能够相对于所述第一外部机构保持在静止状态；所述圆筒状结构具有第一外径和第二外径，所述第二外径大于所述第一外径，且所述第一外径用于与所述第一外部机构的所述电机上的一内孔过盈配合。

可选，所述平板件具有与所述通孔连通的卡槽，所述卡槽的延伸方向与所述转动轴线垂直，以使所述线材通过所述卡槽进入所述通孔。

可选，所述平板件具有用于远离所述第一导向空间的一导向面，所述导向面用于与所述转动轴线呈预定夹角设置，且所述线材自所述第二导向空间穿出后沿着所述导向面延伸。

可选，所述壳体上开设有一走线孔，所述线材穿过所述走线孔与所述电路板电连接，且所述走线孔与所述第二导向空间的连线与所述转动轴线呈所述预定夹角设置。

可选，所述第一导正结构和所述第二导正结构相隔一定距离设置。

进一步，本实用新型还提供了一种云台，包括减震模组、偏航模组、俯仰模组、第一导正结构和第二导正结构，所述偏航模组能够通过一转轴相对于所述减震模组转动，所述俯仰模组能够通过另一转轴相对于所述偏航模组转动；

所述减震模组包括一电机，所述偏航模组包括一电路板，所述电路板与一线材的一端电连接，所述电机与所述线材的另一端电连接；所述减震模组与一个所述第一导正结构连接，所述偏航模组与一个所述第二导正结构连接；

其中，所述第一导正结构具有第一导向空间，所述第二导正结构具有第二导向空间，所述第一导向空间与所述第二导向空间同轴设置，且所述第一导向空间和第二导向空间的连线与所述一转轴平行或与所述一转轴在同一条直线上，所述线材的至少部分穿过所述第一导向空间和第二导向空间。

综上，本实用新型的云台和柔性件导正装置，通过与第一外部机构连接的第一导正结构以及与第二外部机构连接的第二导正结构，来限定与第一外部机构和第二外部机构相连的柔性件的延伸方向，并使该柔性件的至少一部分的延伸方向与转动轴线平行，或者与所述转动轴线在同一条直线上，这样可以加大柔性件沿所述转轴延伸方向的长度，以此降低第二外部机构相对于第一外部机构转动过程中柔性件的旋转阻力，从而使第二外部机构能够转动顺畅，尤其令云台上用于驱动承载成像装置之俯仰模组作上下翻转运动的偏航模组之转动更为顺畅。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的云台的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的偏航模组的结构示意图；

图3是图2所示的偏航模组的分解示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的柔性件导正装置与偏航模组以及减震模组相结合时的分解示意图；

图5是图4所示的柔性件导正装置与偏航模组以及减震模组相结合后的组装示意图。

附图标记说明如下：

云台-10；

减震模组-11，第三电机-111，输出轴-112；

偏航模组-12，壳体-121，上壳体-1211，下壳体-1212，走线孔-1213，电路板-122，第一电机-123，安装孔-124；

俯仰模组-13；连接臂-14；线材-15；滑环-16；导正支架-17，导向孔-171。

具体实施方式

本实用新型的核心思想在于提供一种柔性件导正装置，其包括：第一导正结构和第二导正结构；所述第一导正结构用于与第一外部机构连接，所述第二导正结构用于与第二外部机构连接；所述第一外部机构和所述第二外部机构中的一个能够相对于另一个绕一转动轴线转动，且所述第一外部机构通过一柔性件与所述第二外部机构连接；其中，所述第一导正结构具有第一导向空间，所述第二导正结构具有第二导向空间，所述第一导向空间用于与所述第二导向空间同轴设置，且所述第一导向空间和第二导向空间的连线与所述转动轴线平行或与所述转动轴线在同一条直线上，所述柔性件的至少部分用于穿过所述第一导向空间和第二导向空间。以此来解决二个可相对转动且电性连接的机构之间柔性件旋转阻力较大的问题。

以下结合附图1至附图5，以及具体实施例对本实用新型提出的柔性件导正装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，以下描述中，以将柔性件导正装置应用于云台上作为示意，来详细描述本实用新型的柔性件导正装置，但该柔性件导正装置包括但不限于在云台上使用。

首先参阅图1，其是本实用新型一实施例提供的云台10的结构示意图，所述云台10包括减震模组11、偏航模组12以及俯仰模组14。所述俯仰模组13转动连接偏航模组12，以使所述俯仰模组13能够相对于偏航模组12绕ROLL轴旋转，同时所述俯仰模组13还可以绕PITCH轴转动，ROLL轴与PITCH轴相垂直。

实际使用时，所述俯仰模组13上承载有一成像装置(如摄像机)，该成像装置包括镜头，镜头可以是一个或多个。本文中，为了便于叙述，另示意性定义ROLL轴的延伸方向为X方向(可选是水平方向)，而PITCH轴的延伸方向定义为Y方向。

继而，所述偏航模组12转动连接减震模组11，以使偏航模组12能够相对于减震模组11绕YAW轴转动。需要说明的是，图1中仅示意性指示了YAW轴的延伸方向，但本领域技术人员应当知晓，YAW轴实际的安装位置并非如图1中所示。另外，还示意性定义YAW轴的延伸方向为Z方向(可选是竖直方向)，且X方向、Y方向和Z方向优选垂直，以实现成像装置全方位的转动，扩大其拍摄范围。

此外，所述减震模组11用于与外部机构相连，以隔离所述外部机构与云台10间的振动。本实施例的外部机构包括但不限于无人机、汽车等。

上述云台10的工作原理为：

当所述偏航模组12绕YAW轴转动时，可同步带动俯仰模组13绕YAW轴转动，此时的成像装置能够在XY平面内转动，以此可调整成像装置的水平偏转角度；

当所述俯仰模组13绕ROLL轴转动时，此时的成像装置能够在YZ平面内转动，以此调整成像装置的竖直偏转角度(即上下翻转角度)；

当所述俯仰模组13绕PITCH轴自转时，此时的成像装置能够在XZ平面内转动，从而调整成像装置的俯仰角度。

通过上述转动姿态的调整，便可实现成像装置360°无死角地旋转拍摄。

优选的，所述云台10还包括与俯仰模组13和偏航模组12连接的连接臂14，该连接臂14优选为U型结构。当所述连接臂14为U型结构时，所述连接臂14的相对两端各自与PITCH轴的一端转动连接，同时所述连接臂14的U形空间内容置有部分俯仰模组13，且所述连接臂14异于其两端的部分转动连接偏航模组12。

接着如图2和图3所示，所述偏航模组12包括壳体121和电路板122，所述电路板122固定在所述壳体121内。所述电路板122可用于实现云台10与地面装置间的通讯，还可以实现图像处理、各个模组转动姿态的控制。具体来说，所述电路板122可与设置在偏航模组12上的第一电机123通讯，以控制俯仰模组13绕ROLL轴旋转的转动姿态；所述电路板122还可与成像装置通讯连接，以接收成像装置反馈回的图像信息并进行处理；所述电路板122亦可以与设置在俯仰模组13上的第二电机通讯，以控制俯仰模组13绕PITCH轴旋转的转动姿态；还可以是，所述电路板122与设置在减震模组11上的第三电机111通讯，以控制偏航模组12绕YAW轴旋转的转动姿态。

如图3所示，所述偏航模组12的壳体121包括上壳体1211和下壳体1212。所述上壳体1211和下壳体1212共同形成有一个容置空间，可选，所述下壳体1212的一部分与上壳体1211的全部形成所述容置空间。其中，所述电路板122设置在所述容置空间内。可选，所述上壳体1211与下壳体1212以可拆卸地方式连接，比如卡扣连接、螺丝连接等。

本实施例中，所述电路板122的数量为多个，多个电路板122层叠且间隔设置。可选，所述电路板122的数量为2个，其中一个为WIFI电路板，另一个是主控板，所述WIFI电路板用于负责云台10的无线通讯，所述主控板具有图像处理、转动姿态的控制等功能。

在一个实施例中，所述ROLL轴作为第一电机123的输出轴，并与所述连接臂14固连，当第一电机123运行时，所述ROLL轴随之转动并同步带动连接臂14绕ROLL轴转动。如图3所示，所述第一电机123设置在壳体121内并可固定在下壳体1212上。同理，所述第二电机设置在俯仰模组13的壳体内(未图示)，且所述PITCH轴可作为第二电机的输出轴，当所述第二电机运行时，所述PITCH轴随之转动并同步带动俯仰模组13绕PTICH轴转动。

亦可，所述YAW轴用作第三电机111的输出轴112。如图2至4所示，所述下壳体1212暴露在外的一端设置有允许输出轴112通过的安装孔124，该安装孔124与输出轴112固连，当所述第三电机111运行时，所述输出轴112，即YAW轴随之转动并同步带动偏航模组14绕YAW轴转动。

进而，为了控制各个模组的转动姿态(包括转动角度、起停)，所述第一电机123通过线材与电路板122电连接，同理，所述第二电机、第三电机111均各自通过线材与电路板122电连接。各个电机上可设置编码器，所述线材与所述编码器通讯连接，所述编码器用以根据对应电机输出端的转动状态输出电信号至所述电路板122，所述电路板122根据所述电信号获取该电机输出端的转动角度，并根据所述转动角度控制对应模组的转动角度。

针对第三电机111来说，所述减震模组11上的第三电机111与偏航模组12上的电路板122通过线材15(即充当本发明的柔性件)电连接，具体如图4和图5所示。本实施例中，所述线材15包括本体，所述本体包括相对的第一端和第二端，所述第一端与所述第三电机111电连接，所述第二端与所述电路板122电连接，具体的，所述第二端与所述电路板122上的处理单元电连接。

优选的，所述线材15的本体穿过一滑环16后分别与第三电机111以及电路板122电连接。该滑环16穿过安装孔124与第三电机111固连并相对于第三电机111静止不动。举例来说，所述滑环16固定在第三电机111的内孔中并与该内孔紧密配合，该内孔并非随输出轴112转动。应当知晓的是，该滑环16用于充当本实施例的第一导正结构，且其中空内腔用于充当所述第一导向空间。

其中，为了降低转动过程中线材15引起的旋转阻力，所述滑环16与第三电机111固定后，其用于容置线材15的内腔与YAW轴共线或平行设置，这样可限定线材15的一部分长度沿平行于YAW轴的方向或者是朝着与YAW轴共线的方向延伸，以此降低偏航模组12转动过程中线材15所产生的旋转阻力。

然而，发明人发现，上述滑环16并不能很好地降低线材15引起的旋转阻力，这是因为，线材15穿过滑环16的长度过短，以致于大部分长度在离心力作用下产生旋转阻力。故而，为了解决滑环16所存在的问题，本实施例另在所述滑环16远离第三电机111的一侧相间隔设置有一导正支架17。所述导正支架17用于充当本实施例的第二导正结构。

所述导正支架17可与下壳体1212固定，比如通过两颗螺丝S固定。并且，所述导正支架17上设置有贯通的导向孔171，该导向孔171用于充当所述第二导向空间并与滑环16的中空内腔同轴设置，以使线材15自所述滑环16穿出后径直进入导正支架17的导向孔171内，这样便增加了线材15沿平行于YAW轴方向或者是朝着与YAW轴共线方向延伸的长度，以此可以更好地降低线材引起的旋转阻力。

进而，所述线材15穿过滑环16和导向孔171后，其余部分的延伸方向不作特别的限定。可选，如图5所示，所述线材15由导向孔171引出后，与第二端相连的部分沿着导正支架17的一导向面延伸，最终所述第二端与位于YAW轴一侧的电路板122连接，且所述导向面与所述YAW轴呈预定夹角设置，如90°设置。

所述导向面上可设置可拆卸的卡扣，以使线材1,5固定沿着所述导向面延伸。或者是，所述壳体121内设置有走线孔1213，所述线材15的第二端穿过走线孔1213与电路板122相连。该走线孔1213与导向孔171的连线与导向面共面设置。应当知晓的是，所述线材15穿过导向孔171后延伸方向主要根据电路板122在壳体121上的安装位置来确定。

所述导向孔171的形状不限于圆形，优选与线材15的形状相匹配。优选的，所述导正支架17上另开设有与导向孔171相连的卡槽，所述卡槽的延伸方向与YAW轴垂直，以使线材16通过卡槽由导正支架17的一侧进入导向孔171。所述导正支架17在本实施例中优选为一平板件，结构简单，组装方便。

本实施例中，所述滑环16可为圆筒状结构，所述圆筒状结构的一端用于与所述第三电机111固连并能够相对于减震模组11保持静止状态。可选，为圆筒状结构的滑环16可具有第一外径和第二外径，所述第二外径大于所述第一外径，且所述第一外径用于与第三电机111上的内孔过盈配合。

最后，本实用新型较佳实施例如上所述，但不限于上述实施例所公开的范围，例如所述滑环和导正支架共同配合的柔性件导正装置，不限于应用在云台的偏航模组以及减震模组上，亦可以用于俯仰模组与偏航模组上，即应用于两个可相对发生转动的机构上，其中一个机构能够相对于另一个机构转动，且该二个机构还通过线材电性连接进行通讯。针对俯仰模组和偏航模组的线材导正来说，所述滑环与偏航模组上的第一电机固连并相对于偏航模组静止不动，所述导正支架与俯仰模组的壳体固连。所述俯仰模组上的第二电机与偏航模组上的电路板亦通过线材电连接而实现通讯控制。所述柔性件包括但不限于线材，还可以是柔性电路板。

当然，本实用新型包括但不局限于上述实施中所列举的滑环与导正支架的结构，任何在上述实施例提供的结构基础上进行变换的内容，均属于本实用新型所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

综上，本实用新型的云台和柔性件导正装置，通过与第一外部机构(第一外部机构可以是本实施例的减震模组)连接的第一导正结构以及与第二外部机构(第二外部机构可以是本实施例的偏航模组)连接的第二导正结构，来限定与第一外部机构上的电机和第二外部机构上的电路板相连的线材的延伸方向，并使该线材的至少一部分的延伸方向与转轴平行，或者与所述转轴在同一条直线上，这样可以加大线材沿所述转轴延伸方向的长度，以此降低第二外部机构相对于第一外部机构转动过程中线材的旋转阻力，从而使第二外部机构能够转动顺畅，尤其令云台上用于驱动承载成像装置之俯仰模组作上下翻转运动的偏航模组之转动更为顺畅。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种柔性件导正装置，其特征在于，包括：

用于与第一外部机构连接的第一导正结构；以及

用于与第二外部机构连接的第二导正结构；

所述第一外部机构和所述第二外部机构中的一个能够相对于另一个绕一转动轴线转动，且所述第一外部机构通过一柔性件与所述第二外部机构连接；

其中，所述第一导正结构具有第一导向空间，所述第二导正结构具有第二导向空间，所述第一导向空间用于与所述第二导向空间同轴设置，且所述第一导向空间和第二导向空间的连线与所述转动轴线平行或与所述转动轴线在同一条直线上，所述柔性件的至少部分用于穿过所述第一导向空间和第二导向空间。

2.如权利要求1所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述柔性件为柔性电路板或者线材。

3.如权利要求2所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述第一外部机构包括电路板和电机中的一个，所述第二外部机构包括所述电路板和所述电机中的另一个，所述电路板与所述线材的一端电连接，所述电机与所述线材的另一端电连接。

4.如权利要求3所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述第一外部机构包括所述电机，所述第二外部机构包括所述电路板，所述电机通过一转轴驱动所述第二外部机构相对于所述第一外部机构转动。

5.如权利要求4所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述第一导正结构为具有中空内腔的圆筒状结构，所述中空内腔形成所述第一导向空间，所述第二导正结构为具有通孔的平板件，所述通孔形成所述第二导向空间，所述平板件与用于容置所述电路板的一壳体固连。

6.如权利要求5所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述圆筒状结构的一端用于与所述电机固连并能够相对于所述第一外部机构保持在静止状态；所述圆筒状结构具有第一外径和第二外径，所述第二外径大于所述第一外径，且 所述第一外径用于与所述第一外部机构的所述电机上的一内孔过盈配合。

7.如权利要求5所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述平板件具有与所述通孔连通的卡槽，所述卡槽的延伸方向与所述转动轴线垂直，以使所述线材通过所述卡槽进入所述通孔。

8.如权利要求5所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述平板件具有用于远离所述第一导向空间的一导向面，所述导向面用于与所述转动轴线呈预定夹角设置，且所述线材自所述第二导向空间穿出后沿着所述导向面延伸。

9.如权利要求5所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述壳体上开设有一走线孔，所述线材穿过所述走线孔与所述电路板电连接，且所述走线孔与所述第二导向空间的连线与所述转动轴线呈预定夹角设置。

10.如权利要求1或2所述的柔性件导正装置，其特征在于，所述第一导正结构和所述第二导正结构相隔一定距离设置。

11.一种云台，其特征在于，包括减震模组、偏航模组、俯仰模组、第一导正结构和第二导正结构，所述偏航模组能够通过一转轴相对于所述减震模组转动，所述俯仰模组能够通过另一转轴相对于所述偏航模组转动；

所述减震模组包括一电机，所述偏航模组包括一电路板，所述电路板与一线材的一端电连接，所述电机与所述线材的另一端电连接；所述减震模组与一个所述第一导正结构连接，所述偏航模组与一个所述第二导正结构连接；

其中，所述第一导正结构具有第一导向空间，所述第二导正结构具有第二导向空间，所述第一导向空间与所述第二导向空间同轴设置，且所述第一导向空间和第二导向空间的连线与所述一转轴平行或与所述一转轴在同一条直线上，所述线材的至少部分穿过所述第一导向空间和第二导向空间。