CN207945438U - 云台的锁定结构和云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种云台的锁定结构，该云台包括用于调整云台相机的位姿的枢转轴结构，其中该锁定结构包括彼此配合操作的锁紧凸台和止挡机构，从而能够在云台的工作状态和非工作状态下均可以与云台的限制机构共同作用实现对云台的枢转轴结构的位置锁定。进一步，本实用新型还涉及一种云台。

Description

云台的锁定结构和云台

技术领域

本实用新型涉及云台技术领域，具体涉及将云台保持在锁定状态下的锁定结构。

背景技术

已知的是，三轴云台一般包括三个电机，分别为控制俯仰运动的俯仰轴(Pitch轴)电机、控制平移运动的平移轴(YAW轴)电机以及控制横滚运动的横滚轴(Roll轴)电机。一般，现有云台在俯仰轴、平移轴与横滚轴均有特定的工作角度范围，例如已知云台的俯仰轴工作角度范围为-45度至+135度，平移轴工作角度范围为-330度至+330度，横滚轴工作角度范围为-45度至+45度。就是说，现有的云台可以利用诸如限位槽或者限位凸块的限位机构限定在工作状态下的云台转轴的转动角度。

在云台使用中发现，仅对云台处于工作状态下的转轴转动角度进行限定并不足以满足用户的实际需求。举例来说，已知的云台在断电关机后转轴仍可以自由转动，这造成不方便收纳和携带云台，且在携带过程中会由于云台不希望的转动造成不期望的损坏。

为此，在公告号为CN205618924U、实用新型名称为“一种云台转动轴锁定机构”的中国实用新型专利中公开了一种云台转动轴的锁定机构，其包括具有固定部和转动部的电机，固定部的外壁上沿其轴向开设有至少一个限位槽，转动部的外壁上设有至少一个弹性卡合件，电机的外部套设有壳体，壳体与转动部固连，壳体靠近固定部的一端开设有至少一个豁口，壳体靠近固定部的一端上套设有转环，壳体与转环之间设有橡胶圈，橡胶圈与转环内壁相抵持，转环内壁设有至少一个凸起，凸起位于豁口中。通过设置该锁定机构，在无人机的云台断电后，按预定方向转动转环，凸起能够推动卡合件相对靠近固定部，并使卡合件卡入限位槽中，起到锁定转动部和固定部的作用。

然而，尽管上述云台转动轴的锁定机构具有良好的锁定效果，但其需要增设带有内凸起的转环和弹性卡合件，并且在壳体上加工豁口且还需要在转环和豁口之间增设橡胶圈，因而存在加工组装工序复杂、生产成本高、锁定结构可靠性较差等缺陷。同时，由于弹性卡合件是位于壳体内部，故不能根据实际需求对锁紧程度进行调节。

因此，行业内仍存在提供一种结构简单、锁紧程度可调节、加工要求低且生产成本低廉的云台转动轴锁定结构的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种能至少部分地解决上述现有技术的种种不足的云台的锁定结构。

根据本实用新型的一个方面，提供一种云台的锁定结构，其中所述云台包括用于调整云台相机的位姿的枢转轴结构，其中该枢转轴结构包括：枢转轴、固定连接至所述枢转轴的一端并随所述枢转轴转动的第一臂、位于所述枢转轴的另一端的用于旋转支承所述枢转轴的第二臂以及设置在所述第一臂和第二臂之间的用于限制所述第一臂的转动角度的限位机构，其中所述限位机构被构造成当所述第一臂沿第一方向转动至相对于所述第二臂平行且重叠的第一转动角度时阻止所述第一臂沿第一方向的进一步转动，其中所述锁定结构包括：锁紧凸台，所述锁紧凸台设置于所述第一臂和第二臂中的一个上并位于面向所述第一臂和第二臂中的另一个的一侧；止挡机构，所述止挡机构设置于所述第一臂和第二臂中的另一个上并位于面向所述第一臂和第二臂中的一个的一侧，将所述止挡机构定位成当所述第一臂转动至所述第一转动角度附近时使所述止挡机构与所述锁紧凸台接合，其中所述止挡机构的至少一部分能在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述止挡机构允许所述锁紧凸台的转动，在所述第二位置，所述止挡机构阻止所述锁紧凸台在第二方向上的转动，其中所述第二方向与第一方向方向相反。

与现有的云台锁定结构相比，根据本实用新型的锁定结构无论在云台的工作状态和非工作状态下均可以工作。进一步，由于该锁定结构是设置在外露的臂上，不论是安装该锁定结构还是设定或调节该锁定结构，均相对于现有技术具有明显的优势。

在一个优选实施方式中，所述止挡机构包括：开设在所述第一臂和第二臂中的另一个内的容纳槽；设置于所述容纳槽的一侧的压紧块，其中所述压紧块固定连接至所述第一臂和第二臂中的另一个；设置在所述容纳槽内的弹性件，所述弹性件的一端抵靠所述压紧块；设置在所述容纳槽内的销柱，所述销柱的一端连接至弹性件的另一端，所述销柱的另一端延伸出所述容纳槽并能够接合至所述锁紧凸台；所述锁紧凸台在抵接所述销柱时将所述销柱偏压至所述第一位置，当所述锁紧凸台已越过所述销柱时，所述销柱被所述弹性件复位至所述第二位置。

由此，本新型的锁定结构可以具有非常简单的结构设计且所需的零部件少。由于只需要在臂的制造过程中开槽并装入部件，加工所需的成本、难度和时间都大大降低。

在一个优选实施方式中，所述锁紧凸台带有呈一定弧度的倒角。

由此，可以增大锁紧凸台与止挡机构的作用表面，这样有助于确保止挡机构的稳定操作并提高止挡机构的使用寿命。

在一个优选实施方式中，所述止挡机构为设置于所述第一臂和第二臂中的另一个的弹性定位销，所述锁紧凸台在抵接所述弹性定位销时将所述弹性定位销偏压形变至所述第一位置，当所述锁紧凸台已越过所述弹性定位销时，所述弹性定位销复位至所述第二位置。

由此，可以进一步省去了止挡机构所需的部件，进一步降低了零部件数量和加工制造的成本，但却不会影响到所需的锁紧功能。

在一个优选实施方式中，所述锁紧凸台与所述所述第一臂和第二臂中的一个一体成型；或者，所述锁紧凸台与所述所述第一臂和第二臂中的一个可拆卸连接。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种云台，其具有上述锁定结构。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本公开后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1示出了根据本实用新型的云台的锁定结构的侧视图；

图2示出了根据本实用新型的云台的锁定结构的俯视图，其中该锁定结构的上部分被移除以便更加清晰地示出锁定结构的内部构造。

附图标记列表：

1.竖臂 2.横臂

3.销柱 4.弹簧

5.压紧块 6.锁紧凸台

7.容纳槽 A.枢转轴结构

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的云台的锁定结构的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“横”、“竖”、“前”、“后”、“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第二”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

下文中将以三轴云台为例来描述根据本实用新型的云台。然而，本领域技术人员能够知晓的是，虽然示例性示出的是三轴云台，但本实用新型实施方式中提供的方案同样适应于二轴云台。

已知的是，三轴云台包括三个用于调整云台相机的位姿的枢转轴结构，即俯仰轴(即Pitch轴)结构、平移轴(即YAW轴)结构与横滚轴(即Roll轴)结构。一般，所述俯仰轴结构可用于安装相机，通过俯仰轴结构内的电机带动相机做绕俯仰轴的俯仰运动；俯仰轴结构安装于横滚轴结构上，通过横滚轴结构内的电机带动相机做绕横滚轴的横滚运动；横滚轴结构安装于平移轴结构上，通过平移轴结构内的电机控制相机绕平移轴的移动。下文中，将以横滚轴结构作为示例来详述根据本文的云台的锁定结构。

图1示出了为横滚轴结构的枢转轴结构A，其中该枢转轴结构A包括：枢转轴(未示出)，其中该枢转轴用于连接分别位于枢转轴两端的作为横臂的第一臂1和作为竖臂的第二臂2；其中，该第一臂1可以固定连接至枢转轴的端部并随该枢转轴转动，同时该第二臂2可以位于枢转轴的另一端并用于旋转支承该枢转轴。作为横臂的第一臂1在工作状态下一般是处于与横向水平面平行延伸的姿态，而作为竖臂的第二臂2在工作状态下则通常处于与竖向平面平行延伸的姿态，即第一臂和第二臂在工作状态下通常成90度的夹角。当然，根据实际拍摄需要，可以将第一臂和第二臂定位成期望的夹角。

已知的，云台的每一个枢转轴结构均有特定的枢转角度范围。为了限定该特定的枢转角度范围，可以在所述第一臂和第二臂之间设置用于限制例如第一臂1的转动角度的限位机构，该限位机构例如可以是限位凸块或者限位凹槽等通过形状接合来限制第一臂的过度转动的形式，这种限位机构的结构是已知的且可以根据需要进行灵活设计，故在此不再赘述。

作为一种示例，对于本新型中作为横滚轴结构的枢转轴结构A而言，该限位机构被构造成当第一臂1沿第一方向例如顺时针方向转动至相对于第二臂2平行且重叠的第一转动角度时，此时由于第一臂1和第二臂2之间的夹角已经由90度减小为0度，且以侧视的角度看，第一臂1和第二臂2在图1的左右方向上叠置，从而使得第一臂1和第二臂2所占据的总的空间处于最小值。换言之，当第一臂转到该第一转动角度时，无论就相机的拍摄质量还是就便于云台的携带而言，都是令人满意和期望的。此时，限位机构能够阻止第一臂1沿第一方向例如顺时针方向的进一步转动。

进一步结合图1来阐述根据本新型的云台锁定结构，该锁定结构能够阻止第一臂1在与第一方向相反的第二方向例如逆时针方向上的转动，从而在两个方向上限制第一臂的转动进而锁定第一臂1和枢转轴结构A。具体来说，如图1所示，该锁定结构包括：设置在该第一臂1面向第二臂2的一侧且跟随第一臂1转动的锁紧凸台6，该锁紧凸台6例如可以是从第一臂1向外伸出的凸起，其中该凸起的两侧带有呈一定弧度的倒角；可选地，其中该锁紧凸台6可以与该第一臂1一体成型；或者，该锁紧凸台6与可以第一臂1可拆卸连接。

进一步，该锁定结构还包括与该锁紧凸台6接合的止挡机构，如图1所示，该止挡机构设置在第二臂2的面向第一臂1的一侧。进一步，如图2所示，该止挡机构包括：开设在第二臂2内的容纳槽7；如图所示，该容纳槽7例如可以是两端开口的贯通槽，此时贯通槽的远离第一臂1的一端设置有用于封堵该贯通槽的压紧块5，该压紧块5固定连接至第二臂2。当然，该容纳槽7也可以是一端开口的沉槽，此时可以直接将压紧块5从开口插入到该容纳槽7内。进一步，在该容纳槽7内还插入有例如为弹簧的弹性件4，该弹性件4的一端抵靠已就位于容纳槽7中的压紧块5；同时，在弹性件4的另一端则连接有容纳在该容纳槽7内的销柱3，其中该销柱3的远离弹性件4的一端延伸出该容纳槽，优选在该容纳槽7的一端设置有用于防止销柱3脱出的限位部，容纳槽7经由其内壁对销柱3的运动进行引导。该销柱延伸出容纳槽7的距离可以由容纳槽的限位部来设定，将该距离设定为当第一臂转动至第一转动角度附近时，销柱3能够接合至该锁紧凸台6，如图2所示。本领域技术人员能够理解，在本新型中，“第一转动角度附近”是指距第一转动角度1-4度的角度范围内，在该角度范围内，锁紧凸台6开始与销柱3之间的接合。

当锁紧凸台6抵靠至销柱3时，由于锁紧凸台6的作用能够向销柱3施加一定的偏压力，在该偏压力的作用下会将销柱3偏压至远离第一臂1的第一位置，从而该止挡机构允许锁紧凸台6的转动并使得锁紧凸台6转动经过该销柱3；随着锁紧凸台6完全转动经过销柱3后，由于锁紧凸台6不再直接抵靠销柱3并向其施加偏压力，则销柱3在弹性件4的弹性力作用下复位至其初始的第二位置。处于第二位置的销柱3将通过其侧表面抵接至锁紧凸台6的侧面从而阻止锁紧凸台6在第二方向上的转动。由此，当第一臂转动到其第一转动角度位置时，由于锁定结构和限位机构的共同作用，将第一臂1和枢转轴结构A锁定在该位置处。

以下还将详细描述该云台的枢转轴结构A的解除锁定的过程：

当例如在用户需要使用该云台或者改变云台第一臂的位姿时，需要将云台的第一臂1和枢转轴结构A从其锁定位置处解锁。当云台仍处于其工作状态时，可以控制例如连接到枢转轴的云台电机对该枢转轴施加在第二方向上的驱动转矩，在该驱动转矩的作用下，锁紧凸台6将再次向销柱施加一定的偏压力并进而将其偏压至其第一位置，从而允许锁紧凸台6在第二方向上转动经过该销柱3，这使得能够将锁紧凸台6实现与销柱3的解锁，进而实现了对第一臂1和枢转轴结构A的解锁。在解锁完成后，由于锁紧凸台6将不再向销柱3施加偏压力，销柱3从而在弹性件4的弹性力作用下复位至其初始的第二位置。同时，当云台处于其断电的非工作状态时，可以经由用户所施加的在第二方向上的驱动转矩来使锁紧凸台6向销柱3施加偏压力并最终完成解锁，其解锁的过程基本与电机驱动的解锁过程相同，在此将不再赘述。

在上述实施方式中，由于弹性件4的存在，销柱3能相对锁紧凸台6在第一位置和第二位置之间伸缩，锁紧凸台6在销柱3伸出至第二位置时能够被销柱3所定位，而在销柱3缩回至第一位置时能够自由转动。当然，也可行的是，将弹性件4连接到锁紧凸台6，使所述锁紧凸台6能相对销柱3伸缩。在锁紧凸台6伸出时能够被销柱3所定位，而在锁紧凸台6缩回时能够随第一臂1一起自由转动。

需要指出的是，在上文中以示例性的方式将锁紧凸台设置在能随枢转轴转动的第一臂上，而将止挡机构设置在用于旋转支承枢转轴的第二臂上。但本领域技术人员能够知晓，上述锁紧凸台和止挡机构的设置方式可以根据需要进行灵活地布置或者替换，例如将锁紧凸台设置在第二臂上而将止挡机构相应地设置在第一臂上，这种变型并未背离本新型的发明构思和保护范围。

根据以上的描述不难看出，本新型的锁定结构无论在云台的工作状态和非工作状态下都可以稳定的工作，该锁定结构具有非常简单的结构设计且所需的零部件少。由于只需要在第二臂的制造过程中开槽并装入部件，加工所需的成本、难度和时间都大大降低。进一步，由于该锁定结构是设置在外露的第二臂上，不论是安装该锁定结构还是设定或调节该锁定结构，均相对于现有技术具有明显的优势。

在另一个实施方式中，可以将该止挡机构设计为位于第二臂2上的弹性定位销，该弹性定位销在受到一定的外力作用下会发生偏转。由此，当锁紧凸台6抵靠至该弹性定位销时，由于锁紧凸台6的作用能够向该弹性定位销施加一定的作用力，在该力的作用下会将弹性定位销偏转至允许锁紧凸台6转动经过的第一位置，从而该弹性定位销允许锁紧凸台6的转动并使得锁紧凸台6转动经过；随着锁紧凸台6完全转动经过弹性定位销后，由于锁紧凸台6不再直接抵靠弹性定位销并向其施加作用力，则弹性定位销在其自身的弹性复位作用下回到其初始的第二位置。处于第二位置的弹性定位销将通过其侧表面抵接至锁紧凸台6的侧面从而阻止锁紧凸台6在第二方向上的转动。由此，当第一臂转动到其第一转动角度位置时，由于锁定结构和限位机构的共同作用，将第一臂和枢转轴结构锁定在该位置处。

与上述实施方式基本相同地，在此实施方式中，同样可以在云台的工作状态和非工作状态下完成第一臂和枢转轴结构从其锁定位置处解锁的过程。其中具体的解锁过程与上述实施方式基本相同，区别仅在于此实施方式中取消了弹性件而直接经由弹性定位销的弹性形变来实现。因此具体的解锁过程在此将不再赘述。

同样地，与上述实施方式相同地，上述锁紧凸台和止挡机构的设置方式可以根据需要进行灵活地布置或者替换，例如将锁紧凸台设置在第二臂上而将止挡机构相应地设置在第一臂上，这种变型并未背离本新型的发明构思和保护范围。

与现有技术和上述实施方式相比，该实施方式省去了弹性件和容纳槽等部件，进一步降低了零部件数量和加工制造的成本，但同时仍能够保持锁紧第一臂的功能。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，本领域的技术人员可作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种云台的锁定结构，其特征在于：所述云台包括用于调整云台相机的位姿的枢转轴结构，其中该枢转轴结构包括枢转轴、固定连接至所述枢转轴的一端并随所述枢转轴转动的第一臂、位于所述枢转轴的另一端的用于旋转支承所述枢转轴的第二臂以及设置在所述第一臂和第二臂之间的用于限定所述第一臂的转动角度范围的限位机构，其中所述限位机构被构造成当所述第一臂沿第一方向转动至相对于所述第二臂平行且重叠的第一转动角度时阻止所述第一臂沿第一方向的进一步转动，其中所述锁定结构包括：

锁紧凸台，所述锁紧凸台设置于所述第一臂和第二臂中的一个上并位于面向所述第一臂和第二臂中的另一个的一侧；

止挡机构，所述止挡机构设置于所述第一臂和第二臂中的另一个上并位于面向所述第一臂和第二臂中的一个的一侧，所述止挡机构被定位成当所述第一臂转动至所述第一转动角度附近时能与所述锁紧凸台接合，其中所述止挡机构的至少一部分能在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述止挡机构允许所述锁紧凸台的转动，在所述第二位置，所述止挡机构阻止所述锁紧凸台在第二方向上转动，其中所述第二方向与所述第一方向相反。

2.根据权利要求1所述的锁定结构，其特征是，所述止挡机构包括：

开设在所述第一臂和第二臂中的另一个内的容纳槽；

设置于所述容纳槽的一侧的压紧块，其中所述压紧块固定连接至所述第一臂和第二臂中的另一个；

设置在所述容纳槽内的弹性件，所述弹性件的一端抵靠所述压紧块；

设置在所述容纳槽内的销柱，所述销柱的一端连接至该弹性件的另一端，所述销柱的另一端伸出所述容纳槽并能接合至所述锁紧凸台，其中所述锁紧凸台在抵接所述销柱时将所述销柱偏压至所述第一位置，当所述锁紧凸台已越过所述销柱时，所述销柱通过所述弹性件复位至所述第二位置。

3.根据权利要求2所述的锁定结构，其特征是，所述锁紧凸台带有呈一定弧度的倒角。

4.根据权利要求2所述的锁定结构，其特征是，还包括设置在所述容纳槽的一端用于设定所述销柱的伸出该容纳槽的距离的限位部。

5.根据权利要求1所述的锁定结构，其特征是，所述止挡机构为设置于所述第一臂和第二臂中的另一个的弹性定位销，所述锁紧凸台在抵接所述弹性定位销时将所述弹性定位销偏压形变至所述第一位置，当所述锁紧凸台已越过所述弹性定位销时，所述弹性定位销复位至所述第二位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的锁定结构，其特征是，所述锁紧凸台与所述第一臂和第二臂中的一个一体成型，或者所述锁紧凸台与所述第一臂和第二臂中的一个可拆卸连接。

7.一种云台，其特征在于，具有如权利要求1至6中任一项所述的锁定结构。