CN212332993U - 用于云台的增稳系统、无人机及固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及云台与无人机技术领域，特别涉及一种用于云台的增稳系统、无人机及固定装置。其中所述用于云台的增稳系统包括角度测量件和控制部，所述角度测量件设置在所述云台的相机架上，用于获取相机架的角度信息；所述控制部能够获取所述角度信息，并能够依据所述角度信息和预定的角度阈值的比较结果，调整所述云台上的电机，使所述相机架处于预定状态。在本实用新型提供的用于云台的增稳系统中，通过在相机架上设置角度测量件，能够对相机架的角度信息进行及时获取，改变了现有技术中对电机进行角度测量的测量方式，进而提高了获取的角度信息精确度，提高了云台的可靠性。

Description

用于云台的增稳系统、无人机及固定装置

技术领域

本实用新型涉及云台与无人机技术领域，特别涉及一种用于云台的增稳系统、无人机及固定装置。

背景技术

无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，也称无人机，已经越来越广泛的应用到人们的生活中。由于无人机无需考虑载人，因此其具有体积小、重量轻、反应灵活快速，以及便于操作等优点。无人机可以搭载多种拍摄装置，并可以进行实时图像传输，还能够被利用于复杂环境下的探测功能，是现有的空天探测系统的有力补充。

在将拍摄装置搭载至无人机上时，通常需要用到能够实现拍摄装置姿态在运动中保持其姿态静止的云台，以保证搭载的拍摄装置能处于相对稳定的状态，并获取清晰、稳定的画面。

云台使拍摄装置处于稳定状态时，通常需要一套增稳系统，即在云台上安装有电动机，并在电动机上集成有角度传感器，以便控制器通过角度传感器获取电动机的转动角度，并以此适时介入控制电机转动，来调整拍摄装置的姿态。

实用新型内容

本实用新型的一方面在于提供一种用于云台的增稳系统。所述用于云台的增稳系统包括：

角度测量件，设置在所述云台的相机架上，用于获取相机架的角度信息；

控制部，能够获取所述角度信息，并能够依据所述角度信息和预定的角度阈值相比较，以调整所述云台上的电机，使所述相机架处于预定状态。

优选的，所述角度测量件为惯性测量元件。

本实用新型的另一方面提供了一种无人机。所述无人机上搭载的云台安装有如本实用新型第一方面说明的用于云台的增稳系统。

本实用新型最后一方面提供了一种固定装置。所述固定装置用于将角度测量件固定在云台的相机架上。所述固定装置包括：

容纳部，用于容纳所述角度测量件；其中，所述角度测量件与所述容纳部相对固定；

连接部，形成在所述容纳部的外表面，且与所述容纳部保持相对固定，能够连接在所述相机架上，进而使整个所述固定装置固定在所述相机架上。

优选的，所述容纳部包括：

容纳腔体，所述容纳腔体上形成有一开口；

所述角度测量件通过所述开口插入所述容纳腔体的内腔中。

优选的，所述容纳部与所述角度测量件之间采用胶粘方式固定连接。

优选的，所述容纳腔体上还设有散热孔。

优选的，所述连接部与所述相机架之间可拆卸连接。

优选的，所述连接部包括：

弹性板，有两个且相对设置在所述容纳腔体的外表面；

凸起，形成在所述弹性板上远离所述容纳腔体的一侧；

两个所述弹性板之间形成的空间能够使所述弹性板加持在所述相机架上；

当所述连接部夹持在所述相机架上时，所述凸起能够阻碍两个弹性板从所述相机架上脱离。

优选的，所述弹性板与所述容纳部之间、所述弹性板与所述凸起之间均一体成型。

在本实用新型提供的用于云台的增稳系统中，通过在相机架上设置角度测量件，能够对相机架的角度信息进行及时获取，改变了现有技术中对电机进行角度测量的测量方式，进而提高了获取的角度信息的精确度，提高了云台的可靠性。

还有，在本实用新型提供的固定装置中，设置的容纳部能够用来放置角度测量件，从而能够对角度测量件起到保护作用。同时通过能够连接在相机架上的连接部，能够牢固地将固定装置固定在相机架上，进而实现对角度测量件的有效固定。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用于云台增稳系统的模块结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的固定装置结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的固定装置安装在相机架上的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的关于连接部的结构示意图。

具体实施方式

基于上述内容可知，云台在使拍摄装置处于稳定状态时，是利用角度传感器获取电机的转动角度，再由控制器根据获取的角度信息，适时地调整电机的转动，以保持拍摄装置处于稳定状态。

然而，发明人在长期的实践中发现，由于不可避免的各种干扰因素(设备自身因素和外界物理(例如风)干扰因素)，云台会出现意外扰动。这些扰动可能是由于角度传感器对电机的测量误差造成的，也或者是由于外界因素引起。当这些扰动的强度较大或不断在云台和相加上累积时，最终会导致云台的转动角度或转动幅度无法达到预先设定的阈值，出现偏离现象。针对这一现象，现有技术中的增稳系统由于是将角度传感器与电动机集成在一起，因此无法准确感知云台出现的偏离现象，这也成为现有的增稳系统的主要缺点。鉴于此，本实用新型的发明人基于长期的实施经验和创造性的劳动，提出了一种用于云台的增稳系统，通过在适当的位置上配置惯性测量单元，以改变测量对象的方式，解决了现有技术中的增稳系统无法感知云台出现偏离现象的问题，进而有效提高了云台保持拍摄装置处于静止位置的稳定性和精度。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的用于云台的稳系统、无人机及固定装置作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，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。

应当理解的内容是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行改变。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另有定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一个特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其他特征“下方”的特征，此时可以描述为在其他特征的“上方”。装置还可以以其他方式定向(旋转90度或在其它方位)，并且通过在此使用的空间关系描述符进行相应的解释。

如图1所示，图1是本实施例提供的用于云台增稳系统的模块结构示意图。本实施例提供的用于云台的增稳系统，包括角度测量件1和控制部 2。角度测量件1设置在所述云台的相机架上，用于获取相机架的角度信息。而增稳系统中的控制部2则能够用来获取相机架的角度信息，并能够依据所述角度信息和预定的角度阈值相比较，以根据比较结果调整云台上的电机，使所述相机架处于预定状态。也就是说，当获得的角度信息不符合预定的角度阈值时，控制部2能够根据比较结果来控制云台上的电机进行适当调整，以保持相机架始终处于预定状态。

这里的控制部在获取角度信息时，可以通过现有技术中的通信技术手段来实现。容易理解，通过现有技术中的手段，可以控制本系统中的控制部根据实际需要实时或有时间间隔的主动或被动的接受角度测量件上记录的角度信息。

当然，控制部能够获取角度信息，那么角度测量件既可以主动向控制部传输角度信息，也可以通过接受控制部设定好的请求命令来传输角度信息。总之，角度测量件与控制部之间的通信交流，可以利用现有技术中的手段来实现，而并非一定要做出对计算机程序的改变才能实现。

通常情况下，控制部在获取角度信息后，再根据角度信息做出判断(角度信息和预定的角度阈值进行比较)，以反馈在电机上，使电机做出符合要求的改变，这种信号的控制过程，本领域技术人员通过现有技术中的信号反馈、信号控制等手段既可以实现这个过程，也并不需要对计算机程序做出改变。

所以，本实施例提供的用于云台的增稳系统，改变了现有技术中对电机进行角度测量的测量方式，改以测量相机架的角度信息，避免了角度传感器对电机的测量误差(各种干扰因素造成的)，并且能够充分反映外界因素对云台的扰动，从而提高了角度信息的精确度，提高了云台的可靠性。

具体来说，所述角度测量件1可以为惯性测量元件(Inertial measurement unit，简称IMU)。容易获知的是，惯性测量元件是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般一个惯性测量元件中包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺。加速度计检测物体在云台相机架坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测云台相机架相对于导航坐标系的角度信号，并以此解算出物体的姿态。因此采用惯性测量元件作为角度测量件能够顺利地获取相机架的角度信息，并保证获取的角度信息的精确度。

在更加具体的应用实例中，本实施例公开的增稳系统可以用于无人机上的云台。当然，也可以应用于其他类型的云台上，例如手持云台、监控云台、水下潜水器摄像系统用的云台等等。

如上所述，用于云台的增稳系统能在用于不论是无人机上的云台，还是用于手持云台等具体的应用对象时，都能够提高云台的可靠性。而对于上述用于云台的增稳系统来说，如何将角度测量件1稳定地固定在相机架上，将是增稳系统有效发挥作用的关键(控制部2可以集成或设置在无人机中)。为此，本实施例还提供了一种固定装置。该固定装置能够将角度测量件固定在云台的相机架上。

如图2所示出的固定装置的结构示意图，该固定装置包括容纳部3和连接部4。所述容纳部3能够容纳增稳系统中地角度测量件；当然该容纳部不仅仅要容纳角度测量件，还要与角度测量件保持相对固定，才能真实地测量出相机架的角度信息。而至于连接部，则是形成在容纳部3的外表面，且与容纳部3保持相对固定，能够连接在相机架上，且能够使固定装置固定在相机架上。

上述内容通过容纳部3能够用来连接(容纳和固定)角度测量件，同时还能够对角度测量件起到保护作用。同时通过连接在相机架上的连接部，能够将固定装置有效地固定在相机架上，进而实现对角度测量件1地稳定固定。

请继续参阅图2，具体来说，所述容纳部3包括一容纳腔体301。而在容纳腔体301上形成有一开口302。这个开口302能够允许角度测量件插入容纳腔体301的内腔中。

而为了将角度测量件与容纳部3之间保持固定，可以在容纳部3与角度测量件之间挤入胶粘剂或利用带有胶粘剂的粘贴片来实现容纳部3与角度测量件之间的固定连接。例如在如图3中的角度测量件1(整体呈片状) 在放入容纳部3的容纳腔体301中前，可以在角度测量件3的一侧面(能够与容纳腔体301产生接触的面)粘贴上一个面积略小于角度测量件1的一侧面的粘贴片。然后将角度测量件1放入容纳腔体301后，再适当施加以外力，将粘贴两片的侧面分别牢固粘贴在角度测量件1和容纳腔体301 中。

请继续参阅图2，在容纳腔体301上还设有散热孔303，以利于角度测量件1在运行过程中及时散热。在图中示出的散热孔303有两个。这两个散热孔303相对设置。并且，可以适当调整两个散热孔303在容纳腔体301 上的位置(在图2中，散热孔303的位置恰好能够看到角度测量件1的头部的边缘)，以便两个散热孔303在起到散热的作用时，还可以用来观察角度测量件是否放置到位(在容纳腔体301中的位置)。

固定装置在连接到相机架上时，还可以使连接部与相机架之间可拆卸连接，以便于随时拆卸、更换和调试角度测量件。

为了实现连接部与相机架之间的可拆卸连接，本实施例还给出了实现连接部可拆卸连接的方案。请结合图2、图3和图4来理解本实施例提供的方案，其中图3是本实施例提供的固定装置安装在相机架5上的结构示意图，图4是连接部的结构示意图。连接部4包括弹性板401和凸起402。这里的弹性板401是保证连接部4夹持(可拆卸的连接方式)在相机架5 上的有效手段，并且弹性板401有两个，且相对设置在容纳腔体301的外表面上。两个相对设置的弹性板401夹持在相机架上时，为了避免弹性板 401从相机架5上滑脱，还可以在弹性板401上远离容纳腔体301的一侧设置凸起402。显然，可以在其中一个弹性板401上设置凸起402，也可以在两个弹性板401上均设置有凸起402。

值得说明的是，这里的相机架5是云台中最终用来安装相机6的结构部位。容易理解，相机架5的功能是用来安装相机6，也就是说相机架5 与相机6之间是相对静止的。也因此可以知晓，相机6的运动轨迹实际上与相机架5的运动轨迹保持一致。也正是相机架5与相机6之间的相对静止的状态，才使得利用角度测量件1在测量相机架6的角度信息时，能够准确地反映相机6的角度信息。

由于相机架5并没有一个固定的形状，因此固定装置在匹配至不同的相机架5时(不同形状和尺寸的相机架，需要匹配不同的固定装置)，需要保证两个弹性板401之间形成的空间能够使所述弹性板401夹持在所述相机架5上；同时，不论是在一个弹性板401上设置凸起402，还是在两个弹性板401上均设置凸起402，都要满足的条件是：当所述连接部4夹持在所述相机架5上时，所述凸起402能够阻碍两个弹性板401从所述相机架5上脱离这样一个设置方案。正如图2和图3中示出的凸起402，相对设置在弹性板401的底部，当连接部4夹持在相机架5(横截面呈矩形的杆件)上时，两个凸起402能够钩住相机架5的边棱501处。

固定装置可以采用注塑成型的方式进行制作，图2和图3中示出的弹性板401与容纳部3之间、弹性板401与凸起402之间是一体成型的，一体成型的设计能够提高固定装置的整体强度，以延长使用寿命，也因此能够简化制作步骤，提高制作效率。

具体来说，当固定装置的材料为塑料时，可以采用注塑成型的方式制作；当固定装置采用金属材料(不锈钢板、铝合金板等)时，可以采用冲压的方式制作。总之不同的材料容易找到对应的一体成型的制作方法，在此不再一一例举。

综上所述，在本实施例提供的用于云台的增稳系统中，通过在相机架5 上设置角度测量件1，能够对相机架5的角度信息进行及时获取，改变了现有技术中对电机进行角度测量的测量方式，进而提高了获取的角度信息精确度，提高了云台的可靠性。

还有，在本实施例提供的固定装置中，设置的容纳部能够用来放置角度测量件1，从而能够对角度测量件1起到保护作用。同时通过能够连接在相机架5上的连接部4，可以牢固地将固定装置固定在相机架5上，进而实现对角度测量件1的有效固定。

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 (10)

1.一种用于云台的增稳系统，其特征在于，包括：

角度测量件，设置在所述云台的相机架上，用于获取相机架的角度信息；

控制部，能够获取所述角度信息，并能够依据所述角度信息和预定的角度阈值的比较结果，调整所述云台上的电机，使所述相机架处于预定状态。

2.如权利要求1所述的用于云台的增稳系统，其特征在于，所述角度测量件为惯性测量元件。

3.一种无人机，其特征在于，所述无人机上搭载的云台安装有如权利要求1或2所述的用于云台的增稳系统。

4.一种固定装置，其特征在于，所述固定装置用于将角度测量件固定在云台的相机架上；包括：

容纳部，用于容纳所述角度测量件；其中，所述角度测量件与所述容纳部相对固定；

连接部，形成在所述容纳部的外表面，且与所述容纳部保持相对固定，能够连接在所述相机架上。

5.如权利要求4所述的固定装置，其特征在于，所述容纳部包括：

容纳腔体，所述容纳腔体上形成有一开口；

所述角度测量件通过所述开口插入所述容纳腔体的内腔中。

6.如权利要求4或5所述的固定装置，其特征在于，所述容纳部与所述角度测量件之间采用胶粘方式固定连接。

7.如权利要求5所述的固定装置，其特征在于，所述容纳腔体上还设有散热孔。

8.如权利要求5所述的固定装置，其特征在于，所述连接部与所述相机架之间可拆卸连接。

9.如权利要求8所述的固定装置，其特征在于，所述连接部包括：

弹性板，有两个且相对设置在所述容纳腔体的外表面；

凸起，形成在所述弹性板上远离所述容纳腔体的一侧；

两个所述弹性板之间形成的空间能够使所述弹性板夹持在所述相机架上；

当所述连接部夹持在所述相机架上时，所述凸起能够阻碍两个弹性板从所述相机架上脱离。

10.如权利要求9所述的固定装置，其特征在于，所述弹性板与所述容纳部之间、所述弹性板与所述凸起之间均一体成型。

Images