TWI622339B - 有效負載安裝平台 - Google Patents

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TWI622339B
TWI622339B TW103112010A TW103112010A TWI622339B TW I622339 B TWI622339 B TW I622339B TW 103112010 A TW103112010 A TW 103112010A TW 103112010 A TW103112010 A TW 103112010A TW I622339 B TWI622339 B TW I622339B
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趙喜峰
王勇
周力
汪滔
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深圳市大疆創新科技有限公司
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Abstract

本發明提供關於用於將一有效負載支撐於一可移動物件上之經改良安裝平台之系統、裝置及方法。在一項態樣中，一種用於支撐一有效負載之設備包括：一第一支撐部件，其耦合至該有效負載且經組態以使該有效負載旋轉；一第二支撐部件，其耦合至該第一支撐部件且經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該等第一及第二支撐部件，其中該撓性部件之一長度捲繞在該第一支撐部件或該第二支撐部件之一部分上，以使得該長度在該第一支撐部件沿一第一方向旋轉時繞該部分捲緊且在該第一支撐部件沿一第二方向旋轉時自該部分退繞。

Description

有效負載安裝平台 交叉參考
本申請案主張以下申請案之權益：全部於2013年3月31日提出申請之中國申請案第201310109629.5號、中國申請案第201310109643.5號、中國申請案第201310109693.3號、中國申請案第201310109707.1號及中國申請案第201310109706.7號，及於2014年3月19日提出申請之PCT申請案第PCT/CN2014/073725號。此等申請案之揭示內容特此以全文引用方式併入本文中。
本申請涉及一種負載安裝平台，尤其涉及一種應用於可移動物件之負載安裝平台。
諸如無人航空載具之可移動物件可用於執行軍事及民事應用的監控、偵察及探勘任務。此等載具可攜載經組態以執行一特定功能之一有效負載。通常，有效負載經由一適合安裝平台耦合至載具，該適合安裝平台可用於控制空間安置(例如，有效負載之位置及/或定向)。舉例而言，用於航空攝影之一無人航空載具可配備有用於攜載一相機之一常平架。
在某些例項中，現有安裝平台之設計可非最佳化。舉例而言，現有平台可相對大且沈重，此可不利於供在基於航空載具之應用中使用。另外，現有安裝平台之電耦合可利用容易纏結之金屬絲或纜線，因此干擾平台之操 作。此外，現有平台之驅動控制器可在不使用回饋機制之情況下操作，此可減少整體驅動精確度。
本文中所闡述之系統、裝置及方法係關於用於將一有效負載耦合至一可移動物件之經改良安裝平台。一安裝平台可包含用於耦合及旋轉用於固定一有效負載之一有效負載架座之複數個支撐部件。一撓性部件可用於電耦合安裝平台之各種組件，諸如支撐部件及/或有效負載架座。在某些實施例中，撓性部件捲繞在平台之指定部分上，以使得平台之該等組件相對於彼此(例如，支撐部件、有效負載架座)之旋轉致使撓性部件以一有序方式捲繞或退繞。此外，感測器可整合至支撐部件及/或有效負載架座中以便提供關於控制本文中所闡述之平台組件之旋轉之回饋。本文中所闡述之技術可用於提供平穩且精確地旋轉之一緊密安裝平台設計，因此提供對一經耦合有效負載之空間安置之改良控制。
因此，在一項態樣中，提供一種用於支撐一有效負載之設備。該設備包括：一第一支撐部件，其耦合至該有效負載且經組態以使該有效負載旋轉；一第二支撐部件，其耦合至該第一支撐部件且經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該等第一及第二支撐部件，其中該撓性部件之一長度捲繞在該第一支撐部件或該第二支撐部件之一部分上，以使得該長度在該第一支撐部件沿一第一方向旋轉時繞該部分捲緊且在該第一支撐部件沿一第二方向旋轉時自該部分退繞。
在某些實施例中，該第一支撐部件可包含經組態以使該有效負載旋轉之一第一致動單元。該第二支撐部件可包含經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉之一第二致動單元。該撓性部件可電耦合該等第一及第二致動單元。
在某些實施例中，該第一支撐部件可使該有效負載繞一第一旋轉軸旋轉且該第二支撐部件可使該第一支撐部件繞不同於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸旋轉。該等第一及第二旋轉軸可選自以下各項中之兩者：一滾動軸、一俯仰軸或一擺動軸。該等第一及第二旋轉軸可相父。
在某些實施例中，該有效負載可包含一相機或一麥克風。該撓性部件可係一撓性印刷電路、電線或扁平電纜。
在某些實施例中，第一支撐部件沿著該等第一及第二方向中之至少一者之旋轉可受止動件約束。該等止動件可位於第二支撐部件上。該等止動件之定位可判定沿著該等第一及第二方向中之該至少一者之一最大旋轉角度。
在另一態樣中，用於支撐一有效負載之一方法包括：提供上文所提及之設備；及使該第一支撐部件沿著該第一方向或該第二方向相對於該第二支撐部件旋轉。
在另一態樣中，一無人航空載具包括：攜載上文所提及之設備之一載具主體；及耦合至該設備之該第一支撐部件之一有效負載。
在另一態樣中，提供一種用於支撐一有效負載之一設備。該設備包括：一有效負載架座，其經組態以機械耦合至該有效負載；一第一支撐部件，其耦合至該有效負載架座且經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該第一支撐部件及該有效負載架座，其中該撓性部件之一長度捲繞在該第一支撐部件或該有效負載架座之一部分上，以使得該長度在該有效負載架座沿一第一方向旋轉時繞該部分捲緊且在該有效負載架座沿一第二方向旋轉時自該部分退繞。
在某些實施例中，該第一支撐部件可包含經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉之一第一致動單元。該撓性部件可將該第一致 動單元電耦合至該有效負載架座。該第一支撐部件可使該有效負載架座繞一滾動軸、一俯仰軸或擺動軸旋轉。
在某些實施例中，該有效負載可包含一相機或一麥克風。該有效負載可以可釋放方式耦合至該有效負載架座。該有效負載架座可包含經組態以偵測該有效負載之一空間安置之一偵測模組。該有效負載可電耦合至該有效負載架座。該撓性部件可係一撓性印刷電路、電線或扁平電纜。
在另一態樣中，用於支撐一有效負載之一方法包括：提供上文所提及之設備；及使該有效負載架座相對於該第一支撐部件沿著該第一方向或該第二方向旋轉。
在另一態樣中，一無人航空載具包括：攜載該上文所提及之設備之一載具主體；及耦合至該設備之該有效負載架座之一有效負載。
在另一態樣中，提供一種用於支撐一有效負載架座之設備。該設備包括：一有效負載架座，其經組態以機械耦合至該有效負載；一第一支撐部件，其耦合至該有效負載架座且經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉；一第二支撐部件，其耦合至該第一支撐部件且經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該第一支撐部件、該第二支撐部件及該有效負載架座，其中該撓性部件之一第一長度捲繞在該第一支撐部件之一遠側部分或該有效負載架座之一近側部分上，且該有效負載架座相對於該第一支撐部件之旋轉致使該第二長度在該第一支撐部件之該遠側部分或該有效負載架座之該近側部分上捲繞或退繞；且其中該撓性部件之一第二長度捲繞在該第一支撐部件之一近側部分或該第二支撐部件之一遠側部分上，且該第一支撐部件相對於該第二支撐部件之旋轉致使該第一長度在該第一支撐部件之該近側部分或該第二支撐部件之該遠側部分上捲繞或退繞。
在某些實施例中，該有效負載架座之該近側部分可耦合至該第一支撐部件之該遠側部分，且該第一支撐部件之該近側部分可耦合至該第二支撐部件之該遠側部分。該第一支撐部件可包含經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐單元旋轉之一第一致動單元。該第二支撐部件可包含經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐單元旋轉之一第二致動單元。該撓性部件可電耦合該第一致動單元、該第二致動單元及該有效負載架座。
在某些實施例中，該第一支撐部件可使該有效負載繞一第一旋轉軸旋轉且該第二支撐部件可使該第一支撐部件繞不同於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸旋轉。該等第一及第二旋轉軸可選自以下各項中之兩者：一滾動軸、一俯仰軸或一擺動軸。
在某些實施例中，該有效負載可包含一相機或一麥克風。該撓性部件可係一撓性印刷電路、電線或扁平電纜。
在某些實施例中，該有效負載架座可包含經組態以偵測該有效負載之一空間安置之一偵測模組。該有效負載可電耦合至該有效負載架座。
在另一態樣中，用於支撐一有效負載之一方法包括：提供上文所提及之設備；使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉；及使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉。
在另一態樣中，一無人航空載具包括：攜載該上文所提及之設備之一載具主體；及耦合至該設備之該有效負載架座之一有效負載。
應理解，本發明之不同態樣可個別地、共同地或彼此組合地來加以瞭解。本文中所闡述的本發明之各種態樣可適用於下文所闡明或針對任何其他類型之可移動物件之任何特定應用。本文中對諸如一航空載具之可移動物件之任何闡述可適用於且用於諸如任何載具之任何可移動物件。另外，本文中在 航空運動(例如，飛行)之內容脈絡中所揭示之系統、裝置及方法亦可適用於其他類型之運動之內容脈絡中，諸如地上或水上移動、水下運動或空間運動。
本發明之其他目的及特徵藉由對說明書、申請專利範圍及附圖之審閱將變得明瞭。
以引用方式併入
本說明書中所提及之所有公開案、專利及專利申請案皆以引用方式併入本文中，其併入程度如同具體地及個別地指示將每一個別公開案、專利或專利申請案以引用方式併入。
1‧‧‧有效負載
2‧‧‧撓性部件
3‧‧‧有效負載架座
4‧‧‧第二支撐部件/支撐部件
5‧‧‧第二致動單元/致動單元
6‧‧‧第一支撐部件/支撐部件
7‧‧‧第一致動單元/致動單元
21‧‧‧第一端
22‧‧‧第一長度
23‧‧‧第二端
24‧‧‧連接部分
25‧‧‧第二長度
26‧‧‧第三端
31‧‧‧基座板
32‧‧‧固持板
33‧‧‧附接板
34‧‧‧附接軸件/附接板
35‧‧‧蓋板
41‧‧‧固持臂
42‧‧‧第二固定部分
43‧‧‧第一固定部分
44‧‧‧連接壁
45‧‧‧接納空間
50‧‧‧第二驅動馬達蓋
51‧‧‧水平面
52‧‧‧第二驅動馬達/驅動馬達
53‧‧‧外殼
54‧‧‧第二旋轉軸件
55‧‧‧第二支撐軸承
56‧‧‧第二驅動模組
57‧‧‧第二電位計
58‧‧‧第二馬達驅動器
61‧‧‧旋轉臂
62‧‧‧固持臂
63‧‧‧旋轉軸
71‧‧‧第一電位計
72‧‧‧第一驅動馬達/驅動馬達
73‧‧‧第一驅動馬達外蓋
74‧‧‧支撐殼體
75‧‧‧第二臂軸件
76‧‧‧第一馬達驅動器/馬達驅動器
77‧‧‧第一驅動模組
100‧‧‧機電旋轉耦合件/旋轉耦合件
102‧‧‧第一部件
104‧‧‧第二部件
106‧‧‧撓性部件
108‧‧‧第一端
110‧‧‧第二端
112‧‧‧長度
120‧‧‧捲繞部分
122‧‧‧上部表面
124‧‧‧下部表面
126‧‧‧橫向壁
130‧‧‧捲繞部分
132‧‧‧上部表面
134‧‧‧下部表面
136‧‧‧橫向壁
138‧‧‧腔
140‧‧‧捲繞部分
142‧‧‧上部表面
144‧‧‧下部表面
146‧‧‧橫向壁
148‧‧‧腔
150‧‧‧底部部分
152‧‧‧壁
154‧‧‧軸件
341‧‧‧內環
342‧‧‧外環
343‧‧‧延伸件
344‧‧‧限制凹槽
411‧‧‧水平臂/第二長度
412‧‧‧垂直臂
421‧‧‧底板
422‧‧‧第二孔隙
423‧‧‧環繞部分
431‧‧‧第一孔隙
433‧‧‧開口
441‧‧‧第一止動件
442‧‧‧第二止動件
443‧‧‧開口
611‧‧‧旋轉桿
612‧‧‧第一臂軸件
621‧‧‧插入孔
622‧‧‧臂部分
623‧‧‧捲繞部分
624‧‧‧阻擋部分
721‧‧‧第一旋轉軸件
741‧‧‧接納腔
735‧‧‧第三臂旋轉軸件
752‧‧‧第四臂旋轉軸件
753‧‧‧第一支撐軸承
1000‧‧‧安裝平台
1100‧‧‧控制方案
1102‧‧‧控制器
1104‧‧‧第一馬達/馬達
1106‧‧‧第二馬達/馬達
1107‧‧‧偵測模組
1108‧‧‧第一馬達驅動器/馬達驅動器
1110‧‧‧第二馬達驅動器/馬達驅動器
1112‧‧‧第一位置信號
1114‧‧‧第二位置信號
1200‧‧‧無人航空載具
1202‧‧‧轉子
1204‧‧‧轉子
1206‧‧‧轉子
1208‧‧‧轉子
1210‧‧‧長度
1300‧‧‧可移動物件
1302‧‧‧載體
1304‧‧‧有效負載
1306‧‧‧動力機構
1308‧‧‧感測系統
1310‧‧‧通信系統
1312‧‧‧終端機/通信系統
1314‧‧‧通信系統
1316‧‧‧無線信號
1400‧‧‧系統
1402‧‧‧感測模組
1404‧‧‧處理單元
1406‧‧‧非暫時電腦可讀媒體
1408‧‧‧控制模組
1410‧‧‧通信模組
1412‧‧‧傳輸模組
4121‧‧‧腔
6121‧‧‧第一臂旋轉軸件
6122‧‧‧第二臂旋轉軸件
A‧‧‧角度/第一最大旋轉角度/第一角度
B‧‧‧角度/第二最大旋轉角度/第二角度
本發明的新穎特徵詳細闡明於隨附申請專利範圍中。藉由參考闡明其中利用本發明原理的說明性實施例的下文詳細說明和附圖將會更好地瞭解本發明的特徵和優點，在附圖中：圖1A圖解說明根據實施例之一機電旋轉耦合，圖1B至圖1D圖解說明根據實施例之旋轉耦合之各種捲繞部分之剖面圖；圖2圖解說明根據實施例之用於支撐一有效負載之一安裝平台；圖3圖解說明根據實施例之一安裝平台之一撓性部件；圖4圖解說明根據實施例之一安裝平台之一有效負載架座；圖5圖解說明根據諸多實施例之一安裝平台之一第一支撐部件之一分解圖；圖6圖解說明根據諸多實施例之耦合至一第一支撐部件之一有效負載架座；圖7圖解說明根據諸多實施例之一安裝平台之一第二支撐部件之一分解圖； 圖8圖解說明根據諸多實施例之耦合至一第二支撐部件之一第一支撐部件；圖9圖解說明根據實施例之捲繞在安裝平台之一部分上之一撓性部件；圖10A及圖10B圖解數明根據諸多實施例之一第一支撐部件之受約束旋轉之剖面圖；圖11係根據諸多實施例之一安裝平台之一控制方案之一示意性圖解說明；圖12圖解說明根據實施例之一無人航空載具；圖13圖解說明根據實施例之包含一載體及一有效負載之一可移動物件；及圖14係根據實施例之藉由用於控制一可移動物件之一系統之方塊圖之方式之一示意性圖解說明。
本發明之系統、裝置及方法提供用於將一有效負載耦合至一可移動物件(諸如一無人航空載具(UAV))之經改良之安裝平台。本文中所闡述之安裝平台可包含用於支撐有效負載之一有效負載架座，實現有效負載架座之旋轉之複數個支撐部件，及電耦合該支撐部件及/或有效負載架座中之至少某些之一撓性部件。與通常利用耦合至一有效負載之相對側之一對支撐部件來使有效負載旋轉之現有「雙臂」安裝平台相比而言，本文中所闡述之「單臂」安裝平台使用耦合至有效負載架座之一側之一單個支撐部件來使有效負載旋轉，藉此提供一更緊密且輕型平台。另外，可極其難以在一雙臂平台中達成成對支撐臂之精確及準確對準，此可導致有效負載旋轉及增加旋轉摩擦之減少精確度。本文中 所闡述之單臂平台避免此問題且因此可提供對有效負載定向之經改良控制。此外，撓性部件可經組態以繞支撐部件及/或有效負載之一部分捲繞或退繞，因此防止撓性部件在此等組件相對於彼此旋轉時纏結。
舉例而言，一安裝平台可用於將一有效負載(諸如一成像裝置)安裝至一UAV。該安裝平台可包含至少兩個支撐部件，該至少兩個支撐部件用於控制相對地固定成像裝置之一有效負載架座之空間安置以便根據至少兩個自由度控制成像裝置相對於UAV之定向。一撓性部件可用於耦合支撐部件及有效負載架座，因此實現此等組件之間的電力及/或資料之傳輸。在某些實施例中，資料可包含可用作關於控制支撐部件及/或有效負載架座之旋轉之回饋之位置資料。
因此，在一項態樣中，本發明提供一種用於支撐具有以下獨特特徵中之一或多者之一有效負載之設備。在某些實施例中，設備可包含一有效負載架座，其經組態以機械耦合至該有效負載；一第一支撐部件，其耦合至該有效負載架座且經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉；一第二支撐部件，其耦合至該第一支撐部件且經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該第一支撐部件、該第二支撐部件及該有效負載架座。撓性部件之一第一長度可捲繞在第一支撐部件之一近側部分或第二支撐部件之一遠側部分上，且第一支撐部件相對於第二支撐部件之旋轉致使第一長度在第一支撐部件之近側部分或第二支撐部件之遠側部分上捲繞或退繞。繞性部件之一第二長度可捲繞在第一支撐部件之一遠側部分或有效負載架座之一近側部分上，有效負載架座相對於第一支撐部件之旋轉致使第二長度在第一支撐部件之遠側部分或有效負載架座之近側部分上捲繞或退繞。
本發明之一有效負載可包含無生命實體(例如，貨物、設備、儀器)以及有生命實體(例如，乘客)。有效負載可經組態以不執行任何操作或功能。另一選擇係，有效負載可係經組態以執行一操作或功能之一有效負載，亦稱作一 功能性有效負載。舉例而言，有效負載可包含用於監視一或多個目標之一或多個感測器。任何適合感測器可併入至有效負載，諸如一成像裝置(例如，一無反射鏡可互換透鏡相機或視訊攝影機、包含一相機之一行動裝置(諸如一智慧型電話))、一音訊擷取裝置(例如，諸如一拋物線麥克風之一智慧型電話)、一紅外線成像裝置或一紫外線成像裝置。感測器可提供靜態感測資料(例如，一相片)或動態感測資料(例如，一視訊)。在某些實施例中，感測器提供關於由有效負載定目標之一物件(例如，經定目標為監控之一物件)之感測資料。另一選擇係或組合地，有效負載可包含用於提供信號至一或多個目標之一或多個發射器。可使用任何適合發射器，諸如一照明源或一聲源。在某些實施例中，有效負載可包含一或多個收發器，諸如用於與一遠端實體通信。視情況，有效負載可經組態以與環境或一目標互動。舉例而言，有效負載可包含能夠操縱物件之一工具、儀器或機構，諸如一機器人手臂。
在某些實施例中，有效負載可由一可移動物件攜載。可移動物件可經組態以支撐有效負載之某些或全部重量。有效負載可使用一安裝平台耦合至可移動物件，該安裝平台亦可在本文中稱作一「載體」或一「常平架總成」。安裝平台可直接或間接地耦合至可移動物件，且耦合可係一永久耦合或一可釋放耦合。可移動物件與安裝平台之間的耦合可准許安裝平台相對於可移動物件之運動(例如，在平移方面高達三個自由度及/或在旋轉方面高達三個自由度)。另一選擇係，安裝平台之空間安置可相對於可移動物件固定。
有效負載可與安裝平台整體地形成。另一選擇係，有效負載係與安裝平台分離提供且耦合至該安裝平台。耦合可係一永久耦合或一可釋放耦合。舉例而言，有效負載可使用黏合劑、接合、焊接、緊固件(例如，螺絲、螺母、螺栓、銷)、干涉配合、搭扣配合及諸如此類來耦合至安裝平台。耦合可將有效負載相對於安裝平台固定於指定位置及/或定向處。另一選擇係，耦合可准 許有效負載相對於安裝平台之移動(例如，以高達六個運動之自由度)。在某些實施例中，有效負載可間接地耦合至安裝平台，諸如經由一有效負載架座。有效負載架座可係一托架、框架、底座、夾具或適於固定及支撐有效負載之任何其他適合裝置。在某些實施例中，有效負載架座亦可電耦合有效負載，如下文所闡述。
安裝平台可經組態以控制有效負載之一狀態，諸如有效負載之空間安置(例如，位置及/或定向)、有效負載之移動(例如，平移速度及/或具有高達三個自由度之加速度、旋轉速度及/或具有高達三個自由度之加速度)。安裝平台可直接操縱有效負載，或可藉由控制支撐有效負載之一有效負載架座之空間安置來間接地控制有效負載之空間安置。舉例而言，安裝平台可包含引導有效負載及/或有效負載架座相對於可移動物件之移動之一或多個支撐部件(例如，臂、框架、常平架或其他支撐裝置)。本文中關於一有效負載之移動之任何闡述亦可適用於固定有效負載之一有效負載架座之移動，或反之亦然。在某些實施例中，安裝平台可准許有效負載相對於可移動物件移動(例如，根據一個、兩個或三個平移度及/或一個、兩個或三個旋轉度)。相反地，安裝平台可約束有效負載相對於可移動物件沿著一或多個方向之移動。舉例而言，安裝平台可將有效負載維持在一特定位置及/或定向處。作為另一實例，安裝平台可經組態以相對於可移動物件移動(例如，根據一個、兩個、或三個平移度及/或一個、兩個或三個平移度)以使得有效負載相對於一適合參考框維持其位置及/或定向而不論可移動物件之移動如何。參考框可係一固定參考框(例如，周圍環境)。另一選擇係，參考框可係一移動參考框(例如，可移動物件、一有效負載目標)。在某些實施例中，安裝平台可適於減少或防止有效負載之某些移動。舉例而言，安裝平台可包含用於減少或消除有效負載之非想要運動(例如，搖晃及/或振動)之一或多個穩定化元件(例如，阻尼器)。
在某些實施例中，當有效負載係一成像裝置時，安裝平台可經組態以控制成像裝置之一視野。安裝平台可藉由控制成像裝置之空間安置來控制視野，如上文所闡述。另一選擇係或另外，視野可藉由控制成像裝置之適合功能，諸如藉由控制成像裝置之變焦位準，觀看角度、焦距等來控制成像裝置之適合功能。
本文中所闡述之安裝平台可包含一或多個旋轉耦合件。一旋轉耦合件可用於機械耦合任何數目個組件，諸如兩個、三個、四個、五個或更多個組件。旋轉耦合件可用於連結至少一個靜止組件及至少一個旋轉組件，或相對於彼此旋轉之兩個或兩個以上組件。舉例而言，旋轉耦合件可用於連接一安裝平台之兩個支撐部件，或一支撐部件及一有效負載架座，如下文所論述。在某些實施例中，旋轉耦合件可係機電旋轉耦合件，實現電信號跨越旋轉介面之傳輸。電信號可在耦合組件之間傳輸。另一選擇係或另外，一機電旋轉耦合件可使得電信號能夠在經耦合組件中之至少一者與和該等經耦合組件分離之另一組件之間傳輸。單獨組件可或可不耦合(例如，直接或間接)至機電旋轉耦合件之一或多個組件。耦合組件中之至少一者可相對於單獨組件旋轉。可經由一機電旋轉耦合件傳輸之電信號之某些實例包含電信號、控制信號、或表示資料(例如，諸如影像資料之由一有效負載提供之資料)之信號，如下文進一步詳細所闡述。電信號可經由電連接元件傳輸，諸如導線、電纜、銷、插座、觸點、電路板及諸如此類。電連接元件中之某些或全部可連同旋轉耦合件之旋轉旋轉，藉此在安裝平台之操作期間實現電信號之連續傳輸。
圖1A圖解說明根據實施例之適合供與本文中所闡述之安裝平台中之任何者一起使用之一機電旋轉耦合件100。耦合件100可包含一第一部件102及耦合至第一部件102之一第二部件104。第一部件102可直接耦合至第二部件104。另一選擇係，第一部件102及第二部件104可分離一距離且經由一或多個介入組件 間接耦合。第一部件102可係靜止的且第二部件104可經組態以相對於第一部件102旋轉，或反之亦然。相反地，在某些實施例中，第一部件102及第二部件104可皆相對於彼此旋轉。第一部件102可支撐第二部件104之至少某些重量，或反之亦然。在某些例項中，第一部件102及第二部件104可各自係一安裝平台之一旋轉組件之一部分，以使得耦合件100係安裝平台之一旋轉接頭或介面。
耦合件100可包含一撓性部件106，其可係實現(例如，電力、資料等之)電連通之任何適合連接元件，諸如電線、電纜、扁平電纜、同軸電纜、帶狀電纜或撓性印刷電路板(PCB)。撓性部件106可包含由一或多個絕緣元件支撐之一或多個導電元件。導電元件可嵌入於絕緣元件內、由絕緣元件封圍或安置於絕緣元件上。導電元件之導電性可大於絕緣元件之導電性，以使得電信號透過導電元件傳輸。撓性部件106可包含一第一端108、一第二端110及在第一端108與第二端110之間延伸之一長度112。在某些例項中，撓性部件106可以一「L」形狀形成，其中第一端108自長度112垂直延伸。第一端108可耦合至第二部件104，且第二端110可耦合至(例如，具有旋轉耦合件100之一安裝平台之)另一組件(未展示)，藉此與第二部件104電連通地放置其。
在某些實施例中，撓性部件106之長度112經預捲繞在第一部件102及/或第二部件104之一部分上。因此，在第二部件104相對於第一部件102沿一第一方向X旋轉時，長度112可繞該部分捲緊，且在第二部件104相對於第一部件102沿一第二方向Y旋轉時，長度112可自該部分指示部分退繞。方向X及Y可係相反旋轉方向(例如，分別順時針方向及逆時針方向，或反之亦然)。由第二部件104相對於第一部件102之旋轉所致使之長度112之捲繞及退繞可沿著由長度112之預捲繞組態界定之一軌跡以一有序方式發生，藉此減少撓性部件106在旋轉耦合件100之操作期間纏結之可能性。
如先前所提及，撓性部件106可捲繞在第一部件102、第二部件104或兩者之一部分上。此部分(其在本文中可稱作一「捲繞部分」)可具有適合用於嚙合撓性部件106之任何幾何形狀。圖1B圖解說明根據本發明之適合供與本文中所闡述之旋轉機電耦合件一起使用之一捲繞部分120之一剖面圖。捲繞部分120可包含一上部表面122、與上部表面122相對之一下部表面124，及連接上部表面122及下部表面124之一橫向壁126。一撓性部件可捲繞在捲繞部分120之一或多個外部表面上，諸如在上部表面122、下部表面124及/或橫向壁126上。如同本文中所闡述之捲繞部分中之任何者，捲繞部分120之幾何形狀可經選擇以適應撓性部件之性質。舉例而言，捲繞部分120之周長可係基於撓性部件之一最小彎曲半徑而選擇。最小彎曲半徑可係撓性部件可在不損壞或破壞撓性部件之情況下彎曲之最小半徑，且可不受撓性部件之材料性質(例如，勁度)之影響
圖1C圖解說明根據實施例之一捲繞部分130之一剖面圖。捲繞部分130可具有一上部表面132、與上部表面132相對之下部表面134及連接上部表面132及下部表面134之一橫向壁136。橫向壁136可經塑形以界定自上部表面132朝向下部表面134延伸之一腔138。腔138可或可不連接至下部表面134。一撓性部件可捲繞在捲繞部分130上以使得撓性部件之一長度接納於腔138內。在某些例項中，撓性部件之運動可約束於腔138內，以便限制由捲繞部分130及撓性部件佔據之總空間量。
圖1D圖解說明根據實施例之一捲繞部分140之一剖面圖。類似於捲繞部分130，捲繞部分140可包含一上部表面142、下部表面144、橫向壁146及腔148。腔148可包含毗鄰下部表面144之一底部部分150及自底部部分150延伸朝向上部表面142之一壁152。一軸件154可安置於腔148內。舉例而言，軸件154可耦合至腔148之底部部分150，向上延伸，平行或大約平行於壁152。一撓性部件可接納於腔148內且捲繞在軸件154上。在某些例項中，撓性部件之勁度可經選擇以 使得撓性部件在捲繞在軸件154上時接觸壁152。撓性部件之運動可受底部部分150、壁152及腔148之軸件154約束。此設計可用於減少由捲繞部分140及撓性部件佔據之空間量，藉此實現更緊密旋轉耦合。
本文中所闡述之機電旋轉耦合件可用於跨越一旋轉介面傳輸電信號(例如，電力信號、控制信號、資料)，其中至少一個組件相對於另一組件旋轉。與習用機電旋轉耦合件(諸如滑環)相反，本文中所闡述之耦合件可係小型、緊密且簡單實施，藉此減少此等耦合件之大小及成本。此外，如先前所提及，此等機電旋轉耦合件之撓性部件之預捲繞配置可防止纏結，藉此確保旋轉耦合件在重複旋轉動作期間之平穩操作。
圖2至圖10圖解說明根據實施例之用於支撐一有效負載1之一安裝平台1000。儘管有效負載1經繪示為一相機，安裝平台1000可用於支撐任何適合有效負載，且本文中關於相機或成像裝置之任何闡述可適用於其他類型之有效負載，且反之亦然。有效負載1可由一有效負載架座3機械耦合。有效負載架座3以可旋轉方式耦合至一第一支撐部件6，且第一支撐部件6以可旋轉方式耦合至一第二支撐部件4(參見例如，圖2)。第二支撐部件4可耦合至一可移動物件(未展示)，諸如一UAV。第一支撐部件6、第二支撐部件4及有效負載架座3可以任何順序及組態耦合。舉例而言，有效負載架座3之一近側部分可耦合至第一支撐部件6之一遠側部分，第一支撐部件6之一近側部分可耦合至第二支撐部件4之一遠側部分，且第二支撐部件4之一近側部分可耦合至可移動物件。「近側」及「遠側」在本文中可分別用於係指安裝平台1000較接近於可移動物件及離可移動物件較遠之部分。
第一支撐部件6可使有效負載架座3及有效負載1相對於第一支撐部件6旋轉。第二支撐部件4可使第一支撐部件6、有效負載架座3及有效負載1相對於第二支撐部件4旋轉。旋轉可沿著一順時針方向及/或逆時針方向發生。在某些 例項中，第一支撐部件6及第二支撐部件4可分別產生有效負載1繞第一及第二旋轉軸之旋轉。第一及第二旋轉軸可係不同軸，諸如相交軸。軸可彼此正交或大約正交。另一選擇係，該等軸可非正交。在某些實施例中，第一及第二旋轉軸可選自以下各項中之兩者：一滾動軸、一俯仰軸或一擺動軸。滾動軸、俯仰軸及擺動軸可係指有效負載1相對於可移動物件之旋轉軸。
支撐部件4、6可使用一適合致動機構產生有效負載1繞旋轉軸之旋轉。舉例而言，第一支撐部件6可包含可操作以使有效負載架座3及有效負載1相對於第一支撐部件6旋轉之一第一致動單元7，且第二支撐部件4可包含可操作以使第一支撐部件6、有效負載架座3及有效負載1相對於第二支撐部件4旋轉之一第二致動單元5。每一致動單元可包含一馬達及控制馬達之驅動之一驅動模組，如下文更詳細闡述。致動單元5、7可由一控制器(未展示)控制，此可經提供作為安裝平台1000之部分或耦合至安裝平台1000。另一選擇係，控制器可與安裝平台1000分離地提供，諸如在攜載安裝平台1000之一可移動物件上。控制器可基於自致動單元5、7、有效負載架座3或有效負載1接收之位置及/或定向回饋而控制致動單元5、7，如下文進一步詳細闡述。另外，致動單元5、7可由一適合電源(例如，一蓄電池)(未展示)供電，該適合電源可位於安裝平台1000上或經提供於耦合至安裝平台1000之一可移動物件上。在某些實施例中，電源可與用於為可移動物件中之一或多個組件(例如，動力系統、導航系統)供電之電源相同。
安裝平台1000可包含一撓性部件2(在圖3中繪示)用於傳遞電信號，包含控制信號、電力及/或資料(例如，回饋資料、有效負載資料)。如先前所論述，撓性部件2可係一撓性電路板，電線、扁平纜線或任何其他撓性電連接器。撓性部件2可在安裝平台1000與可移動物件之一或多個組件傳輸電信號。另一選擇係，撓性部件2可用於在安裝平台1000之一或多個組件之間傳輸電信號，且其他連接器可用於將撓性部件2電耦合至可移動物件。在某些實施例中，撓性部件2 可電耦合第一支撐部件6(例如，經由第一致動單元7)、第二支撐部件4(例如，經由第二致動單元5)及有效負載架座3。在某些例項中，有效負載架座3可電耦合至有效負載1，以使得撓性部件2經由有效負載架座3與有效負載1電連通。另一選擇係，有效負載架座3可不電耦合至有效負載1。
撓性部件2之幾何形狀可視需要經調適以提供所要連接性。舉例而言，撓性部件2可包含線性及非線性部分之任何適合組合。撓性部件2之端可連接至安裝平台1000之各種組件及/或可移動物件，如本文中先前所闡述。在某些例項中，撓性部件2可分支以便提供多個端(例如，兩個、三個、四個、五個或更多個)，每一端用於耦合一各別組件。舉例而言，一第一端21可連接至有效負載架座3，一第二端23可連接至第一致動單元7，且一第三端26可連接至第二致動單元5。撓性部件2之一或多個長度可捲繞在安裝平台之一部分上，以使得長度連同平台之各種組件之旋轉捲繞或退繞，類似於本文中先前所闡述之機電旋轉耦合件。在某些例項中，一第一長度22可捲繞在有效負載架座3或第一支撐部件6之一部分上，且一第二長度25可捲繞在第一支撐部件6或第二支撐部件4之一部分上。舉例而言，第一長度22可捲繞在有效負載架座3之一近側部分或第一支撐部件6之一遠側部分上。且第二長度25可捲繞在第一支撐部件6之一近側部分或第二支撐部件4之一遠側部分上。另一選擇係，撓性部件2之捲繞組態可用於維持安裝平台1000之旋轉組件之間的電連接性而無纏結之風險。
本文中所闡述之安裝平台1000之組件可具有任何適合設計及結構。圖4圖解說明根據實施例之安裝平台1000之有效負載架座3。有效負載架座3可用於固定一有效負載1，如先前所提及。舉例而言，有效負載架座3可限制有效負載1之運動(根據高達六個自由度)以便防止在安裝平台1000及/或可移動物件之操作期間有效負載1之非所要移動，以及防止可導致有效負載1之損失或對其損壞 之有效負載1之非有意鬆動。視情況，一有效負載架座3可包含保護有效負載1免受環境影響之組件，諸如屏蔽、蓋、防水元件及諸如此類。
有效負載架座3可包含一基座板31及複數個固持板32。固持板32可自基座板31之相對側延伸。一蓋板35可耦合至固持板32，諸如藉由螺絲或其他緊固件。有效負載架座3亦可包含自基座板31延伸且位於兩個毗鄰之固持板32之間的一附接板33。一附接軸件34可自附接板33向外延伸以嚙合第一支撐部件6之第一致動單元7，如下文所闡述。附接軸件34可包含一內環341、與內環341分離一指定距離之一外環342、將內環341連接至外環342之一延伸件343及自外環342朝向內環341凹入之一限制凹槽344。
在某些實施例中，蓋板35可以可釋放方式耦合至固持板32以便使得有效負載1能夠以可釋放方式安裝至有效負載架座3中。當經安裝時，有效負載1可固定於基座板31、固持板32、附接板34及蓋板35之間。在某些實施例中，基座板31、固持板32、附接板34及/或蓋板35可包含使得有效負載能夠接達周圍環境之孔隙或窗。舉例而言，孔隙可經定大小以使由有效負載架座3攜載之一成像裝置之可用無障礙視野最大化。
另外，有效負載架座3可包含能夠偵測有效負載1之一空間安置之一偵測模組(未展示)。偵測模組可包含位置及/或定向感測器，諸如加速度計及/或陀螺儀，其可經提供為一慣性量測單元(IMU)之部分。感測器可提供可傳輸至安裝平台1可移動物件上之一控制器之位置及/或定向資料(諸如關於基於回饋控制)，如下文所闡述。感測器資料可經由一適合電介面(例如，耦合至基座板31之一PCB)自有效負載架座3傳輸至撓性部件2。視情況，偵測模組可直接位於有效負載1上而非有效負載架座3上。在此等例項中，有效負載1可電耦合至有效負載架座3以便實現經由撓性部件2將感測器資料傳輸至控制器，或可包含實現獨立於撓性部件2傳輸感測器資料之其他通信機構(例如，無線通信)。
圖5圖解說明根據實施例之安裝平台1000之第一支撐部件6之一分解圖。第一支撐部件6可耦合至有效負載架座3且使有效負載架座3旋轉，藉此使有效負載1繞一第一旋轉軸旋轉。第一支撐部件6可包含一旋轉臂61及自旋轉臂61以一角度延伸以在支撐部件6中形成一彎曲之一固持臂62(亦參見圖8)。旋轉臂61可包含一旋轉桿611及穿過旋轉桿611之一第一臂軸件612。第一臂軸件612可包含位於旋轉桿611之一側上之一第一臂旋轉軸件6121及位於旋轉桿611之另一側上之一第二臂旋轉軸件6122。固持臂62可包含一臂部分622、延伸穿過臂部分622之一插入孔621、自臂部分622向外延伸之一捲繞部分623及沿遠離臂部分622之一方向自捲繞部分623向外延伸之一阻擋部分624。
如先前所提及，第一支撐部件6可包含可操作以使有效負載架座3相對於第一支撐部件6旋轉之一第一致動單元7。第一致動單元7可耦合至固持臂62，以使得第一致動單元7之一部分被接納於固持臂62之插入孔621內。第一致動單元7可包含一第一驅動馬達72，第一驅動馬達外蓋73、支撐殼體74、一第二臂軸件75及一第一驅動模組77。第一驅動馬達72可耦合至第一驅動馬達外蓋73上。第一驅動馬達72可包含一定子(未展示)、可相對於定子旋轉之一轉子(未展示)、一第一旋轉軸件721及固定至第一旋轉軸件721之一旋轉軸承(未展示)。第一致動單元7亦可包含一支撐殼體74，其可貼附至與第一驅動馬達72相對之固持臂62之側。第二臂軸件75可安置於第一旋轉軸件721附近，且可包含以可旋轉方式耦合至第一旋轉軸件721之一第三臂旋轉軸件751。第二臂軸件75亦可包含插入於接納腔741內之一第四臂旋轉軸件752，及安置於第四臂旋轉軸件752周圍且接納於固持臂62之捲繞部分623中之一第一支撐軸承753。另一選擇係，第一支撐軸承753可接納於插入孔621及捲繞部分623中，或僅接納於插入孔621內。在某些例項中，第一支撐軸承753可替換為一軸件套筒。
一第一驅動模組77可用於控制第一驅動馬達72之驅動。第一驅動模組77可包含以第一馬達驅動器76及位於第一馬達驅動器76上之一第一電位計71。第一電位計71可插入於第一旋轉軸件721中以便量測第一驅動馬達72之定子及轉子之相對位置，藉此產生一第一位置信號。第一位置信號可由第一馬達驅動器76接收且傳輸至一控制器，如下文進一步詳細闡述。馬達驅動器76可包含適合用於控制第一驅動馬達72之驅動及自第一電位計71接收位置信號之硬體及/或軟體組件，諸如實施於一PCB上之組件。
圖6圖解說明根據諸多實施例之耦合至第一支撐部件6之有效負載架座3。支撐部件6之第一致動單元7之第二臂軸件75可接納於附接軸件34之內環341內以便將第四臂旋轉軸件752以可旋轉方式耦合至附接軸件34(亦參見圖4、圖5)。當驅動第一致動單元7之驅動馬達72時，第一旋轉軸件721可旋轉，藉此經由第二臂軸件75之旋轉使有效負載架座3之附接軸件34旋轉。因此，有效負載架座3可由第一旋轉軸件721驅動以相對於第一支撐部件6向前及/或向後旋轉。
圖7圖解說明根據實施例之安裝平台1000之第二支撐部件4之一分解圖。第二支撐部件4可耦合至第一支撐部件6且使其旋轉，藉此使有效負載1繞一第二旋轉軸旋轉。第二支撐部件4可包含一固持臂41。固持臂41可包含一水平臂411及自水平臂411以一角度延伸以在第二支撐部件4中形成一彎曲之一垂直臂412。水平臂411及垂直臂412可整體地形成。另一選擇係，水平臂411及垂直臂412可單獨提供且彼此耦合。垂直臂412可包含經塑形以准許撓性部件2通過之一腔4121，如下文所闡述。一第一固定部分43及一第二固定部分42可連接至固持臂41在遠離水平臂411之垂直臂412之端處。第一固定部分43及第二固定部分42可與固持臂41整體地形成。另一選擇係，第一固定部分43及第二固定部分42中之至少一者可與固持臂41分離提供且耦合至固持臂41。在某些實施例中，第二固定部分42 與固持臂41整體地形成，且第一固定部分43使用一或多個緊固件以可釋放方式耦合至固持臂41。
第一固定部分43及第二固定部分42可安置於固持臂41上，彼此相對且分離一指定距離。一連接壁44可將第一固定部分43連接至第二固定部分42，以使得一接納空間45形成於第一固定部分43、第二固定部分42及連接壁44內。第一固定部分43可包含一第一孔隙431。第二固定部分42可包含一底板421，伸展穿過底板421之一第二孔隙422及環繞第二孔隙422及遠離連接壁44自底板421向外延伸之一環繞部分423。連接壁44可包含一第一止動件441、與第一止動件441相對之一第二止動件442及形成於第一止動件441與第二止動件442之間且與接納空間45連通之一開口443。
第二支撐部件4可包含用於使第一支撐部件6相對於第二支撐部件4旋轉之一第二致動單元5，如先前所論述。第二致動單元5可包含一第二驅動馬達52及一第二驅動馬達蓋50。第二驅動馬達52可包含一外殼53、一定子(未展示)、可選對與定子旋轉之一轉子(未展示)、耦合至轉子且自外殼53部分延伸出之一第二旋轉軸件54，及接納於外殼53內且經定位圍繞第二旋轉軸件54之一旋轉軸承(未展示)。第二致動單元5可進一步包含經定位圍繞第二旋轉軸件54且自外殼53延伸出之一第二支撐軸承55。在某些例項中，第二支撐軸承55可替換為一軸件套筒。
第二致動單元5可耦合至第二支撐部件4之第一固定部分43。第二驅動馬達52之第二旋轉軸件54可接納於第一孔隙431及第二孔隙422內。第二支撐軸承55可接納於第二孔隙422及環繞部分423內。另一選擇係，第二支撐軸承55可僅接納於第二孔隙422內，只要底板421有足夠厚度。當經組裝時，第二孔隙422之幾何中心與第二支撐軸承55之旋轉中心可與第二旋轉軸件54之軸對準。
一第二驅動模組56可用於控制第二驅動馬達52之驅動。第二驅動模組56可包含一第二馬達驅動器58及位於第二馬達驅動器58上之一第二電位計57。第二電位計57可插入於第二旋轉軸件54中以便量測第二驅動馬達52之轉子及定子之相對位置，藉此產生一第二位置信號。第二位置信號可由第二馬達驅動器58接收且傳輸至一控制器，如下文進一步詳細闡述。馬達驅動器58可包含適合用於控制第二驅動馬達52之驅動及自第二電位計57接收資料之軟體及/或硬體組件，諸如實施於一PCB上之組件。
圖8圖解說明根據實施例之耦合至第二支撐部件4之第一支撐部件6。第一支撐部件6之一部分可經由開口443接納於第二支撐部件4之接納空間45內(亦參見圖5、圖7)。舉例而言，旋轉臂61之第一臂旋轉軸件6121可位於接納空間45內，圍繞第二致動單元5之第二旋轉軸件54。第二臂旋轉軸件6122可插入於第二支撐軸承55中。因此，第二支撐軸承55可經由第一臂軸件612之第二臂旋轉軸件6122以可旋轉方式耦合至第二旋轉軸件54。第二驅動馬達52可經驅動以使第二旋轉軸件54旋轉，藉此驅動第一支撐部件6以相對於第二支撐部件4之垂直臂412上下旋轉。第二支撐軸承55及驅動馬達52之旋轉軸承可一起用於防止第二旋轉軸件54及第一臂軸件612之軸向偏差，藉此改良電力自第二旋轉軸件54至第一支撐部件6之穩定轉移。另一選擇係，在某些實施例中，第一臂軸件612可係選用的。舉例而言，第二旋轉軸件54可插入於旋轉桿611內，其中第二支撐軸承55經提供直接環繞第二旋轉軸件54。
再次參考圖2，有效負載架座3、第一支撐部件6及第二支撐部件4可由撓性部件2電耦合，如上文所論述。撓性部件2可包含經由一第一長度22連接至一第二端23之一第一端21。一連接部分24可將第一端23連結至一第二長度25，且第二長度25可端接於一第三端26中。第一長度22可垂直於第一端21及第二端 23，且第二長度25可垂直於第三端26。連接部分24可彎曲以便大約符合第一支撐部件6之曲率(例如，在由旋轉臂61及固持臂62形成之彎曲處)。
當安裝平台1000經組裝時，第一端21可耦合至有效負載架座3之基座板31。第一長度22可捲繞在第一支撐部件6之捲繞部分623及/或有效負載架座3之附接軸件34上，以便根據有效負載架座3相對於第一支撐部件6之旋轉捲繞或退繞。另一選擇係，捲繞部分623及附接軸件34可選用，以使得第一長度22捲繞在第二臂軸件75上。在某些例項中，第二臂軸件75亦可選用，以使得第一長度22直接捲繞在第一旋轉軸件721上(如圖9中所繪示)。
第二端23可耦合至第一支撐部件6之第一驅動模組77(例如，經由第一馬達驅動器76)。連接部分24可在第一致動單元7與第一支撐部件6之近側部分之間延伸。第二長度25可插入至接納空間45中穿過開口433，以使得第二長度25之一部分接納於旋轉臂61與連接壁44之間，且在第一固定部分43與第二固定部分42之間。第二長度25之此部分可捲繞在第一支撐部件6之旋轉臂61(例如，旋轉桿611)上，以便根據第一支撐部件6相對於第二支撐部件4旋轉。第二長度411之一剩餘部分可穿過腔4121且沿著垂直臂412延伸。第三端26可耦合至第二支撐部件4之第二驅動模組56(例如，經由第二馬達驅動器58)。在某些例項中，第二驅動模組56可電耦合至耦合至安裝平台1000之一可移動物件之板上裝置(例如，電源、控制器)，藉此用作撓性部件2與板上裝置之間的一電介面。
在某些實施例中，電力可經由撓性部件2傳輸至安裝平台1000之各種組件。舉例而言，由可移動物件攜載之一電源可電耦合至第二致動單元5(例如，經由第二驅動模組56)。第二致動單元5可經由撓性部件2之第三端26傳輸電力至撓性部件2。隨後，電力可透過第二端23傳輸至第一致動單元7(例如經由第一驅動模組77)及透過第一端21傳輸至有效負載架座3。視情況，電力亦可經由有效負載架座3之一電介面傳輸至有效負載1。
類似地，由可移動物件攜載之一控制器可電耦合至第二致動單元5。由控制器產生之控制信號可傳輸至致動單元5，致動單元5繼而可經由第三端26將控制信號傳輸至撓性部件2。撓性部件2可經由第二端23將控制信號傳播至第一致動單元7，經由第一端21傳播至有效負載架座3及視情況經由有效負載架座3傳播至有效負載1。相反地，由致動單元5、7(例如，位置信號，如下文所闡述)、有效負載架座3(例如，位置及/或定向資料，如下文所闡述)及/或有效負載1(例如，位置及/或定向資料，如下文所闡述，以及有效負載資料)產生之資料可傳輸回至由可移動物件攜載之控制器或其他板上裝置。舉例而言，資料可經由第二端25自第一致動單元7傳輸至撓性部件2且經由第一端21自有效負載架座3傳輸至撓性部件2。視情況，來自有效負載1之資料可經由有效負載架座3傳輸至撓性部件2。資料可然後藉由撓性部件2經由第三端26路由至第二致動單元5。來自第二致動單元5之資料可經由第二致動單元5與可移動物件之間的電耦合傳輸至板上裝置。
安裝平台1000之組件之旋轉可約束於一預定範圍，以便防止對撓性部件2之過度延伸及損壞。舉例而言，有效負載架座3相對於第一支撐部件6之旋轉及/或第一支撐部件6相對於第二支撐部件4之旋轉可受約束。可允許旋轉之程度可係基於撓性部件2之預捲繞長度之大小而判定。另外，旋轉範圍可係基於有效負載1之功能性而判定。舉例而言，一相機可需要一較大旋轉範圍以便為航空攝影提供一全景視野。旋轉約束可使用軟體(例如，預程式化限制)、硬體(例如，實體防止旋轉，諸如藉由止動件)或其適合組合來實施。
圖10A及圖10B圖解說明根據實施例之第一支撐部件6之約束旋轉。如先前所提及，第一支撐部件6之一近側部分可經由開口443接納於第二支撐部件4之一遠側部分內(例如，參見圖7)。開口443兩側可係第一止動件441及第二止動件442。止動件441、442及開口443之大小及定位可經選擇以限制第一支撐部件6相對於第二支撐部件4之旋轉。舉例而言，止動件441、442可在其分別旋轉至一 第一最大旋轉角度A及一第二最大旋轉角度B(如在第一支撐部件6之一旋轉軸63與水平面51之間量測)時接觸第一支撐部件6，藉此將第一支撐部件6之旋轉實體約束至角度A、B之間的一範圍。因此，最大旋轉角度A可界定第一支撐部件6之一最大向上旋轉角度，且最大旋轉角度B可界定第一支撐部件6之一最大向下旋轉角度。
角度A、B可具有相同量值或不同量值。舉例而言，角度A、B可皆係50度。作為另一實例，第一角度A可係40度，且第二角度B可係110度。角度A、B中之至少一者可係大於或等於大約10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、150度或180度。相反地，角度A、B中之至少一者可係小於或等於大約10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、150度或180度。總旋轉範圍可大於或等於大約10度、30度、45度、60度、90度、120度、135度、150度、180度、270度或360度。相反地，總旋轉範圍可小於或等於大約10度、30度、45度、60度、90度、120度、135度、150度、180度、270度或360度。
再次參考圖4，有效負載架座3相對於第一支撐部件6之旋轉亦可受約束。如先前所闡述，有效負載架座3之附接元件34可包含一有限凹槽344。支撐部件6可包含經塑形以與限制凹槽344互補之一約束部分，以使得約束部分至少部分地接納於限制凹槽344內且可在限制凹槽344內移動。當有效負載架座旋轉至一最大旋轉角度時，約束部分可接觸限制凹槽344之一端，接觸實體上防止進一步旋轉。因此，限制凹槽344及/或約束部分之大小可判定有效負載架座3之最大旋轉角度。因此，在某些實施例中，一約束凹槽可提供於第一支撐部件6上且一互補約束部分可提供於有效負載架座3上。
圖11係根據實施例之一安裝平台之一控制方案1100之一示意性圖解說明。控制方案1100可經實施以控制本文中所闡述之安裝平台之任何實施例。在 某些例項中，控制方案1100可用於控制複數個馬達之驅動(一「多馬達」控制方案)，諸如兩個、三個、四個、五個或五個以上馬達。本文中關於控制方案1100所闡述之某些或全部通信可經由一撓性部件(諸如撓性部件2)傳輸。一控制器1102(其可位於一安裝平台或攜載安裝平台之一可移動物件上)可產生用於驅動一第一馬達1104(例如，第一驅動馬達72)及/或一第二馬達1106(例如，第二驅動馬達52)之控制信號。在某些例項中，控制信號可係基於自一偵測模組1107接收指示一所安裝有效負載之空間安置之資料而產生。偵測模組1107可位於有效負載或攜載有效負載之一有效負載架座上，如本文中先前所闡述。由控制器1102所產生之控制信號可由一第一馬達驅動器1108(例如，第一馬達驅動器76)及/或一第二馬達驅動器1110(例如，第二馬達驅動器58)接收。基於控制信號，第一馬達驅動器1108及第二馬達驅動器1110可控制第一馬達1104及/或第二馬達1106之驅動，舉例而言，以實現一安裝平台之一或多個組件之一旋轉，如本文中先前所闡述。控制信號可同時傳輸至馬達驅動器1108、1110以產生對馬達1104、1106之同時驅動。另一選擇係，控制信號可依序傳輸，或僅傳輸至馬達驅動器1108、1110中之僅一者。
第一馬達1104及第二馬達1106可耦合至經組態以量測馬達之驅動之一或多個感測器(例如，第一電位計71及第二電位計57)。舉例而言，一電位計可插入於一馬達之一馬達軸件上以便量測一馬達轉子及馬達定子之相對位置，藉此量測轉子及定子之相對位置且產生表示其之一位置信號。一第一電位計可用於產生第一馬達1104之一第一位置信號1112，且一第二電位計可用於產生第二馬達1106之一第二位置信號1114。第一位置信號1112及第二位置信號1114可分別傳輸至第一馬達驅動器1108及第二馬達驅動器1110以便分別提供關於控制第一馬達1104及第二馬達1106之驅動之回饋。在某些實施例中，控制器1102及/或偵測模組1107可選用，以使得第一馬達驅動器1108及第二馬達驅動器1110獨立控制。有 利地，控制方案1100可用於提供關於驅動一安裝平台之馬達之回饋控制，藉此實現平台組件之更精確及準確旋轉。
本文中所闡述之系統、裝置及方法可適用於廣泛各種可移動物件。如先前所提及，本文中對一航空載具之任何闡述可適用於且可用於任何可移動物件。本發明之一可移動物件可經組態以在任何適合環境內移動，諸如在空中(例如，一固定翼航空器、一旋翼航空器或既不具有固定翼亦不具有旋翼之一航空器)、在水中(例如，一輪船或一潛艇)、在地上(例如，一機動車輛，諸如一汽車、卡車、公車、貨車、機車、腳踏車；一可移動結構或框架，諸如一桅桿、釣竿；或火車)、在地下(例如，一地鐵)、在空中(例如，一太空飛機、一衛星或一太空探測器)或此等環境之任何組合。可移動物件可係一載具，諸如本文中別處所闡述之一載具。在某些環境中，可移動物件可係一有生命受試者或由一有生命受試者攜載，諸如一人類或一動物。適合動物可包含禽類(avian)、犬科動物、貓科動物、馬科動物、牛科動物、羊科動物、豬科動物、海豚科動物、齧齒類動物或昆蟲。
可移動物件可能夠根據六個自由度(例如，在平移方面三個自由度及在旋轉方面三個自由度)在環境內自由移動。另一選擇係，可移動物件之移動可根據一或多個自由度受(諸如)一預定路徑、軌跡或定向約束。運動可由任何適合致動機構(諸如一引擎或一馬達)致動。可移動物件之致動機構可由任何適合能源(諸如電能、磁能、太陽能、風能、重力能、化學能、核能或其任何適合組合)提供動力。可移動物件可經由一動力系統自推動，如本文中別處所闡述。動力系統可視情況靠一能源(諸如電能、磁能、太陽能、風能、重力能、化學能、核能或其任何適合組合)運行。另一選擇性，可移動物件可由一生物攜載。
在某些例項中，可移動物件可係一載具。適合載具可包含水載具、航空載具、太空載具或地面載具。舉例而言，航空載具可係固定翼航空器(例如， 飛機、滑翔機)、旋翼航空器(例如，直升飛機、旋翼飛機)、具有固定翼及旋翼兩者之航空器，或不具有固定翼及旋翼任一者之航空器(例如，飛船、熱氣球)。一載具可自推動，諸如自推動穿過天空、在水上或在水中、在空中或在地上或在地下。一自推動載具可利用一動力系統，諸如包含一或多個引擎、馬達、輪子、輪軸、磁體、轉子、螺旋槳、葉片、噴嘴或其任何適合組合之一動力系統。在某些例項中，動力系統可用於使得可移動物件能夠自一表面起飛、降落在一表面上、維持其當前位置及/或定向(例如，停留)、改變定向及/或改變位置。
可移動物件可由一使用者遠端控制或由可移動物件內或其上之一乘坐者本端控制。在某些實施例中，可移動物件係一無人可移動物件，諸如一UAV。一無人可移動物件(諸如一UAV)可在可移動物件上不具有一乘坐者。可移動物件可由一人類或一自主控制系統(例如，一電腦控制系統)或其任何適合組合控制。可移動物件可係一在自主或半自主機器人，諸如經組態有一人工智慧之一機器人。
可移動物件可具有任何適合大小及/或尺寸。在某些實施例中，可移動物件可具一大小及/或尺寸以使一人類乘坐者在載具內或在其上。另一選擇係，可移動物件可具小於能夠使一人類乘坐者在載具內或在其上之大小及/或尺寸之大小及/或尺寸。可移動物件可具適合用於由一人類提舉或攜載之一大小及/或尺寸。另一選擇係，可移動物件可大於適合用於由一人類提舉或攜載之一大小及/或尺寸。在某些例項中，可移動物件可具有小於或等於約以下值之一最大尺寸(例如，長度、寬度、高度、直徑、對角線)：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。最大尺寸可大於或等於約以下值：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。舉例而言，可移動物件之相對轉子之軸件之間的距離可小於或等於約以下值：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。另一選擇係，相 對轉子之軸件之間的距離可大於或等於約以下值：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。
在某些實施例中，可移動物件可具有小於100cm×100cm×100cm、小於50cm×50cm×30cm、或小於5cm×5cm×3cm之一體積。可移動物件之總體積可小於或等於約以下各值：1cm 3、2cm 3、5cm 3、10cm 3、20cm 3、30cm 3、40cm 3、50cm 3、60cm 3、70cm 3、80cm 3、90cm 3、100cm 3、150cm 3、200cm 3、300cm 3、500cm 3、750cm 3、1000cm 3、5000cm 3、10,000cm 3、100,000cm 3、1m 3或10m 3。相反地，可移動物件之總體積可大於或等於約以下各值：1cm 3、2cm 3、5cm 3、10cm 3、20cm 3、30cm 3、40cm 3、50cm 3、60cm 3、70cm 3、80cm 3、90cm 3、100cm 3、150cm 3、200cm 3、300cm 3、500cm 3、750cm 3、1000cm 3、5000cm 3、10,000cm 3、100,000cm 3、1m 3或10m 3。
在某些實施例中，可移動物件可具有小於或等於約以下各值之一佔用面積(其可係指由可移動物件囊括之橫剖面面積)：32,000cm 2、20,000cm 2、10,000cm 2、1,000cm 2、500cm 2、100cm 2、50cm 2、10cm 2或5cm 2。相反地，佔用面積可大於或等於約32,000cm 2、20,000cm 2、10,000cm 2、1,000cm 2、500cm 2、100cm 2、50cm 2、10cm 2或5cm 2。
在某些例項中，可移動物件重量可不超過1000kg。可移動物件之重量可小於或等於約以下各值：1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。相反地，重量可大於或等於約以下各值：1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。
在某些實施例中，一可移動物件相對於由可移動物件攜載之一負載可係小的。負載可包含一有效負載及/或一載體，如本文中別處進一步詳細闡述。在某些實例中，一可移動物件重量對一負載重量之一比率可大於、小於或等於約1：1。在某些例項中，一可移動物件重量對一負載重量之一比率可大於、小於或等於約1：1。視情況，一載體重量對一負載重量之一比率可大於、小於或等於約1：1。當期望時，一可移動物件重量對一負載重量之比率可小於或等於：1：2、1：3、1：4、1：5、1：10或甚至更小。相反地，一可移動物件重量對一負載重量之比率亦可大於或等於2：1、3：1、4：1、5：1、10：1或甚至更大。
在某些實施例中，可移動物件可具有低能量消耗。舉例而言，可移動物件可使用小於約以下各值：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。在某些例項中，可移動物件之一載體可具有低能量消耗。舉例而言，載體可使用小於以下各值：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。視情況，可移動物件之一有效負載可具有低能量消耗，諸如小於約以下各值：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。
圖12如解說明根據本發明之實施例之一無人航空載具(UAV)1200。UAV可係如本文中所闡述之一可移動物件之一實例。UAV 1200可包含具有四個轉子1202、1204、1206及1208之一動力系統。可提供任何數目個轉子(例如，一個、兩個、三個、四個、五個、六個或六個以上)。無人航空載具之轉子、轉子總成或其他動力系統可使得無人航空子案件能夠停留/維持位置、改變定向及/或改變位置。相對轉子之軸件之間的距離可係任何適合長度1210。舉例而言，長度1210可小於或等於2m，或小於或等於12m。在某些實施例中，長度1210可在自40cm至7m、自70cm至2m或自12cm至12m之一範圍內。本文中對一UAV之任何闡述可適用於一可移動物件，諸如一不同類型之一可移動物件，且反之亦然。
在某些實施例中，可移動物件可經組態以攜載一負載。負載可包含乘客、貨物、設備、儀器及諸如此類中之一或多者。負載可提供於一殼體內，殼體可與可移動物件之一殼體分離，或係一可移動物件之一殼體之部分。另一選擇係，負載可提供有一殼體而可移動物件不具有一殼體。另一選擇係，負載之部分或整個負載可不具備一殼體。負載可相對於可移動物件經剛性固定。視情況，負載可相對於可移動物件移動(例如，可相對於可移動物件平移或旋轉)。負載可包含一有效負載及/或一載體，如本文中別處所闡述。
在某些實施例中，可移動物件、載體及有效負載相對於一固定參考框(例如，周圍環境)及/或相對於彼此之移動可由一終端機控制。終端機可係位於遠離可移動物件、載體及/或有效負載之一位置處之一遠端控制裝置。終端機可安置於一支撐平台上或貼附至一支撐平台。另一選擇係，終端機可係一手持式或隨身式裝置。舉例而言，終端機可包含一智慧型電話、平板電腦、膝上型電腦、電腦、眼鏡、手套、頭盔、麥克風或其適合組合。終端機可包含一使用者介面。諸如一鍵盤、滑鼠、搖桿、觸控螢幕或顯示器。任何適合使用者輸入可用於與終端機互動，諸如人工輸入命令、語音控制、示意動作控制或位置控制(例如，經由終端機之一移動、位置或傾斜)。
終端機可用於控制可移動物件、載體及/或有效負載之任何適合狀態。舉例而言，終端機可用於控制可移動物件、載體及/或有效負載相對於一固定參考框及/或相對於彼此之位置及/或定向。在某些實施例中，終端機可用於控制可移動物件、載體及/或有效負載之個別元件，諸如載體之致動總成、有效負載之一感測器或有效負載之一發射器。終端機可包含經調適以與可移動物件、載體或有效負載中之一或多者通信之一無線通信裝置。
終端機可包含用於觀看可移動物件、載體及/或有效負載之資訊之一適合顯示單元。舉例而言，終端機可經組態以顯示關於位置、平移速度、平 移加速度、定向、角速度、角加速度或其任何適合組合之可移動物件、載體及/或有效負載之資訊。在某些實施例中，終端機可顯示由有效負載提供之資訊，諸如由一功能有效負載提供之資料(例如，由一相機或其他影像擷取裝置記錄之資訊)。
視情況，相同終端機可不僅控制可移動物件、載體及/或有效負載或可移動物件、載體及/或有效負載之一狀態而且接收及/或顯示來自可移動物件、載體及/或有效負載之資訊。舉例而言，一終端機可控制有效負載相對於一環境之定位，同時顯示由有效負載擷取之影像資料或關於有效負載之位置之資訊。另一選擇係，不同終端機可用於不同功能。舉例而言，一第一終端機可控制可移動物件、載體及/或有效負載之移動或一狀態而一第二終端機可接收及/或顯示來自可移動物件、載體及/或有效負載之資訊。舉例而言，一第一終端機可用於控制有效負載相對於一環境之定位而一第二終端機顯示由有效負載擷取之影像資料。可在一可移動物件與不僅控制可移動物件而且接收資料之一整合終端機之間或在可移動物件與不僅控制可移動物件而且接收資料之多個終端機之間利用各種通信模式。舉例而言，可在可移動物件與不僅控制可移動物件而且接收來自可移動物件之資料之終端機之間形成至少兩種不同通信模式。
圖13圖解說明根據實施例之包含一載體1302及一有效負載1304之一可移動物件1300。儘管可移動物件1300經繪示為一航空器，但此繪示並非意欲係限制性，且可使用任何適合類型之可移動物件，如本文中先前所闡述。熟習此項技術者將瞭解本文中在航空器系統之內容脈絡中所闡述之任何實施例可適用於任何適合可移動物件(例如，一UAV)。在某些例項中，有效負載1304可經提供於可移動物件1300上而不需要載體1302。可移動物件1300可包含動力機構1306、一感測系統1308及一通信系統1310。
動力機構1306可包含轉子、螺旋槳、葉片、引擎、馬達、輪子、輪軸、磁體或噴嘴中之一或多者，如先前所闡述。可移動物件可具有一或多個、兩個或兩個以上、三個或三個以上或四個或四個以上動力機構。動力機構可全部係相同類型。另一選擇係，一或多個動力結構可係不同類型之動力機構。動力機構1306可使用任何適合構件(諸如本文中別處所闡述之一支撐元件(例如，一驅動軸件))安裝於可移動物件1300上。動力機構1306可安裝於可移動物件1300之任何適合部分上，諸如在頂部、底部、前部、背部、側部或其適合組合上。
在某些實施例中，動力機構1306可使得可移動物件1300自一表面垂直起飛或垂直降落在一表面上而不需要可移動物件1300之任何水平移動(例如，無需沿著一跑道行進)。視情況，動力機構1306可操作以准許可移動物件1300停留在空中在一指定位置及/或定向處。動力機構1306中之一或多者可獨立於其他動力機構控制。另一選擇係，動力機構1300可經組態以同時控制。舉例而言，可移動物件1300可具有可為可移動物件提供升力及/或推力之多個平行定向轉子。多個平行定向轉子可經致動以為可移動物件1300提供垂直起飛，垂直降落及停留能力。在某些實施例中，水平定向轉子中之一或多者可沿一順時針方向自旋，而水平轉子中之一或多者可沿一逆時針方向自旋。舉例而言，順時針轉子之數目可等於逆時針轉子之數目。水平定向轉子中之每一者之旋轉速率可獨立變化以便控制由每一轉子產生之升力及/或推力，且藉此調整可移動物件1300之空間安置、速度及/或加速度(例如，根據高達三個平移度及高達三個旋轉度)。
感測系統1308可包含可感測可移動物件1300之空間安置、速度及/或加速度(例如，根據高達三個平移度及高達三個旋轉度)之一或多個感測器。一或多個感測器可包含全球定位系統(GPS)感測器、運動感測器、慣性感測器、鄰近感測器或影像感測器。由感測系統1308提供之感測資料可用於控制可移動物件1300之空間安置、速度及/或定向(例如，使用一適合處理單元及/或控制模組，如 下文所闡述)。另一選擇係，感測系統1308可用於提供關於環繞可移動物件之環境之資料，諸如天氣狀況、接近可能障礙、地理特徵之位置、人造結構之位置及諸如此類。
通信系統1310經由無線信號1316實現與具有一通信系統1314之終端機1312之通信。通信系統1310、1314可包含適合用於無線通信之任何數目個傳輸器、接收器及/或收發器。通信可係單向通信，諸如資料可僅沿一個方向傳輸。舉例而言，單向通信可僅涉及可移動物件1300將資料傳輸至終端機1312，或反之亦然。資料可自通信系統1310之一或多個傳輸器傳輸至通信系統1312之一或多個接收器，或反之亦然。另一選擇係，通信可係雙向通信，以使得資料可在可移動物件1300與終端機1312之間沿兩個方向傳輸。雙向通信可涉及將資料自通信系統1310之一或多個傳輸器傳輸至通信系統1314之一或多個接收器，且反之亦然。
在某些實施例中，終端機1312可將控制資料提供至可移動物件1300、載體1302及有效負載1304中之一或多者且自可移動物件1300、載體1302及有效負載1304中之一或多者接收資訊(例如，可移動物件、載體或有效負載之位置及/或運動資訊；由有效負載感測到之資料，諸如由一有效負載相機擷取之影像資料)。在某些例項中，來自終端機之控制資料可包含關於可移動物件、載體及/或有效負載之相對位置、移動、致動或控制之指令。舉例而言，控制資料可導致可移動物件之位置及/或定向之一修改(例如，經由對動力機構1306之控制)或有效負載相對於可移動物件之一移動(例如，經由對載體1302之控制)。來自終端機之控制資料可導致對有效負載之控制，諸如對一相機或其他影像擷取裝置之操作之控制(例如，拍攝靜止或移動相片、放大變焦或縮小變焦、接通或關斷、切換成像模式、改變影像解析度、改變焦距、改變景深、改變曝光時間、改變視角或視野)。在某些例項中，來自可移動物件、載體及/或有效負載之通信可包含來自(例如，感測系統1308或有效負載1304之)一或多個感測器之資訊。通信可 包含來自一或多個不同類型之感測器之感測資訊(例如，GPS感測器、運動感測器、慣性感測器、鄰近感測器或影像感測器)。此資訊可關於可移動物件、載體及/或有效負載之位置(例如，位置、定向)、移動或加速度。來自一有效負載之此資訊可包含由有效負載擷取之資料或有效負載之一經感測狀態。由終端機1312傳輸提供之控制資料可經組態以控制可移動物件1300、載體1302或有效負載1304中之一或多者之一狀態。另一選擇係或組合地，載體1302及有效負載1304亦可各自包含經組態以與終端機1312通信之一通信模組，以使得終端機可獨立地與可移動物件1300、載體1302及有效負載1304中之每一者通信且控制其。
在某些實施例中，除了終端機1312以外或替代終端機1312，可移動物件1300亦可經組態以與另一遠端裝置通信。終端機1312亦可經組態以與另一遠端裝置以及可移動物件1300通信。舉例而言，可移動物件1300及/或終端機1312可與另一可移動物件或一載體或另一可移動物件之有效負載通信。當期望時，遠端裝置可係一第二終端機或其他計算裝置(例如，電腦、膝上型電腦、平板電腦、智慧型電話或其他行動裝置)。遠端裝置可經組態以將資料傳輸至可移動物件1300，自可移動物件1300接收資料，將資料傳輸至終端機1312及/或自終端機1312接收資料。視情況，遠端裝置可連接至網際網路或其他電信網路，以使得自可移動物件1300及/或終端機1312接收之資訊可上傳至一網站或伺服器。
圖14係根據實施例之藉由用於控制一可移動物件之一系統1400之方塊圖之一示意性圖解說明。系統1400可結合本文中所揭示之系統、裝置及方法之任何適合實施例一起使用。系統1400可包含一感測模組1402、處理單元1404、非暫時電腦可讀媒體1406、控制模組1408及通信模組1410。
感測模組1402可利用以不同方式收集關於可移動物件之資訊之不同類型之感測器。不同類型之感測器可感測不同類型之信號或來自不同來源之信號。舉例而言，感測器可包含慣性感測器，GPS感測器、鄰近感測器(例如，光 達)或視覺/影像感測器(例如，一相機)。感測模組1402可以操作方式耦合至具有複數個處理器之一處理單元1404。在某些實施例中，感測模組可以操作方式耦合至經組態以將感測資料直接傳輸至一適合外部裝置或系統之一傳輸模組1412(例如，一Wi-Fi影像傳輸模組)。舉例而言，傳輸模組1412可用於將由感測模組1402之一相機擷取之影像傳輸至一遠端終端機。
處理單元1404可具有一或多個處理器，諸如一可程式化處理器(例如，一中央處理單元(CPU))。處理單元1404可以操作方式耦合至一非暫時電腦可讀媒體1406。非暫時電腦可讀媒體1406可儲存可由處理單元1404執行以用於執行一或多個步驟之邏輯、程式碼及/或程式指令。非暫時電腦可讀媒體可包含一或多個記憶體單元(例如，可抽換媒體或外部儲存器件，諸如一SD卡或隨機存取記憶體(RAM))。在某些實施例中，來自感測模組1402之資料可直接輸送至非暫時電腦可讀媒體1406且儲存於其內。非暫時電腦可讀媒體1406之記憶體單元可儲存可由處理單元1404執行以執行本文中所闡述之方法之任何適合實施例之邏輯、程式碼及/或程式指令。舉例而言，處理單元1404可經組態以執行指令，致使處理單元1404之一或多個處理器分析由感測模組產生之感測資料。記憶體單元可儲存來自感測模組之感測資料以由處理單元1404處理。在某些實施例中，非暫時電腦可讀媒體1406之記憶體單元可用於儲存由處理單元1404產生之處理結果。
在某些實施例中，處理單元1404可以操作方式耦合至經組態以控制可移動物件之一狀態之一控制模組1408。舉例而言，控制模組1408可經組態以控制可移動物件之動力機構以根據六個自由度調整可移動物件之空間安置、速度及/或加速度。另一選擇係或組合地，控制模組1408可控制一感測器、有效負載或感測模組之一狀態中之一或多者。
處理單元1404可以操作方式耦合至經組態以自一或多個外部裝置傳輸及/或接收資料之一通信模組1410(例如，一終端機、顯示裝置或其他遠端控制 器)。可使用任何適合通信構件，諸如有線通信或無線通信。舉例而言，通信模組1410可利用區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、紅外線、無線電、WiFi、點對點(P2P)網路、電信網路、雲通信及諸如此類中之一或多者。視情況，可使用中繼台、諸如塔、衛星或行動台。無線通信可係鄰近相依或鄰近不相依。在某些實施例中，視線可或可不需要通信。通信模組1410可傳輸及/或接收來自感測模組1402之感測資料、由處理單元1404產生之處理結果、預定控制資料、來自一終端機或遠端控制器之使用者命令及諸如此類中之一或多者。
系統1400之組件可以任何適合組態配置。舉例而言，系統1400之組件中之一或多者可位於可移動物件、載體、有效負載、終端機、感測系統或與上述中之一或多者通信之一額外外部裝置上。另外，儘管圖14繪示一單個處理單元1404及一單個非暫時電腦可讀媒體1406，但熟習此項技術者將瞭解此並非意欲係限制性，且系統1400可包含複數個處理單元及/或非暫時電腦可讀媒體。在某些實施例中，複數個處理單元及/或非暫時電腦可讀媒體中之一或多者可位於不同位置處，諸如在可移動物件、載體、有效負載、終端機、感測模組、與上述中之一或多項通信之額外外部裝置或其適合組合上，以使得可於上文所提及位置中之一或多者處發生由系統1400執行之處理及/或記憶體功能之任何適合態樣。
儘管已在本文中展示並闡述了本發明之較佳實施例，但熟習此項技術者將瞭解，此等實施例僅作為實例來提供。熟習此項技術者現將構想出許多變化、改變及替代，而並不背離本發明。應理解，可在實踐本發明中採用本文中所闡述本發明實施例之各種替代方案。以下申請專利範圍意欲界定本發明之範疇並由此覆蓋此等申請專利範圍和其等效形式內之方法和結構。

Claims (29)

  1. 一種用於支撐一有效負載之設備，該設備包括：一第一支撐部件，其耦合至該有效負載，所述第一支撐部件包括設置在所述第一支撐部件遠端部的驅動電機，所述驅動電機經組態以使該有效負載旋轉；一第二支撐部件，其耦合至該第一支撐部件，其中該第一支撐部件能夠相對於該第二支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該等第一及第二支撐部件，其中該撓性部件之一部分捲繞在所述驅動電機的一部份上，以使得該撓性部件的該部分在該有效負載沿第一方向旋轉時繞該驅動電機的該部分捲繞且在該有效負載沿一第二方向旋轉時自該驅動電機的該部分退繞。
  2. 如請求項1之設備，其中該撓性部件用於傳輸控制信號以驅動所述驅動電機。
  3. 如請求項1之設備，其中該第二支撐部件包括經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉之一致動單元。
  4. 如請求項3之設備，其中該撓性部件電耦合該驅動電機及該致動單元。
  5. 如請求項1之設備，其中該第一支撐部件使該有效負載繞一第一旋轉軸旋轉且該第二支撐部件使該第一支撐部件繞不同於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸旋轉。
  6. 如請求項5之設備，其中該等第一及第二旋轉軸係選自以下各項中之兩者：一滾動軸、一俯仰軸或一擺動軸。
  7. 如請求項1之設備，其中該有效負載包括一相機。
  8. 如請求項1之設備，其中該撓性部件係一撓性印刷電路、電線或扁平電纜。
  9. 如請求項5之設備，其中該第一支撐部件沿著該等第三及第四方向中之至少一者之旋轉受止動件約束。
  10. 如請求項9之設備，其中該等止動件係位於該第二支撐部件上。
  11. 如請求項9之設備，其中該等止動件之定位判定沿著該等第三及第四方向中之該至少一者之一最大旋轉角度。
  12. 一種用於支撐一有效負載之設備，該設備包括：一有效負載架座，其經組態以機械耦合至該有效負載；一第一支撐部件，其耦合至該有效負載架座，所述第一支撐部件包括設置在所述第一支撐部件遠端部的驅動電機，所述驅動電機經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該第一支撐部件及該有效負載架座，其中該撓性部件之一部分捲繞在該驅動電機的一部分上，以使得該撓性部件的該部分在該有效負載架座沿一第一方向旋轉時繞該驅動電機的該部分捲繞且在該有效負載架座沿一第二方向旋轉時自該驅動電機的該部分退繞。
  13. 如請求項12之設備，其中該撓性部件用於傳輸控制信號以驅動所述驅動電機。
  14. 如請求項13之設備，其中該撓性部件將該驅動電機電耦合至該有效負載架座。
  15. 如請求項12之設備，其中該第一支撐部件使該有效負載架座繞一滾動軸、一俯仰軸或一擺動軸旋轉。
  16. 如請求項12之設備，其中該有效負載包括一相機。
  17. 如請求項12之設備，其中該有效負載以可釋放方式耦合至該有效負載架座。
  18. 如請求項12之設備，其中該有效負載架座包括經組態以偵測該有效負載之一空間安置之一偵測模組。
  19. 如請求項12之設備，其中該有效負載電耦合至該有效負載架座。
  20. 如請求項12之設備，其中該撓性部件係一撓性印刷電路、電線或扁平電纜。
  21. 一種用於支撐一有效負載之設備，該設備包括：一有效負載架座，其經組態以機械耦合至該有效負載；一第一支撐部件，其耦合至該有效負載架座，所述第一支撐部件包括設置在所述第一支撐部件遠端部的驅動電機，所述驅動電機經組態以使該有效負載架座相對於該第一支撐部件旋轉；一第二支撐部件，其耦合至該第一支撐部件，所述第二支撐部件包括設置在所述第二支撐部件上的致動單元，所述致動單元經組態以使該第一支撐部件相對於該第二支撐部件旋轉；及一撓性部件，其電耦合該第一支撐部件、該第二支撐部件及該有效負載架座，其中該撓性部件之一第一部分捲繞在該驅動電機的一部分上，且該有效負載架座相對於該第一支撐部件之旋轉致使該撓性部件的該第一部分在該驅動電機的該部分上捲繞或退繞；且其中該撓性部件之一第二部分捲繞在該致動單元的一部分上，且該第一支撐部件相對於該第二支撐部件之旋轉致使該撓性部件的該第二部分在該致動單元的該部分上捲繞或退繞。
  22. 如請求項21之設備，其中該有效負載架座之該近側部分耦合至該第一支撐部件之該遠側部分，且該第一支撐部件之該近側部分耦合至該第二支撐部件之該遠側部分。
  23. 如請求項21之設備，其中該撓性部件用於傳輸控制信號以驅動所述驅動電機。
  24. 如請求項21之設備，其中該撓性部件電耦合該驅動電機、該致動單元及該有效負載架座。
  25. 如請求項21之設備，其中該第一支撐部件使該有效負載繞一第一旋轉軸旋轉且該第二支撐部件使該第一支撐部件繞不同於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸旋轉。
  26. 如請求項21之設備，其中該有效負載包括一相機。
  27. 如請求項21之設備，其中該撓性部件係一撓性印刷電路、電線或扁平電纜。
  28. 如請求項21之設備，其中該有效負載架座包括經組態以偵測該有效負載之一空間安置之一偵測模組。
  29. 如請求項21之設備，其中該有效負載電耦合至該有效負載架座。
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