WO2017084471A1 - 双臂云台 - Google Patents

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Abstract

一种双臂云台,包括一支撑座(10)、两支撑臂(30)和两安装座(50),其中,支撑座(10)组装于云台座(20)上,支撑座(10)内组装有第一电机,两支撑臂(30)组装于支撑座(10)上,每一支撑臂(30)的上端与支撑座(10)内的第一电机的第一电机转子(42)一体连接,进而带动支撑臂(30)围绕所述支撑座(10)旋转,两安装座(50)分别固定安装在支撑臂(30)的下端,两安装座(50)之间通过转轴安装有用于拍摄的摄像装置(60)。摄像装置(60)通过两支撑臂(30)支撑,即形成双臂支撑的结构,使摄像装置(60)与支撑臂(30)之间的间隙和变形都不会被放大,同时因力矩相对是悬臂的一半,故而传递到摄像装置(即载荷处)上的变形很小,从而使摄像装置(60)在两支撑臂(30)之间刚性转动。

Description

双臂云台 技术领域
本申请涉及云台领域,尤其涉及一种双臂云台。
背景技术
云台作为安装、固定摄像机等电器设备的支撑设备安装于承载件上,其广泛应用于摄影、照相、监控等领域。在无人机技术应用领域,通常将云台固定在作为承载件的无人机的机身上,并通过云台搭载用于航拍的拍摄设备(比如照相机和摄像机),以获取特定类型的环境信息(例如遥感图像)。
通常情况下,现有市面上云台均为挂载式悬臂设计,虽然其可以满足360度旋转,但由于其特有的悬臂梁结构,会导致悬臂的横滚轴发生变形、刚度损耗,进而导致承载处刚性不足。加之该变形传到载荷处是一个放大的过程,进而使悬臂两端轴承的间隙被放大,从而影响控制精度和执行速度,也造成控制难度增加。
发明内容
为此,本申请要解决的技术问题在于克服现有技术的云台因采用悬臂结构带来的刚性不足的技术缺陷,从而提供一种刚性好的双臂云台。
为了实现上述目的,本申请提供一种双臂云台,包括:
一支撑座,组装于云台座上,支撑座内组装有第一电机;
两支撑臂,组装于支撑座上,每一支撑臂的上端与支撑座内的第一电机的第一电机转子一体连接,进而带动支撑臂围绕支撑座旋转;
两安装座,分别固定安装在支撑臂的下端,两安装座之间通过转轴安装有用于拍摄的摄像装置。
可选地,支撑座通过一支撑架组装于云台座上,支撑架与云台座活动连接,支撑座可在云台座上转动。
可选地,两支撑臂关于第一电机转子的轴线对称设置。
可选地,支撑臂围绕支撑座旋转的角度为±40°之间。
可选地,两安装座中至少其中一个安装座内安装有一个第二电机,第二电机转子形成转轴,并与摄像装置的外壳一体连接。
可选地,两安装座相对设置,每一安装座内分别组装有一个第二电机,每一第二电机的电机轴位于同一轴向上,每一第二电机转子与摄像装置的外壳一体连接,进而带动摄像装置在安装座之间俯仰偏转。
可选地,每一第二电机转子的转动速度相同,第二电机转子的旋转角度可达360°。
可选地,两安装座相对设置,其中一个安装座内组装有一个第二电机,另一个安装座内相对于第二电机的电机轴同轴设置有一个旋转孔;第二电机转子与摄像装置的外壳一体连接,摄像装置上安装有一副转轴,副转轴插设于旋转孔内,且可活动地在旋转孔内旋转。
可选地,第二电机转子的旋转角度可达360°,摄像装置的副转轴在旋转孔内可360°旋转。
为了实现上述目的,本申请还提供一种飞行器,包括机身主体和连接至机身主体的云台,云台为上述任一项的双臂云台。
本申请实施例提供的双臂云台以及飞行器具有如下优点:
1.本申请提供的双臂云台,支撑臂围绕支撑座旋转,摄像装置通过转轴在两安装座之间可活动的俯仰偏转,摄像装置通过两支撑臂支撑,即形成双臂支撑的结构,进而使摄像装置与支撑臂之间的间隙和变形都不会被放大,同时因力矩相对是悬臂的一半,故而传递到摄像装置(即载荷处)上的变形很小,从而使摄像装置在两支撑臂之间刚性转动,进而也带来了提高旋转精度、控制精度以及云台稳定性的效果。
2.本申请提供的双臂云台,支撑座通过一支撑架活动组装于云台座上,支撑座可在云台座上转动,使双臂云台为三自由度的云台结构,提高了双臂云台动作的灵活性,从而实现了全方位多角度拍摄的效果。
3.本申请提供的双臂云台,两支撑臂关于第一电机转子的轴线对称设置,进而使第一电机转子不易发生变形,保证了两支撑臂旋转的稳定性。
4.本申请提供的双臂云台,每一安装座内分别组装有位于同一轴向上的第二电机,每一第二电机转子与摄像装置的外壳一体连接,进而保证了摄像装置俯仰偏转的稳定性。
5.本申请提供的双臂云台,其中一个安装座内组装有一个第二电机,另一个安装座内设置有旋转孔,第二电机转子与摄像装置的外壳一体连接,摄像装置上安装有一插设于旋转孔内的副转轴,因旋转孔与第二电机的电机轴同轴,进而保证了摄像装置俯仰偏转的稳定性,同时因采用一边一体连接,另一边活动插设的方式,故而是摄像装置 组装更为简单、方便。
6.本申请提供的飞行器,由于具有上述双臂云台,因此具有上述任一项的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案,下面根据本申请的具体实施例并结合附图,对申请作进一步详细说明。
图1为本申请双臂云台的一种实施方式的立体图。
图2为图1所示双臂云台的去除云台座和支撑架的立体图。
图3为图2所示双臂云台沿Ⅲ-Ⅲ剖切的纵剖视图。
图4为图1所示双臂云台去除云台座后双臂围绕支撑座旋转一定角度的示意图。
图5为图1所示双臂云台去除云台座后双臂围绕支撑座旋转另一角度的示意图。
图6为图1所示双臂云台去除云台座后摄像装备偏转一定角度的仰角的示意图。
图7为图1所示双臂云台去除云台座后摄像装备偏转一定角度的俯角的示意图。
图中各附图标记说明如下。
10-支撑座;20-云台座;30-支撑臂;41-第一电机定子;
42-第一电机转子;50-安装座;51-旋转孔;60-摄像装置;
61-副转轴;70-支撑架;81-第二电机转子;82-第二电机定子。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”应做广义理解,例如,可以是可拆卸安装,也可以固定安装。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
请参阅图1至图3,本实施例提供的双臂云台,适用于承载件上,比如用在无人机上的无人机云台,或者手持式云台等,对此不作限制。包括:
一支撑座10,组装于云台座20上,所述支撑座10内组装有第一电机,所述第一电机的第一电机定子41固定在所述支撑座10上;
两支撑臂30,组装于所述支撑座10上,每一所述支撑臂30的上端与所述支撑座10内的所述第一电机的第一电机转子42一体连接,进而带动所述支撑臂30围绕所述支撑座10旋转;
两安装座50,分别固定安装在所述支撑臂30的下端,两所述安装座50之间通过转轴(图中未标示)安装有用于拍摄的摄像装置60,所述摄像装置60在两所述安装座50之间可活动的俯仰偏转。
支撑臂30的上端和下端分别是支撑臂30的一端和另一端,支撑臂30的上端是指靠近支撑座10的一端,支撑臂30的下端是指远离支撑座10的一端。
双臂云台可通过云台座20与无人机或手持设备连接。作为示例而非限定,云台座20可以是减震设备或卡扣装置。
上述双臂云台的支撑臂30围绕支撑座10旋转,摄像装置60通过转轴在两安装座50之间可活动的俯仰偏转,摄像装置60通过两支撑臂30支撑,即形成双臂支撑的结构,进而使摄像装置60与支撑臂30之间的间隙和变形都不会被放大,同时因力矩相对是悬臂的一半,故而传递到摄像装置60(即载荷处)上的变形很小,从而使摄像装置60在两支撑臂30之间刚性转动,进而也带来了提高旋转精度、控制精度以及云台稳定性的效果。
作为优选的实施方式,所述第一电机为无刷马达直驱电机。
作为优选的实施方式,如图1所示,所述支撑座10通过一支撑 架70组装于所述云台座20上,所述支撑架70与所述云台座20活动连接,所述支撑座10可在所述云台座20上转动。使所述双臂云台为三自由度的云台结构,提高了双臂云台动作的灵活性,从而实现了全方位多角度拍摄的效果。
作为其中一种实施方式,双臂云台还包括第三电机。第三电机的定子与云台座20固定连接,第三电机的转子与支撑架70的一端固定连接,支撑架70的另一端与支撑座20固定连接。具体地,支撑架70的另一端可以与支撑座20中第一电机的定子固定连接。
作为优选的实施方式,如图2所示,两所述支撑臂30关于所述第一电机转子42的轴线对称设置,进而使第一电机转子42不易发生变形,保证了两支撑臂30旋转的稳定性。
作为优选的实施方式,所述支撑臂30围绕所述支撑座10旋转的角度为±40°之间。如图4所示,支撑臂30围绕所述支撑座10旋转的角度为36°。如图5所示,支撑臂30围绕所述支撑座10旋转的角度为-36°,除此之外,所述支撑臂30围绕支撑座10旋转还可以为±25°、±30°。
如图2和图3所示,两所述安装座50中至少其中一个所述安装座50内安装有一个第二电机,所述第二电机转子81形成所述转轴,并与所述摄像装置60的外壳一体连接。所谓一体连接,可以是第二电机转子81与摄像装置60的外壳固定连接。
在第一种实施方式中,两安装座50相对设置,每一安装座50内分别组装有一个所述第二电机,每一第二电机的电机轴位于同一轴向 上,每一第二电机转子81与摄像装置60的外壳一体连接,每一第二电机定子82固定在所述安装座50内,进而带动摄像装置60在安装座50之间俯仰偏转。由于每一所述安装座50内分别组装有位于同一轴向上的第二电机,每一第二电机转子81与摄像装置60的外壳一体连接,进而保证了摄像装置60俯仰偏转的稳定性。
作为优选的实施方式,每一所述第二电机转子81的转动速度相同,所述第二电机转子81的旋转角度可达360°,即所述摄像装置60可做整周偏转。
在第二种实施方式中,如图3所示,两安装座50相对设置,其中一个安装座50内组装有一个所述第二电机,第二电机转子81与摄像装置60的外壳固定连接;另一个安装座50与摄像装置60通过副转轴61活动连接。具体地,另一个安装座50内相对于第二电机的电机轴同轴设置有一个旋转孔51,摄像装置60上安装有一副转轴61,副转轴61插设于旋转孔51内,且可活动地在所述旋转孔51内旋转。
因旋转孔51与所述第二电机的电机轴同轴,进而保证了摄像装置60俯仰偏转的稳定性,同时因采用一边一体连接,另一边活动插设的方式,故而是摄像装置60组装更为简单、方便。
作为优选的实施方式,所述第二电机转子81的旋转角度可达360°,即所述摄像装置60可做整周偏转,同时,所述摄像装置60的副转轴61在所述旋转孔51内可360°旋转。
作为优选的实施方式,如图6所示,摄像装置60偏转的仰角为50°。如图7所示,摄像装置60偏转的俯角为120°。除此之外, 摄像装置60偏转的仰角还可以为30°、40°、60°和70°;摄像装置60偏转的俯角还可以为60°、70°、80°、90°、100°和110°。
实施例2
本实施例提供一种飞行器(图未示),包括机身主体和连接至所述机身主体的云台,所述云台为上述实施例1中记载的任一种双臂云台。
该飞行器由于采用了实施例1中记载的任一种双臂云台,因此该飞行器具备该双臂云台所具备的任一项优点。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (15)

  1. 一种双臂云台,其特征在于,包括:
    一支撑座(10),所述支撑座(10)内组装有第一电机;
    两支撑臂(30),组装于所述支撑座(10)上,每一所述支撑臂(30)的一端与所述第一电机的第一电机转子(42)一体连接;
    两安装座(50),分别固定安装在所述支撑臂(30)的另一端,两所述安装座(50)之间安装有用于拍摄的摄像装置(60)。
  2. 根据权利要求1所述的双臂云台,其特征在于,还包括支撑架(70);
    所述支撑座(10)通过支撑架(70)组装于云台座(20)上,所述支撑架(70)与所述云台座(20)活动连接,所述支撑座(10)可在所述云台座(20)上转动。
  3. 根据权利要求2所述的双臂云台,其特征在于,还包括第三电机;
    所述第三电机的定子与云台座(20)固定连接,所述第三电机的转子与支撑架(70)的一端固定连接,支撑架(70)的另一端与所述第一电机的定子固定连接。
  4. 根据权利要求1-3中任一所述的双臂云台,其特征在于,两所述支撑臂(30)关于所述第一电机转子(42)的轴线对称设置。
  5. 根据权利要求1-4中任一所述的双臂云台,其特征在于,所述支撑臂(30)围绕所述支撑座(10)旋转的角度为±40°之间。
  6. 根据权利要求1-5中任一所述的双臂云台,其特征在于,两所述安装座(50)中至少其中一个所述安装座(50)内安装有一个第二电机,所述第二电机转子(81)与所述摄像装置(60)的外壳一体 连接。
  7. 根据权利要求6所述的双臂云台,其特征在于,两所述安装座(50)相对设置,每一所述安装座(50)内分别组装有一个所述第二电机,每一所述第二电机的电机轴位于同一轴向上,每一第二电机转子(81)与所述摄像装置(60)的外壳一体连接。
  8. 根据权利要求7所述的双臂云台,其特征在于,每一所述第二电机转子(81)的转动速度相同。
  9. 根据权利要求7或8所述的双臂云台,其特征在于,所述第二电机转子(81)的旋转角度可达360°。
  10. 根据权利要求6所述的双臂云台,其特征在于,两所述安装座(50)相对设置,其中一个所述安装座(50)内组装有一个所述第二电机,所述第二电机的第二电机转子(81)与摄像装置(60)固定连接。
  11. 根据权利要求10所述的双臂云台,其特征在于,另一个安装座(50)与摄像装置(60)通过副转轴活动连接。
  12. 根据权利要求11所述的双臂云台,其特征在于,另一个所述安装座(50)内相对于所述第二电机的电机轴同轴设置有一个旋转孔(51);所述第二电机转子(81)与所述摄像装置(60)的外壳一体连接,所述摄像装置(60)上安装有一副转轴(61),所述副转轴(61)插设于所述旋转孔(51)内,且可活动地在所述旋转孔(51)内旋转。
  13. 根据权利要求10-12中任一所述的双臂云台,其特征在于,所述第二电机转子(81)的旋转角度可达360°。
  14. 根据权利要求12所述的双臂云台,其特征在于,所述摄像装置(60)的副转轴(61)在所述旋转孔(51)内可360°旋转。
  15. 一种飞行器,包括机身主体和连接至所述机身主体的云台,其特征在于:所述云台为权利要求1-14中任一项所述的双臂云台。
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