專利名稱：一種云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組及飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于云臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說，涉及一種可連續(xù)軸向旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，本發(fā)明還涉及一種運(yùn)用該云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組的飛行器。
背景技術(shù)：
云臺(tái)是安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備，云臺(tái)適用于對(duì)大范圍區(qū)域進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。云臺(tái)的高速姿態(tài)一般是由電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，電機(jī)接受來自控制器的信號(hào)精確地運(yùn)行定位。在控制信號(hào)的作用下，云臺(tái)上的攝像機(jī)既可自動(dòng)掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在工作人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對(duì)象。云臺(tái)還可應(yīng)用于載人飛行器、無人飛行器、輪船、機(jī)器人等領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)中云臺(tái)滑環(huán)轉(zhuǎn)子的出線部分無法安裝軸承，使得滑環(huán)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行極為不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在滑環(huán)轉(zhuǎn)子的出線部分安裝軸承，使得滑環(huán)轉(zhuǎn)子運(yùn)行穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，包括固裝在外殼中的滑環(huán)定子，以及固裝在轉(zhuǎn)軸上并與滑環(huán)定子配合的滑環(huán)轉(zhuǎn)子，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)子的端頭設(shè)有引線，所述外殼上位于滑環(huán)轉(zhuǎn)子引線的一側(cè)還設(shè)有第一軸承，所述軸承的內(nèi)圈固裝有一引線穿出裝置，所述引線穿出裝置包括供轉(zhuǎn)軸穿出的內(nèi)腔，所述引線穿出裝置的側(cè)壁還設(shè)有多個(gè)供引線穿出的引線槽。優(yōu)選的是，所述引線槽位于引線穿出裝置外側(cè)的側(cè)壁。優(yōu)選的是，所述引線槽位于引線穿出裝置內(nèi)腔的側(cè)壁。優(yōu)選的是，所述外殼包括端蓋，所述第一軸承的外圈和該端蓋上設(shè)置的通孔過盈配合。優(yōu)選的是，所述引線穿出裝置的端頭設(shè)有用于和第一軸承端面配合的一圈徑向凸起。本發(fā)明還提供了一種飛行器，其包含上述的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組。優(yōu)選的是，該飛行器還包括云臺(tái)鏡頭的變焦模塊，包括成像設(shè)備中的鏡頭，還包括驅(qū)動(dòng)鏡頭上變焦環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。更加優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括固裝在支架上的執(zhí)行電機(jī)，以及將執(zhí)行電機(jī)扭矩傳遞給變焦環(huán)的皮帶。進(jìn)一步優(yōu)選的是，還設(shè)有用于限制變焦環(huán)正、反轉(zhuǎn)的限位裝置；所述限位裝置包括固裝與皮帶上的限位塊，以及固裝在支架上的用于和限位塊配合的限位凸起。 更進(jìn)一步的是，所述限位塊的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，順次固裝在皮帶上，為分別限制變焦環(huán)正、反轉(zhuǎn)的第一限位塊、第二限位塊，所述支架上的限位凸起為分別和第一、第二限位塊配合的第一限位凸起、第二限位凸起；所述第一限位塊、第二限位塊以及第一限位凸起、第二限位凸起分別為相應(yīng)電配合的第一限位器、第二限位器以及第一限位開關(guān)、第二限位開關(guān)。本發(fā)明的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過在與第一軸承內(nèi)圈過配合的引線穿出裝置上設(shè)置引線槽，滑環(huán)轉(zhuǎn)子在隨轉(zhuǎn)軸、引線穿出裝置的同步轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，滑環(huán)轉(zhuǎn)子上的引線也和引線穿出裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)引線連續(xù)360°的不纏繞，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能安裝軸承的問題，使得轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行更加穩(wěn)定。


圖1示出了本發(fā)明飛行器云臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了本發(fā)明云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組的爆炸圖。圖3、圖4示出了本發(fā)明云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組的剖視圖。圖5示出了圖2中引線穿出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6示出了圖1中第一支架、第二支架、云臺(tái)鏡頭之間的裝配示意圖。圖7示出了本發(fā)明飛行器中變焦模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8示出了圖7的主視圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案、取得的技術(shù)效果易于理解，下面結(jié)合具體的附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。本發(fā)明云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組所運(yùn)用的一種飛行器，其包括X軸(俯仰軸)、Y軸(橫滾軸)、Z軸(旋轉(zhuǎn)軸)轉(zhuǎn)動(dòng)件，基于圖1所示的方向，還包括分別用于驅(qū)動(dòng)X軸、Y軸、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)件的X軸電機(jī)5、Y軸電機(jī)7、Z軸電機(jī)8。參考圖1、圖2,還包括用于裝配成像設(shè)備I的第一支架6，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)成像設(shè)備I和鏡頭2之間的配合關(guān)系，可以將該成像設(shè)備I理解為包括但不限于相機(jī)、攝像機(jī)、探頭等用于攝影、照相或檢測(cè)領(lǐng)域的成像裝置。例如單反級(jí)別的5D2與5D3或RED電影攝影機(jī)。裝配有成像設(shè)備I的第一支架6通過X軸轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第二支架4，該第二支架4的結(jié)構(gòu)優(yōu)選呈U形，包括平行設(shè)置的兩根支架板41，以及連接兩根支架板41同一方向端頭的連接板40，第一支架6的兩側(cè)分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接與兩根支架板41的自由端頭。從而使得第一支架6在X軸轉(zhuǎn)動(dòng)件的支持下轉(zhuǎn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)成像設(shè)備的俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)。第二支架4的連接板40通過Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)連接與第三支架80，從而使得第二支架4可在Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)件的支持下轉(zhuǎn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)成像設(shè)備的橫滾轉(zhuǎn)動(dòng)。第三支架80通過Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第四支架81，從而使得第三支架80可在Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)件的支撐下轉(zhuǎn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)成像設(shè)備的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。上述三軸轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有的技術(shù)，在此對(duì)其詳細(xì)結(jié)構(gòu)不再贅述。第四支架81用于固裝在飛行器上，其優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為呈X形，其四個(gè)角均設(shè)有固裝孔810，可將整個(gè)支架穩(wěn)固地安裝在飛行器上。本發(fā)明飛行器中X軸(俯仰軸)、Υ軸(橫滾軸)、Ζ軸(旋轉(zhuǎn)軸)轉(zhuǎn)動(dòng)件應(yīng)用的一種云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，參考圖2、圖3、圖4，包括固裝在外殼51中的滑環(huán)定子58，以及固裝在轉(zhuǎn)軸53上并與滑環(huán)定子58配合的滑環(huán)轉(zhuǎn)子54，轉(zhuǎn)軸53的兩個(gè)自由端分別通過第一軸承56和第二軸承52裝配在外殼51中，使得轉(zhuǎn)軸可在該外殼51中轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)軸53上相應(yīng)的位置開有徑向的環(huán)形槽，該滑環(huán)轉(zhuǎn)子54裝配在該環(huán)形槽中，滑環(huán)轉(zhuǎn)子54和滑環(huán)定子58之間的配合屬于現(xiàn)有的技術(shù)，其主要的作用是把滑環(huán)定子58上的電信號(hào)傳遞至滑環(huán)轉(zhuǎn)子54上，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)子54的端頭設(shè)有用于將電信號(hào)引出的引線541，以圖2、圖3、圖4所示的方向?yàn)閰⒖迹撘€需要從第一軸承56中引出，在第一軸承56的內(nèi)圈可通過過盈配合等本領(lǐng)域所熟知的方式固裝一引線穿出裝置55，使得該引線穿出裝置55可順著第一軸承56的內(nèi)圈同步轉(zhuǎn)動(dòng)。參考圖5，該引線穿出裝置55整體呈中空的圓柱體，其包括供轉(zhuǎn)軸53穿出的內(nèi)腔551，使得轉(zhuǎn)軸53與引線穿出裝置55同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所述引線穿出裝置55的側(cè)上設(shè)有多個(gè)供引線541穿出的引線槽552。通過上述結(jié)構(gòu)的配合，滑環(huán)轉(zhuǎn)子54在隨轉(zhuǎn)軸53、引線穿出裝置55的同步轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，滑環(huán)轉(zhuǎn)子54上的引線541也和引線穿出裝置55同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)引線連續(xù)360°的不纏繞，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能安裝軸承的問題。優(yōu)選的是，鑒于滑環(huán)轉(zhuǎn)子54、引線541、轉(zhuǎn)軸53、引線穿出裝置55均是同步轉(zhuǎn)動(dòng)，故該引線槽552可設(shè)置在引線穿出裝置55外側(cè)的側(cè)壁；亦可設(shè)置在引線穿出裝置內(nèi)腔551的側(cè)壁，根據(jù)需要設(shè)計(jì)引線槽552的數(shù)量，本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例，設(shè)計(jì)了三條引線槽552，平均地分布在引線穿出裝置內(nèi)腔551的圓周方向上。本發(fā)明的外殼可以包括一端蓋57,上述第一軸承56的外圈和該端蓋57上設(shè)置的通孔過盈配合，從而實(shí)現(xiàn)裝配上的便捷。為了使本發(fā)明的引線穿出裝置55和第一軸承56穩(wěn)固地配合，所述 引線穿出裝置55的端頭設(shè)有用于和第一軸承56端面配合的一圈徑向凸起550，參考圖5。以X軸轉(zhuǎn)動(dòng)件為例，參考圖3、圖4，轉(zhuǎn)軸53的端頭設(shè)有軸向的安裝孔531，還設(shè)有和安裝孔531貫通的徑向孔532，通過該安裝孔531和徑向孔532將X軸電機(jī)5的輸出軸50和轉(zhuǎn)軸53固定起來，以便X軸電機(jī)5驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)。參考圖6、圖7、圖8，本發(fā)明飛行器的云臺(tái)鏡頭2，其上面的變焦環(huán)上配合有驅(qū)動(dòng)裝置，以驅(qū)動(dòng)該變焦環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)云臺(tái)鏡頭2的變焦，從而改善拍攝的質(zhì)量，亦可在地面通過遙控器控制云臺(tái)鏡頭2的變焦。鑒于云臺(tái)鏡頭2自身的形狀，該驅(qū)動(dòng)裝置包括固裝在第一支架6上的執(zhí)行電機(jī)3，以及將執(zhí)行電機(jī)3扭矩傳遞給變焦環(huán)的扭矩傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置可以為齒輪、螺桿、皮帶、鏈條等本領(lǐng)域所熟知的扭矩傳功工具。本發(fā)明以皮帶傳動(dòng)進(jìn)行詳盡的說明，如下:第一支架6上的執(zhí)行電機(jī)3和云臺(tái)鏡頭2平行設(shè)置，執(zhí)行電機(jī)3的輸出軸端固裝一轉(zhuǎn)動(dòng)輪31，皮帶32套在云臺(tái)鏡頭2的變焦環(huán)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪31上，從而將執(zhí)行電機(jī)3的扭矩傳遞給變焦環(huán)?？刂茍?zhí)行電機(jī)3即可控制變焦環(huán)的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了云臺(tái)鏡頭2的變焦。本發(fā)明的皮帶32優(yōu)選為齒形帶；當(dāng)然，為了保護(hù)變焦環(huán)以及增加皮帶3與變焦環(huán)之間的摩擦力，可在變焦環(huán)上套有一可以由塑膠材料制成的護(hù)套21。為了防止云臺(tái)鏡頭2上變焦環(huán)的過度轉(zhuǎn)動(dòng)，還可以設(shè)置用于防止變焦環(huán)過度正、反轉(zhuǎn)的限位裝置。其可以運(yùn)用機(jī)械領(lǐng)域所熟知的限位結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選的限位裝置包括固裝與皮帶32上的限位塊，以及固裝在第一支架6上的用于和限位塊配合的限位凸起。這樣，當(dāng)隨著皮帶32轉(zhuǎn)動(dòng)的限位塊可與第一支架6上的限位凸起配合,防止皮帶32繼續(xù)順著該方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，優(yōu)選的是在皮帶32上依次設(shè)置兩個(gè)限位塊，分別為第一限位塊34、第二限位塊33，相應(yīng)地，在第一支架6上設(shè)置了第一限位凸起35、第二限位凸起36，配合關(guān)系如下:以圖7、圖8所示的方向?yàn)閰⒖迹谄鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)變焦環(huán)變焦的過程中，在其相應(yīng)的位置，隨著皮帶32轉(zhuǎn)動(dòng)的第一限位塊34與第一限位凸起35配合在一起，從而阻止皮帶32繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；在皮帶32順時(shí)針驅(qū)動(dòng)變焦環(huán)變焦的過程中，隨著皮帶32轉(zhuǎn)動(dòng)的第二限位塊33可與第二限位凸起36配合在一起，從而阻止皮帶32繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣通過兩套限位裝置，即可實(shí)現(xiàn)變焦環(huán)的正、反轉(zhuǎn)動(dòng)限位。當(dāng)然，本發(fā)明的限位塊可以是一個(gè)，分別可與第一限位凸起35、第二限位凸起36配合，實(shí)現(xiàn)變焦環(huán)的正、反轉(zhuǎn)動(dòng)限位。上述限位裝置是機(jī)械式的限位結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的限位裝置可以是電配合，上述第一限位塊34、第二限位塊33為第一限位器、第二限位器，第一限位凸起35、第二限位凸起36分別為第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，其電配合關(guān)系如下:在皮帶32逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)變焦環(huán)變焦的過程中，在其相應(yīng)的位置，隨著皮帶32轉(zhuǎn)動(dòng)的第一限位器與第一限位開關(guān)配合，即導(dǎo)通第一限位開關(guān)，從而控制執(zhí)行電機(jī)3停止順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，以阻止皮帶32繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；在皮帶32順時(shí)針驅(qū)動(dòng)變焦環(huán)變焦的過程中，隨著皮帶32轉(zhuǎn)動(dòng)的第二限位器可與第二限位開關(guān)配合，即導(dǎo)通第二限位開關(guān)，從而控制執(zhí)行電機(jī)3停止順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，以阻止皮帶32繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的變焦模塊不止可以應(yīng)用到飛行器上，還可應(yīng)用到汽車、輪船、機(jī)器人或手持設(shè)備上。本發(fā)明已通過優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了詳盡的說明。然而，通過對(duì)前文的研讀，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對(duì)各實(shí)施方式的變化和增加是顯而易見的。申請(qǐng)人的意圖是所有這些變化和增加都落在了本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍中。相似的編號(hào)通篇指代相似的元件。為清晰起見，在附圖中可能有將某些線、層、元件、部件或特征放大的情況。本文中使用的術(shù)語僅為對(duì)具體的實(shí)施例加以說明，其并非意在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)均與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的理解 相同。
權(quán)利要求
1.一種云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，包括固裝在外殼中的滑環(huán)定子，以及固裝在轉(zhuǎn)軸上并與滑環(huán)定子配合的滑環(huán)轉(zhuǎn)子，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)子的端頭設(shè)有引線，其特征在于:所述外殼上位于滑環(huán)轉(zhuǎn)子引線的一側(cè)還設(shè)有軸承，所述軸承的內(nèi)圈固裝有一引線穿出裝置，所述引線穿出裝置包括供轉(zhuǎn)軸穿出的內(nèi)腔，所述引線穿出裝置的側(cè)壁還設(shè)有多個(gè)供引線穿出的引線槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其特征在于:所述引線槽位于引線穿出裝置外側(cè)的側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其特征在于:所述引線槽位于引線穿出裝置內(nèi)腔的側(cè)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其特征在于:所述外殼包括端蓋，所述軸承的外圈和該端蓋上設(shè)置的通孔過盈配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其特征在于:所述引線穿出裝置的端頭設(shè)有用于和軸承端面配合的一圈徑向凸起。
6.一種飛行器，其包含如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的飛行器，其特征在于:還包括云臺(tái)鏡頭的變焦模塊，包括成像設(shè)備中的鏡頭，還包括驅(qū)動(dòng)鏡頭上變焦環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的飛行器，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)裝置包括固裝在支架上的執(zhí)行電機(jī)，以及將執(zhí)行電機(jī)扭矩傳遞給變焦環(huán)的皮帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的飛行器，其特征在于:還設(shè)有用于限制變焦環(huán)正、反轉(zhuǎn)的限位裝置；所述限位裝置包括固裝與皮帶上的限位塊，以及固裝在支架上的用于和限位塊配合的限位凸起。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器，其特征在于:所述限位塊的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，順次固裝在皮帶上，為分別限制變焦環(huán)正、反轉(zhuǎn)的第一限位塊、第二限位塊，所述支架上的限位凸起為分別和第一、第二限位塊配合的第一限位凸起、第二限位凸起；所述第一限位塊、第二限位塊以及第一限位凸起、第二限位凸起分別為相應(yīng)電配合的第一限位器、第二限位器以及第一限位開關(guān)、第二限位開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組及飛行器，包括固裝在外殼中的滑環(huán)定子，以及固裝在轉(zhuǎn)軸上并與滑環(huán)定子配合的滑環(huán)轉(zhuǎn)子，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)子的端頭設(shè)有引線，所述外殼上位于滑環(huán)轉(zhuǎn)子引線的一側(cè)還設(shè)有第一軸承，所述軸承的內(nèi)圈固裝有一引線穿出裝置，所述引線穿出裝置包括供轉(zhuǎn)軸穿出的內(nèi)腔，所述引線穿出裝置的側(cè)壁還設(shè)有多個(gè)供引線穿出的引線槽。本發(fā)明的云臺(tái)驅(qū)動(dòng)模組，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過在與第一軸承內(nèi)圈過配合的引線穿出裝置上設(shè)置引線槽，滑環(huán)轉(zhuǎn)子在隨轉(zhuǎn)軸、引線穿出裝置的同步轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，滑環(huán)轉(zhuǎn)子上的引線也和引線穿出裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)引線連續(xù)360°的不纏繞，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能安裝軸承的問題，使得轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B64D47/08GK103213687SQ20131013874
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者楊建軍, 孫宏濤 申請(qǐng)人:零度智控(北京)智能科技有限公司