云台及其应用的无人飞行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种云台及其应用的无人飞行器。云台包括连杆、支撑架、第一直线传动元件和第二直线传动元件，负载连接于连杆上，连杆的第一位置与支撑架铰接，第一直线传动元件和第二直线传动元件分别设置于支撑架上，且分别连接至连杆的第二位置和第三位置，第一直线传动元件沿第一直线方向传动连杆，以使连杆沿第一摆动方向相对支撑架摆动，第二直线传动元件沿与第一直线方向交叉的第二直线方向传动连杆，以使连杆沿与第一摆动方向交叉的第二摆动方向相对支撑架摆动。本实用新型云台结构简单，体积和重量较小，适于对无人机整体重量控制要求严苛的应用环境。
【专利说明】云台及其应用的无人飞行器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及无人飞行器领域，尤其涉及一种云台及其应用的无人飞行器。
【背景技术】
[0002] 无人机具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高等特点，广泛应用于航 拍、检测、搜救、资源勘查等领域。由于无人机本身存在高频振动和低频抖动，需要配置增稳 装置搭载摄像机、负载等来实现稳定拍摄。
[0003] 现有技术中，搭载摄像机或负载的云台的装置较复杂、且通常通过电机驱动摄像 机或负载转动来消除外界抖动，导致云台的重量居高不下，尤其不适合小型摄像机或负载 的应用环境。 实用新型内容
[0004] 本实用新型主要解决的技术问题是提供一种结构简单、质量轻的云台及其应用的 无人飞行器。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种云台，用于搭 载一负载，该云台包括一连杆、一支撑架、一第一直线传动元件和一第二直线传动元件，负 载连接于连杆上，连杆的第一位置与支撑架铰接，第一直线传动元件和第二直线传动元件 分别设置于支撑架上，且分别连接至连杆的第二位置和第三位置，第二位置位于第一位置 与第三位置之间，第一直线传动元件沿第一直线方向传动连杆，以使连杆沿第一摆动方向 相对支撑架摆动，第二直线传动元件沿与第一直线方向垂直的第二直线方向传动连杆，以 使连杆沿与第一摆动方向垂直的第二摆动方向相对支撑架摆动。
[0006] 其中，第一位置、第二位置和第三位置沿直线间隔设置于连杆上。
[0007] 其中，第一位置上设置有第一球头关节，第一球头关节与支撑架铰接。
[0008] 其中，支撑架包括相互固定的支撑主架和支撑副架，支撑主架的一侧凹设有第一 球面凹部，支撑副架的一侧凹设第二球面凹部，第一球面凹部与第二球面凹部配合以接收 第一球头关节。
[0009] 其中，支撑架进一步包括沿第一直线方向设置于支撑主架上的第一滑轨和沿第二 直线方向设置于支撑主架上的第二滑轨，第一直线传动元件滑动设置于第一滑轨上，第二 直线传动元件滑动设置于第二滑轨上。
[0010] 其中，第第一直线传动元件上设置有第一滑行孔，第一滑行孔的宽度方向沿第一 直线方向设置，第一滑行孔的长度方向沿第二直线方向设置，第二直线传动元件上设置有 第二滑行孔，第二滑行孔的宽度方向沿第二直线方向设置，第二滑行孔的长度方向沿第一 直线方向设置，连杆的第二位置和第三位置滑动设置于第一滑行孔和第二滑行孔内，以使 得当第一直线传动元件沿第一直线方向移动时能够带动连杆沿第二滑行孔的长度方向滑 动，且当第二直线传动元件沿第二直线方向移动时能够带动连杆沿第一滑行孔的长度方向 滑动。 toon] 其中，第二位置上设置第二球头关节，第三位置上设置第三球头关节。
[0012] 其中，云台进一步包括负载安装座，负载安装座与连杆连接，负载安装于负载安装 座上。
[0013] 其中，云台进一步包括传感器和控制装置，传感器组装至负载安装座上，用于测量 负载的转动角度或角速度；控制装置根据负载的转动角度或角速度控制第一直线传动元件 和/或第二直线传动元件，以使负载保持预定的转动角度或角速度。
[0014] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种无人飞行 器，该无人飞行器包括如上所述的云台。
[0015] 本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型云台通过连杆在 第一位置、第二位置和第三位置分别与支撑架、第一直线传动元件和第二直线传动元件连 接，设置于支撑架上的第一直线传动元件和第二直线传动元件分别沿第一直线方向和第二 直线方向传动连杆使连杆沿两不同的摆动方向相对支撑架摆动，进而调整连接至连杆上的 负载的转动角度或转动角速度；消除搭载负载的飞行器的外界抖动带来的干扰。本实用 新型云台结构简单、因此，体积和重量较小，适于对无人机整体重量控制要求严苛的应用环 境。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型云台的立体结构图；
[0017] 图2是图1所示云台的立体拆分图。
【具体实施方式】
[0018] 请一并参阅图1和图2,本实用新型实施例提供的云台100,用于搭载一负载7。所 述负载7可以是摄像机、照相机等航拍工具。所述云台100包括一连杆1、一支撑架2、一第 一直线传动元件3、一第二直线传动元件4、一负载安装座5、一传感器6和一控制装置（未 图示）。所述传感器6和控制装置均设置于所述负载安装座5内。
[0019] 所述连杆1在所述连杆1的第一位置11处与所述支撑架2铰接，所述连杆1的第 二位置12处与所述第一直线传动元件3连接，所述连杆1的第三位置13处与所述第二直 线传动元件4连接。所述第一直线传动元件3和第二直线传动元件4分别设置于支撑架2 上。所述第二位置12位于所述第一位置11与所述第三位置13之间。
[0020] 所述第一直线传动元件3沿一第一直线方向X传动所述连杆1，则所述连杆1沿第 一摆动方向相对支撑架2摆动以调整负载7的翻滚角。所述第二直线传动元件4沿与所述 第一直线方向X垂直的第二直线方向Y传动所述连杆1，则所述连杆1沿与第一摆动方向垂 直的第二摆动方向相对支撑架2摆动以调整负载7的俯仰角。
[0021] 以上所述为本实用新型的云台100对所述负载7的转动角度或转动角速度调整的 核心所在，下文将具体描述每一构成元件的具体结构及构成元件之间的具体连接关系。
[0022] 在本实用新型的优选实施例中，所述连杆1是一个轴线呈直线状的构件，所述第 一位置11、第二位置12和第三位置13沿直线间隔设置于所述连杆1上。所述连杆1的一 端垂直连接至负载安装座5的支撑面51a，所述第一位置11靠近负载安装座5设置；所述 第三位置3设置于连杆1的另一端，而所述第二位置12位于第一位置11和第三位置13之 间。
[0023] 所述第一位置11上设置有第一球头关节111，并通过所述第一球头关节111与支 撑架2铰接。当所述负载安装座5晃动的时候或者当第一直线传动元件3或第二直线传动 元件4沿直线传动时，所述连杆1通过所述第一球头关节111绕所述支撑架2转动。所述第 二位置12上设置有一第二球头关节121，所述第三位置13上设置有一第三球头关节131。 所述第一球头关节111、第二球头关节121和第三球头关节131的大小、形状等规格可以相 同亦可以有差异，本实用新型对此不做具体限定。
[0024] 所述负载安装座5包括第一固定板51和第二固定板52。所述第一固定板51与所 述第二固定板52互相垂直，所述负载安装座5呈"T"字型。所述连杆1的一端连接至第一 固定板51的远离第二固定板52的支撑面51a上。所述负载7和传感器6分别设置于第二 固定板52的相对两侧。
[0025] 第一固定板51和第二固定板52的连接方式可以是分别成型后固定连接、亦可以 是一体成型。同样的，所述负载安装座5与连杆1的连接方式亦可以是分别成型后固定连 接或者可以通过一体成型的方式制得。本实用新型对上述结构的成型方式及选用材料均不 做限定。
[0026] 所述支撑架2包括相互固定的一支撑主架21和一支撑副架22。所述支撑主架21 的一侧凹设有第一球面凹部211，而所述支撑副架22的一侧凹设有第二球面凹部221，所述 支撑主架21和支撑副架22分设于第一球头关节111的两侧，且第一球面凹部211和第二 球面凹部221配合将第一球头关节111转动收纳于其间。
[0027] 所述支撑架2进一步包括一第一滑轨212和一第二滑轨213。所述第一滑轨212 与所述第二滑轨213之间相互垂直设置。本实施例中，所述第一滑轨212和所述第二滑轨 213 -体成型形成一个整体，且二者形成的整体设置于所述支撑主架21上；所述第一滑轨 212与所述支撑主架21连接，所述第二滑轨213通过所述第一滑轨212与所述支撑主架21 连接。实际应用中，所述第一滑轨212和所述第二滑轨211也可以与支撑主架21-体成型。
[0028] 所述第一滑轨212沿第一直线方向X延伸设置，所述第二滑轨213沿第二直线方 向Y延伸设置。所述第一直线方向X与所述第二直线方向Y垂直设置。所述第一滑轨212 的顶面低于第二滑轨213的顶面设置。
[0029] 所述第一直线传动元件3滑动设置于第一滑轨212上；具体的，所述第一直线传动 元件3的一端自底面凹设一第一滑行槽301，所述第一滑行槽301的宽度与所述第一滑轨 212的宽度尺寸匹配以使所述第一滑轨212卡入所述第一滑行槽301中，且可在所述第一滑 行槽301内滑动。所述第二直线传动元件4滑动设置于所述第二滑轨213上，具体的；所述 第二直线传动元件4的一端自底面凹设第二滑行槽401，第二滑行槽401的宽度与所述第二 滑轨213的宽度尺寸匹配以使所述第二滑轨213卡入第二滑行槽401中，且可在所述第二 滑行槽401内滑动。
[0030] 为了实现二者与连杆1的连接及传动关系，所述第一直线传动元件3上设置第一 滑行孔31，所述第一滑行孔31的宽度方向沿第一直线方向X设置，其长度方向沿第二直线 方向Y设置，所述连杆1的第二球头关节121设置于所述第一滑行孔31内且与第一滑行孔 31的宽度匹配。第二球头关节121与第一滑行孔31的宽度匹配的含义应当理解为：第二 球头关节121的直径等于或略小于第一滑行孔31的宽度，使得第二球头关节121不仅能够 无障碍组装于第一滑行孔31中且能够实现在第一滑行孔31中的平滑转动。所述第二直线 传动元件4上设置第二滑行孔41，所述第二滑行孔41的宽度方向沿第二直线方向Y设置， 其长度方向沿第一直线方向X设置，所述连杆1的第三球头关节131设置于第二滑行孔41 内且与所述第二滑行孔41的宽度匹配。第三球头关节131与第二滑行孔41的宽度匹配的 含义应当理解为：第三球头关节131的直径等于或略小于第二滑行孔41的宽度，使得第三 球头关节131不仅能够无障碍组装于第二滑行孔41中且能够实现在第二滑行孔41中的平 滑转动。如此设置使得当所述第一直线传动元件3沿第一直线方向X移动时能够带动所述 连杆1沿所述第二滑槽41的长度方向滑动，且当所述第二直线传动元件4沿第二直线方向 Y移动时能够带动所述连杆1沿第一滑行孔31的长度方向滑动。
[0031] 所述第二球头关节121和第三球头关节131的设置使得第一直线传动元件3和第 二直线传动元件4沿直线方向移动时既能带动连杆1分别在第一摆动方向（即调整负载7 的翻滚角）上和在第二摆动方向（即调整负载7的俯仰角）上偏转，且避免连杆1因卡死 而导致的翻转角度过小。
[0032] 所述传感器6用于测量负载7的转动角度或角速度，控制装置根据负载的转动角 度或角速度控制第一直线传动元件3和/或第二直线传动元件4,以使负载7保持预定的转 动角度或角速度。
[0033] 为了实现第一直线传动元件3、第二直线传动元件4的直线运动，本实用新型云台 100进一步包括第一驱动装置（未图示）和第二驱动装置（未图示）。第一驱动装置和第 二驱动装置均可以是体积较小的电机等，二者可以设置于所述支撑架2上，所述控制装置 根据所述负载7的转动角度或角速度驱动第一驱动装置和/或第二驱动装置以使第一直线 传动元件3和/或第二直线传动元件4直线运动，进而确保负载7保持预定的转动角度或 角速度。
[0034] 区别于现有技术，本实用新型云台100通过连杆1在第一位置11、第二位置12和 第三位置13分别与支撑架2、第一直线传动元件3和第二直线传动元件4连接，设置于支撑 架2上的第一直线传动元件3和第二直线传动元件4分别沿第一直线方向X和第二直线方 向Y传动连杆1使所述连杆1沿两不同的摆动方向相对支撑架2摆动，进而调整连接至连 杆1上的负载7的转动角度或转动角速度；消除搭载负载7的飞行器的外界抖动带来的干 扰。本实用新型云台结构简单，体积和重量较小，适于对无人机整体重量控制要求严苛的应 用环境。
[0035] 本实用新型进一步提供一种无人飞行器，该无人飞行器包括上述实施例所述的云 台及负载。
[0036] 以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利 用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种云台，用于搭载一负载，其特征在于，所述云台包括一连杆、一支撑架、一第一直 线传动元件和一第二直线传动元件，所述负载连接于所述连杆上，所述连杆的第一位置与 所述支撑架铰接，所述第一直线传动元件和所述第二直线传动元件分别设置于所述支撑架 上，且分别连接至所述连杆的第二位置和第三位置，所述第二位置位于所述第一位置与所 述第三位置之间，所述第一直线传动元件沿第一直线方向传动所述连杆，以使所述连杆沿 第一摆动方向相对所述支撑架摆动，所述第二直线传动元件沿与所述第一直线方向垂直的 第二直线方向传动所述连杆，以使所述连杆沿与所述第一摆动方向垂直的第二摆动方向相 对所述支撑架摆动。
2. 根据权利要求1所述的云台，其特征在于，所述第一位置、第二位置和第三位置沿直 线间隔设置于所述连杆上。
3. 根据权利要求1所述的云台，其特征在于，所述第一位置上设置有第一球头关节，所 述第一球头关节与所述支撑架铰接。
4. 根据权利要求3所述的云台，其特征在于，所述支撑架包括相互固定的支撑主架和 支撑副架，所述支撑主架的一侧凹设有第一球面凹部，所述支撑副架的一侧凹设第二球面 凹部，所述第一球面凹部与所述第二球面凹部配合以接收所述第一球头关节。
5. 根据权利要求4所述的云台，其特征在于，所述支撑架进一步包括沿所述第一直线 方向设置于所述支撑主架上的第一滑轨和沿所述第二直线方向设置于所述支撑主架上的 第二滑轨，所述第一直线传动元件滑动设置于所述第一滑轨上，所述第二直线传动元件滑 动设置于所述第二滑轨上。
6. 根据权利要求1-5任意一项所述的云台，其特征在于，所述第一直线传动元件上设 置有第一滑行孔，所述第一滑行孔的宽度方向沿所述第一直线方向设置，所述第一滑行孔 的长度方向沿所述第二直线方向设置，所述第二直线传动元件上设置有第二滑行孔，所述 第二滑行孔的宽度方向沿所述第二直线方向设置，所述第二滑行孔的长度方向沿所述第 一直线方向设置，所述连杆的所述第二位置和所述第三位置滑动设置于所述第一滑行孔和 所述第二滑行孔内，以使得当所述第一直线传动元件沿所述第一直线方向移动时能够带动 所述连杆沿所述第二滑行孔的长度方向滑动，且当所述第二直线传动元件沿所述第二直线 方向移动时能够带动所述连杆沿所述第一滑行孔的长度方向滑动。
7. 根据权利要求6所述的云台，其特征在于，所述第二位置上设置第二球头关节，所述 第三位置上设置第三球头关节。
8. 根据权利要求1所述的云台，其特征在于，所述云台进一步包括负载安装座，所述负 载安装座与所述连杆连接，所述负载安装于所述负载安装座上。
9. 根据权利要求1所述的云台，其特征在于，所述云台进一步包括传感器和控制装置， 所述传感器组装至所述负载安装座上，用于测量所述负载的转动角度或角速度；所述控制 装置根据所述负载的转动角度或角速度控制所述第一直线传动元件和/或所述第二直线 传动元件，以使所述负载保持预定的转动角度或角速度。
10. -种无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器包括如权利要求1-9项任意一项所 述的云台。
【文档编号】B64D47/08GK203902844SQ201420115095
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】赵涛 申请人:深圳市大疆创新科技有限公司