云台及采用该云台的电子设备的制作方法

本实用新型涉及电子设备领域，具体而言，涉及一种云台及采用该云台的电子设备。

背景技术：

现有云台中，调整俯仰镜头角度可使用舵机作为驱动动力，采用电位器作为输入传感器，舵机转动的位置一变，电位器阻值会跟着变化，通过控制电路读取该电阻值的大小，就能根据阻值适当调整电机的速度和方向，使电机向指定角度旋转。但是这种镜头驱动方式具有响应速度较慢、角度调整精度较低的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种云台，其能够提高镜头角度调整响应速度及角度调整精度。

本实用新型的另一目的在于提供一种采用该云台的电子设备，其能够提高镜头角度调整响应速度及角度调整精度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种云台，用于装载镜头模组，所述云台包括云台固定架、驱动装置、减速机构及惯性测量单元；所述云台固定架与所述减速机构连接，所述减速机构与所述惯性测量单元连接并用于与所述镜头模组连接，所述驱动装置与所述减速机构连接，并用于驱动所述减速机构转动以带动所述镜头模组和所述惯性测量单元相对所述云台固定架同步转动，所述惯性测量单元用于检测所述镜头模组的转动角度。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述减速机构包括箱体，所述惯性测量单元固定于所述箱体，所述箱体用于与所述镜头模组连接，所述驱动装置与所述箱体固定连接，用于带动所述箱体以及固定于所述箱体的所述镜头模组和所述惯性测量单元转动。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述减速机构还包括减速齿轮组及输出轴；所述输出轴与所述云台固定架固定连接，所述输出轴与所述减速齿轮组固定连接，所述减速齿轮组容纳于所述箱体内，所述箱体可相对于所述减速齿轮组及所述输出轴转动；所述驱动装置包括中心轴与绕设于所述中心轴的外壳，所述中心轴可相对于所述外壳转动，所述中心轴与所述减速齿轮组配合，以带动所述减速齿轮组转动，所述外壳与所述箱体固定连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述云台固定架包括架体、第一支臂及第二支臂；所述第一支臂和所述第二支臂相对设置于所述架体两端，所述减速机构位于所述第一支臂和所述第二支臂之间，所述输出轴远离所述减速齿轮组的一端与所述第一支臂固定连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述第一支臂设置有限位孔，所述输出轴与所述限位孔配合。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述箱体设置有凸起，所述第二支臂安装有轴承，所述凸起与所述轴承配合。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述云台还包括转接板，所述惯性测量单元通过所述转接板固定于所述减速机构。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述驱动装置为空心杯马达。

一种电子设备，包括机体、镜头模组及云台，所述云台用于装载镜头模组，所述云台包括云台固定架、驱动装置、减速机构及惯性测量单元；所述云台固定架与所述机体连接，所述减速机构与所述镜头模组固定连接，所述云台固定架与所述减速机构连接，所述减速机构可与所述惯性测量单元同步运动，所述驱动装置与所述减速机构连接，用于驱动所述减速机构转动以带动所述镜头模组和所述惯性测量单元相对所述云台固定架转动，所述惯性测量单元用于检测所述镜头模组的转动角度。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述镜头模组包括镜头和镜头固定架，所述镜头固定架与所述减速机构连接，所述镜头安装于所述镜头固定架。

本实用新型实施例提供的云台及采用该云台的电子设备的有益效果是：本实用新型实施例提供的云台在工作时，驱动装置驱动减速机构转动，减速机构带动镜头模组和惯性测量单元相对所述云台固定架转动，从而使惯性测量单元实时监测镜头模组的转动角度，本实用新型去除了现有云台的舵机中使用的响应速度慢、检测精度较低的电位器而将响应速度快、检测精度较高的惯性测量单元设置于减速机构并用于检测镜头模组的旋转角度，进而大大提高了镜头角度调整响应速度和角度调整的精度，同时也兼顾了减速机构的扭力大的优点；另外，相较于电位器，惯性测量单元的体积较小，从而更有利于云台向小型化和轻量化的方向发展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的云台的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的云台的分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的云台的惯性测量单元的安装结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的云台的云台固定架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的云台的减速机构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的云台的驱动装置的结构示意图；

图7为图2中的镜头模组的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的云台的转接板的结构示意图。

图标：10-云台；100-云台固定架；110-架体；130-第一支臂；131-限位孔；150-第二支臂；151-轴承；200-减速机构；210-箱体；211-第一壳体；213-第二壳体；2131-凸起；2133-安装孔；230-减速齿轮组；250-输出轴；251-限位台阶；300-驱动装置；311-外壳；313-中心轴；400-惯性测量单元；500-云台控制板；600-转接板；700-压持件；20-镜头模组；810-镜头；830-镜头固定架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种电子设备（图未示），该电子设备包括机体（图未示）、镜头模组20及云台10。机体与云台10连接，镜头模组20可转动地装载于云台10。机体上设置有核心板（图未示），核心板与云台10连接，以控制云台10动作，以带动镜头模组20转动。该电子设备由于采用了该云台10，从而具有驱动扭力大，镜头模组20的角度调整响应速度快及角度调整精度高的优点，同时也有利于电子设备向小型化发展。

可以理解的是，本实施例中的云台10，不仅可以应用于无人机，也可以应用于其他电子设备中，例如手持相机、摄像机、监控器等。

请参阅图2和图3，该云台10包括云台固定架100、减速机构200、驱动装置300、惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）400及云台控制板500。

其中，该云台固定架100与减速机构200连接。减速机构200可与惯性测量单元400和镜头模组20连接。驱动装置300与减速机构200连接，并用于驱动减速机构200转动以带动镜头模组20和惯性测量单元400相对云台固定架100同步转动。惯性测量单元400与核心板电连接，惯性测量单元400用于检测镜头模组20的转动角度，并将镜头模组20的转动角度信息反馈给核心板。云台控制板500分别与核心板及驱动装置300电连接，用于接收核心板发出的调整指令，并向驱动装置300发出驱动指令，以控制驱动装置300的转动方向及旋转速度。本实施例中，采用云台控制板500直接作为驱动装置300的控制板，进一步提高响应速度，提高角度调整精度。

可以理解的是，云台10也可以不设置云台控制板500，可以将云台控制板500设置于机体上，云台10的驱动装置300与云台控制板500电连接即可。

请参阅图4，本实施例中，该云台固定架100大致呈U形结构，其包括架体110、第一支臂130及第二支臂150。第一支臂130和第二支臂150相对设置于架体110两端且连接于架体110的同一侧面。减速机构200安装于第一支臂130和第二支臂150之间。

其中，该架体110大致呈板状结构，其用于安装云台控制板500。本实施例中，云台控制板500安装于架体110远离第一支臂130和第二支臂150的一侧面上。

第一支臂130用于与减速机构200连接。本实施例中，第一支臂130的一端与架体110的一侧连接，作为优选，第一支臂130与架体110的一侧为一体成型，当然两者也可以采用其他连接方式，例如通过连接件连接。第一支臂130的另一端大致垂直地向着远离架体110的方向延伸。第一支臂130设置有限位孔131，该限位孔131用于与减速机构200配合。可以理解，限位孔131可以是腰孔、方形孔或矩形孔等，其形状并不作具体限定，只要能够起到限位作用即可。

第二支臂150用于与减速机构200连接。本实施例中，第二支臂150的一端与架体110远离第一支臂130的一侧连接，作为优选，第二支臂150的一端与架体110通过螺丝连接，这样方便装配与拆卸，当然两者也可以采用其他连接方式。第二支臂150的另一端大致垂直地向着远离架体110的方向延伸。第二支臂150安装有轴承151，该轴承151用于与减速机构200配合。

另外，请参阅图5，减速机构200包括箱体210、减速齿轮组230及输出轴250。

惯性测量单元400和镜头模组20可固定于箱体210，从而实现与箱体210同步运动，驱动装置300与箱体210固定连接，用于带动箱体210转动。箱体210可相对于减速齿轮组230及输出轴250转动。驱动装置300通过减速齿轮组230与输出轴250连接。

应当理解，箱体210可与惯性测量单元400同步运动，既可以是惯性测量单元400连接于一电路板上，该电路板与箱体210固定连接；也可以是惯性测量单元400连接于另一电路板上，该电路板通过传动装置与箱体210保持同步运动。只要实现箱体210与惯性测量单元400同步运动即可。

本实施例中，箱体210包括第一壳体211和第二壳体213，第一壳体211与第二壳体213连接并形成一容置腔（图未标），用于容纳减速齿轮组230。作为优选，第一壳体211与第二壳体213通过螺丝连接。第一壳体211设置有一通孔（图未示），供输出轴250穿过。箱体210设置有凸起2131，凸起2131与第二支臂150上的轴承151配合，以减小箱体210转动时产生的摩擦阻力。本实施例中，该凸起2131设置于第二壳体213上，并且优选为圆柱形。另外，第二壳体213上设置有安装孔2133，用于安装驱动装置300。

减速齿轮组230容纳于箱体210的容置腔内，用于分别与驱动装置300及输出轴250配合，以增大驱动装置300的输出扭力。本实施例中，减速齿轮组230为多个齿轮配合组成，减速齿轮组230的输入齿轮与驱动装置300配合，输入齿轮通过多个中间传动齿轮将动力传递至减速齿轮组230的输出齿轮，输出齿轮与输出轴250一体成型。

输出轴250与减速齿轮组230固定连接，输出轴250部分容纳于箱体210内，其一端从箱体210伸出，并与云台固定架100固定连接。本实施例中，输出轴250从第一壳体211的通孔穿出，其远离减速齿轮组230的一端具有相对设置的两个限位台阶251，用于与第一支臂130的限位孔131配合，以将输出轴250与第一支臂130固定连接，从而使输出轴250固定。

本实施例中，输出轴250有二百多级的减速比，该减速比要考虑扭力增加的大小以及响应速度的要求，可以扩展到一百级至五百级的减速比，驱动装置300的转速大致为60000转/分至10000转/分，优选为85000转/分，驱动装置300的扭力经过多级放大之后，到了输出轴250时放大之后的扭力能够满足云台10工作需要。

请参阅图6，驱动装置300包括中心轴313与绕设于中心轴313的外壳311。中心轴313可相对于外壳311转动，中心轴313与减速齿轮组230配合，以带动减速齿轮组230转动。外壳311与箱体210固定连接，可带动箱体210转动。本实施例中，外壳311容纳于第二壳体213的安装孔2133内，外壳311与第二壳体213为紧配，可以通过涂硅胶固定。中心轴313上的齿轮与减速齿轮组230的输入齿轮啮合。

本实施例中，驱动装置300优选为空心杯马达，其体积小、重量轻、驱动精度高、响应速度快，能够更加利于电子设备的小型化发展。当然，驱动装置300也可以是其他类型的马达，例如有刷马达、无刷马达等，只要能够驱动减速机构200即可。

另外，请参阅图7，镜头模组20包括镜头810和镜头固定架830。镜头810安装于镜头固定架830。镜头固定架830与减速机构200固定连接。本实施例中，镜头固定架830与箱体210固定连接，形成一个整体结构。

请参阅图8，本实施例中，该云台10还可以包括转接板600，惯性测量单元400通过转接板600固定于减速机构200，并通过转接板600与核心板电连接。转接板600分别与镜头810及核心板电连接，以将镜头810数据和惯性测量单元400检测数据传输至核心板。作为优选，转接板600分别与镜头810和核心板均通过极细同轴线电连接，当然也可以采用其他类型的导线连接，例如FPC线。

应当理解，转接板600的设置位置并不作具体限制，其能够将镜头810数据和惯性测量单元400检测数据传输至核心板即可。

另外，本实施例中，该云台10还可以包括压持件700，该压持件700可拆卸地连接于转接板600，以将镜头810及核心板与转接板600之间连接的极细同轴线压持于转接板600和压持件700之间，从而防止极细同轴线脱落。

本实施例提供的云台10的装配过程如下：将减速齿轮组230容纳于箱体210内，使输出轴250的一端从第一壳体211上的通孔伸出。将驱动装置300的外壳311固定安装于第二壳体213的安装孔2133内，使驱动装置300的中心轴313与减速齿轮组230配合。将第一壳体211和第二壳体213固定连接。将镜头810固定于镜头固定架830，然后将镜头固定架830和转接板600分别与箱体210固定连接。将镜头810与转接板600、转接板600与核心板分别电连接，并将压持件700与转接板600固定连接，从而使镜头模组20、减速机构200、驱动装置300、转接板600及压持件700形成一个整体结构。将输出轴250伸出箱体210的一端与第一支臂130上的限位孔131配合，再将第二支臂150通过螺丝固定于架体110，并且使第二壳体213上的凸起2131与第二支臂150上的轴承151配合。将云台控制板500安装于云台固定架100上，并将驱动装置300和核心板分别与云台控制板500电连接。

本实施例提供的云台10及电子设备的工作过程如下：

核心板通过云台控制板500向驱动装置300发出驱动指令，驱动装置300的中心轴313转动，带动减速齿轮组230，由于输出轴250固定于云台固定架100，其无法转动，因此，中心轴313转动时，使驱动装置300的外壳311旋转，并带动箱体210相对输出轴250转动，箱体210带动镜头模组20转动。

镜头模组20在转动过程中，惯性测量单元400实时监测镜头模组20的转动角度，并将镜头810角度信息反馈给核心板。核心板根据惯性测量单元400反馈的信息，向云台控制板500发出调整指令，云台控制板500接收该调整指令并向驱动装置300发出驱动指令，控制驱动装置300的转动方向及旋转速度，从而调整镜头模组20的转动角度，实现根据用户需求实时调整镜头模组20的转动角度。

综上所述，本实用新型实施例提供的云台10及采用该云台10的电子设备由于采用驱动装置300驱动减速机构200，驱动扭力较大，云台10体积较小，云台10的重量较轻，有利于电子设备的小型化发展；并且采用惯性测量单元400实时监测镜头模组20的转动角度，替代了现有技术中采用电位器来检测镜头模组20的转动角度的方式，提高了镜头810角度调整响应速度及角度调整精度，另外，相较于电位器，惯性测量单元400的体积较小，从而更有利于云台10向小型化和轻量化的方向发展。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。