云台布线结构及无人机的制作方法

本实用新型涉及云台技术领域，具体而言，涉及云台布线结构及无人机。

背景技术：

目前云台可运用于无人机和手持云台等方面，在云台内部的布线方面，现有技术中，图像数据线与云台控制线分别封装在两个独立的柔性电路软板中，软板外表面设置有粘性胶。在产品装配时，通常是将这两个软板先粘合在一起，然后再将粘合后的软板组合固定在云台内部芯片上，云台控制线的两接线端分别接云台控制器和机身的主控制器，图像数据线两端分别接摄像机和图像处理器，并且云台控制线有由四层FPC贴合而成，图像数据线由两层FPC贴合而成。如此，在小小的云台上，装配难度大，线越多就会导致线发硬，影响云台的电机。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种云台布线结构及无人机，通过改善柔性电路板组的结构以及分布方式，简化云台、摄像机和机身间的线路结构，以达到装配简单的目的，同时还可减小对云台电机的影响。

本实用新型实施例提供一种云台布线结构，包括柔性电路板组，所述柔性电路板组包括依次贴合的第一柔性电路板、第二柔性电路板以及第三柔性电路板，所述第一柔性电路板用于传输传感器控制信号，所述第二柔性电路板用于传输图像处理信号，所述第三柔性电路板用于传输电机控制信号。

优选的，所述第二柔性电路板为双面柔性电路板，所述双面柔性电路板的一面用于传输所述图像处理信号，所述双面柔性电路板的另一面覆盖有网格铜线。

优选的，所述网格铜线用于作为所述图像处理信号的参考地。

优选的，所述云台还包括航向轴、俯仰轴、横滚轴，所述柔性电路板组还包括分层区，所述分层区设置于邻近所述航向轴、所述俯仰轴以及所述横滚轴的位置。

优选的，所述第二柔性电路板还设置有驱动芯片，所述驱动芯片用于保证所述图像处理信号的质量和稳定。

优选的，所述柔性电路板组的长度大于或等于30厘米。

优选的，所述云台布线结构还包括至少一个钢板，至少一个所述钢板与所述柔性电路板组连接，所述钢板用于防止所述柔性电路板组上的电子器件掉落。

优选的，所述云台包括惯性测量单元芯片，所述云台上搭载有摄像机，所述摄像机包括印制电路板，所述印制电路板设置有发热电阻，所述惯性测量单元芯片通过所述发热电阻连接于所述柔性电路板组。

优选的，所述云台包括云台控制板和电机控制板，所述云台控制板与所述第一柔性电路板连接，所述电机控制板与所述第三柔性电路板连接。

本实用新型实施例还提供一种无人机，所述无人机包括云台和机身，所述云台包括云台布线结构，所述云台布线结构包括柔性电路板组，所述柔性电路板组包括依次贴合的第一柔性电路板、第二柔性电路板以及第三柔性电路板，所述第一柔性电路板用于传输传感器控制信号，所述第二柔性电路板用于传输图像处理信号，所述第三柔性电路板用于传输电机控制信号。

与现有技术相比，本实用新型的云台布线结构及无人机，柔性电路板组包括依次贴合的第一柔性电路板、第二柔性电路板以及第三柔性电路板，所述第一柔性电路板用于传输传感器控制信号，所述第二柔性电路板用于传输图像处理信号，所述第三柔性电路板用于传输电机控制信号。通过对柔性电路板组的改进，仅需要进行一次布线即可完成柔性电路板组的装配，减少了装配时间，增加了装配时的可靠性。有效降低了柔性电路板组的厚度，使得柔性电路板组的柔软度更高，减小对云台转动结构的影响。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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为本实用新型较佳实施例提供的无人机的结构框图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的柔性电路板组的结构示意图。

图3为本实用新型较佳实施例提供的网格铜线的结构示意图。

图4为本实用新型较佳实施例提供的无人机的功能模块图。

图标：10-无人机；20-云台；30-机身；100-柔性电路板组；101-第一柔性电路板；102-第二柔性电路板；1021-第一表面；1022-第二表面；103-第三柔性电路板； 201-主控制板；202-云台主控板；203-电机控制板；204-摄像机；205-发热电阻；206-钢板；207-磁编芯片；208-驱动芯片；209-电机；210-IMU芯片；300-网格铜线；301-底线；302-空白区。

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。

请参考图1，是本实用新型较佳实施例提供的无人机10的结构框图。本实用新型提供一种无人机10，包括云台20和机身30，云台20和机身30连接，所述云台20设置有摄像机204。所述机身30包括主控制板201，在无人机10航行中，需要主控制板201和云台20以及摄像机204进行数据传输。所述云台20内设置有云台布线结构，所述云台布线结构包括柔性电路板（Flexible Printed Circuit，FPC）组，所述柔性电路板组100用于将云台20和主控制板201连接，以及将摄像机204和主控制板201连接。

请参考图2，是本实用新型较佳实施例提供的柔性电路板组100的结构示意图。所述柔性电路板组100包括所述柔性电路板组100包括第一柔性电路板101、第二柔性电路板102以及第三柔性电路板103，所述第一柔性电路板101、第二柔性电路板102以及第三柔性电路板103可依次贴合。所述云台20通过所述第一柔性电路板101和所述第三柔性电路板103与所述主控制板201电连接，所述第一柔性电路板101用于传输传感器控制信号以及传输供电信号，所述第三柔性电路板103用于传输电机信号。

所述摄像机204通过所述第二柔性电路板102与所述主控制板201电连接，所述第二柔性电路板102用于传输图像处理信号，本实施例中，所述图像处理信号为移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface ，MIPI）信号。由于摄像机204传输的图像处理信号容易受到干扰，由于第二柔性电路板102处于第一柔性电路板101和第三柔性电路板103之间，通过第二柔性电路板102来传输图像处理信号，能够保证图像处理信号的稳定性。

具体的，所述第二柔性电路板102为双面柔性电路板，双面柔性电路板包括第一表面1021和第二表面1022，所述第一表面1021用于传输所述图像处理信号，所述第二表面1022覆盖有网格铜线300（请参图3）。

本实施中，所述柔性电路板组100的长度大于或等于30厘米，当然在其他具体实施方式中，所述柔性电路板组100的长度还可以为其他，例如15厘米、20厘米等。本实施例中柔性电路板组100内的导电材料采用压延铜。

请参考图3，是本实用新型较佳实施例提供的网格铜线300的结构示意图。所述网格铜线300设置于所述第二表面1022，网格铜线300用于作为图像处理信号的参考地，保证图像处理信号的正常传输。网格铜线300包括底线301和空白区302，所述底线301可以是铜丝，本实施例中，底线301与空白区302的比例为1:4，底线301越少，该第二柔性电路板102越柔软，但是阻抗不一定得到保证，底线301越密，该第二柔性电路板102越硬。将底线301与空白区302的比例设置为1:4，可以满足在保证第二柔性电路板102越柔软的同时还可以保证阻抗匹配。

请参考图4，是本实用新型较佳实施例提供的无人机10的功能模块图。所述云台20包括云台控制板202和电机控制板，所述云台控制板202用于采集传感器信号以及进行运算和输出，所述电机控制板用于控制电机，所述云台控制板202与所述主控制板201之间通过所述第一柔性电路板101连接，所述电机控制板与所述主控制板201之间通过所述第三柔性电路板103连接。

容易理解的是，云台20还包括电机209，所述电机209通过第三柔性电路板103与电机控制板和主控板连接。本实施例中，电机209包括航向轴电机、俯仰轴电机、横滚轴电机，航向轴电机、俯仰轴电机、横滚轴电机分别用于控制云台在航向轴、俯仰轴和横滚轴方向的转动。

一般的，柔性电路板组100在云台20内的分布会影响航向轴、俯仰轴、横滚轴的转动，本实用新型实施例中所述柔性电路板组100还包括分层区，所述分层区设置于邻近所述航向轴、所述俯仰轴以及所述横滚轴的位置。由于分层区中所述第一柔性电路板101、第二柔性电路板102以及第三柔性电路板103没有贴合，如粘贴，可以减少粘胶的厚度，可以大大减少此位置的硬度，可减少对航向轴、所述俯仰轴以及所述横滚轴的影响。可以保证对云台20的航向轴顺滑，俯仰轴的阻尼减小，对横滚的外力影响减小。

本实施例中，所述云台20还包括磁编芯片207，所述磁编芯片207用于检测所述电机209的转动轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字信号输出，所述磁编芯片207通过第一柔性电路板101与主控制板201电连接，优选的，所述磁编芯片207的个数为三个，三个磁编芯片207分别对应航向轴电机、俯仰轴电机和横滚轴电机。

所述云台布线结构还包括至少一个钢板206，至少一个所述钢板206设置于云台20内，至少一个钢板206均粘贴于柔性电路板组100上。钢板206可接地，在柔性线路板组100对应钢板206的位置，设置有地孔或者地铜，可通过地孔或者地铜和钢板接触，使柔性电路板组接地。由于部分电子器件（如所述磁编芯片207）附着于柔性电路板组100上不易焊接，容易掉落。所述钢板206还用于增强所述柔性电路板组100的强度，使焊接在柔性电路板组100上的电子器件更加稳固，可防止所述柔性电路板组100上的电子器件掉落。增加柔性电路板组100的强度，大大增强了部分器件的焊接使用质量、寿命以及稳定性。例如，柔性电路板组100与钢板206粘贴后，在柔性电路板组100远离钢板206的一侧可以焊接磁编芯片207，能使磁编芯片207焊接稳定不易掉落。本实施例中，所述钢板206的厚度为0.2-0.3mm。在图4中，磁编芯片207与钢板206为位置关系，即磁编芯片207通过所述钢板206焊接于柔性电路板组100。

所述第二柔性电路板102与所述主控制板201之间还设置有驱动芯片208，驱动芯片208设置在第二柔性电路板102连接主控制板201的一端，即远离摄像机204的一端。所述驱动芯片208用于保证所述摄像机204向所述主控制板201传输的信号的稳定，即图像处理信号在向主控制板201传输的过程中，先经过所述驱动芯片208的整合，再传输至主控制板201，可保证图像处理信号的质量和稳定。设置所述驱动芯片208，目的在于将网格铜线300的阻抗匹配和图像处理信号时序的整合重发，保证了在柔性电路板组100超过30cm时，该图像处理信号的质量。

云台20包括有性测量单元（Inertial measurement unit， IMU）芯片210，所述摄像机204包括有印制电路板（Printed Circuit Board，PCB），本实施例中，可以将IMU芯片210集成于摄像机204的PCB背板上，再设置发热电阻205，使发热电阻205靠近IMU芯片210。本实施例中，所述发热电阻205与IMU芯片210电连接，如此，当所述IMU芯片210工作时，发热电阻205可以为IMU芯片210进行温度补偿。优选的，所述发热电阻205的个数为两个。

需要提到的是，本实用新型实施例的云台布线结构不仅适用于安装于无人机上的云台，还适用于手持云台等。

综上所述，本实用新型的云台布线结构及无人机，通过改善柔性电路板组的结构以及分布方式，柔性电路板组包括依次贴合的第一柔性电路板、第二柔性电路板以及第三柔性电路板，所述第一柔性电路板用于传输传感器控制信号，所述第二柔性电路板用于传输图像处理信号，所述第三柔性电路板用于传输电机控制信号。通过对柔性电路板组的改进，仅需要进行一次布线即可完成柔性电路板组的装配，减少了装配时间，增加了装配时的可靠性。有效降低了柔性电路板组的厚度，使得柔性电路板组的柔软度更高，减小对云台转动结构的影响。相比于现有技术，将图像数据线与云台控制线的两个FPC线合二为一，简化了装配生产，提高了稳定性。柔性电路板组采用的三层分层方式，也保证信号质量。添加了驱动芯片可稳定摄像机的图像处理信号，保证了长距离传输的输出图像的稳定。

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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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”、“相连”、“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。

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。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。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。