云台、拍摄系统和飞行器的制作方法

本申请实施例涉及一种云台、拍摄系统和飞行器。

背景技术：

云台上可以搭载负载，用于负载的固定，随意调节负载的姿态(例如，改变负载的高度、倾角和/或方向)，或者用于负载稳定保持在确定的姿态上。例如，在负载为拍摄设备时，其搭载在云台上可以实现稳定、流畅且多角度拍摄。

在许多情况下，要求云台运行在恶劣的工作环境下(例如，雨雪天气)，因此，如何提供一种具有防护功能的云台是一项亟待解决的问题。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种云台、拍摄系统和飞行器，能够运行在恶劣的工作环境下。

一方面，提供了一种云台，该云台包括至少一个转轴机构，该转轴机构包括电机，该电机包括转子和定子；该转子带动该云台的负载进行运动；该定子为空心，以形成该电机内的走线通道；该走线通道用于容纳电力传输线和/或信号传输线；其中，该电力传输线用于为该电机供电，和/或为该云台的负载供电；该信号传输线用于传输该电机的通信信号，和/或传输该负载的通信信号。

另一方面，提供了一种拍摄系统，该拍摄系统包括云台和拍摄设备，其中，该云台包括至少一个转轴机构，该转轴机构包括电机，该电机包括转子和定子；该转子带动该拍摄设备进行运动；该定子为空心，以形成该电机内的走线通道；该走线通道用于容纳电力传输线和/或信号传输线；其中，该电力传输线用于为该电机供电，和/或为该云台的拍摄设备供电；该信号传输线用于传输该电机的通信信号，和/或传输该拍摄设备的通信信号。

另一方面，提供了一种飞行器，包括云台，其中，该云台包括至少一个转轴机构，该转轴机构包括电机，该电机包括转子和定子；该转子带动该云台的负载进行运动；该定子为空心，以形成该电机内的走线通道；该走线通道用于容纳电力传输线和/或信号传输线；其中，该电力传输线用于为该电机供电，和/或为该云台的负载供电；该信号传输线用于传输该电机的通信信号，和/或传输该负载的通信信号。

本申请实施例的云台中，转轴机构包括的电机的定子为空心，可以形成电机内的走线通道，从而使得传输线可以在定子内进行走线，而对传输线起到防护作用，使云台可以在恶劣的工作环境下进行工作；并且将定子的空心设置为走线通道，布线简单，以及可以避免传输线扭转所造成的传输线断裂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是根据本申请实施例的云台的整体结构示意性图。

图2是根据本申请实施例的云台的走线方式的示意性图。

图3是根据本申请实施例的云台的部分转轴机构中走线方式的示意性图。

图4是根据本申请实施例的云台的部分立体分解图。

图5是根据本申请实施例的云台的部分立体分解图。

图6是根据本申请实施例的迷宫密封结构的示意性图。

图7是根据本申请实施例的硅胶圈密封结构的示意性图。

图8是根据本申请实施例的硅胶圈密封结构的示意性图。

图9是根据本申请实施例的飞行系统的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。

需要说明的是，本申请实施例中当一组件与另一组件“固定连接”或“连接”，或者，一组件“固定于”另一组件时，它可以直接在另一组件上，或者也可以存在居中的组件。

除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供了一种云台，该云台包括至少一个转轴机构，该转轴机构包括电机，该电机包括转子和定子；该转子带动该云台的负载进行运动。

可选地，转轴机构包括的电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。

可选地，该负载可以是拍摄设备，也可以是其他设备，本申请实施例不做限定。

可选地，转轴机构包括以下中的至少一个：俯仰轴(pitch)机构、横滚轴(roll)机构和偏航轴(yaw)机构。

可选地，本申请实施例提到的转轴机构还包括与该转子连接的支架，该转子通过驱动该支架转动，带动该负载进行运动。

可选地，该云台包括多个转轴机构，多个转轴机构串联连接。可选地，多个转轴机构串联连接可以为以下连接方式：从该云台被固定处开始，每个转轴机构的电机与支架连接，上一个转轴机构的支架与下一个转轴机构的电机连接。

可选地，在本申请实施例中，转轴机构中的转子与支架固定连接，可以是间接固定连接。

可选地，在本申请实施例中，上一个转轴机构的支架与下一个转轴机构的定子相连可以是间接相连。

例如，如图1所示，该云台包括偏航轴机构110、横滚轴机构120和俯仰轴机构130。其中，该偏航轴机构110、横滚轴机构120和俯仰轴机构130依次串联连接。

其中，偏航轴机构110包括电机112和支架114；横滚轴机构120包括电机122和支架124；该俯仰轴机构130包括电机132。

其中，偏航轴机构110可以与飞行器连接，偏航轴机构110的电机112可以与偏航轴机构110的支架114连接，偏航轴机构110的支架114可以与横滚轴机构120的电机122连接，横滚轴机构120的电机122可以与横滚轴机构120的支架124连接，横滚轴机构120的支架124可以与俯仰轴机构130的电机132连接，俯仰轴机构130的电机132可以与负载相连，横滚轴机构120的支架124的一端可以设置有限位轴126，限位轴126可以随着负载一起转动。

在本申请实施例中，有时为了描述的方便，可以将偏航轴机构的电机称为偏航轴电机，偏航轴机构的支架称为偏航轴支架，其他部件或转轴机构类似，不再赘述。

应理解，在本申请实施例中，并非所有的转轴机构都有支架，例如，如图1所示，该俯仰轴机构130包括电机132而不包括支架，该俯仰轴130的电机132可以直接连接于负载，而不需通过支架。

还应理解，图1所示的转轴机构仅仅是示意性图，为了示出云台的整体结构，不应对本申请实施例的云台的具体结构造成限定。例如，未示出偏航轴机构110与飞行器的连接结构，以及未示出俯仰轴机构130与负载的连接结构。

还应理解，虽然图1所示为偏航轴机构110、横滚轴机构120和俯仰轴机构130依次串联连接，但是本申请实施例并不限于此种连接方式，例如，可以是横滚轴机构、俯仰轴机构和偏航轴机构依次串联连接，或者，可以是俯仰轴机构、横滚轴机构和俯仰轴机构依次串联连接，当然还可以是其他串联连接方式，在此不一一列举。

可选地，本申请实施例的支架的具体结构可以根据不同需求来设计。例如，在图1所示的实施例中，横滚轴支架124包括两个折弯壁，其中它们可以直接相连，或通过其他部件相连，以拼凑成U型。

可选地，在本申请实施例中，电机包括的定子可以为空心，用于形成该电机内的走线通道。

可选地，在本申请实施例中，转轴机构包括的支架内也可以设置有走线通道，该支架内的走线通道可以沿该支架的延伸方向延伸，该支架内的走线通道可以为不外漏的或全封闭式的。

可选地，支架内的走线通道可以贯穿整个支架，也可以仅设置在支架的一部分中。

例如，横滚轴支架124的走线通道可以仅设置在横滚轴电机122和俯仰轴机构的电机132之间的支架中。

可选地，在本申请实施例中，支架的侧面具有走线槽，并可以将支架盖与支架可拆卸连接，以密封走线槽，从而形成走线通道。

可选地，在本申请实施例中，也可以直接对支架进行穿孔，以形成走线通道。

可选地，在本申请实施例中，转轴机构的支架内的走线通道与该转轴机构的定子内的走线通道相连通。

可选地，在本申请实施例中，多个转轴机构中的走线通道相连通。

具体地，上一个转轴机构的支架中的走线通道与下一个转轴机构的电机中的走线通道相连通。

例如，在本申请实施例中，该云台包括第一转轴机构、第二转轴机构和第三转轴机构，该第一转轴机构包括第一电机和第一支架，该第二转轴机构包括第二电机和第二支架，该第三转轴机构包括第三电机；其中，该第一电机的定子与飞行器固定连接，该第一电机的转子与该第一支架固定连接；该第一支架与该第二电机的定子固定连接，该第二电机的转子与该第二支架固定连接；该第二支架与该第三电机的定子固定连接；该第三电机的转子与该负载固定连接。其中，该第一电机的定子中的走线通道与该第一支架中的走线通道相连通；该第一支架中的走线通道与该第二电机的定子中的走线通道相连通；该第二电机的定子中的走线通道与该第二支架中的走线通道相连通；该第二支架中的走线通道与该第三电机的定子中的走线通道相连通。

为了便于理解，以下将结合图2-5描述根据本申请实施例的云台的具体结构和走线方式。

其中，图2是云台的总体走线图，图3是横滚轴和俯仰轴处的走线图。图3是图2的A-A方向的剖面。图2和图3中的较粗的虚线170是传输线，虚线表达含义仅仅是为了与周边线条进行区分，不应对本申请实施例构成限定。图4和图5是云台的部分立体分解图。

例如，如图2-5所示，偏航轴机构的电机112中的转子112a套设在定子112b中，定子112b是空心的，定子112b可以与连接装置113固定连接，连接装置113可以设置线路板及转接插孔，该线路板用于连接传输线，该转接插孔可以用于与飞行器连接，该连接装置113可以固定到飞行器上。电机112的转子112a可以连接于壳体115，并带动壳体115的转动，壳体115可以与偏航轴支架114相连，并可以带动该支架的转动。该支架114可以与横滚轴机构处的壳体121连接，横滚轴电机中的定子122b可以与该壳体121相连，横滚轴电机的转子122a可以套设在定子122b上，并且置于壳体121内，后盖123可以与壳体121盖合。横滚轴电机122中的转子122a与横滚轴支架124相连，转子122a可以带动横滚轴支架124的运动。横滚轴支架124与俯仰轴电机132中的壳体131相连，壳体131可以与俯仰轴电机中的定子132b相连，俯仰轴电机132中的转子132a套设在定子132b上，转子132a与负载150相连。

其中，偏航轴机构的电机中的定子112b、横滚轴机构的电机的定子122b以及俯仰轴机构的电机的定子132b均为空心，从而形成走线通道。

各个转轴机构的支架偏航轴的支架主体可以开设有槽，支架盖可以盖在支架主体上，从而使得该支架中形成走线通道。

例如，偏航轴的支架主体114a可以开设有槽，支架盖114b可以盖在支架主体114a上，从而使得该支架中形成走线通道。

再例如，偏航轴的支架主体124a可以开设有槽，支架盖124b可以盖在支架主体124a上，从而使得该支架中形成走线通道。

其中，在外壳与定子连接时，可以具有间隙，使得定子的走线通道可以与支架的走线通道相连通。

其中，偏航轴机构110中电机112的定子112b中的走线通道可以与偏航轴110中的支架114中的走线通道相连通，偏航轴支架114中的走线通道可以与横滚轴机构120中电机122中的定子122b中的走线通道相连通，定子122b中的走线通道可以与横滚轴机构120中的支架124中的走线通道相连通，横滚轴机构120中的支架124中的走线通道与俯仰轴机构130中的电机的定子132b的走线通道相连通。

则相应地，传输线可以从电机112中的定子112b中的走线通道穿过支架114中的走线通道，并进一步穿过电机122中的定子122b的走线通道，然后穿过支架124中的走线通道，并进一步穿过电机132中的定子132b的走线通道。

可选地，该走线通道用于容纳电力传输线和/或信号传输线；其中，该电力传输线用于为该电机供电，和/或为该云台的负载供电；该信号传输线用于传输该电机的通信信号，和/或传输该负载的通信信号。

可选地，该走线通道用于穿过同轴线，具体地，可以为同轴线组成的排线。当然，该走线通道可以穿过其他类型的传输线，本申请在此不做具体限定。

可选地，在本申请实施例中，传输线可以容纳在走线通道内并贴附在走线通道的壁上，例如，可以贴附在定子的内壁上，以及贴附在支架的内壁中。当然，传输线也可以不贴附在内壁上，仅仅是容纳与走线通道内。

可选地，在本申请实施例中，为了避免转轴机构在转动过程中所造成的传输线的断裂，走线通道内的传输线可以在走线通道内成卷曲状。其中，卷曲的长度可以根据转轴转动的幅度和半径设定。

可选地，该云台还包括线路板，该线路板用于连接云台中的传输线。

可选地，该云台还设置有第一线路板，该第一线路板用于连接第一电力传输线和/或第一信号传输线；其中，该第一电力传输线用于为该第一电机和该第二电机供电；该第一信号传输线用于传输该第一电机和该第二电机的通信信号。

可选地，该第一线路板设置于该第二电机的远离该负载的侧面。可选地，该第一线路板可拆卸地安装在该第二电机的远离该负载的侧面。该第一线路板可选地为PCB板。

例如，在横滚轴电机的定子122b和转子122a，与后盖123之间具有线路板140。其中，该线路板140可以用于为偏航轴电机供电，和/或传输俯仰轴电机的通信信号，和/或为横滚轴电机供电，和/或传输横滚轴电机的通信信号。

可选地，该云台还设置有第二线路板，该第二线路板用于连接第二电力传输线和/或第二信号传输线；其中，该第二电力传输线用于为该第三电机和该负载供电；该第二信号传输线用于传输该第三电机的通信信号和该负载的通信信号。

可选地，该第二线路板设置于该负载的与该第三电机相对的侧面。

例如，在负载150的与该俯仰轴电机相对的侧面设置有线路板160，其中，该线路板160可以为俯仰轴电机供电，和/或传输俯仰轴电机的通信信号，和/或为俯仰轴电机供电，和/或传输俯仰轴电机的通信信号。其中，传输线从俯仰轴电机中的定子132b穿过时，可以从负载150的一侧绕到另一侧，以连接到线路板160。

以上已经描述了可以在云台的内部设置走线通道，从而可以对云台中的传输线起到防护作用，而使云台可以在恶劣的工作环境下进行工作。

然而，本申请实施例并不限于此，本申请实施例还可以有其他手段起到对云台的防护作用，这些手段可以与上文示出的手段结合使用，或单独使用。

可选地，在本申请实施例中，云台的旋转处通过迷宫密封的方式进行密封。

图3所示的俯仰轴机构处的6a处的放大图可以如图6所示。从图6中可以看出，旋转处可以采用迷宫密封结构，其中，图6中所示的迷宫密封结构中的缝隙180的宽度为0.5mm，但本申请实施例并不限于此，例如，迷宫密封结构中的缝隙的宽度可以为0.2-0.7mm。

可选地，在本申请实施例中，可以采用硅胶圈的方式对非旋转接触进行密封。

例如，如图7和图8所示，可以在拍摄设备的上盖152上开设凹槽153，并在该凹槽153中填充硅胶，并盖合在拍摄设备的主体上，当然，也可以在拍摄设备主体上开设有槽，并填充硅胶，并将上盖盖合在该拍摄设备的主体上。其中，图7是硅胶圈安装的俯视图，图8是硅胶圈的剖面图。

可选地，为了实现更好的密封效果，可以在云台的旋转处增加旋转防水圈，以实现密封，其中，增大的阻力可以通过配套电机扭力克服。

可选地，该云台中设置的至少一个线路板涂覆有防水漆，从而可以进一步地增加防水。

因此，本申请实施例的云台中，转轴机构包括的电机的定子为空心，可以形成电机内的走线通道，从而使得传输线可以在定子内进行走线，而对传输线起到防护作用，使云台可以在恶劣的工作环境下进行工作；并且将定子的空心设置为走线通道，布线简单，以及可以避免传输线扭转所造成的传输线断裂。

并且进一步地，转轴机构支架内设有走线通道，可以进一步对传输线起到防护作用。并且，支架内的走线通道与定子中的走线通道相连通，可以进一步避免由于转轴机构的旋转所带来的传输线扭转，从而避免传输线断裂。

并且在本申请实施例，可以通过在云台的旋转处进行迷宫密封或旋转防水圈的方式进行密封，或采用硅胶圈的方式对非旋转接触进行密封，或在线路板上涂覆防护漆，均可以对云台起到防护作用，使云台可以在恶劣的工作环境下进行工作。

可选地，该云台可以携带拍摄设备，在本申请实施例中，可以将具有拍摄设备和云台的系统统称为拍摄系统。

可选地，该云台用于连接于飞行器。该飞行器可以为无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)。

为了更加清楚地理飞行器，以下将结合图9所示的飞行系统描述飞行器在飞行过程中所起到的作用，以及所交互的对象。本实施例以旋翼飞行器为例进行说明。

飞行系统可以包括UAV200、显示设备300和操纵设备400。其中，UAV200可以包括飞行控制系统210、动力系统220、云台230、负载240和机架250。UAV 200可以与操纵设备300和显示设备400进行无线通信。

机架250可以包括机身和脚架(也称为起落架)。机身可以包括中心架以及与中心架连接的一个或多个机臂，一个或多个机臂呈辐射状从中心架延伸出。脚架与机身连接，用于在UAV 200着陆时起支撑作用。

动力系统220可以包括电子调速器(简称为电调)223、一个或多个螺旋桨221以及与一个或多个螺旋桨221相对应的一个或多个电机222，其中电机222连接在电子调速器223与螺旋桨221之间，电机222和螺旋桨221设置在对应的机臂上；电子调速器223用于接收飞行控制系统210产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机222，以控制电机222的转速。电机222用于驱动螺旋桨旋转，从而为UAV 200的飞行提供动力，该动力使得UAV 200能够实现一个或多个自由度的运动。应理解，电机222可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机222可以是无刷电机，也可以有刷电机。

飞行控制系统210可以包括飞行控制器211和传感系统212。传感系统212用于测量UAV的姿态信息。传感系统212例如可以包括陀螺仪、电子罗盘、IMU(惯性测量单元，Inertial Measurement Unit)、视觉传感器、GPS(全球定位系统，Global Positioning System)和气压计等传感器中的至少一种。飞行控制器211用于控制UAV 200的飞行，例如，可以根据传感系统212测量的姿态信息控制UAV 200的飞行。

云台230可以用来承载负载240。其中，负载240可以为拍摄设备(例如，照机、摄像机等)。

显示设备300位于飞行系统的地面端，可以通过无线方式与UAV 200进行通信，并且可以用于显示UAV 200的姿态信息。另外，当负载240为拍摄设备时，还可以在显示设备300上显示拍摄设备拍摄的图像。应理解，显示设备300可以是独立的设备，也可以设置在操纵设备400中。

操纵设备400位于无人飞行系统的地面端，可以通过无线方式与UAV 200进行通信，用于对UAV 200进行远程操纵。操纵设备例如可以是遥控器或者安装有控制UAV的APP(应用程序，Application)的终端设备，例如，智能手机、平板电脑等。本申请的实施例中，通过操纵设备接收用户的输入，可以指通过遥控器上的拔轮、按钮、按键、摇杆等输入装置或者终端设备上的用户界面(UI)对UAV进行操控。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。