本发明涉及一种云台及具有该云台的无人机。
背景技术：
无人机飞行器通常包括用于搭载拍摄器的增稳云台，增稳云台常见的减震方式是在云台上方用减震球来隔振，可以对高频的振动有效的衰减。
但现有的无人机，由于被挂载的云台的重心相距减震球布局形心的距离较远，无人机平移时的水平振动会引起云台绕重心转动而产生振动的耦合，带来很大的外部干扰，对云台的控制效果有严重的不良影响。
技术实现要素：
本发明提供一种云台及具有该云台的无人机。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种云台，包括拍摄器、用于承载所述拍摄器的支架组件、与所述支架组件连接的连接组件以及装设于所述连接组件的多个减震球，所述云台通过所述减震球与一无人机的机身连接，所述多个减震球的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球的几何中心所构成的几何形状的形心靠近所述云台的重心或与所述云台的重心重合。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种无人机，包括机身和连接于所述机身的云台，所述云台包括拍摄器、用于承载所述拍摄器的支架组件、与所述支架组件连接的连接组件以及装设于所述连接组件的多个减震球，所述云台通过所述减震球与一无人机的机身连接，所述多个减震球的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球的几何中心所构成的几何形状的形心靠近所述云台的重心或与所述云台的重心重合；所述机身设有与所述连接组件相适配的安装部，所述连接组件安装于所述安装部。
本发明的云台，将多个减震球布局为多个减震球的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球的几何中心所构成的几何形状的形心靠近所述云台的重心或与所述云台的重心重合，减少了多个减震球的几何中心所构成的几何形状的形心相距云台的重心的距离，可以更好地减小当无人机存在平移方向的振动时引起的云台绕重心的转动振动，进而提高减震球的隔振效果。当无人机晃动时，可以减小云台的晃动，避免云台与无人机机身的其他结构件发生碰撞，从而提高对云台的增稳控制效果。
本发明的无人机，将云台的多个减震球布局为多个减震球的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球的几何中心所构成的几何形状的形心靠近所述云台的重心或与所述云台的重心重合，减少了多个减震球的几何中心所构成的几何形状的形心相距云台的重心的距离，可以更好地减小当无人机存在平移方向的振动时引起的云台绕重心的转动振动，进而提高减震球的隔振效果。当无人机晃动时，可以减小云台的晃动，避免云台与无人机机身的其他结构件发生碰撞，从而提高对云台的增稳控制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的一种无人机的结构示意图。
图2是本发明一实施例示出的一种云台的立体示意图。
图3是图2所示的云台的侧视图。
图4是图2所示的云台的俯视图。
图5和图6是本发明一实施例示出的一种云台的减震球的布局示意图。
图7是本发明一实施例示出的另一种云台的立体示意图。
图8是图7所示的云台的侧视图。
图9是图7所示的云台的俯视图。
图10是本发明一实施例示出的又一种云台的立体示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
参见图1所示，是一种现有的无人机的结构示意图。该无人机包括机身90和云台91，云台91和机身90之间设置有多个减震球92。由于被挂载的云台91的重心93位于多个减震球92所构成的几何形状的形心94的下方，并且两者之间的距离s较远，无人机平移时的水平振动会引起云台91绕重心转动而产生振动的耦合，带来很大的外部干扰，对云台91的控制效果有严重的不良影响。
为此，本发明提供一种云台及具有该云台的无人机，以解决上述问题。下面结合附图，对本发明的云台及具有该云台的无人机进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图2至图4所示，本发明实施例提供一种云台100，包括拍摄器401、用于承载所述拍摄器401的支架组件40、与所述支架组件40连接的连接组件10以及装设于所述连接组件10的多个减震球20。所述云台100通过所述减震球20与所述无人机的机身(未图示)连接。在本实施例中，减震球20由硅胶橡胶等软质材料加工而成，可以对高频的振动有效的衰减。
所述多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300(可以理解为是该几何形状30的几何中心)靠近所述云台100的重心400或与所述云台100的重心400重合，减少了多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300相距云台100的重心400的距离，可以更好地减小当无人机存在平移方向的振动时引起的云台100绕重心400的转动振动，进而提高减震球20的隔振效果。当无人机晃动时，可以减小云台100的晃动，避免云台100与无人机机身的其他结构件发生碰撞，从而提高对云台100的增稳控制效果。
参见图5和图6所示，所述云台100的多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，并且多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与所述云台100的重心400之间的距离d小于一距离最大值d，所述距离最大值d为所述云台100的重心400与所述多个减震球20的几何中心所在的各水平面之间的距离中的最大值。在图5和图6所示的例子中，所述距离最大值d均为所述云台100的重心400与位于左上方的减震球20的几何中心所在的水平面之间的距离。因此，本发明的云台100的多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与云台100的重心400之间的距离d，相比于图1所示的现有技术中多个减震球92所构成的几何形状的形心94与云台91的重心93之间的距离s一定是减小的，可以使减震球20达到更好的隔振和增稳效果。
在图5所示的例子中，多个减震球20均位于云台100的重心400所在的水平面的上方。在图6所示的例子中，多个减震球20中的一部分减震球20位于云台100的重心400所在的水平面的上方，另一部分减震球20位于云台100的重心400所在的水平面的下方。因此，图5所示的例子中多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向的倾斜角度，相比图6所示的例子中多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向的倾斜角度要小，但两者均能达到使得多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300靠近云台100的重心400或与云台100的重心400重合的效果。多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300相距云台100的重心400的距离越近，减震及增稳的效果越好。
进一步地，所述多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与所述云台100的重心400之间的距离d为多个减震球20中相距最远的两个减震球20的几何中心的连线距离的20％以内。在本实施例中个，多个减震球20中相距最远的两个减震球20的几何中心的连线距离的范围是0～250mm，那么多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与云台100的重心400之间的距离d的范围就是0～50mm。在最优选的情况下，多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与云台100的重心400重合，即多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与云台100的重心400之间的距离是零，这样当无人机存在平移方向的振动时不会引起云台100绕重心400的转动振动，可以消除无人机平移时产生的平动振动传递到云台100后耦合呈转动振动，能够进一步提高减震球20的隔振效果。
在一可选的实施方式中，所述多个减震球20中的一部分减震球20设置于所述云台100的重心400所在的水平面的上方，另一部分减震球20设置于所述云台100的重心400所在的水平面的下方，即相当于是图6所示的例子。可以使所述多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300与所述云台100的重心400之间的距离更近，从而达到更好的减震及增稳的效果。
进一步地，所述连接组件10包括设置于所述支架组件40顶部的主体部110、自所述主体部110沿水平方向向前(如图3中x方向所示)延伸的第一臂120以及自所述主体部110沿竖直方向向下(如图3中y方向所示)延伸的第二臂130。所述多个减震球20中的一部分减震球20设置于所述第一臂120上，另一部分减震球20设置于所述第二臂130上，以保证所述多个减震球20中的一部分减震球20设置于所述云台100的重心400所在的水平面的上方，另一部分减震球20设置于所述云台100的重心400所在的水平面的下方。可选地，所述支架组件40包括沿水平方向设置的前部和后部。所述主体部110设置于所述支架组件40的后部，使第一臂120设置在支架组件40的顶部，第二臂130设置在支架组件40的后部。一方面可以使连接组件10和支架组件40之间的连接更加稳固。另一方面，可以使第一臂120和第二臂130较为贴合地设置在支架组件40的周侧，优化了支架组件40沿高度方向的空间，从而使云台100达到外观平整和节省空间的效果。
下面结合附图及具体实施例，介绍减震球20的两种布置方式及连接组件10在该布置方式下相应的结构。需要说明的是，减震球20的布置方式及连接组件10的结构并不仅限于以下两种，而是可以根据实际需要进行相应的变换，只要能够满足所述多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300靠近所述云台100的重心400或与所述云台100的重心400重合的要求即可。
(1)减震球20的第一种布置方式及连接组件10相应的结构形式：参见图2至图4所示，所述主体部110通过紧固件50(图2中所示为螺钉)连接于所述支架组件40的后部。所述第一臂120的数量为一个，为自所述主体部110的中心位置沿水平方向(如图3中x方向所示)向前延伸而成，第一臂120在图2中所示为设置在支架组件40的顶部。所述第二臂130的数量为两个，分别为自所述主体部110的两侧沿竖直方向(如图3中y方向所示)向下延伸而成，两个第二臂130在图2中所示为并排设置在支架组件40的后部。所述多个减震球20的数量为至少三个，所述第一臂120上设有至少一个减震球20，两个所述第二臂130上均设有至少一个减震球20。
也就是说，在本实施例中，多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30是三角形结构。在图2至图4所示的例子中，均以减震球20的数量为三个进行介绍，即第一臂120上设有一个减震球20，两个第二臂130上分别设有一个减震球20，但减震球30的数量可以根据实际需要进行增加，并不仅限于三个。其中设置在第一臂120上的减震球20位于该三角形结构的顶角位置，设置于两个第二臂130上的两个减震球20分别位于该三角形结构的两个底角位置。可选地，在图2所示的例子中，支架组件40的顶部形成有收容槽405，第一臂120可以嵌设在该收容槽405内，进而与支架组件40的表面平齐，可以达到外观平整和节省空间的效果。
进一步地，两个所述第二臂130沿所述主体部110的水平中心线对称设置。装设于两个所述第二臂130上的两个减震球20沿所述主体部110的水平中心线对称设置，使设置于两个第二臂130上的两个减震球20相距设置于第一臂120上的减震球20的距离相同，进而使多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30为等腰三角形结构(如图4所示)，可以保证每个减震球20受力均匀，加强云台100与无人机相互连接的稳固性。在本实施例中，两个所述第二臂130和所述主体部110为一体成型，例如在图2所示的例子中，主体部110的两端均凸出于两个第二臂130，两个第二臂130和主体部110一体成型为双t型结构。多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30为轴对称的等腰三角形结构，既能够保证各个减震球20受力均匀，又能够在无人机整机机动飞行时，避免减震球20出现受力大小的剧烈变化或甚至是受力方向发生改变，使减震球20满足刚度要求和阻尼线性阶段的要求。
(2)减震球20的第二种布置方式及连接组件10相应的结构形式：参见图7至图9所示，所述主体部110通过紧固件50(图7中所示为螺钉)连接于所述支架组件40的后部。所述第一臂120的数量为两个，分别为自所述主体部110的两侧沿水平方向(如图8中x方向所示)向前延伸而成，两个第一臂120在图7中所示为设置在支架组件40的顶部。所述第二臂130的数量为两个，分别为自所述主体部110的两侧沿竖直方向(如图8中y方向所示)向下延伸而成，两个第二臂130在图7中所示为并排设置在支架组件40的后部。所述多个减震球20的数量为至少四个，两个所述第一臂120上均设有至少一个减震球20，两个所述第二臂130上均设有至少一个减震球20。
也就是说，在本实施例中，多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30是四边形结构。在图7至图9所示的例子中，均以减震球20的数量为四个进行介绍，即两个第一臂120上分别设有一个减震球20，两个第二臂130上分别设有一个减震球20，但减震球30的数量可以根据实际需要进行增加，并不仅限于四个。四个减震球20分别位于该四边形结构的四个顶角位置。
进一步地，两个所述第一臂120沿所述主体部110的水平中心线对称设置，两个所述第二臂130沿所述主体部110的水平中心线对称设置。装设于两个所述第一臂120上的两个减震球20沿所述主体部110的水平中心线对称设置，装设于两个所述第二臂130上的两个减震球20沿所述主体部110的水平中心线对称设置，使位于所述主体部110同一侧的第一臂120和第二臂130上设置的减震球20之间的距离相同，进而使多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30为轴对称的四边形结构，可以保证每个减震球20受力均匀，加强云台100与无人机相互连接的稳固性。可选地，位于所述主体部110同一侧的第一臂120和第二臂130相互连接，使多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30为矩形结构(如图9所示)。在本实施例中，位于所述主体部110同一侧的第一臂120和第二臂130为一体成型，例如在图7所示的例子中，位于所述主体部110同一侧的第一臂120和第二臂130一体成型为l型结构。多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30为轴对称的四边形结构，既能够保证各个减震球20受力均匀，又能够在无人机整机机动飞行时，避免减震球20出现受力大小的剧烈变化或甚至是受力方向发生改变，使减震球20满足刚度要求和阻尼线性阶段的要求。
参见图10所示，以多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30为矩形结构为例，上述多个减震球20中相距最远的两个减震球20的几何中心的连线距离即为该矩形结构的对角线距离。该矩形结构的形心300与云台100的重心400重合。
需要说明的是，多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30(即相当于减震球20的布置方式)也可以是其他的形状，连接组件10可以根据该形状而进行相应的结构变换，只要能够满足多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300靠近云台100的重心400或与云台100的重心400重合的要求即可。
参见图2和图7所示，在一可选的实施方式中，所述减震球20设有固定件201，所述减震球20通过所述固定件201与所述无人机的机身连接。所述固定件201的设置方向为沿水平方向设置(如图2所示，可以理解为减震球是侧拉式)、沿竖直方向设置(如图7所示，可以理解为减震球是下压式)或沿水平方向倾斜设置(可以理解为减震球是斜拉式)中的至少一种。在图2所示的例子中，设于第二臂130上的减震球20的固定件201是“干”字型柱体结构，设于第一臂120上的减震球20的固定件201是梯形柱体结构。在图7所示的例子中，固定件201是圆柱体结构。需要说明的是，固定件201的设置方向及结构可以根据云台100的减震球20与无人机的机身的实际设置方式进行相应的变换，本发明并不对次进行限制。进一步地，所述减震球20还设有缓冲件202，固定件201可以设置于缓冲件202上。缓冲件202起到缓冲的作用，可以为减震球20与无人机的机身之间起到减震的效果。
在一可选的实施方式中，所述云台100为三轴云台，所述云台100的支架组件40包括与所述连接组件10连接的偏航轴组件402、与所述偏航轴组件402活动连接的横滚轴组件403、以及与所述横滚轴组件403活动连接的俯仰轴组件404，所述拍摄器401搭载于所述俯仰轴组件404。通过偏航轴组件402、横滚轴组件403以及俯仰轴组件404的相互配合，能够调整拍摄器401的拍摄角度。
由以上技术方案可见，本发明的云台100，将多个减震球20布局为多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300靠近所述云台100的重心400或与所述云台100的重心400重合，减少了多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300相距云台100的重心400的距离，可以更好地减小当无人机存在平移方向的振动时引起的云台100绕重心的转动振动，进而提高减震球20的隔振效果。当无人机晃动时，可以减小云台100的晃动，避免云台100与无人机机身的其他结构件发生碰撞，从而提高对云台100的增稳控制效果。
本发明实施例还提供一种无人机，包括机身和云台100，所述无人机的机身设有与所述云台100的连接组件10相适配的安装部，所述连接组件10安装于所述安装部，进而将所述云台100与所述无人机的机身连接。可选地，所述无人机可以是多旋翼无人飞行器，例如四旋翼无人飞行器。需要说明的是，在上述实施方式和实施例中关于所述云台100的描述同样适用于本发明的无人机。
本发明的无人机，将云台100的多个减震球20布局为多个减震球20的几何中心所在的几何平面相对水平方向倾斜设置，以使得所述多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300靠近所述云台100的重心400或与所述云台100的重心400重合，减少了多个减震球20的几何中心所构成的几何形状30的形心300相距云台100的重心400的距离，可以更好地减小当无人机存在平移方向的振动时引起的云台100绕重心的转动振动，进而提高减震球20的隔振效果。当无人机晃动时，可以减小云台100的晃动，避免云台100与无人机机身的其他结构件发生碰撞，从而提高对云台100的增稳控制效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的云台和无人机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。