多功能载体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能载体，其包括第一转动件、与第一转动件转动相连的第二转动件、用于驱动第一转动件相对于第二转动件转动的第一驱动部和与第二转动件相连的承载件，其中，第二转动件包括与第一转动件转动相连的转动支臂和自转动支臂的一端弯折延伸的第二固持支臂，承载件与所述第二固持支臂相连。本发明的多功能载体转动精度高且转动流畅。
【专利说明】多功能载体
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及多功能载体。
【【背景技术】】
[0002]多功能载体，其上可搭载承载物，用以实现承载物的固定、随意调节所述承载物的姿态(例如:改变承载物的高度、倾角和/或方向)和使承载物稳定保持在确定的姿态上。例如，承载物为照相机或摄像机时，其搭载在所述多功能载体上可实现稳定、流畅且多角度拍摄；承载物为麦克风时，其搭载在所述多功能载体上可更准确的获取使用者的声音。
[0003]相关技术的多功能载体，用于支撑承载物，其包括第一转动件、固定在第一转动件上的第一驱动部、固定在第一转动件上并与第一驱动部转动相连的第二转动件和固定在第二转动件上的用于支撑承载物的承载件。所述第二转动件包括固定在第一转动件上并与第一驱动部转动相连的转动轴、自转动轴的两侧分别延伸的一对支撑杆、分别贯穿每个支撑杆的一对旋转轴。所述承载件的两端分别与每个旋转轴相连。
[0004]然而，所述第二转动件按照对称性和稳定性的习惯思维，设有一对支撑杆和分别位于每个支撑杆的旋转轴。工作时，一对支撑杆和两个旋转轴形成对承载件的“双臂”驱动结构，上述结构的多功能载体在工艺上很难保证两个旋转轴精准的同轴度。如果两个旋转轴不能同轴转动，必然引起多功能载体的转动精度降低和转动摩擦剧增的问题。另外，“双臂”驱动结构，增大了多功能载体的体积和重量，不符合产品的轻薄化的发展趋势。
[0005]因此，有必要提供一种新的多功能载体克服上述缺点。
【
【发明内容】
】
[0006]本发明的目的在于:提供一种转动精度高且顺畅的多功能载体。
[0007]本发明的目的是这样实现的:一种多功能载体，其包括第一转动件、与第一转动件转动相连的第二转动件、用于驱动第一转动件相对于第二转动件转动的第一驱动部和与第二转动件相连的承载件，其中，所述第二转动件包括与第一转动件转动相连的转动支臂和自转动支臂的一端弯折延伸的第二固持支臂，所述承载件与所述第二固持支臂相连。
[0008]优选地，所述转动支臂设有转动杆和贯穿转动杆的第一支臂轴，所述第一支臂轴与第一转动件转动相连。
[0009]优选地，所述第一转动件包括第一固持支臂和与第一固持支臂相连的第一固定部，所述第一驱动部包括贯穿第一固定部的第一转动轴。
[0010]优选地，所述第一转动件还包括与第一固定部相隔一定距离并与第一固持支臂相连的第二固定部，所述第一驱动部的第一转动轴亦贯穿第二固定部，所述转动支臂位于第一固定部和第二固定部之间。
[0011]优选地，所述第二固定部设有贯穿其上的第二贯穿孔，所述第一驱动部还包括套设在第一转动轴上并收容与第二贯穿孔的第一支撑轴承。
[0012]优选地，所述转动支臂设有转动杆和贯穿转动杆的第一支臂轴，所述第一支臂轴一端套设在第一转动轴上，另一端插入于第一支撑轴承内。
[0013]优选地，所述第一转动件还包括连接第一固定部和第二固定部的连接壁、由第一固定部、第二固定部和连接壁共同形成的收容空间和贯穿连接壁并与收容空间相通的贯穿口，所述第二转动件的转动支臂通过所述贯穿口至少部分收容于所述收容空间内。
[0014]优选地，所述第二固定部还设有远离连接壁的用于收容第一支撑轴的围绕部。
[0015]优选地，所述第一固持支臂包括水平支臂和自水平支臂弯折延伸的竖直支臂，所述第一固定部和第二固定部分别与竖直支臂上远离水平支臂的一端相连。
[0016]优选地，所述第一转动轴套设于其上的电位器。
[0017]与相关技术相比较，本发明的多功能载体转动精度高且转动流畅。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0018]图1为本发明的多功能载体和搭载其上的承载物的立体图。
[0019]图2为本发明的多功能载体去掉承载件的另一个视角的立体图。
[0020]图3为本发明的多功能载体的第二转动件的立体分解图。
[0021]图4为本发明的多功能载体的第一转动件的立体分解图。
[0022]图5为本发明的多功能载体处于第一锁紧位置时第一转动件去掉第一固定部时和第二转动件的位置关系的示意图。
[0023]图6为本发明的多功能载体处于第二锁紧位置时第一转动件去掉第一固定部时和第二转动件的位置关系的示意图。
[0024]图7为本发明的多功能载体的承载件的立体图。
[0025]图8为本发明的多功能载体的柔性连接装置的示意图。
[0026]图9为本发明的多功能载体的部分立体图。
[0027]图10为本发明的多功能载体的第一连接部预绕在第二转动轴部的示意图。
[0028]图11为本发明的多功能载体的驱动装置的控制方法的示意图。
【【具体实施方式】】
[0029]本发明的多功能载体，其上可搭载承载物，用以实现承载物的固定、随意调节所述承载物的姿态(例如:改变承载物的高度、倾角和/或方向)和使承载物稳定保持在确定的姿态上。所述多功能载体可以作为摄影、照相、监测、采样的辅助装置，可运用于空基(例如旋翼飞行器或固定翼飞机)、水基(例如潜艇或船只)、路基(例如机动车辆)或天基(例如卫星，空间站，或飞船)等领域。所述承载物可以为照相机和摄像机等摄像装置，也可为传感器等。本实施例中，承载物以微单相机为例，将多功能载体应用于飞行器上，阐述本发明的有益效果。微单相机可通过锁紧件固定于承载件上。当然，可以理解地，承载物也可以为其它类型的相机或监控摄像头等。下面结合附图，对本发明的多功能载体作详细说明。
[0030]如图1-11所示，本发明实施例提供的一种多功能载体100，用于搭载承载物1，并使其能够相对稳定。该多功能载体100包括第一转动件4、与第一转动件4转动相连的第二转动件6、与第二转动件6相连的承载件3和驱动第二转动件4和承载件3的驱动装置(未标号)。所述驱动装置包括用于驱动第一转动件4相对于第二转动件6转动的第一驱动部
5、 与第二转动件6相连用于驱动承载件3相对于第二转动件6旋转的第二驱动部7、位于承载件3上的姿态检测模块(未图示)和控制所述第一驱动部5和第二驱动部7的控制器(未图示)。所述承载物I搭载在承载件3上。所述控制器可设于多功能载体上，亦可与多功能载体分离。所述控制器用于向第一驱动部5发送第一控制指令；亦可用于向第二驱动部7发送第二控制指令。所述多功能载体还包括分别为第一驱动部5和第二驱动部7提供驱动信号和/或能量的柔性连接装置2。所述姿态检测模块搭载在承载件3上，用于检测承载件3上的承载物I的姿态并生成姿态信号发送给控制器。
[0031]第一驱动部5包括固定在第一转动件4的第一驱动电机52、固定在第一转动件4上的第一驱动电机外罩50和与第一驱动电机52电连接的用于驱动第一驱动电机52的第一驱动模块56。第一驱动电机52设有第一外壳53、固定在第一外壳53上的第一定子(未图示)、相对于第一定子旋转的第一转子(未图示)、与第一转子相连且部分伸出于第一外壳53的第一转动轴54和收容于第一外壳53内并套设在第一转动轴54上的第一转动轴承(未图示)。所述第一驱动部5还包括套设在第一转动轴54上伸出于所述第一外壳53的第一支撑轴承55。本实施方式中，所述第一转动轴的驱动力来自于第一驱动电机。其实，第一转动轴的驱动力也可以通过本领域技术人员熟知的其他方式实现。另外，第一支撑轴承也可以用轴套来替代。所述第一驱动模块56包括第一电机驱动器58和位于第一电机驱动器58上的第一电位器57。所述第一电位器57插入于第一转动轴54上用于测量第一转子相对于第一定子的位置关系，生成第一位置信号并将所述第一位置信号反馈给第一电机驱动器58。请参阅图11，工作时，姿态检测模块向控制器发送承载物的姿态信号；控制器根据上述姿态信号向第一电机驱动器发出第一控制指令；第一电位器生成第一位置信号并将所述第一位置信号反馈给第一电机驱动器，第一电机驱动器根据第一电位器反馈的第一位置信号和第一控制指令驱动所述第一驱动电机；第一驱动电机旋转从而改变承载物的姿态。在其他可选择的实施方式中，所述控制器和姿态检测模块可以省略，第一电机驱动器可以被本领域技术人员熟知的其他方式启动；控制器也需要根据姿态检测信号发出第一控制指令。第一电机驱动器如何利用第一位置信号驱动第一驱动电机为业内熟知的技术，故不再赘述。
[0032]所述第一转动件4包括第一固持支臂41、与第一固持支臂41相连的第一固定部43、与第一固定部43相隔一定距离并与第一固持支臂41相连的第二固定部42、连接第一固定部43和第二固定部42的连接壁44和由第一固定部43、第二固定部42和连接壁44共同形成的收容空间45。所述第一固持支臂41包括水平支臂411和自水平支臂411弯折延伸的竖直支臂412。所述水平支臂411和竖直支臂412—体成型。当然，在可选择的实施方式中，所述水平支臂411和竖直支臂412分体连接。所述竖直支臂412设有供柔性连接装置穿过的第一穿入孔4121。
[0033]所述第一固定部43和第二固定部42相对设置并分别与竖直支臂412上远离水平支臂411的一端相连。本实施方式中，所述第一固持支臂41和第二固定部42 —体设置；第一固定部42通过紧固件(未标号)固定在第二固定部42上，即:所述第一固定部43与第一固持支臂41和第二固定部42分体设置。在其他可选择的实施方式中，所述第一固持支臂、第一固定部和第二固定部可以一体设置。
[0034]所述第一固定部43用于固定第一驱动电机52，其设有贯穿其上的第一贯通孔431。所述第二固定部42设有底板421、贯穿底板421用于收容第一支撑轴承55的第二贯通孔422和自底板421向远离连接壁44的方向延伸并围绕第二贯通孔422设置的围绕部423，所述第一支撑轴承55收容于所述围绕部423上。这样第一支撑轴承55远离第一固定部43设置。本实施方式中，第二贯通孔422和围绕部423共同收容所述第一支撑轴承55。在其他可选择的实施方式中，可以仅利用第二贯通孔收容第一支撑轴承，实现第一转动轴相对于第一转动件的固定。只要保证底板具有足够的厚度即可。所述第二贯通孔的几何中心和第一支撑轴承的旋转中心分别位于第一转动轴的轴线上。组装时，所述第一转动轴54分别贯穿所述第二贯通孔422和第一贯通孔431。另外，所述连接壁44设有第一止挡部441和与第一止挡部441相对的第二止挡部442和由第一止挡部441和第二止挡部442共同形成的与收容空间45相通的贯穿口 443。
[0035]所述第二转动件6通过所述贯穿口 443部分收容于所述第一转动件4的收容空间45。所述第二转动件6包括套设在第一转动轴54上的转动支臂61和自转动支臂61的一端弯折延伸的第二固持支臂62。所述转动支臂61设有转动杆611和贯穿转动杆611的第一支臂轴612。所述第一支臂轴612包括位于转动杆611 —侧的第一支臂转轴6121和位于转动杆612另一侧的第二支臂转轴6122。组装时，所述第一支臂转轴6121套设在第一驱动部5的第一驱动电机52的第一转动轴54上并收容在第一转动件4的收容空间45内；第二支臂转轴6122插入于第一支撑轴承55内。所述第一支撑轴承55通过第一支臂转轴6121的第二支臂转轴6122，实现第一支撑轴承55和第一转动轴54的转动连接。这样在第一驱动电机52的带动下所述第二转动件6可相对于竖直支臂412上、下转动；另外，第一支撑轴承和第一转动轴承共同作用可防止第一转动轴和第一支臂轴的轴向偏移，从而使第一转动轴的动力更稳定的传递给第二转动件。在其他可选择的实施方式中，所述第一支臂轴可以省略。直接利用第一转动轴贯穿转动杆，实现第二转动件与第一转动轴的转动连接，与此同时，所述第一支撑轴承直接套设在第一转动轴上。另外，所述第二固持支臂62设有支臂部622、贯穿支臂部622的插入孔621、自支臂部622向远离支臂部622延伸并围绕第二转动轴721设置的缠绕部623和自缠绕部623向远离支臂部622延伸的阻挡部624。
[0036]所述第二驱动部7固定在第二固持支臂62上并部分插入于所述第二固持支臂62的插入孔621内，其包括固定在第二固持支臂62 —侧的第二驱动电机外罩73、固定在第二驱动电机外罩73上的第二驱动电机72、驱动第二驱动电机72的第二驱动模块77和固定在第二固持支臂62另一侧且远离第二驱动电机72设置的支撑壳体74。所述第二驱动电机72包括第二定子(未图示)、第二转子(未图示)、第二转动轴721和固定于第二转动轴721上的第二转动轴承(未图示)。所述支撑壳体74设有收容腔741。所述第二驱动部7还设有套设在第二转动轴721上的第二支臂轴75。所述第二支臂轴75包括与第二转动轴721转动相连的第三支臂转轴751、插入于收容腔741内的第四支臂转轴752和套设于第四支臂转轴752并收容在第二固持支臂62的缠绕部623内的第二支撑轴承753。所述支撑轴承7亦可以同时收容在插入孔和缠绕部内，或者仅收容在插入孔内。同理，所述第二支臂轴亦可省略，承载件直接与第二转动轴相连且第二支撑轴承直接套设在第二转动轴上亦是可行的。所述第二转动轴承亦可以用轴套来替代。
[0037]所述第二驱动模块77包括第二电机驱动器76和位于第二电机驱动器76上的第二电位器71。所述第二电位器71插入于第二转动轴721上用于测量第二转子相对于第二定子的位置关系，生成第二位置信号并将所述第二位置信号反馈给第二电机驱动器76。请参阅图11，工作时:姿态检测模块向控制器发送承载物的姿态信号；控制器根据上述姿态信号向第二电机驱动器发出第二控制指令；第二电位器生成第二位置信号并将所述第二位置信号反馈给第二电机驱动器，第二电机驱动器根据第二电位器反馈的第二位置信号和第二控制指令驱动所述第二驱动电机；第二驱动电机旋转从而改变承载物的姿态。在其他可选择的实施方式中，所述控制器和姿态检测模块可以省略，第二电机驱动器可以被本领域技术人员熟知的其他方式启动；控制器也需要根据姿态检测信号发出第二控制指令。另外，控制器可根据姿态信号同时发出第一控制指令和第二控制指令，这样所述第一驱动部和第二驱动部同时转动，既第二转动部和承载件同时转动，从而提高多功能载体的响应速度。当然，控制器亦可根据姿态信号先发出第一控制指令再发出第二控制指令；或控制器先发出第二控制指令再发出第一控制指令；或仅发出第一控制指令；或仅发出第二控制指令。同上，第二电机驱动器如何利用第二位置信号驱动第二驱动电机亦为业内熟知的技术，故不再赘述。
[0038]所述承载件3包括基板31、自基板31延伸的彼此相对的若干固持板32、连接所述若干固持板32的盖板35、自基板31延伸的位于相邻两个固持板32之间的固定板33和自固定板33延伸的并与第四支臂转轴752转动相连的承载轴34。所述第二转动轴721通过第二支臂转轴75将动力传递给承载件3的承载轴34，这样承载件3可以在第二转动轴721的带动下相对于竖直支臂412前、后翻转(或称俯、仰视翻转)。所述承载轴34包括套设在第二支臂转轴75上的内圈341、与内圈341相隔一定距离的外圈342、连接内圈341和外圈342的延伸部343和自外圈342向内圈341凹陷的限位槽344。
[0039]所述柔性连接装置2包括与承载件3相连的第一端部21、自第一端部21延伸的第一连接部22、自第一连接部22的末端延伸的第二端部23、与第二端部23相连的第三端部
24、分别与第二端部23和第三端部24相连的第二连接部25和与第二连接部25的末端相连的第四端部26。
[0040]组装时，所述第四端部26与第一驱动模块56相连；第二连接部25沿着第一转动件4的竖直支臂412延伸并穿入第一穿入孔4121然后收容在收容空间45内，这样所述第二连接部25夹设在连接壁44和第二转动件6的转动支臂611之间且位于第一固定部43和第二固定部42之间，接着通过所述贯穿口 433穿出第一转动件4并围绕在第二转动件6的转动支臂611上。所述第一连接部22同时预绕在所述缠绕部623和承载件3的承载轴34上，所述第二端部23与第二固持支臂62的第二驱动模块76相连，所述第一端部21与承载件3的基板31相连。通过以上连接方式，当外部电信号或其他信号可通过柔性连接装置提供给第一驱动部、第二驱动部和承载体。另外，搭载在承载体上的承载物也可以同时获得上述信号。所述柔性连接装置可以为柔性电路板(FPC)，电线或排线等一切可缠绕并可为第一驱动部、第二驱动部和承载体提供上述信号的装置。在可选择的实施方式中，缠绕部和承载轴可以省略，所述第一连接部预绕在第二支臂轴上。如上所述，第二支臂轴亦可省略，那么第一连接部直接预绕在第二转动轴上。本实施方式中第二连接部围绕第二转动件的转动支臂设置，故第二连接部的长度要保证第二转动件可以在第一锁紧位置和第二锁紧位置自由切换。
[0041]工作时，所述第二转动件6分别抵接在第一转动件4的第一止挡部411和第二止挡部412上时，就不能转动了，实现了所述多功能载体100的自锁功能。所述第二转动件6抵接在第一止挡部441上时，为本发明的多功能载体100的第一锁紧位置；所述第二转动件6抵接在第二止挡部442上时，为本发明的多功能载体100的第二锁紧位置。因此所述贯穿口 433的设置关系到第二转动件6的最大旋转角度。本实施方式中，所述多功能载体100设有穿过第一转动轴54的轴线的水平面51。所述第二转动件6设有旋转轴线63，即第二转动件6围绕所述旋转轴线63相对于所述第一转动件4转动。
[0042]当多功能载体100处于第一锁紧位置时，所述第二转动件6的旋转轴线63与水平面51形成第一夹角A ;当多功能载体100处于第二锁紧位置时，所述第二转动件6的旋转轴线63与水平面51形成第二夹角B。通过控制第一夹角A和第二夹角B的大小，即控制第一止挡部441和第二止挡部442的具体位置，即可控制第二转动件6的第一锁紧位置和第二锁紧位置。本实施方式承载物4以微单相机为例，如果第一夹角A和第二夹角B均为50度时，本发明的多功能载体可与飞行器结合实现航拍的全景拍摄。另外，第一夹角A小于第二夹角B时，特别地，所述第一夹角A为40度，第二夹角B为110度时，本发明的多功能载体亦可与飞行器结合实现一般的航拍需求。
[0043]本发明的多功能载体，其第二转动件包括转动支臂和转动支臂的一端弯折延伸的第二固持支臂，所述承载件固定在所述第二固持支臂上。相比于相关技术，本发明的多功能载体的第二转动件为一种“单臂”驱动承载件的结构。长期以来，本领域的技术人员认为只有“双臂”这种对称的结构设置，才能更稳定和精确的驱动承载件。本发明打破了本领域技术人员的思维习惯，采用“单臂”的结构，避免了“双臂”驱动同轴度难控制和转动精度低的情况。故，本发明的多功能载体降低了工艺难度、体积小、转动精度高且转动流畅。而且，“单臂”驱动结构，势必降低产品的质量。
[0044]本实施方式所述的“水平”和“竖直”是指多功能载体受地球引力且处于自然摆放状态是所确定的位置。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
【权利要求】
1.一种多功能载体，其包括第一转动件、与第一转动件转动相连的第二转动件、用于驱动第一转动件相对于第二转动件转动的第一驱动部和与第二转动件相连的承载件，其特征在于:所述第二转动件包括与第一转动件转动相连的转动支臂和自转动支臂的一端弯折延伸的第二固持支臂，所述承载件与所述第二固持支臂相连。
2.如权利要求1所述的多功能载体，其特征在于:所述转动支臂设有转动杆和贯穿转动杆的第一支臂轴，所述第一支臂轴与第一转动件转动相连。
3.如权利要求1或2所述的多功能载体，其特征在于:所述第一转动件包括第一固持支臂和与第一固持支臂相连的第一固定部，所述第一驱动部包括贯穿第一固定部的第一转动轴。
4.如权利要求3所述的多功能载体，其特征在于:所述第一转动件还包括与第一固定部相隔一定距离并与第一固持支臂相连的第二固定部，所述第一驱动部的第一转动轴亦贯穿第二固定部，所述转动支臂位于第一固定部和第二固定部之间。
5.如权利要求4所述的多功能载体，其特征在于:所述第二固定部设有贯穿其上的第二贯穿孔，所述第一驱动部还包括套设在第一转动轴上并收容与第二贯穿孔的第一支撑轴承。
6.如权利要求4所述的多功能载体，其特征在于:所述第二固定部设有贯穿其上的第二贯穿孔，所述第一驱动部还包括套设在第一转动轴上并收容与第二贯穿孔的轴套。
7.如权利要求5所述的多功能载体，其特征在于:所述转动支臂设有转动杆和贯穿转动杆的第一支臂轴，所述第一支臂轴一端套设在第一转动轴上，另一端插入于第一支撑轴承内。
8.如权利要求6所述的多功能载体，其特征在于:所述第一转动件还包括连接第一固定部和第二固定部的连接壁、由第一固定部、第二固定部和连接壁共同形成的收容空间和贯穿连接壁并与收容空间相通的贯穿口，所述第二转动件的转动支臂通过所述贯穿口至少部分收容于所述收容空间内。
9.如权利要求6所述的多功能载体，其特征在于:所述第二固定部还设有远离连接壁的用于收容第一支撑轴承的围绕部。
10.如权利要求4所述的多功能载体，其特征在于:所述第一固持支臂包括水平支臂和自水平支臂弯折延伸的竖直支臂，所述第一固定部和第二固定部分别与竖直支臂上远离水平支臂的一端相连。
11.如权利要求3所述的多功能载体，其特征在于:所述第一转动轴套设于其上的电位器。
【文档编号】F16M11/06GK104075084SQ201310109643
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月31日 优先权日:2013年3月31日
【发明者】赵涛, 王勇, 赵喜峰 申请人:深圳市大疆创新科技有限公司