一种云台和机器人头部的制作方法

本实用新型涉及承载设备技术领域，尤其涉及一种云台和机器人头部。

背景技术：

云台是承载工作设备的支撑台，通常，可以在云台上安装图像采集设备，进而利用云台对图像采集设备的图像采集范围进行控制。其中，三轴云台是一种能够实现俯仰运动、偏航运动和滚转运动的云台，三轴云台中包括偏航轴(即Yaw轴)、俯仰轴(即Pitch轴)和滚转轴(即Roll轴)，偏航运动是围绕偏航轴转动的运动，俯仰运动是围绕俯仰轴转动的运动，滚转运动是围绕滚转轴转动的运动。

云台的偏航、俯仰和滚转设计需要对实际需求进行适应，尤其是针对具有图像采集功能的机器人头部的偏航、俯仰和滚转设计，现有技术还无法提供相应的解决方案。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的云台和机器人头部。

本实用新型实施例提供了一种云台，包括底座、俯仰转动机构、滚转转动机构和偏航转动机构；

所述偏航转动机构设置在所述底座上；

所述滚转转动机构通过所述俯仰转动机构与所述偏航转动机构连接；

其中，所述偏航转动机构在沿偏航方向转动时将带动所述俯仰转动机构和所述滚转转动机构在所述偏航方向上转动，所述俯仰转动机构在沿俯仰方向转动时将带动所述滚转转动机构在所述俯仰方向上转动，所述滚转转动机构能够相对于所述俯仰转动机构沿滚转方向转动。

可选的，所述偏航转动机构包括偏航支架和偏航轴；

所述偏航支架通过所述偏航轴与所述底座连接，所述偏航支架以所述偏航轴为转动轴沿所述偏航方向转动；

所述俯仰转动机构设置在所述偏航支架上。

可选的，所述偏航支架包括第一连接部、第二连接部和第三连接部；

所述第一连接部与所述偏航轴连接；

所述第二连接部和所述第三连接部分别连接在所述第一连接部的两端，且，所述第二连接部和所述第三连接部位于所述第一连接部的同侧，从而形成用于容纳所述俯仰转动机构的俯仰空间，所述俯仰转动机构设置在所述俯仰空间内。

可选的，所述俯仰转动机构包括俯仰支架和俯仰轴；

所述俯仰轴垂直于所述俯仰方向所处平面设置在所述偏航转动机构上；

所述俯仰支架与所述俯仰轴连接，所述俯仰支架以所述俯仰轴为转动轴沿所述俯仰方向转动；

所述滚转转动机构设置在所述俯仰支架上。

可选的，所述俯仰转动机构包括两个所述俯仰轴；

两个所述俯仰轴分别设置在所述俯仰支架的两端；

所述俯仰支架通过两个所述俯仰轴与所述偏航转动机构连接。

可选的，所述滚转转动机构包括滚转支架和滚转轴；

所述滚转轴与所述滚转支架连接，且，所述滚转支架卡合在所述俯仰转动机构上，所述滚转轴能够相对于所述滚转支架沿滚转方向转动。

可选的，所述滚转支架包括第一卡合部、第二卡合部和第四连接部；

所述第一卡合部和所述第二卡合部通过所述第四连接部连接，且，所述第一卡合部和所述第二卡合部位于所述第四连接部的同侧；

所述第一卡合部和所述第二卡合部卡合在所述俯仰转动机构的外侧；

所述滚转轴设置在所述第四连接部上。

可选的，所述俯仰转动机构上设置有第一工作设备，所述第一工作设备包含一显示屏。

可选的，所述滚转转动机构上设置有第二工作设备，所述第二工作设备包含一图像采集单元。

基于同一发明构思，本实用新型实施例还提供一种机器人头部，所述机器人头部包括如上述实施例所述的云台。

本实用新型实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型的云台包括底座、俯仰转动机构、滚转转动机构和偏航转动机构，偏航转动机构设置在底座上，由于通过滚转转动机构将俯仰转动机构与偏航转动机构连接在一起，偏航转动机构在沿偏航方向转动时带动俯仰转动机构和滚转转动机构在偏航方向上转动，俯仰转动机构在沿俯仰方向转动时带动滚转转动机构在俯仰转动方向上转动，滚转转动机构能够相对于俯仰转动机构沿滚转方向转动，从而，实现了滚转转动机构的独立滚转，滚转转动机构在沿滚转方向转动时将不会带动俯仰转动机构转动，同样也不会带动偏航转动机构转动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种云台的结构示意图。

其中，1为底座，2为偏航轴，3为偏航支架，31为第一连接部，32为第二连接部，33为第三连接部，4为俯仰轴，5为俯仰支架，6为滚转轴，7为滚转支架，71为第一卡合部，72为第二卡合部，73为第四连接部。

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。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。

本实用新型实施例提供一种云台，该云台可以应用在地面移动装置中，例如平衡车，该云台也可以应用在空间飞行装置中，例如无人机。如图1所示，所述云台包括底座1、俯仰转动机构、滚转转动机构和偏航转动机构。偏航转动机构设置在底座1上，滚转转动机构通过俯仰转动机构与偏航转动机构连接。其中，偏航转动机构在沿偏航方向转动时将带动俯仰转动机构和滚转转动机构在偏航方向上转动，俯仰转动机构在沿俯仰方向转动时将带动滚转转动机构在俯仰方向上转动，滚转转动机构能够相对于俯仰转动机构沿滚转方向转动。

对于偏航转动机构而言，在一种具体实施方式中，偏航转动机构包括偏航支架3和偏航轴2，偏航支架3通过偏航轴2与底座1连接，偏航支架3以偏航轴2为转动轴沿偏航方向转动。俯仰转动机构设置在偏航支架3上。进一步，在一种具体实施方式中，偏航支架3包括第一连接部31、第二连接部32和第三连接部33，第一连接部31与偏航轴2连接，第二连接部32和所述第三连接部33分别连接在第一连接部31的两端，且，第二连接部32和第三连接部33位于第一连接部31的同侧，从而形成用于容纳俯仰转动机构的俯仰空间，俯仰转动机构设置在俯仰空间内。具体来讲，第一连接部31、第二连接部32和第三连接部33可以通过一体成型加工制得，另外，也可以选用U型支架作为偏航支架3。

对于俯仰转动机构而言，在一种具体实施方式中，俯仰转动机构包括俯仰支架5和俯仰轴4，俯仰轴4垂直于俯仰方向所处平面设置在偏航转动机构上，俯仰支架5与俯仰轴4连接，俯仰支架5以俯仰轴4为转动轴沿俯仰方向转动，滚转转动机构设置在俯仰支架5上。进一步，在一种具体实施方式中，俯仰转动机构包括两个俯仰轴4，两个俯仰轴4分别设置在俯仰支架5的两端，俯仰支架5通过两个俯仰轴4与偏航转动机构连接。通过在云台中设置两个俯仰轴4，利用两个俯仰轴4将俯仰支架5连接到偏航转动机构上，能够解决单悬臂强度弱的问题，提增强了偏航转动机构对俯仰支架5的支撑强度，提高了俯仰转动机构的稳定性。

对于滚转转动机构而言，在一种具体实施方式中，滚转转动机构包括滚转支架7和滚转轴6，滚转轴6与滚转支架7连接，且，滚转支架7卡合在俯仰转动机构上，具体的，滚转支架7卡合在俯仰支架5上，滚转轴6能够相对于滚转支架7沿滚转方向转动。进一步，在一种具体实施方式中，滚转支架7包括第一卡合部71、第二卡合部72和第四连接部73，第一卡合部71和第二卡合部72通过第四连接部73连接，且，第一卡合部71和第二卡合部72位于第四连接部73的同侧，第一卡合部71和第二卡合部72卡合在俯仰支架5的外侧，滚转轴6设置在第四连接部73上。具体的，滚转支架7也可以选用U型支架实现，第四连接部73的中心具有一中心孔，该中心孔的尺寸与滚转轴6相适配，滚转轴6穿过该中心孔。

进一步，在本申请中，俯仰转动机构上设置有第一工作设备，第一工作设备包含一显示屏，具体的，第一工作设备可以为平板电脑或显示器等携带有显示屏的显示设备。滚转转动机构上设置有第二工作设备，第二工作设备包含一图像采集单元，具体的，第二工作设备可以为GoPro或手机等携带有图像采集单元的图像采集设备。

基于同一构思，本实用新型实施例还提供一种机器人头部，机器人头部包括如前述实施例所述的云台，通过在云台中的俯仰转动机构上设置具有显示屏的第一工作设备，第一工作设备能够充当机器人的面部，通过在云台中的滚转转动机构上设置具有图像采集单元的第二工作设备，第二工作设备能够充当机器人的眼睛。作为机器人头部时，偏航轴的运动会带动俯仰轴和滚转轴，模拟机器人的头部左右转动；俯仰轴的运动会带动滚转轴，模拟机器人的面部上下转动；滚转轴的运动会带动图像采集单元(如相机)的转动，模拟机器人的眼睛的转动。

需要说明的是，该机器人头部可以为地面移动机器人的头部，该机器人头部也可以为空间飞行机器人的头部。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本实用新型的云台包括底座、俯仰转动机构、滚转转动机构和偏航转动机构，偏航转动机构设置在底座上，由于通过滚转转动机构将俯仰转动机构与偏航转动机构连接在一起，偏航转动机构在沿偏航方向转动时带动俯仰转动机构和滚转转动机构在偏航方向上转动，俯仰转动机构在沿俯仰方向转动时带动滚转转动机构在俯仰转动方向上转动，滚转转动机构能够相对于俯仰转动机构沿滚转方向转动，从而，实现了滚转转动机构的独立滚转，滚转转动机构在沿滚转方向转动时将不会带动俯仰转动机构转动，同样也不会带动偏航转动机构转动。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。