CN105207408B - 一种电机、云台及飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机、包含该电机的云台及包含该云台的飞行器，其中，该电机包括底座、转轴、定子组件、第一轴承、定子轴承和用于带动外部构件转动的转子组件，所述转轴具有第一端部、第二端部及连接所述第一端部和第二端部的中部，所述底座通过所述第一轴承连接在所述第一端部上，所述转子组件连接在所述中部，所述定子轴承、所述转子组件及所述第一轴承沿所述转轴的轴线方向依次排列，所述定子组件通过所述定子轴承连接在所述转轴上。本发明可减少转轴所产生的扭力传递到外部构件上，进而使外部构件的运动平稳性得到提高，同时，可以减少运动在转轴上的时间损耗，进而加快外部构件响应电机运动的速度。

Description

一种电机、云台及飞行器
【技术领域】
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机、云台及飞行器。
【背景技术】
电机是一种实现电能和机械能之间转换的装置，其可以通过产生的驱动扭矩来为各类设备提供动力。利用电机的设备中，云台是一种可利用电机的转动以完成对其挂载的拍摄器的固定、随意调节拍摄器的姿态(例如：改变拍摄器的高度和/或方向)、以及使拍摄器稳定保持在确定的姿态上，从而实现拍摄器的稳定、流畅，实现多角度拍摄。
在现有的电机中，一般通过电机的转轴与外部构件连接，以带动外部构件转动，电机通过转轴与外部构件连接的方式，会将在转轴上产生的扭力传输到外部构件上，使外部构件平稳的运动受到影响。
【发明内容】
本发明优选实施例的主要目的是提供一种电机，旨在减少电机传输到外部构件上的扭力。
本发明优选实施例公开了一种电机，包括底座、转轴、定子组件、第一轴承、定子轴承和用于带动外部构件转动的转子组件，所述转轴具有第一端部、第二端部及连接所述第一端部和第二端部的中部，所述底座通过所述第一轴承连接在所述第一端部上，所述定子轴承、所述转子组件设置在所述中部，所述定子轴承、所述转子组件及所述第一轴承沿所述转轴的轴线方向依次排列，所述定子组件通过所述定子轴承连接在所述转轴上。
优选地，所述转轴封闭在所述底座、所述定子组件及所述转子组件形成的腔体中。
优选地，所述定子组件包括定子及与该定子固定的端盖，所述定子轴承包括第二轴承和第三轴承，所述定子位于所述第二轴承和所述第三轴承之间，所述第二轴承邻近所述转子组件设置，所述第三轴承邻近所述第二端部设置。
优选地，所述电机还包括检测转轴旋转角度的传感器组件，所述传感器组件包括传感驱动PCB板、传感磁铁及安装所述传感磁铁的传感磁座，所述传感磁座固定在所述转轴的第二端部，所述传感驱动PCB板与所述传感磁铁设置在所述第二端部与所述端盖之间且固定在所述端盖上。
优选地，所述电机还包括与外部控制板连接的柔性电路板，沿所述转轴的轴线方向，所述定子具有朝向所述转子组件的第一面，所述柔性电路板位于所述定子的该第一面上。
本发明另一优选实施例还公开了一种云台，包括如上所述的电机。
优选地，所述转子组件包括转子及第二轴支臂，第二轴支臂与所述转子为一体结构，或者所述第二轴支臂固定于所述转子上，所述外部构件与第二轴支臂固定连接。
优选地，所述第二轴支臂具有连接臂部及设于该连接臂部两端的第一支臂部和第二支臂部，所述连接臂部上设有安装所述转轴的转轴安装孔，所述第一支臂部和所述第二支臂部相对所述转轴安装孔的轴线呈对称设置；
或者，所述第二轴支臂包括连接臂部及设于该连接臂部两端的第一支臂部和第二支臂部，所述连接臂部设有安装所述转子的转子安装孔，所述第一支臂部和所述第二支臂部相对所述转子安装孔的轴线呈对称设置；
所述第一支臂部、所述连接臂、所述第二支臂部形成一U形结构。
优选地，还包括减震组件、快拆组件、Z轴电机、第一轴支臂、P轴电机，所述第二轴支臂的第一支臂部和第二支臂部中至少有一个的自由端部上安装有所述P轴电机；
所述第一轴支臂的第一端与所述底座固定连接，所述第一轴支臂垂直于所述第二轴支臂，且所述第一轴支臂垂直于所述转轴；
所述第一轴支臂的第二端与所述z轴电机连接，所述z轴电机通过所述快拆组件与所述减震组件连接，所述减震组件、快拆组件及Z轴电机在所述第一轴支臂的方向上依次连接。
本发明优选实施例还公开了一种飞行器，包括如上所述的云台，还具有机身，所述机身包括驱动装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置于所述云台，所述云台设置于所述机身底部，所述驱动装置用于驱动所述电机转动使得所述拍摄装置进行拍摄。
本发明优选实施例所公开的电机，通过转子组件带动外部构件转动，即将转子组件与外部构件连接在一起，又将转子组件连接在转轴的非端部位置上，相对现有技术中外部构件连接在转轴的端部位置，基于转轴端部的扭力相对转轴非端部的扭力要大，所以本发明可减少转轴所产生的扭力传递到外部构件上，进而使外部构件的运动平稳性得到提高，同时，可以减少运动在转轴上的时间损耗，进而加快外部构件响应电机运动的速度。
【附图说明】
图1为本发明优选实施例中的云台的结构示意图；
图2为本发明优选实施例中的电机的剖视图。
附图标记：1-转轴，10-转子，11-第二轴支臂，12-底座，2-快拆组件，31-Z轴电机，32-P轴电机，4-第一轴支臂，51-传感驱动PCB板，52-传感磁铁，53-传感磁座，54-柔性电路板，6-端盖，7-定子，81-第二轴承，82-第一轴承，83-第三轴承，9-减震组件。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，且下面所描述的技术特征之间只要不相互矛盾均可相互组合。
本发明公开了一种电机、应用该电机的云台及应用该云台的飞行器，为了更为详细说明该电机的优点，现将该电机应用到云台中进行阐述，当然该电机也可以用于其他设备中。
本发明优选实施例中云台可以为单轴云台、二轴云台或者为三轴云台。如图1所示，该云台为三轴云台，其包括减震组件9、快拆组件2、Z轴电机31、第一轴支臂4、本发明另一优选实施例中的电机、P轴电机32，其中，当该云台挂载在承载件如航拍飞行器上时，减震组件9与航拍飞行器刚性连接，用于减少航拍飞行器传递给该云台的震动。减震组件9与Z轴电机31通过快拆组件2可拆卸连接，减震组件9、快拆组件2及Z轴电机31沿Z轴电机31的轴线方向依次排列。第一轴支臂4的形状为类“L”形。P轴电机32固定于本发明另一优选实施例中的电机的转动组件上，可跟随本发明另一优选实施例中的电机的运动，用于驱动相机或探照灯等负载。
在其他实施例中，当云台为单轴云台时，其包括减震组件9、快拆组件2和本发明另一优选实施例中的电机，其中，当该云台挂载在承载件如航拍飞行器上时，减震组件9与航拍飞行器刚性连接，用于减少航拍飞行器传递给该云台的震动。减震组件9与本发明另一优选实施例中的电机通过快拆组件2可拆卸连接，减震组件9、快拆组件2及本发明另一优选实施例中的电机沿本发明另一优选实施例中的电机的轴线方向依次排列，如相机或探照灯等负载连接在本发明另一优选实施例中的电机的转动组件上。当云台为二轴云台时，其包括减震组件9、快拆组件2、Z轴电机31、第一轴支臂4和本发明另一优选实施例中的电机，其中，当该云台挂载在承载件如航拍飞行器上时，减震组件9与航拍飞行器刚性连接，用于减少航拍飞行器传递给该云台的震动。减震组件9与Z轴电机31通过快拆组件2可拆卸连接，减震组件9、快拆组件2及Z轴电机31沿Z轴电机31的轴线方向依次排列。第一轴支臂4的形状为类“L”形，第一轴支臂4的一端与Z轴电机31的输出轴连接，本发明另一优选实施例中的电机固定于该第一轴支臂4的另一端上，可跟随第一轴支臂4的运动，如相机或探照灯等负载搭载在本发明另一优选实施例中的电机的转动组件上。
通过将P轴电机32、或者负载如相机或探照灯等搭载在本发明另一优选实施例中的电机的转动组件上，即将转子组件与P轴电机32、或者负载如相机或探照灯等连接在一起，相对现有技术中负载如相机或探照灯等连接在转轴的端部位置，基于转轴端部的扭力相对转子组件的扭力要大，所以本发明可减少电机转轴所产生的扭力传递到负载如相机或探照灯等上，进而使负载如相机或探照灯等的运动平稳性得到提高，同时，可以减少运动在转轴上的时间损耗，进而加快负载如相机或探照灯等响应电机运动的速度。
当不需要减少来自航拍飞行器所产生的震动时，上述任一实施例中的云台可以不设置减震组件9，此时快拆组件2直接与航拍飞行器连接。
当云台不需要与承载件如航拍飞行器进行快拆时，上述任一实施例中的云台也可以不包括快拆组件2，此时上述三轴云台和二轴云台实施例中的Z轴电机31直接与航拍飞行器连接，上述单轴云台实施例中的本发明另一优选实施例中的电机直接与航拍飞行器连接。
结合参照图2，本发明另一优选实施例中的电机包括底座12、转轴1、定子组件、第一轴承82、和定子轴承用于带动外部构件转动的转子组件，在上述三轴云台实施例中该外部构件是指P轴电机32，在上述单轴或者二轴云台实施例中该外部构件是指负载如相机或探照灯等。转轴1具有第一端部、第二端部及连接所述第一端部和第二端部的中部，底座12通过第一轴承82连接在转轴1的第一端部上；定子轴承和转子组件设置在转轴1的中部，即定子轴承和转子组件设置在转轴1的非端部位置；定子轴承、转子组件及第一轴承82沿转轴1的轴线方向依次排列，定子组件通过定子轴承连接在转轴1上。通过转子组件带动外部构件(三轴云台实施例中的P轴电机32，或者，单轴或者二轴云台实施例中的负载如相机或探照灯等)转动，即将转子组件与外部构件连接在一起，又将转子组件连接在转轴1的非端部位置上，相对现有技术中外部构件连接在转轴的端部位置，基于转轴端部的扭力相对转轴非端部的扭力要大，所以本发明可减少转轴1所产生的扭力传递到外部构件(三轴云台实施例中的P轴电机32，或者，单轴或者二轴云台实施例中的负载如相机或探照灯等)上，进而使外部构件(三轴云台实施例中的P轴电机32，或者，单轴或者二轴云台实施例中的负载如相机或探照灯等)的运动平稳性得到提高，同时，可以减少运动在转轴1上的时间损耗，进而加快外部构件(三轴云台实施例中的P轴电机32，或者，单轴或者二轴云台实施例中的负载如相机或探照灯等)响应电机运动的速度。
为了简化本发明实施例中的云台结构，在上述三轴或二轴云台实施例中，上述电机实施例中的底座12为第一轴支臂4的一部分，即底座12为第一轴支臂4的其中一自由端，也即底座12与第一轴支臂4为一体结构；或者底座12与第一轴支臂4固定连接。
由于外部构件与转子组件直接连接，无需将本发明电机的转轴1伸出该电机以与外部构件连接，所以本发明在优选实施例中，转轴1封闭在底座12、定子组件及转子组件形成的腔体中，这样的设计可避免粉尘等微颗粒经转轴1进入到电机内部，影响电机的性能和寿命，同时也能提高本发明电机的安全性能。
为了增加本发明电机的输出刚性，提高平稳性，本发明优选实施例中的定子组件包括定子7及与该定子7固定的端盖6，定子轴承包括第二轴承81和第三轴承83，所述定子7位于所述第二轴承81和所述第三轴承83之间，也即第二轴承81和第三轴承83分别设置在定子7的两端部，其中所述第二轴承81邻近转子组件设置，第三轴承83邻近转轴1的第二端部设置。通过上述结构，由第二轴承81和第三轴承83作为支撑、定子7装于两个作为支撑的第二轴承81和第三轴承83之间，增加了刚性和稳定性。
转子组件连接在转轴1的非端部位置，具体地，转子组件连接在转轴1中位于第一轴承82和第二轴承81之间的位置，以减少转轴1上所产生的扭力的传递，加快连接在转子组件上的外部构件响应转轴1的速度。
为了能够实时精确的检测到转轴1的旋转角度，以便控制其转动速度及位置，本发明优选实施例中的电机还包括检测转轴旋转角度的传感器组件，该传感器组件包括传感驱动PCB板51、传感磁铁52及安装传感磁铁52的传感磁座53，其中，传感磁座53固定在转轴1的第二端部(远离底座12)，传感驱动PCB板51与传感磁铁52设置在所述第二端部与所述端盖6之间且传感驱动PCB板51固定在定子组件的端盖6上。
本发明实施例中的电机还包括与外部控制板连接的柔性电路板54，沿转轴1的轴线方向，定子7具有朝向转子组件的第一面，柔性电路板54位于定子7的该第一面上。
本发明实施例中的转子组件包括转子10及第二轴支臂11，第二轴支臂11与转子10为一体结构，或者第二轴支臂11固定于转子10上，外部构件与第二轴支臂11固定连接，外部构件跟随第二轴支臂11转动。通过将本为云台的结构第二轴支臂11设置成与转子10为一体结构或者与转子10固定，使电机相对云台不再为独立的零件，即电机为构成云台的零件的一部分，使得云台的结构更为紧凑，体积更小，重量更轻，有利于承载该云台的航拍飞行器的续航能力的提高。
第一轴支臂4的第一端与底座12固定连接，第一轴支臂4垂直于第二轴支臂11，且第一轴支臂4垂直于转轴1。第一轴支臂4的第二端与z轴电机31连接，z轴电机31通过快拆组件2与减震组件9连接，减震组件9、快拆组件2及Z轴电机31在第一轴支臂4的方向上依次连接。
第二轴支臂11与转子10为一体结构，具体地，第二轴支臂11具有连接臂部及设于该连接臂部两端的第一支臂部和第二支臂部，连接臂部上设有安装转轴1的转轴安装孔，第一支臂部和第二支臂部相对转轴安装孔的轴线呈对称设置；第一支臂部、连接臂、第二支臂部形成一U形结构。进一步地，第二轴支臂11的第一支臂部和第二支臂部中至少有一个的自由端部上安装有P轴电机32。
第二轴支臂11固定于转子10上，具体地，第二轴支臂11包括连接臂部及设于该连接臂部两端的第一支臂部和第二支臂部，连接臂部设有安装转子10的转子安装孔，第一支臂部和第二支臂部相对转子安装孔的轴线呈对称设置。
本发明实施例还提供了一种飞行器，其包括如上所述的云台，还具有机身，所述机身包括驱动装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置于所述云台，所述云台设置于所述机身底部，所述驱动装置用于驱动所述电机转动使得所述拍摄装置进行拍摄。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于，包括底座、转轴、定子组件、第一轴承、定子轴承和用于带动外部构件转动的转子组件，所述转轴具有第一端部、第二端部及连接所述第一端部和第二端部的中部，所述底座通过所述第一轴承连接在所述第一端部上，所述定子轴承、所述转子组件设置在所述中部，所述定子轴承、所述转子组件及所述第一轴承沿所述转轴的轴线方向依次排列，所述定子组件通过所述定子轴承连接在所述转轴上，所述定子轴承包括第二轴承和第三轴承，所述第二轴承邻近所述转子组件设置，所述第三轴承邻近所述第二端部设置，所述转子组件位于所述第一轴承与所述第二轴承之间。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转轴封闭在所述底座、所述定子组件及所述转子组件形成的腔体中。
3.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述定子组件包括定子及与该定子固定的端盖，所述定子位于所述第二轴承和所述第三轴承之间。
4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述电机还包括检测转轴旋转角度的传感器组件，所述传感器组件包括传感驱动PCB板、传感磁铁及安装所述传感磁铁的传感磁座，所述传感磁座固定在所述转轴的第二端部，所述传感驱动PCB板与所述传感磁铁设置在所述第二端部与所述端盖之间且固定在所述端盖上。
5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，所述电机还包括与外部控制板连接的柔性电路板，沿所述转轴的轴线方向，所述定子具有朝向所述转子组件的第一面，所述柔性电路板位于所述定子的该第一面上。
6.一种云台，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的电机。
7.如权利要求6所述的云台，其特征在于，所述转子组件包括转子及第二轴支臂，第二轴支臂与所述转子为一体结构，或者所述第二轴支臂固定于所述转子上，所述外部构件与第二轴支臂固定连接。
8.如权利要求7所述的云台，其特征在于，所述第二轴支臂具有连接臂部及设于该连接臂部两端的第一支臂部和第二支臂部，所述连接臂部上设有安装所述转轴的转轴安装孔，所述第一支臂部和所述第二支臂部相对所述转轴安装孔的轴线呈对称设置；
或者，所述第二轴支臂包括连接臂部及设于该连接臂部两端的第一支臂部和第二支臂部，所述连接臂部设有安装所述转子的转子安装孔，所述第一支臂部和所述第二支臂部相对所述转子安装孔的轴线呈对称设置；
所述第一支臂部、所述连接臂、所述第二支臂部形成一U形结构。
9.如权利要求8所述的云台，其特征在于，还包括减震组件、快拆组件、Z轴电机、第一轴支臂、P轴电机，所述第二轴支臂的第一支臂部和第二支臂部中至少有一个的自由端部上安装有所述P轴电机；
所述第一轴支臂的第一端与所述底座固定连接，所述第一轴支臂垂直于
所述第二轴支臂，且所述第一轴支臂垂直于所述转轴；
所述第一轴支臂的第二端与所述z轴电机连接，所述z轴电机通过所述快拆组件与所述减震组件连接，所述减震组件、快拆组件及Z轴电机在所述第一轴支臂的方向上依次连接。
10.一种飞行器，包括如权利要求6至9任一项所述的云台，其特征在于，还具有机身，所述机身包括驱动装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置于所述云台，所述云台设置于所述机身底部，所述驱动装置用于驱动所述电机转动使得所述拍摄装置进行拍摄。
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