CN105882994A - 一种全景相机三轴云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全景相机三轴云台，包括Z向组件、Y向组件和X向组件；Z向组件包括第一电机、第一电机壳体和第一转动支架，第一电机输出轴与第一转动支架固连，第一转动支架的两端分别设有相机安装座；Y向组件包括第二电机、第二电机壳体和第二转动支架，第二电机输出轴与第一电机壳体固定连接，第一电机输出轴与第二电机输出轴垂直；X向组件包括第三电机、第三电机壳体和第三转动支架，第三电机输出轴与第二转动支架固连，第三电机输出轴分别与第一电机输出轴、第二电机输出轴垂直，第三电机壳体与第三转动支架固连。通过设置Z向组件、Y向组件和X向组件，实现无人机相机能够在三个轴向转动，保证无人机在飞行过程中多角度拍摄。

Description

一种全景相机三轴云台

技术领域

本发明属于飞行器云台技术领域，具体涉及一种全景相机三轴云台。

背景技术

现有技术中无人机在拍摄时易拍到飞行器部件，如螺旋桨、脚架等，影响拍摄质量，而三轴云台由于其可以实现多维度多角度旋转被广泛使用。申请号201510916399.2，名称为航空器平面三轴云台，该申请包括套于第一定子外的第一固定台、套于第一转子外的第一转动台、套于第二定子外的第二固定台、套于第二转子外的第二转动台、套于第三定子外的第三固定台、以及嵌入摄像装置内并套于第三转子外的第三转动台。本发明通过将所述第三转动台作为嵌入到摄像装置内的转轴，直接带动摄像装置转动，在实现了结构紧凑的同时，还有效降低了第三转子的转动能耗。但是该申请中所述三轴云台稳定性差，影响拍摄质量，且只能安装设置一个相机，拍摄角度受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全景相机三轴云台，解决现有技术中云台稳定性差，影响拍摄质量，且只能安装设置一个相机，拍摄角度受限的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种全景相机三轴云台，用于将相机活动式设置在无人机上，包括Z向组件、Y向组件和X向组件；所述Z向组件包括第一电机、第一电机壳体和第一转动支架，第一电机设置在第一电机壳体中，第一电机的定子与第一电机壳体固连，第一电机输出轴与第一转动支架固连，第一转动支架的两端分别设置有相机安装座，两个相机安装座上分别设置有广角镜头相机，所述第一电机、第一转动支架和两个相机安装座沿Z向叠加设置；所述Y向组件包括第二电机、第二电机壳体和第二转动支架，第二电机设置在第二电机壳体中，第二电机的定子与第二电机壳体固连，第二电机的输出轴与第一电机壳体固定连接，第一电机的输出轴与第二电机的输出轴垂直，第二电机壳体与第二转动支架固连；所述第二转动支架为环形，第二转动支架套设在Z向组件外周；所述X向组件包括第三电机、第三电机壳体和第三转动支架，第三电机设置在第三电机壳体中，第三电机的定子与第三电机壳体固连，第三电机的输出轴与第二转动支架固连，第三电机的输出轴分别与第一电机的输出轴、第二电机的输出轴垂直，第三电机壳体与第三转动支架固连；所述第三转动支架为环形，第三转动支架套设在Y向组件外周。

通过在该全景相机三轴云台上设置两个广角镜头相机，且两个广角镜头相机的镜头背向设置，能够满足多角度同时拍摄的要求。通过Z向组件的第一电机转子的转动带动第一转动支架、相机安装座一起转动，保证相机绕Z向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机上部和下部的景象；通过Y向组件的第二电机转子的转动，带动整个Z向组件绕Y向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机左、右两侧的景象；通过X向组件的第三电机转子的转动，带动Z向组件和Y向组件作为一个整体绕X向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机前、后两侧的景象，保证无人机在飞行过程中多角度拍摄。

进一步改进，所述第一转动支架包括两个平行设置的支柱和两个底板，支柱与第一电机的输出轴相平行，第一电机位于两个支柱之间，两个底板分别固定在两个支柱的两端，其中一个底板与第一电机的转子固连，两个相机安装座分别固定在两个底板的外侧。结构简单、紧凑，体积小便于安装，通过两个平行设置的支柱与上、下两个相机安装座固定连接，保证两个相机始终为一个整体，提高了结构的稳定性。

进一步改进，所述第二转动支架还通过第一转轴与第一电机壳体转动连接，且第一转轴与第二电机的输出轴同轴设置，使Z向组件通过两个连接点与第二转动支架转动连接，提高了结构的稳定性，保证无人机在飞行过程中的拍摄效果。

进一步改进，所述第三转动支架还通过第二转轴与第二转动支架转动连接，且第二转轴与第三电机的输出轴同轴设置。使Y向组件通过两个连接点与第三转动支架转动连接，提高了结构的稳定性，保证无人机在飞行过程中的拍摄效果。

进一步改进，所述第三转动支架包括两个云台下底座和两个云台上底座，云台下底座和云台上底座间隔连接呈环形状，其中，云台上底座位于云台下底座上方。所述该全景相机三轴云台通过第三转动支架与无人机连接。

进一步改进，所述云台上底座和云台下底座之间活动式连接，云台上底座和云台下底座之间设置有弹性件，当无人机在飞行过程中受到意外的扰动时，弹性件起到缓冲作用，防止两个相机受到干扰而影响拍摄效果。

进一步改进，所述弹性件为弹簧或橡胶圈，取材方便、成本低，其缓冲效果好。

进一步改进，所述第一电机、第二电机和第三电机均为无刷伺服电机，所述无人机上设置有控制装置，第一电机、第二电机和第三电机分别与控制装置之间电连接，受控制装置的控制。无刷伺服电机体积小，重量轻，响应快，速度高，转动平滑，力矩稳定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过设置Z向组件、Y向组件和X向组件，实现无人机相机能够在三个轴向转动，保证无人机在飞行过程中多角度拍摄。

2、通过在Z向组件的两端设置两个广角镜头相机，且两个广角镜头相机的镜头背向设置，能够满足多角度同时拍摄的要求。

3、通过Z向组件的第一电机转子的转动带动第一转动支架、相机安装座一起转动，保证相机绕Z向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机上部和下部的景象；通过Y向组件的第二电机转子的转动，带动整个Z向组件绕Y向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机左、右两侧的景象；通过X向组件的第三电机转子的转动，带动Z向组件和Y向组件作为一个整体绕X向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机前、后两侧的景象。

4、通过在云台上底座和云台下底座之间设置弹性件，当无人机在飞行过程中受到意外的扰动时，弹性件起到缓冲作用，防止两个相机受到干扰而影响拍摄效果。

附图说明

图1为本发明所述一种全景相机三轴云台的结构示意图。

图2为图1的***视图。

图3为图1的俯视图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐释本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1-3所示，一种全景相机三轴云台，用于将相机活动式设置在无人机上，包括Z向组件、Y向组件和X向组件；所述Z向组件包括第一电机1、第一电机壳体和第一转动支架2，第一电机1设置在第一电机壳体中，第一电机1的定子与第一电机壳体固连，第一电机1输出轴与第一转动支架2固连，第一转动支架2的两端分别设置有相机安装座，两个相机安装座上分别设置有广角镜头相机7，所述第一电机1、第一转动支架2和两个相机安装座沿Z向叠加设置；所述Y向组件包括第二电机3、第二电机壳体和第二转动支架4，第二电机3设置在第二电机壳体中，第二电机3的定子与第二电机壳体固连，第二电机3的输出轴与第一电机壳体固定连接，第一电机1的输出轴与第二电机3的输出轴垂直，第二电机壳体与第二转动支架4固连；所述第二转动支架4为环形，第二转动支架4套设在Z向组件外周；所述X向组件包括第三电机5、第三电机壳体和第三转动支架6，第三电机5设置在第三电机壳体中，第三电机5的定子与第三电机壳体固连，第三电机5的输出轴与第二转动支架4固连，第三电机5的输出轴分别与第一电机1的输出轴、第二电机3的输出轴垂直，第三电机壳体与第三转动支架6固连；所述第三转动支架6为环形，第三转动支架6套设在Y向组件外周。

在本实施例中，第二转动支架4、第三转动支架6为封闭的环形结构,从图3中能够直观的看出，第二转动支架4位于第三转动支架6和Z向组件之间，第二转动支架4的一组对边的外侧与第三转动支架6转动连接，另一组对边的内侧与第一电机壳体转动连接，第二转动支架4起到整个三轴云台的枢纽连接作用，因此要求其具有稳定的结构特征，而环形则是优选的方式，可以为圆环形、四边形、多边形或者不规则的环形结构，只需要满足在转动时，第二转动支架4不会与第三转动支架6和Z向组件发生干涉就可；在其他实施例中，第三转动支架6可以为非封闭的结构，如C形、U形等，只要满足第三转动支架6与第二转动支架4转动连接即可。

通过在该全景相机三轴云台上设置两个广角镜头相机7，且两个广角镜头相机7的镜头背向设置，能够满足多角度同时拍摄的要求。通过Z向组件的第一电机1转子的转动带动第一转动支架2、相机安装座一起转动，保证相机7绕Z向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机上部和下部的景象；通过Y向组件的第二电机3转子的转动，带动整个Z向组件绕Y向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机左、右两侧的景象；通过X向组件的第三电机5转子的转动，带动Z向组件和Y向组件作为一个整体绕X向转动，实现无人机在航拍过程中相机能够拍摄到无人机前、后两侧的景象，保证无人机在飞行过程中多角度拍摄。

在本实施例中，所述第一转动支架2包括两个平行设置的支柱21和两个底板22，支柱21与第一电机1的输出轴相平行，第一电机1位于两个支柱21之间，两个底板22分别固定在两个支柱21的两端，其中一个底板22与第一电机21的转子固连，两个相机安装座分别固定在两个底板22的外侧。结构简单、紧凑，体积小便于安装，通过两个平行设置的支柱21与上、下两个相机安装座固定连接，保证两个相机始终为一个整体，提高了结构的稳定性。在其他实施例中，第一转动支架2可以为其他形状，如C形结构，由一个支柱21和设置在其两端的两个底板22构成。

在本实施例中，所述第二转动支架4还通过第一转轴8与第一电机壳体转动连接，且第一转轴8与第二电机3的输出轴同轴设置，使Z向组件通过两个连接点与第二转动支架4转动连接，提高了结构的稳定性，保证无人机在飞行过程中的拍摄效果。在其他实施例中，第二转动支架4通过第一转轴8以及轴承与第一电机壳体转动连接，减小摩擦，转动灵活。

在本实施例中，所述第三转动支架6还通过第二转轴9与第二转动支架4转动连接，且第二转轴9与第三电机5的输出轴同轴设置。使Y向组件通过两个连接点与第三转动支架6转动连接，提高了结构的稳定性，保证无人机在飞行过程中的拍摄效果。在其他实施例中，第三转动支架6通过第二转轴9以及轴承与第二转动支架4转动连接，转动连接，减小摩擦，转动灵活。

在本实施例中，所述第三转动支架6包括两个云台下底座61和两个云台上底座62，云台下底座61和云台上底座62间隔设置，构成环形状结构，其中，云台上底座62位于云台下底座61上方。所述该全景相机三轴云台通过第三转动支架6与无人机连接。

在本实施例中，所述云台上底座62和云台下底座61之间活动式连接，云台上底座62和云台下底座61之间设置有弹性件63，当无人机在飞行过程中受到意外的扰动时，弹性件63起到缓冲作用，防止两个相机受到干扰而影响拍摄效果。

在本实施例中，所述弹性件63为弹簧，取材方便、成本低，其缓冲效果好。在其他实施例中，弹性件63可以为橡胶圈或橡胶球。

在本实施例中，所述第一电机1、第二电机3和第三电机5均为无刷伺服电机，所述无人机上设置有控制装置(图中未示出)，第一电机1、第二电机2和第三电机5分别与控制装置之间电连接，受控制装置的控制。无刷伺服电机体积小，重量轻，响应快，速度高，转动平滑，力矩稳定。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种全景相机三轴云台，用于将相机活动式设置在无人机上，其特征在于，包括Z向组件、Y向组件和X向组件；

所述Z向组件包括第一电机、第一电机壳体和第一转动支架，第一电机设置在第一电机壳体中，第一电机的定子与第一电机壳体固连，第一电机输出轴与第一转动支架固连，第一转动支架的两端分别设置有相机安装座，两个相机安装座上分别设置有广角镜头相机，所述第一电机、第一转动支架和两个相机安装座沿Z向叠加设置；

所述Y向组件包括第二电机、第二电机壳体和第二转动支架，第二电机设置在第二电机壳体中，第二电机的定子与第二电机壳体固连，第二电机的输出轴与第一电机壳体固定连接，第一电机的输出轴与第二电机的输出轴垂直，第二电机壳体与第二转动支架固连；所述第二转动支架为环形，第二转动支架套设在Z向组件外周；

所述X向组件包括第三电机、第三电机壳体和第三转动支架，第三电机设置在第三电机壳体中，第三电机的定子与第三电机壳体固连，第三电机的输出轴与第二转动支架固连，第三电机的输出轴分别与第一电机的输出轴、第二电机的输出轴垂直，第三电机壳体与第三转动支架固连；所述第三转动支架为环形，第三转动支架套设在Y向组件外周。

2.根据权利要求1所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述第一转动支架包括两个平行设置的支柱和两个底板，支柱与第一电机的输出轴相平行，第一电机位于两个支柱之间，两个底板分别固定在两个支柱的两端，其中一个底板与第一电机的转子固连，两个相机安装座分别固定在两个底板的外侧。

3.根据权利要求1所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述第二转动支架还通过第一转轴与第一电机壳体转动连接，且第一转轴与第二电机的输出轴同轴设置。

4.根据权利要求1所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述第三转动支架还通过第二转轴与第二转动支架转动连接，且第二转轴与第三电机的输出轴同轴设置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述第三转动支架包括两个云台下底座和两个云台上底座，云台下底座和云台上底座间隔连接呈环形状，其中，云台上底座位于云台下底座上方。

6.根据权利要求5所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述云台上底座和云台下底座之间活动式连接，云台上底座和云台下底座之间设置有弹性件。

7.根据权利要求6所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述弹性件为弹簧或橡胶圈。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的全景相机三轴云台，其特征在于，所述第一电机、第二电机和第三电机均为无刷伺服电机。