CN111601756A - 安装在飞行器上的三轴旋转装置 - Google Patents

Abstract

三轴旋转装置的实施例包括：驱动部；第一壳体，该第一壳体绕第一轴线并相对于驱动单元旋转且容纳第一马达；第二壳体，该第二壳体绕垂直于第一轴线的第二轴线并相对于第一壳体旋转且容纳第二马达；第三壳体，该第三壳体绕垂直于第一轴线和第二轴线的第三轴线并相对于第二壳体旋转，容纳第三马达，并且其上安装有摄像头；第一连接部，其沿着第一马达的外周表面设置在第一马达与第一壳体之间；第二连接部，其沿着第二马达的外周表面设置在第二马达与第二壳体之间；以及第三连接部，其沿着第三马达的外周表面设置在第三马达和第三壳体之间，其中，该第一连接部、第二连接部和第三连接部由柔性材料形成并且可以电连接到驱动部。

Description

安装在飞行器上的三轴旋转装置

技术领域

实施例涉及一种安装在飞行器上的三轴旋转装置。

背景技术

本公开的内容仅提供关于实施例的背景信息，而没有构成现有技术。

近来，对于诸如无人机等小型无人操作飞行器的使用已经有所增加。当使用安装在小型无人操作飞行器上的摄像头进行空中拍摄时，与使用乘坐人的直升飞机等的情况相比，具有便利和成本低的优点。

在将摄像头安装在飞行器上的情况下，由于飞行器可能在飞行过程中以一定角度进行三维旋转，所以可以使用三轴旋转装置来防止摄像头受到三轴旋转的影响。

三轴旋转装置补偿了飞行器的三轴旋转，并且因此，可以防止安装在飞行器上的摄像头受到飞行器的三轴旋转的影响。

三轴旋转装置可以在三轴旋转装置安装在飞行器上并且摄像头安装在三轴旋转装置上的状态下使用。为此，重要的是，三轴旋转装置必须在具有摄像头姿势保持性能的同时具有小而轻的结构。

发明内容

【技术问题】

因此，实施例涉及一种安装在飞行器上的三轴旋转装置。

实施例所属领域的技术人员将理解，实施例要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且将从以下描述中更清楚地理解其他技术问题。

【技术方案】

实施例的三轴旋转装置可以包括：驱动器；第一壳体，该第一壳体相对于驱动器绕第一轴线旋转，同时其中容纳第一马达；第二壳体，该第二壳体相对于第一壳体绕第二轴线旋转，同时其中容纳第二马达，所述第二轴线垂直于第一轴线；第三壳体，该第三壳体相对于第二壳体绕第三轴线旋转，同时其中容纳第三马达，所述第三轴线垂直于第一轴线和第二轴线，该第三壳体承载安装在其上的摄像头；第一连接构件，该第一连接构件沿着第一马达的外周表面设置在第一马达和第一壳体之间；第二连接构件，该第二连接构件沿着第二马达的外周表面设置在第二马达和第二壳体之间；以及第三连接构件，该第三连接构件沿着第三马达的外周表面设置在第三马达和第三壳体之间，其中，第一连接构件、第二连接构件和第三连接构件可以由柔性材料制成，并且可以电连接到驱动器。

第一连接构件可以包括柔性印刷电路板，并且可以将驱动器和第一马达电连接。第二连接构件可以包括柔性印刷电路板，并且可以将第一马达和第二马达电连接。第三连接构件可以包括柔性印刷电路板，并且可以将第二马达和第三马达电连接。

在一个实施例中，三轴旋转装置还可以包括：第一框架，该第一框架根据第一马达的运行而绕第一轴线旋转，第一壳体固定至该第一框架；第二框架，该第二框架根据第二马达的运行而绕第二轴线旋转，第二壳体固定到该第二框架；以及第三框架，该第三框架根据第三马达的运行而绕第三轴线旋转，第三壳体固定到该第三框架。

第一连接构件可以包括第一可移动部分，该第一可移动部分被配置为根据第一框架的旋转而沿着第一马达并围绕第一马达缠绕或解绕(unwound)。第二连接构件可以包括第二可移动部分，该第二可移动部分被配置为根据第二框架的旋转而沿着第二马达并围绕第二马达缠绕或解绕。第三连接构件可以包括第三可移动部分，该第三可移动部分被配置为根据第三框架的旋转而沿着第三马达并围绕第三马达缠绕或解绕。

第一马达可以安装到驱动器，使得第一马达相对于驱动器绕第一轴线旋转。第二马达可以安装到第一框架，使得第二马达相对于第一框架绕第二轴线旋转。第三马达可以安装到第二框架，使得第三马达相对于第二框架绕第三轴线旋转。

用于控制第二马达的运行的第二马达控制器可以在第二轴线的方向上在与第二马达相对应的位置处安装到第一框架。用于控制第三马达的运行的第三马达控制器可以在第三轴线方向上在与第三马达相对应的位置处安装到第二框架。

第二马达控制器可以包括耦接到第一连接构件的第一连接器和耦接到第二连接构件的第二连接器。第二连接器可以耦接到第二马达控制器的在第二轴线的方向上以弯曲状态延伸的部分。

在一个实施例中，三轴旋转装置还可以包括第一盖，该第一盖覆盖第二马达控制器和第一连接构件的部分。

第三马达控制器可以包括耦接到第二连接构件的第三连接器和耦接到第三连接构件的第四连接器。第四连接器可以耦接到第三马达控制器的在第三轴线的方向上以弯曲状态延伸的部分。

在一实施例中，三轴旋转装置还可以包括第二盖，该第二盖覆盖第三马达控制器和第二连接构件的部分。

【有益效果】

在每个实施例中，每个连接构件的中心部分以围绕相应框架缠绕的状态设置，因此，其中设置有连接构件的三轴旋转装置的空间可以被显著减小。因此，可以使三轴旋转装置小型化。

在每个实施例中，针对第一框架至第三框架，分别测量其旋转速度、旋转角度、旋转方向等。基于测量的值，主控制器可以执行针对第一框架至第三框架的旋转的反馈控制。根据针对第一框架至第三框架的旋转的这种反馈控制，实施例中的三轴旋转装置可以精确且有效地执行对其上安装的摄像头的位置控制。

在每个实施例中，定子的表面积借助于凹槽而增加，并且散热面积可以根据增加的表面积而增加。因此，在实施例中，包括转子和定子的马达可以有效地进行冷却。另外，凹部可以减轻定子的重量，并且因此，具有轻量化三轴旋转装置的效果。

在每个实施例中，第一框架至第三框架、第一壳体至第三壳体以及第一盖和第二盖由展现高传热率的铝制成，并且三轴旋转装置的向外暴露的表面积借助于这些元件而大大增加。因此，可以有效地冷却第一马达至第三马达、第二马达控制器和第三马达。

在每个实施例中，由于摄像头被设置为可拆卸地附接到第三框架，因此具有实现了容易修理或容易更换摄像头的效果。

附图说明

图1是示出实施例的三轴旋转装置的透视图。

图2是对应于图1的绕第一轴线旋转的视图。

图3是与图2相对应的视图，从中省略了一部分构造。

图4是示出实施例中的第二马达的一部分的视图。

图5是示出实施例中的第三马达的一部分的视图。

图6是示出第一框架至第三框架的结构的视图。

图7是对应于图6的分解图。

图8是示出实施例中的第一马达、第二马达或第三马达的视图。

图9是示出实施例中的第三马达的一部分的截面图。

图10和图11是说明实施例中的第一止动件(stopper)和第二止动件的运行的视图。

图12是说明实施例中的三轴旋转装置的传热结构的视图。

图13是说明实施例中的第三框架和摄像头的结构的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述实施例。实施例可以进行各种变化并且可以具有各种形式。与此相关，将在附图中示出特定实施例，并且将在说明书中对其进行详细描述，但是实施例不应被解释为限于特定实施例。应当理解的是，不脱离实施例的精神和技术范围的所有变化、等同物和替代物均包含在实施例中。

将理解，尽管本文使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语限制。仅使用这些术语来区分各元件。另外，考虑实施例中的构造和功能的本文特别定义的术语仅被用来公开实施例，而不限制实施例的范围。

在实施例的以下描述中，应当理解，在提到一个元件形成于另一个元件“上”或“下”时，这两个元件彼此直接接触，或间接形成从而也可以存在居间元件。另外，当在本文中使用表述“在……上”或“在……下”时，相对于一个元件，不仅可以涉及向上的方向，而且可以涉及向下的方向。

另外，将理解，下文中使用的诸如“上/上面/上方”和“下/下面/下方”之类的相对术语可以解释为仅将一个元件与另一个元件区分开，而不必要求或涉及元件之间的特定物理或逻辑关系或顺序。

图1是示出实施例的三轴旋转装置的透视图。图2是对应于图1的绕第一轴线A1旋转的视图。图3是与图2相对应的视图，从中省略了一部分构造。图4是示出实施例中的第二马达320的一部分的视图。图5是示出实施例中的第三马达330的一部分的视图。图6是示出第一框架510至第三框架530的结构的视图。图7是对应于图6的分解图。

摄像头700被安装在实施例的三轴旋转装置上。三轴旋转装置本身可以安装在诸如无人机等飞行器上。在这种情况下，三轴旋转装置使摄像头700能够保持其原始姿势，而无论飞行器的三轴旋转如何。

三轴旋转装置可以进行三轴旋转。即，三轴旋转装置可以包括绕第一轴线A1旋转的区段、绕第二轴线A2旋转的区段、以及绕垂直于第一轴线A1和第二轴线A2的第三轴线A3旋转的区段。

根据这样的结构，三轴旋转装置可以实现三维旋转。当飞行器进行三维旋转时，三轴旋转装置进行三维旋转以补偿飞行器的这种旋转。因此，安装在三轴旋转装置上的摄像头700可以保持其原始姿势，而不管飞行器的三维旋转如何。

如图6和7所示，三轴旋转装置可以包括第一框架510、第二框架520、第三框架530和驱动器100。

第一框架510遍及其整体具有弯曲的形状。第一框架510可以在其弯曲部分的一侧处安装至驱动器100。第二框架520可以在第二轴线A2的方向上安装到第一框架510的弯曲部分的另一侧。第一框架510可以根据第一马达310的运行相对于驱动器100绕第一轴线A1旋转。

第二框架520遍及其整体也具有弯曲的形状。第二框架520可以在其弯曲部分的一侧处安装至第一框架510。第三框架530可以在第三轴线A3的方向上安装到第二框架520的弯曲部分的另一侧。第二框架520可以根据第二马达320的运行相对于第一框架510绕第二轴线A2旋转。

第三框架530在其一侧处安装到第三框架530。摄像头700可以安装到第三框架530。第三框架530可以根据第三马达330的运行相对于第三框架530绕第三轴线A3旋转。

驱动器100可以电连接到第一马达310至第三马达330，可以控制第一马达310至第三马达330的运行，并且可以提供第一马达310至第三马达330的运行所需的电流。

驱动器100可以如下控制第一马达310至第三马达330。首先，驱动器100可以控制第一马达310至第三马达330，以便维持摄像头700的姿势。

也就是说，当飞行器进行三维旋转时，安装在飞行器上的摄像头700产生偏航(yaw)，使得摄像头700绕第一轴线A1旋转一定角度并翻滚(roll)，使得摄像头700绕第二轴线A2旋转一定角度并俯仰(pitch)，使得摄像头700绕第三轴线A3旋转一定角度。

驱动器100可以控制第一马达310至第三马达330的旋转角度，以补偿摄像头700的这种偏航、翻滚和俯仰，因此，即使在飞行器进行三维旋转时，安装在飞行器上的摄像头700也可以保持其原始姿势。

另外，驱动器100可以主动地控制第一马达310至第三马达330以控制摄像头700的拍摄方向。即，驱动器100可以控制第一马达310至第三马达330以使第一框架510至第三框架530分别以期望的角度旋转，从而调节安装到第三框架530的摄像头700的拍摄方向。

参考图1和图2，三轴旋转装置可以包括阻尼器(damper)10、第一壳体210至第三壳体230、第一盖610和第二盖620。

阻尼器10设置于在其中三轴旋转装置耦接到飞行器的区域中，以减轻从飞行器施加至三轴旋转装置的冲击。阻尼器10可以以所需数量设置在三轴旋转装置和飞行器的耦接区域中的所需位置处。

第一壳体210可以相对于驱动器100绕第一轴线A1旋转。第一马达310可以设置在第一壳体内。

第一壳体210固定至驱动器100，因此，第一框架510可以根据第一马达310的运行绕第一轴线A1旋转。另外，第一壳体210和第一框架510可以形成为具有一体化结构，因此，第一壳体210可以与第一框架510一起绕第一轴线A1旋转。

第二壳体220可以相对于第一壳体210绕垂直于第一轴线A1的第二轴线A2旋转。第二马达320可以设置在第二壳体220内。

第二壳体220固定到第一框架510，因此，第二框架520可以根据第二马达320的运行绕第二轴线A2旋转。另外，第二壳体220和第二框架520可以形成为具有一体化结构，因此，第二壳体220可以与第二框架520一起绕第二轴线A2旋转。

第三壳体230可以相对于第二壳体220绕垂直于第一轴线A1和第二轴线A2的第三轴线A3旋转。第三马达330设置在第三壳体230内。摄像头700可以安装到第三框架530。

第三壳体230耦接到第二框架520，因此，第三框架530可以根据第三马达330的运行绕第三轴线A3旋转。另外，第三壳体230和第三框架530可以形成为具有一体化结构，因此，第三壳体230可以与第三框架530一起绕第三轴线A3旋转。

摄像头700安装到第三框架530，因此，随着第三框架530绕第一轴线A1至第三轴线A3旋转，摄像头700也可以绕第一轴线A1至第三轴线A3旋转。

第一盖610可以耦接到第一框架510以覆盖第二马达控制器511和第一连接构件410的一部分。即，当第一盖610耦接到第一框架510时，在第一盖610和第一框架510之间可以形成空间。在该空间中，可以容纳第二马达控制器511和第一连接构件410的一部分。第一盖610可以覆盖并保护第二马达控制器511和第一连接构件410的一部分。

第二盖620可以耦接到第二框架520以覆盖第三马达330和第二连接构件420的一部分。类似于第一盖610，当第二盖620耦接到第二框架520时，可以在第二盖620和第二框架520之间形成空间。在该空间中，可以容纳第三马达330和第二连接构件420的一部分。第二盖620可以覆盖并保护第三马达330和第二连接构件420的一部分。

在下文中，将参照图3和图4具体描述连接构件。连接构件可以电连接到驱动器100，并且可以包括第一连接构件410至第三连接构件430。

第一连接构件410可以沿着第一马达310的外周表面设置在第一马达310和第一壳体210之间。第二连接构件420可以沿着第二马达320的外周表面设置在第二马达320和第二壳体220之间。第三连接构件430可以沿着第三马达330的外周表面设置在第三马达330和第三壳体230之间。

第一连接构件410、第二连接构件420和第三连接构件430可以由柔性材料制成，并且可以电连接到驱动器100。即，第一连接构件410、第二连接构件连接构件420和第三连接构件430可以顺序地彼此电连接。第一连接构件410可以电连接到驱动器100。

例如，第一连接构件410可以将驱动器100和第一马达310电连接。第二连接构件420可以将第一马达310和第二马达320电连接。第三连接构件430可以将第二马达320和第三马达330电连接。

每个连接构件的中心部分都具有包围对应马达的形状，并且可以设置在对应壳体内。每个连接构件可以在其相对端部处电连接到驱动器100、对应的马达控制器或摄像头700。每个连接构件的连接到对应马达控制器的一部分可以部分地容纳在相应的壳体中，而连接构件的其余部分可以容纳在相应的盖中。

详细地，第一连接构件410在其一端处与驱动器100电连接，而在其另一端处与第二马达控制器511电连接。在这种情况下，连接到第二马达控制器511的第一连接构件410的一部分可以容纳在第一盖610中。

第二连接构件420在其一端处与第二马达控制器511电连接，而在其另一端处与第三马达330电连接。在这种情况下，第二连接构件420的连接到第二马达控制器511的一部分可以容纳在第二壳体220中。第二连接构件420的连接到第三马达330的一部分可以容纳在第二盖620中。

第三连接构件430在其一端处与第三马达330电连接，而在其另一端处与摄像头700电连接。在这种情况下，第三连接构件430的连接到第三马达330的一部分和第三连接构件430的连接到摄像头700的一部分两者均可以容纳在第三壳体230中。

在相对应的壳体和马达之间可以分别形成空间。每个空间可以形成在对应的壳体的内表面与对应的壳体的外周表面之间。在该空间中，可以设置对应的连接构件。

连接构件可以包括例如第一连接构件410、第二连接构件420和第三连接构件430，该第一连接构件410设置在第一壳体210和第一马达310之间的空间中，该第二连接构件420设置在第二壳体220和第二马达320之间的空间中，该第三连接构件430设置在第三壳体230和第三马达330之间的空间中。

也就是说，在第一壳体2310与第一马达310之间、在第二壳体220与第二马达320之间、以及在第三壳体230与第三马达330之间分别形成有空间。在这些空间中，可以分别容纳第一连接构件410、第二连接构件420和第三连接构件430的中心部分。

每个连接构件可以沿着对应马达的外周表面以缠绕状态来设置，并且可以由柔性材料制成，使得连接构件在马达的圆周方向和直径方向上可变形。

在下文中，将参照图4详细描述连接构件之中的第一连接构件410的缠绕形式。第二连接构件420和第三连接构件430的缠绕形式与第一连接构件410的缠绕形式相似，因此，将不给出关于其的重复描述。

第二马达320可以包括转子2100和定子2200。在这种情况下，定子2200设置在内部，且转子2100设置在定子2200的外部。因此，第二连接构件420可以在沿转子2100的圆周方向缠绕的状态下设置在转子2100的外周表面与第二壳体220的内表面之间的空间SP中。

尽管在图4中未示出第二壳体220，但是第二壳体220设置为包围第二连接构件420，同时具有与第二框架520的弧形突出部分相对应的形状。

第一连接构件410可以包括用于电连接的多个电路或导线，并且可以被配置为易于变形。例如，第一连接构件410可以由柔性印刷电路板(FPCB)形成。

第一连接构件410可以包括第一可移动部分和第一固定部分，该第一可移动部分可以沿着第一马达310并围绕第一马达310缠绕或解绕，该第一固定部分固定至第一框架。

第一连接构件410的第一可移动部分可以形成为具有比第一马达310的外周长更长的长度，并且可以设置为包围第一马达310的一部分。

第一连接构件410在其一侧处连接到对应的马达控制器，而在其另一侧处固定至第一框架。

第一连接构件410还可以包括延伸部分，该延伸部分在固定至第一框架的同时延伸至第二马达控制器511。

类似地，第二连接构件420和第三连接构件430中的每一个可以包括用于电连接的多个电路或导线，并且可以被配置为易于变形。因此，例如，第二连接构件420和第三连接构件430中的每一个可以包括柔性印刷电路板。

由于第一连接构件410在其相对端部处分别固定地耦接到第一框架510和第二框架520，所以随着第二框架520相对于第一框架510在第二轴线A2的方向上旋转，第一连接构件410的相对端部之间的角度可以减小或增大。

当第一连接构件410的相对端部之间的角度增加时，第一连接构件410的缠绕的中心部分被拧紧，因此可能在对应的马达的圆周方向和直径方向上变形，从而使其直径减小。

相反，当第一连接构件410的相对端部之间的角度减小时，第一连接构件410的缠绕的中心部分变松，因此可能在对应的马达的圆周方向和直径方向上变形，从而使其直径增大。

每个连接构件的中心部分设置在形成于对应框架中的空间中。因此，即使当三轴旋转装置的第一框架510至第三框架530分别绕第一轴线A1至第三轴线A3旋转时，连接构件也可以在分别根据第一框架510至第三框架530的旋转变形的同时电连接驱动器100和对应马达。

每个连接构件的中心部分可以设置为可移动部分，该可移动部分被配置为相对于对应的马达缠绕或解绕。从可移动部分延伸的连接构件的相对端部可以设置为在固定到对应框架的状态下进行旋转的固定部分。

在这种情况下，随着三轴旋转装置的第一框架510至第三框架530中的对应的一个绕第一轴线A1至第三轴线A3中的对应的一个旋转，可移动部分可能变形，因此，可移动部分可以相对于对应的马达缠绕或解绕。

例如，第一连接构件410可以包括第一可移动部分411和第一固定部分412，该第一可移动部分411随着第一框架510旋转而相对于第一马达310缠绕或解绕，该第一固定部分412在固定到第一框架510的状态下旋转。

另外，第二连接构件420可以包括第二可移动部分421和第二固定部分422，该第二可移动部分421随着第二框架520旋转而相对于第二马达320缠绕或解绕，该第二固定部分422在固定到第二框架520的状态下旋转。

另外，参考图9，第三连接构件430可以包括第三可移动部分431和第三固定部分432，该第三可移动部分431随着第三框架530旋转而相对于第三马达330缠绕或解绕，该第三固定部分432在固定到第三框架530的状态下旋转。

在该实施例中，由于每个连接构件的可移动部分以围绕相应框架缠绕的状态设置，所以，如在上述结构中，能够显著减小其中设置有连接构件的三轴旋转装置的空间，因此，三轴旋转装置可以小型化。

在该实施例中，三轴旋转装置的所有元件通过第一连接构件410至第三连接构件430电连接，因此，不需要用于电连接各元件的单独的连接线，例如，用于传输摄像头图像数据的连接线、用于供应电流的功率连接线等。因此，实施例的三轴旋转装置具有紧凑的电连接结构，因此具有使装置小型化和提高装置耐用性的效果。

在实施例中，连接构件被容纳在由第一壳体210至第三壳体230与第一框架510至第三框架530形成的空间中，并且可以防止连接构件暴露在相应的壳体、相应的框架以及第一盖610和第二盖620外部。

根据这样的结构，可以使每个连接构件与由外部暴露引起的水分或其他异物的接触最小化，因此，可以提高实施例中的三轴旋转装置的耐用性。

同时，三轴旋转装置可以包括马达，并且马达可以包括第一马达310、第二马达320和第三马达330。

第一马达可以安装到驱动器100以相对于驱动器100绕第一轴线A1旋转。随着第一马达310旋转，耦接到第一马达310的第一框架510可以绕第一轴线A1旋转。

参照图6和图7，驱动器100可以包括安装构件110，以使得第一马达310能够相对于驱动器100旋转。第一马达310可以耦接到安装构件110，使得第一马达310可相对于安装构件110旋转。安装构件110可以固定地耦接到驱动器100。

同时，第一马达控制器(未示出)可以设置在驱动器100处。第一马达控制器可以控制第一马达310绕第一轴线A1旋转。

第二马达320可以安装到第一框架510，以使得第二马达320可相对于第一框架510绕第二轴线A2旋转。随着第二马达320旋转，耦接到第二马达320的第二框架520可以绕第二轴线A2旋转。

第三马达330可以安装到第二框架520，以使得第三马达330可相对于第二框架520绕第三轴线A3旋转。随着第三马达330旋转，耦接到第三马达330的第三框架530可以绕第三轴线A3旋转。

第二马达控制器511被安装到第一框架510，以控制第一马达310的运行。也就是说，控制第二马达320的运行的第二马达控制器511可在第二轴线A2的方向上在与第二马达320相对应的位置处安装到第一框架510。

第三马达330被安装到第二框架520以控制第二马达320的运行。也就是说，控制第三马达330的运行的第三马达330可以在第三轴线A3的方向上在与第三马达330相对应的位置处安装到第二框架520。

参照图3，第二马达控制器511可包括耦接到第一连接构件410的第一连接器511a和耦接到第二连接构件420的第二连接器511b。在这种情况下，第二连接器511b可以耦接到第二马达控制器511的在第二轴线A2的方向上以弯曲状态延伸的一部分。

另外，第三马达330可以包括耦接到第二连接构件420的第三连接器521a和耦接到第三连接构件430的第四连接器521b。在这种情况下，第四连接器521b可以耦接到第三马达330的在第三轴线A3的方向上以弯曲状态延伸的一部分。

在下文中，将参考图5详细描述第三马达330。由于第二马达控制器511在结构方面与第三马达330非常相似，因此将不给出重复的描述。

如图5所示，第三马达330可以以电路板的形式设置，该电路板包括用于控制第三马达330的旋转角度、旋转方向、旋转速度等的各种元件和电路。

例如，作为用于控制第三马达330的元件，马达控制传感器1100可以设置在第三马达330处。稍后将具体描述马达控制传感器1100。

马达控制传感器1100可以设置在第三马达330的一个表面处，同时面向设置在马达330处的感测磁体1300，并且在第三轴线A3的方向上面向马达330。

此外，由于第三马达330以电路板的形式设置，因此第三马达330可以容纳在由第二框架520和第二盖620形成的空间中，从而可以减小容纳第三马达330的空间。因此，可以使三轴旋转装置最小化。此外，第二盖620覆盖第三马达330以防止第三马达330暴露到外部。因此，第二盖620可以保护第三马达330。

同时，线缆连接构件1200可以设置在第三马达330处。第三马达330和第三马达330可以通过线缆电连接。在这方面，线缆连接构件1200是用于将线缆连接到第三马达330的装置。

第三连接器521a耦接到第二连接构件420的一侧，因此第三连接器521a用于电连接第二连接构件420和第三马达330。第四连接器521b耦接到第三连接构件430的一侧，因此第四连接器521b用于电连接第三连接构件430和第三马达3309。

第三连接器521a和第四连接器521b可以以插座的方式耦接到第三马达330。在耦接之后，可以使用粘合剂将第三连接器521a和第四连接器521b固定到第三马达330。

第三连接器521a和第四连接器521b可以实现第三马达330和连接构件之间容易的耦接以及元件的容易的组装。也就是，第三马达330和连接构件分开制造而不形成为具有一体化结构。通过第三马达330和连接构件的耦接，实现了三轴旋转装置的组装。因此，可以实现三轴旋转装置的容易组装。

同时，第四连接器521b可以耦接到在第三轴线A3的方向上以弯曲状态从第三马达330延伸的第三马达330的一部分。因此，第四连接器521b可以设置在设置了第三连接构件430的缠绕的中心部分的空间中。在这方面，第四连接器521b可以设置在与由第二框架520和第二盖620形成的并且其中设置有第三马达330的空间不同的空间中。

为了将第三马达330和第四连接器521b电连接，可以在与设置了第四连接器521b的区域相对应的第二框架520的一部分处形成通孔。

根据该结构，可以增加以电路板形式设置的第三马达330的面积。因此，可以在第三马达330处形成增加的数量的元件和电路。

图8是示出实施例中的第一马达310、第二马达320或第三马达330的视图。每个马达可以包括作为旋转部的转子2100和作为固定部的定子2200。定子2200设置在马达内部。转子2100设置成包围定子2200。

对应的框架和对应的壳体可以固定地耦接到转子2100。因此，根据转子2100的旋转，框架和壳体可以绕第一轴线A1至第三轴线A3中对应的一个旋转。

图9是示出实施例中的第三马达330的一部分的截面图。参照图6至图9，第一止动件810可以设置在转子2100处。

如图9所示，第一止动件810可以设置在定子2200的上部。转子2100在其中心部分处设置有在第三轴线A3的方向上突出的磁极(pole)。第一止动件810可以固定地耦接到磁极。

因此，第一止动件810可以根据转子2100的旋转而在第三轴线A3的方向上旋转。在实施例中，如图6和图7所示，第一止动件810可以设置为总共三个，使得三个第一止动件810分别耦接到第一马达310至第三马达330。

随着第一马达310至第三马达330的转子2100的旋转，总共三个的第一止动件810可相应地绕第一轴线A1至第三轴线A3旋转。第一止动件810可用于分别限制第一框架510至第三框架530的旋转角度。

为了三轴旋转装置的稳定运行，可以限制第一框架510至第三框架530的旋转角度。在实施例中，第一框架510至第三框架530的最大旋转角度可以为170度至175度。

因此，第一止动件810可以分别限制框架的旋转角度。每个第一止动件810包括形成为在直径方向上突出的第一突出部811。第一突出部811可以与对应于第一突出部811形成的第二止动件820一起限制对应框架的旋转角度。

参照图6和图7，与设置在第一马达310处的第一止动件810相对应的第二止动件820可以设置在安装构件110处。也就是说，成对的第一止动件810可以在第一止动件810的圆周方向上设置在安装构件110的与第一突出部811相对应的部分处。成对的第二止动件820之间的角度可以等于第一框架510的最大旋转角度。

同时，与设置在第二马达320和第三马达330处的第一止动件810相对应的第二止动件820可以分别设置在第一框架510和第二框架520处。

图10和图11是说明实施例中的第一止动件810和第二止动件820的运行的视图。尽管图11和图12示出了设置在第三马达330处的第一止动件810，但是设置在第二马达320处的第一止动件810具有与设置在第三马达330处的第一止动件810相似的结构，因此，将不会给出重复的描述。

第一止动件810***形成在第二框架520处的安装孔中。第二框架520可以形成有第二止动件820，该第二止动件820在第一止动件810的周向方向上在其与第一突出部811相对应的部分处分别形成有台阶(step)。

第二止动件820的台阶可以分别形成在第二止动件820的相对的圆周端部处。相对的台阶之间的角度可以等于第三框架530的最大旋转角度。因此，根据转子2100的旋转，第一止动件810会旋转。当第一突出部811与第二止动件820的任意台阶接触时，第一止动件810不能再旋转。

由于第二止动件820的旋转受到限制，因此第二止动件820固定安装至的第三框架530的旋转会被限制在第二止动件820的相对台阶之间的角度内。

图9是示出实施例中的第三马达330的一部分的截面图。该实施例中的三轴旋转装置可包括针对第三框架530的位置感测装置，该位置感测装置感测第三马达330的转子2100的旋转速度、旋转角度、旋转方向等，从而感测第三框架530的旋转速度、旋转角度、旋转方向等。

位置感测装置可以包括马达控制传感器1100和感测磁体1300。感测磁体1300可以安装在第一止动件810的上部，并且马达控制传感器1100可以安装在第三马达330的上表面上。

在这种情况下，感测磁体1300和马达控制传感器1100可以在第三轴线A3的方向上面对地设置。因此，尽管具有电路板形式的第三马达330在第三轴线A3的方向上设置在感测磁体1300与马达控制传感器1100之间，但是马达控制传感器1100可以充分地感测该感测磁体1300的磁力的变化。

同时，感测磁体1300可以设置为永磁体，而马达控制传感器1100可以设置为例如霍尔传感器。当然，实施例不限于这些情况。

马达控制传感器1100固定地安装到第三马达330，因此不会相对于感测磁体1300旋转。感测磁体1300可以固定地安装到第一止动件810，且第一止动件810可以固定地安装到转子2100。

也就是，如图9所示，安装杆可以设置在转子2100的中心处。第一止动件810可以固定地耦接到安装杆。因此，第一止动件810和感测磁体1300可以固定到转子2100。

因此，当转子2100绕第三轴线A3旋转时，第一止动件810和感测磁体1300可以同时绕第三轴线A3旋转。另外，当转子2100旋转时，固定地耦接到转子2100的第三框架530、第一止动件810和感测磁体1300可以同时绕第三轴线A3旋转。

当感测磁体1300根据转子2100的旋转而旋转时，马达控制传感器1100可以感测旋转的感测磁体1300的磁场的变化，因此，可以感测第三框架530的旋转速度、旋转角度、旋转方向等。

由马达控制传感器110感测到的针对第三框架530的旋转的信息被发送到设置在驱动器100处的主控制器。主控制器可以基于接收到的信息执行针对第三框架530的旋转的反馈控制。

当主控制器对第三框架530执行反馈控制时，实施例中的三轴旋转装置可以精确且有效地对安装在其上的摄像头700执行位置控制。

同时，实施例中的三轴旋转装置可以包括用于感测第二框架520的旋转速度、旋转角度、旋转方向等的位置感测装置。用于第二框架520的位置感测装置具有与用于第三框架530的位置感测装置的上述结构非常类似的结构，因此，将不给出重复的描述。

此外，实施例中的三轴旋转装置可以包括用于感测第一框架510的旋转速度、旋转角度、旋转方向等的位置感测装置。除了马达控制传感器1100被安装到设置在驱动器100处的电路板以外，用于第一框架510的位置感测装置具有与第二框架520的位置感测装置的上述结构非常类似的结构，因此，将不给出重复的描述。

如上所述，在实施例中，对于第一框架510至第三框架530，分别测量其旋转速度、旋转角度、旋转方向等。基于测量值，主控制器可以执行针对第一框架510至第三框架530的旋转的反馈控制。

根据针对第一框架510至第三框架530的旋转的这种反馈控制，实施例中的三轴旋转装置可以精确且有效地执行对其上安装的摄像头700的位置控制。

在实施例中，感测磁体1300可以具有与对应的止动件的一体化结构，且马达控制传感器1100可以具有与对应的马达控制器的一体化结构。由于止动件和马达控制器以均匀的距离彼此间隔开，因此感测磁体1300和马达控制传感器1100也可以以均匀的距离彼此间隔开。

为了使马达控制传感器1100能够实现精确的感测，应当使感测磁体1300与马达控制传感器1100之间的距离保持均匀。在该实施例中，由于上述结构，感测磁体1300和马达控制传感器1100之间的距离可以保持均匀，而无需添加用于维持该距离的单独的元件。

因此，不存在因添加单独的元件而引起的组装公差，因此，能够有效地抑制由于上述的组装公差根据感测磁体1300相对于马达控制传感器1100的旋转而发生的感测磁体1300与马达控制传感器1100之间的距离的变化。

参照图9，定子2200可以安装在转子2100的内部。转子2100的安装杆***其中的孔可以在第三轴线A3的方向上形成在定子2200的中心处。另外，定子2200可以包括第一主体2200a、凹槽2200b和第二主体2200c。

第一主体2200a可以形成定子2200的下部，且第二主体2200c可以形成定子2200的上部。在这种情况下，第一主体2200a和第二主体2200c可以形成为具有一体结构。

凹槽2200b可以被形成为第一主体2200a和第二主体2200c之间的定子2200的侧表面在定子2200的直径方向上凹陷，同时在定子2200的圆周方向上延伸。由于形成了凹槽2200b，因此可以增加定子2200的表面积。

由于定子2200的表面积借助于凹槽2200b而增加，且散热面积根据增加的表面积而增加，所以实施例中包括转子2100和定子2200的马达可以实现有效冷却。

此外，凹槽2200b减小了定子2200的重量，因此，具有轻量化三轴旋转装置的效果。

凹槽2200b可以设置为多个。在这种情况下，凹槽2200b可以设置为在第三轴线A3的方向上对准。考虑到第三马达330的冷却效率、轻量化要求、输出、刚性等，可以适当地选择凹槽2200b的数量。

类似地，设置在第一马达310和第二马达320处的定子2200可以具有凹槽，该凹槽的结构与设置在第三马达330上的凹槽2200b的结构相同或类似。

图12是说明实施例中的三轴旋转装置的传热结构的视图。在实施例中，需要有效地消散由于第一马达310至第三马达330的运行而产生的热量以及从第二马达控制器511和第三马达330产生的热量。

为此，在实施例中，第一框架510至第三框架530、第一壳体210至第三壳体230以及第一盖610和第二盖620可以由具有高传热率和优异的耐腐蚀性的材料制成，例如铝。

此外，作为生成热的元件的第一马达310至第三马达330、第二马达控制器511和第三马达330可以设置为直接接触第一框架510至第三框架530。

根据这种结构，例如，参考图12，如箭头所示，从第二马达320和与第二马达320相邻设置的第二马达控制器511产生的热量被传导到直接接触第二马达320和第二马达控制器511的第一框架510和第二框架5200，因此，可以发生有效的热传递。

传递到第一框架510和第二框架520的热量可以通过第一框架510和第二框架520散发到三轴旋转装置的外部，并且第一盖610和第二盖620分别耦接到第一框架510和第二框架620。

此外，类似地，在具有与第二马达320类似的结构的第三马达330中，从第三马达330产生的热量可以经由第二框架520、第三框架530和第二盖620，有效地散发到三轴旋转装置的外部。

同时，尽管未在图12中示出，但是第一壳体210至第三壳体230设置为直接接触第一框架510至第三框架530，热量也可以经由第一壳体210至第三壳体230散发到三轴旋转装置的外部。

在实施例中，第一框架510至第三框架530、第一壳体210至第三壳体230以及第一盖610和第二盖620由具有高传热率的铝制成，并且三轴旋转装置向外暴露的表面面积通过这些元件而大大增加。因此，可以有效地冷却第一马达310至第三马达330、第二马达控制器511和第三马达330。

图13是说明实施例中的第三框架530和摄像头700的结构的视图。如图13所示，摄像头700可以设置为可拆卸地附接到第三框架530。

为了安装摄像头700，安装槽531形成在第三框架530处，并且摄像头700的一部分可以具有与安装孔531的形状相对应的形状。

同时，为了使摄像头700能够易于安装到第三框架530，轨道槽531a可以形成在安装槽531处。摄像头700可以形成有轨道，该轨道具有与轨道槽531a的形状相对应的形状。当摄像头700的轨道安装在轨道槽531a中时，摄像头700可以稳定地安装到第三框架530。

同时，电连接摄像头700和驱动器100的电路板可以设置在第三框架530处。用于在电路板和摄像头700之间进行电连接的插座(未示出)可以分别形成在电路板和摄像头700处。

这种插座被设置为可拆卸地彼此附接。因此，当摄像头700安装到第三框架530时，摄像头700和设置在第三框架530处的电路板可以彼此电连接。

同时，为了将摄像头700稳定地耦接到第三框架530，可以使用诸如螺栓、固定螺钉等紧固件来紧固摄像头700和第三框架530。例如，为了耦接这种紧固件，可以在第三框架530处形成螺钉孔。

由于在实施例中摄像头700设置为可拆卸地附接到第三框架530，所以具有实现容易修理或更换摄像头700的效果。

尽管本文已经描述了几个实施例，但是还可以存在各种实施例。除非相反地指出，否则可以组合上述实施例的技术内容，并且可以通过这种组合来实施新的实施方式。

【工业适用性】

根据每个实施例的三轴旋转装置可以用在飞行器等中。

Claims (10)

1.一种三轴旋转装置，包括：

驱动器；

第一壳体，其耦接到驱动器；

第一马达，其设置在第一壳体中；

第二马达，其设置在第二壳体中；

第三马达，其设置在第三壳体中；

第一连接构件，其设置成包围第一马达的部分，同时其长度大于第一马达的外周长；

第二连接构件，其设置成包围第二马达的部分，同时其长度大于第二马达的外周长；以及

第三连接构件，其设置成包围第二马达的部分，同时其长度大于第三马达的外周长，

其中，第一连接构件由柔性材料制成，被设置在第一壳体中，并且电连接到驱动器。

2.根据权利要求1所述的三轴旋转装置，还包括：

第一框架，其耦接到第一马达，同时可旋转，

其中，所述第一连接构件包括第一可移动部分，所述第一可移动部分被配置为根据第一框架的旋转而沿着第一马达并且围绕第一马达缠绕或解绕。

3.根据权利要求2所述的三轴旋转装置，其中，所述第一连接构件在其一侧处连接到连接器，而在其另一侧处连接到框架。

4.根据权利要求1所述的三轴旋转装置，其中：

所述第一连接构件是柔性印刷电路板，并且电连接驱动器和第一马达；

所述第二连接构件是柔性印刷电路板，并且电连接第一马达和第二马达；以及

所述第三连接构件是柔性印刷电路板，并且电连接第二马达和第三马达。

5.根据权利要求2所述的三轴旋转装置，还包括：

第二框架，其耦接到第二马达，同时可旋转；以及

第三框架，其耦接到第三马达，同时可旋转，

其中：

所述第二连接构件包括第二可移动部分，所述第二可移动部分被配置为根据第二框架的旋转而沿着第二马达并围绕第二马达缠绕或解绕；以及

所述第三连接构件包括第三可移动部分，所述第三可移动部分被配置为根据第三框架的旋转而沿着第三马达并围绕第三马达缠绕或解绕。

6.根据权利要求5所述的三轴旋转装置，其中：

用于控制所述第二马达的运行的第二马达控制器在第二轴线的方向上在与第二马达相对应的位置处安装到第一框架；以及

用于控制所述第三马达的运行的第三马达控制器在第三轴线的方向上在与第三马达相对应的位置处安装到第二框架。

7.根据权利要求6所述的三轴旋转装置，其中：

所述第二马达控制器包括：第一连接器，其耦接到第一连接构件；以及第二连接器，其耦接到第二连接构件；以及

所述第二连接器被耦接到第二马达控制器的在第二轴线的方向上以弯曲状态延伸的部分。

8.根据权利要求6所述的三轴旋转装置，其中：

所述第三马达控制器包括：第三连接器，其耦接到第二连接构件；以及第四连接器，其耦接到第三连接构件；以及

所述第四连接器被耦接到第三马达控制器的在第三轴线的方向上以弯曲状态延伸的部分。

9.一种三轴旋转装置，包括：

第一壳体，其耦接到驱动器；

第一马达，其设置在第一壳体中；

第一框架，其可旋转地耦接到第一马达；

第二壳体，其耦接到第一框架；

第二马达，其设置在第二壳体中；

第二框架，其可旋转地耦接到第二马达；

第一连接构件，其设置在第一马达和第一壳体之间；以及

第二连接构件，其设置在第二马达和第二壳体之间，

其中，所述第一连接构件根据第一框架的旋转而沿着第一马达并且围绕第一马达缠绕或解绕，以及

其中，所述第二连接构件根据第二框架的旋转而沿着第二马达并围绕第二马达缠绕或解绕。

10.根据权利要求9所述的三轴旋转装置，其中，所述第一连接构件由柔性材料制成，设置在第一壳体中，并且电连接到驱动器。

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