本實(shí)用新型涉及飛行器動(dòng)力裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種云臺(tái)電機(jī)、云臺(tái)、拍攝裝置及飛行器。

背景技術(shù)：

電機(jī)作為重要的動(dòng)力源，應(yīng)用非常廣泛。在將電機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)平衡后，電機(jī)正常工作所需力矩較小，電機(jī)的電流也會(huì)較小。但是，當(dāng)電機(jī)負(fù)載不平衡或者電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受風(fēng)阻較大時(shí)，電機(jī)需要持續(xù)輸出較大力矩以維持其平衡狀態(tài)，這就導(dǎo)致電機(jī)線圈持續(xù)發(fā)熱，如果電機(jī)線圈的散熱環(huán)境不理想，造成大量熱量集聚在電機(jī)線圈上，這可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)因過熱燒毀，最終導(dǎo)致電機(jī)所在的云臺(tái)發(fā)生故障，造成云臺(tái)的返修，給用戶帶來不便。

目前，在云臺(tái)攝像機(jī)中，為了避免燒毀云臺(tái)中的電機(jī)，云臺(tái)的慣性測(cè)量單元(即IMU，Inertial measurement unit)可以根據(jù)其發(fā)出的電流指令建立電流模型，通過該電流模型來估算電機(jī)溫度，如果連續(xù)輸出電流超過某一門限電流并累計(jì)一段時(shí)間后，則認(rèn)為電機(jī)過熱并將電機(jī)關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的保護(hù)。

但該電流模型無法準(zhǔn)確的估算出電機(jī)線圈的真實(shí)溫度，會(huì)存在電機(jī)已經(jīng)過熱而未啟動(dòng)電機(jī)的保護(hù)或者電機(jī)線圈在散熱條件較好的情況下過早保護(hù)這兩種情況的發(fā)生，從而影響云臺(tái)的正常使用。例如，電機(jī)由于溫度過高而啟動(dòng)保護(hù)后，立即對(duì)云臺(tái)重新上電，慣性測(cè)量單元需要重新通過上述電流模型來估算電機(jī)溫度，直到符合啟動(dòng)電機(jī)保護(hù)的條件時(shí)，才會(huì)開會(huì)啟動(dòng)電機(jī)保護(hù)，而慣性測(cè)量單元估算電機(jī)溫度需要一定的時(shí)間，然而電機(jī)在云臺(tái)重新上電時(shí)已經(jīng)處于高溫條件下，這就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)因過熱燒毀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種云臺(tái)電機(jī)、云臺(tái)、拍攝裝置及飛行器。

具體地，本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型提供的一種云臺(tái)電機(jī)，所述電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述云臺(tái)的軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電機(jī)包括電機(jī)線圈，所述電機(jī)還包括設(shè)于所述電機(jī)線圈上的測(cè)溫元件，所述測(cè)溫元件用于與控制模塊電連接，所述控制模塊用于根據(jù)所述測(cè)溫元件檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度，來調(diào)節(jié)該電機(jī)線圈的輸入電流。

可選地，當(dāng)所述測(cè)溫元件檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度小于第一溫度閾值時(shí)，所述電機(jī)線圈的輸入電流被控制為正常的輸入電流；并當(dāng)所述測(cè)溫元件檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度大于或等于第一溫度閾值時(shí)，所述電機(jī)線圈的輸入電流被調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)電流閾值。

可選地，當(dāng)所述測(cè)溫元件檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度大于或等于第一溫度閾值且小于第二溫度閾值時(shí)，所述電機(jī)線圈的輸入電流被調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)電流閾值。

可選地，當(dāng)所述測(cè)溫元件檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度大于或等于第二溫度閾值時(shí)，所述電機(jī)被關(guān)閉。

可選地，所述測(cè)溫元件貼附在所述電機(jī)線圈上。

可選地，所述測(cè)溫元件設(shè)于所述電機(jī)線圈的內(nèi)部。

可選地，所述測(cè)溫元件是模擬溫度傳感器或數(shù)字溫度傳感器。

本實(shí)用新型提供的一種云臺(tái)，包括軸組件和慣性測(cè)量單元，所述云臺(tái)還包括上述云臺(tái)電機(jī)、以及控制所述電機(jī)的控制模塊，所述電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)。

可選地，所述控制模塊是電調(diào)模塊，所述電調(diào)模塊設(shè)于所述電機(jī)上，且所述電調(diào)模塊被設(shè)定為，周期性獲取所述測(cè)溫元件檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度。

本實(shí)用新型提供的一種拍攝裝置，包括上述云臺(tái)和搭載在所述云臺(tái)上的承載物。

可選地，所述承載物為攝像機(jī)。

本實(shí)用新型提供的一種飛行器，包括機(jī)身以及上述拍攝裝置，所述拍攝裝置安裝在所述機(jī)身上。

由以上本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見，本實(shí)用新型通過在電機(jī)線圈上直接增加測(cè)溫元件，監(jiān)測(cè)電機(jī)線圈的實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)實(shí)時(shí)溫度來控制電機(jī)線圈的輸入電流，從而控制電機(jī)輸出的力矩，不僅能夠最大限度的發(fā)揮電機(jī)的力矩特性，還能避免電機(jī)因過熱而燒毀，達(dá)到保護(hù)電機(jī)的作用。

另外，本實(shí)施例提供的電機(jī)適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景，例如飛行器領(lǐng)域。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本實(shí)用新型。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的飛行器的立體圖；

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的云臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的電機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的控制模塊的工作流程圖；

圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的又一電機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記：

100：云臺(tái)；101：軸組件；102：電機(jī)；103：電調(diào)模塊；104：慣性測(cè)量單元；200：承載物；300：機(jī)身；1：電機(jī)線圈；2：測(cè)溫元件；3：控制模塊。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本實(shí)用新型相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本實(shí)用新型的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

另外，在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明實(shí)施例提供的拍攝裝置可以作為攝影、照相、監(jiān)測(cè)、采樣的輔助裝置，可搭載于飛行器、船舶、車輛或飛船等領(lǐng)域。所述拍攝裝置包括云臺(tái)100和搭載在所述云臺(tái)100上的承載物200。

其中，所述云臺(tái)100用以實(shí)現(xiàn)所述承載物200的固定、隨意調(diào)節(jié)所述承載物200的姿態(tài)(例如：改變所述承載物200的高度、傾角和/或方向)和使所述承載物200穩(wěn)定保持在確定的姿態(tài)上。

可選地，所述承載物200可以為攝像機(jī)，也可為傳感器等。

參見圖1，本實(shí)施例以攝像裝置應(yīng)用于飛行器領(lǐng)域進(jìn)行說明。所述飛行器包括機(jī)身300、安裝于機(jī)身300內(nèi)的電池以及所述拍攝裝置。

其中，機(jī)身300可用于安裝所述拍攝裝置，例如，將所述拍攝裝置的云臺(tái)100安裝在所述機(jī)身300上。所述電池用于為所述云臺(tái)100中的電機(jī)102提供電能。

可選地，所述飛行器可為無人飛行器、遙控飛機(jī)等飛行器。

參見圖2，本發(fā)明提供的一種云臺(tái)100，所述云臺(tái)100包括軸組件101、用于驅(qū)動(dòng)所述軸組件101轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)102和控制所述電機(jī)102的控制模塊3。

可選地，對(duì)于三軸云臺(tái)而言，所述云臺(tái)可設(shè)有三個(gè)電機(jī)102，如偏航軸電機(jī)102、橫滾軸電機(jī)102和俯仰軸電機(jī)102，在上述三個(gè)電機(jī)102的分別驅(qū)動(dòng)下，云臺(tái)100上的承載物200可分別繞偏航軸、橫滾軸和俯仰軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述云臺(tái)100還包括慣性測(cè)量單元104和電調(diào)(即電子調(diào)速器，Electronic Speed Control，簡(jiǎn)稱ESC)模塊103。其中，慣性測(cè)量單元104測(cè)量云臺(tái)的偏航軸、橫滾軸和俯仰軸這三個(gè)軸的姿態(tài)角和加速度值。所述電調(diào)模塊103與所述云臺(tái)電機(jī)102的數(shù)量相同，并各電調(diào)模塊103對(duì)應(yīng)配設(shè)在每個(gè)電機(jī)102的底部，通過所述電調(diào)模塊103控制相應(yīng)電機(jī)102的轉(zhuǎn)速。每個(gè)電調(diào)模塊103均通過CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線與所述慣性測(cè)量單元104電連接，從而實(shí)現(xiàn)兩者的通信。

可選地，所述控制模塊3是所述電調(diào)模塊103，通過每個(gè)電調(diào)模塊103分別控制該電調(diào)模塊103對(duì)應(yīng)的電機(jī)102的工作。當(dāng)然，所述控制模塊3還可以集成至所述云臺(tái)的其他控制單元中。

參見圖3，本實(shí)施例提供的一種云臺(tái)電機(jī)102，用于驅(qū)動(dòng)所述云臺(tái)100的軸組件101轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電機(jī)102包括電機(jī)線圈1和測(cè)溫元件2。在本實(shí)施方式中，所述測(cè)溫元件2設(shè)于所述電機(jī)線圈1上。其中，所述測(cè)溫元件2用于與控制模塊3電連接，所述控制模塊3用于根據(jù)所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度，來調(diào)節(jié)該電機(jī)線圈1的輸入電流。

電機(jī)102工作時(shí)，需要對(duì)電機(jī)線圈1通入感應(yīng)電勢(shì)或者電流，而電機(jī)線圈1的溫度大小決定了整個(gè)電機(jī)102的溫度，通過設(shè)置測(cè)溫元件2來及時(shí)反饋電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度，以準(zhǔn)確獲取電機(jī)102的溫度，從而準(zhǔn)確、快速地啟動(dòng)電機(jī)102保護(hù)，防止電機(jī)102因過熱燒毀。

測(cè)溫元件2的類型可根據(jù)測(cè)量精度的需求進(jìn)行選擇。所述測(cè)溫元件2可以是模擬溫度傳感器，例如熱電阻、熱電偶等溫度傳感器件；或者數(shù)字溫度傳感器，以更加精確地檢測(cè)電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度大小，提高控制電機(jī)線圈1輸入電流的靈敏度。

測(cè)溫元件2的固定方式是根據(jù)實(shí)際情況(例如：測(cè)溫元件2的厚度、大小、形狀等)來設(shè)定的。

可選地，所述測(cè)溫元件2貼附在所述電機(jī)線圈1上。通過貼附的方式固定，使得測(cè)溫元件2能夠直接與電機(jī)線圈1接觸，能夠提高溫度檢測(cè)的精確度，從而提升啟動(dòng)電機(jī)102保護(hù)的及時(shí)性。

可選地，所述電機(jī)102還包括緊固件，所述緊固件用于將所述測(cè)溫元件2固定在所述電機(jī)線圈1上。通過設(shè)置緊固件，能夠?qū)y(cè)溫元件2更加牢靠地固定在電機(jī)線圈1上，防止電機(jī)102在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境下，測(cè)溫元件2從電機(jī)線圈1上脫落，從而導(dǎo)致不能及時(shí)獲取電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度，在這種情況下，電機(jī)102可能會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而燒毀，給用戶造成損失。

為更快檢測(cè)到電機(jī)線圈1的最高溫度，所述測(cè)溫元件2設(shè)于所述電機(jī)線圈1的內(nèi)部，例如，電機(jī)線圈1在纏繞時(shí)，將所述測(cè)溫元件2包裹在電機(jī)線圈1的內(nèi)部，不僅能夠?qū)y(cè)溫元件2牢牢固定，同時(shí)由于電機(jī)線圈1內(nèi)部散熱環(huán)境最差，將測(cè)溫元件2設(shè)置在機(jī)線圈1的內(nèi)部能夠及時(shí)檢測(cè)到電機(jī)線圈1的最高溫度，從而及時(shí)啟動(dòng)電機(jī)102保護(hù)。

所述控制模塊3能夠?qū)崟r(shí)獲取所述溫度元件2所檢測(cè)的電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度T。

可選地，所述控制模塊3周期性獲取所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫T度。其中，控制模塊3從測(cè)溫元件2中讀取電機(jī)線圈溫度的時(shí)間周期可根據(jù)需要設(shè)定。例如，控制模塊3每隔20ms從測(cè)溫元件2中讀取電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度T，以使得控制模塊3能夠及時(shí)根據(jù)電機(jī)線圈1的溫度選擇保護(hù)策略。

可選地，參見圖4，所述控制模塊3是電調(diào)模塊103，能夠及時(shí)獲取電機(jī)線圈1的溫度信息，從而提高電機(jī)102防護(hù)的及時(shí)性。

又參見圖4，電調(diào)模塊103周期性獲取所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度T，并將所述周期性獲取的實(shí)時(shí)溫度T發(fā)送至云臺(tái)的慣性測(cè)量單元104，由所述慣性測(cè)量單元104進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

可選地，慣性測(cè)量單元104在數(shù)據(jù)處理后發(fā)送控制命令(例如電流指令、電機(jī)102開/關(guān)指令)至所述電調(diào)模塊103，由所述電調(diào)模塊103根據(jù)所述控制命令對(duì)所述電機(jī)102進(jìn)行控制。通過電調(diào)模塊103的轉(zhuǎn)接，慣性測(cè)量單元104可較為簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)線圈1的控制。

為防止電機(jī)102溫度過高導(dǎo)致電機(jī)102燒毀，可選地，設(shè)置第一溫度閾值T1和預(yù)設(shè)電流閾值I1。其中，電機(jī)線圈1的溫度等于第一溫度閾值T1時(shí)，該電機(jī)線圈1的輸入電流記作I0，則預(yù)設(shè)電流閾值I1<I0。

參見圖5，所述慣性測(cè)量單元104接收到所述電調(diào)模塊103發(fā)送的實(shí)時(shí)溫度T后，會(huì)將實(shí)時(shí)溫度T與第一溫度閾值T1進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果來控制所述電調(diào)模塊103給對(duì)應(yīng)電機(jī)線圈1的輸入電流I的大小。

當(dāng)所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度T小于第一溫度閾值T1時(shí)，所述電機(jī)線圈1的輸入電流I被控制為正常的輸入電流。即慣性測(cè)量單元104在判斷出T<T1時(shí)，則控制所述電調(diào)模塊103給對(duì)應(yīng)的電機(jī)線圈1輸入正常的輸入電流。

在T<T1時(shí)，慣性測(cè)量單元104會(huì)判斷電機(jī)102處于正常工作，且電機(jī)102溫度處于正常溫度范圍，電機(jī)線圈1的當(dāng)前輸入電流I為正常電流范圍，無需通過限制電機(jī)線圈1的輸入電流來防止電機(jī)102溫度過高。

并當(dāng)所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度T大于或等于第一溫度閾值T1時(shí)，所述電機(jī)線圈1的輸入電流I被調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)電流閾值I1。即慣性測(cè)量單元104在判斷出T≥T1時(shí)，則控制所述電調(diào)模塊103給對(duì)應(yīng)的電機(jī)線圈1輸入I1大小的電流。

在T≥T1時(shí)，控制模塊3判斷電機(jī)線圈1的溫度過高，電機(jī)102存在燒毀的可能，需要限制電機(jī)線圈1的輸入電流，以防止電機(jī)線圈1的熱量進(jìn)一步集聚，從而可能導(dǎo)致電機(jī)102燒毀。

并且，當(dāng)T≥T1時(shí)，若電機(jī)102所需的電流大于預(yù)設(shè)電流閾值I1，則限制該電機(jī)線圈1的輸入電流I為預(yù)設(shè)電流閾值I1，防止該電機(jī)102溫度過高而燒毀，同時(shí)能夠最大限度地發(fā)揮電機(jī)102的力矩特性。

可選地，為進(jìn)一步防止電機(jī)102溫度過高導(dǎo)致電機(jī)102燒毀，設(shè)置大于第一溫度閾值T1的第二溫度閾值T2，將T1與T2之間的溫度范圍作為溫度預(yù)警范圍。

又參見圖5，慣性測(cè)量單元104在判斷出電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度T大于或等于第一溫度閾值T1后，接著比較所述電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度值與第二溫度閾值T2的大小。

當(dāng)所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度T大于或等于第一溫度閾值T1且小于第二溫度閾值T2時(shí)，所述電機(jī)線圈1的輸入電流I被調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)電流閾值I1。即慣性測(cè)量單元104在判斷出T1≤T<T2時(shí)，則控制所述電調(diào)模塊103給對(duì)應(yīng)的電機(jī)線圈1輸入I1大小的電流。

在T1≤T<T2時(shí)，慣性測(cè)量單元104判斷電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度T位于溫度預(yù)警范圍，電機(jī)線圈1的輸入電流I過大，電機(jī)線圈1上的熱量不能及時(shí)散出，導(dǎo)致電機(jī)線圈1的溫度過高，電機(jī)102存在燒毀的可能，需要及時(shí)限制電機(jī)線圈1的輸入電流，以防止電機(jī)線圈1的熱量進(jìn)一步集聚，從而可能導(dǎo)致電機(jī)102燒毀。

當(dāng)所述測(cè)溫元件2檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度T大于或等于第二溫度閾值T2時(shí)，所述電機(jī)102被關(guān)閉。即慣性測(cè)量單元104在判斷出T>T2時(shí)，則關(guān)閉所述電機(jī)102。

在T>T2時(shí)，慣性測(cè)量單元104會(huì)判斷電機(jī)線圈1的溫度已超出溫度最大值，如不及時(shí)關(guān)閉電機(jī)102進(jìn)行保護(hù)，電機(jī)102燒毀的可能性非常大。

可選地，電機(jī)102被關(guān)閉的方式可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。例如，通過自動(dòng)控制的方式，所述控制模塊3在判斷出所述電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度T大于或等于第二溫度閾值T2時(shí)，則發(fā)送關(guān)閉信號(hào)(例如，調(diào)節(jié)所述電機(jī)線圈1的輸入電流I為零)至電機(jī)102以關(guān)閉所述電機(jī)102，防止電機(jī)102燒毀?；蛘?，通過手動(dòng)的方式關(guān)閉電機(jī)102，控制模塊3發(fā)出關(guān)閉電機(jī)102的提示信號(hào)，由用戶手動(dòng)關(guān)閉所述電機(jī)102，以防止電機(jī)102燒毀。

可選地，T1＝60°，T2＝70°。

當(dāng)控制模塊3判斷出T<60°時(shí)，則判斷電機(jī)102正常工作，控制電機(jī)線圈1的輸入電流I為正常的輸入電流。

當(dāng)控制模塊3判斷出60°≤T<70°時(shí)，則判斷電機(jī)線圈1的輸入電流I過大，限制該電機(jī)線圈1的輸入電流I為預(yù)設(shè)電流閾值I1，防止電機(jī)線圈1的熱量進(jìn)一步聚集。

當(dāng)控制模塊3判斷出T≥70°時(shí)，則判斷該電機(jī)102溫度過高，超過溫度安全范圍，為防止電機(jī)102燒毀，直接關(guān)閉該電機(jī)102。

綜上所述，本實(shí)用新型通過在電機(jī)線圈1上直接增加測(cè)溫元件2，監(jiān)測(cè)電機(jī)線圈1的實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)實(shí)時(shí)溫度來控制電機(jī)線圈1的輸入電流，從而控制電機(jī)102輸出的力矩，不僅能夠最大限度的發(fā)揮電機(jī)102的力矩特性，還能防止電機(jī)102因過熱而燒毀，從而對(duì)電機(jī)102進(jìn)行保護(hù)。另外，本實(shí)施例提供的電機(jī)102適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景，例如飛行器領(lǐng)域。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。