本實用新型涉及云臺結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種云臺。本實用新型還涉及一種具有該云臺的手持式設(shè)備和一種具有該云臺的飛行器。

背景技術(shù)：

云臺是用于安裝負(fù)載裝置的支撐工作臺，通常用于安裝攝像機(jī)、照相機(jī)等成像裝置。將成像裝置固定在云臺上時，通過云臺改變成像裝置的位置和角度，可跟蹤和定位被拍攝目標(biāo)。

現(xiàn)有的云臺結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計等原因，存在承載能力差，無法搭載重量較大的負(fù)載裝置的問題；同時現(xiàn)有的云臺從其承載臺至其連接的負(fù)載裝置之間的傳動鏈較長，云臺動態(tài)性能相對較差，難以快速地將負(fù)載帶動至預(yù)定位置和角度。另外，傳動鏈的各個驅(qū)動器的累積誤差作用于負(fù)載裝置上，致使誤差累積，導(dǎo)致云臺運行誤差較大，難以實現(xiàn)對被拍攝目標(biāo)的精確跟蹤和定位。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種云臺，其具備更高的承載能力和動態(tài)性能，以及更低的運行誤差。

本實用新型的另一目的在于提供一種具有上述云臺的手持式設(shè)備。

本實用新型的再一目的在于提供一種具有上述云臺的飛行器。

本實用新型的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種云臺，其包括第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器以及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器均包括相互配合的固定部和轉(zhuǎn)動部。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部分別固定連接于第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線相交于第一交點。云臺還包括第一傳動結(jié)構(gòu)、第二傳動結(jié)構(gòu)以及用于連接負(fù)載裝置的負(fù)載連接部。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部通過第一傳動結(jié)構(gòu)傳動連接負(fù)載連接部，第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部通過第二傳動結(jié)構(gòu)傳動連接負(fù)載連接部，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器協(xié)同驅(qū)動負(fù)載連接部繞第一交點做球面轉(zhuǎn)動。

發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的云臺采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即第一電機(jī)的定子固連于載體裝置，第二電機(jī)的定子固連于第一電機(jī)的轉(zhuǎn)子，第三電機(jī)的定子固連于第二電機(jī)的轉(zhuǎn)子，負(fù)載裝置固連于第三電機(jī)的轉(zhuǎn)子。這樣的結(jié)構(gòu)使得負(fù)載裝置的重量依次經(jīng)過第三電機(jī)、第二電機(jī)和第一電機(jī)傳遞至載體裝置，運動傳導(dǎo)路徑較長，降低了現(xiàn)有的云臺的整體剛度，導(dǎo)致云臺承載能力弱，無法搭載重量較大的負(fù)載裝置。同時，由于采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的云臺中各電機(jī)的負(fù)載裝置重量不平衡（第三電機(jī)、第二電機(jī)和第一電機(jī)的負(fù)載裝置重量依次增大），這導(dǎo)致了現(xiàn)有的云臺動態(tài)性能差的問題，難以快速地將成像裝置帶動至預(yù)定位置和角度。由于采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，負(fù)載裝置的運動軌跡由第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)輸出的運動依次疊加而成，這導(dǎo)致各個電機(jī)的運行誤差疊加并傳遞至負(fù)載裝置，使得現(xiàn)有的云臺運行誤差較大，難以實現(xiàn)對被拍攝目標(biāo)的精確跟蹤和定位。

本實施例中的云臺所連接的負(fù)載裝置具有三個旋轉(zhuǎn)自由度，其中第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)自由度為相互并聯(lián)的關(guān)系，即同時驅(qū)動負(fù)載連接部繞兩者轉(zhuǎn)軸的交點（即第一交點）做球面轉(zhuǎn)動。第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部固定連接第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部，驅(qū)動第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器轉(zhuǎn)動。負(fù)載裝置的重量經(jīng)過負(fù)載連接部傳遞至第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，再由第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器傳遞至第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和載體裝置，力傳遞路徑短，提升了云臺的整體剛度和承載能力，能夠搭載重量較大的負(fù)載裝置。另外，本實施例中的云臺，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的負(fù)載裝置重量基本一致，提升了云臺的動態(tài)性，能夠允許更高的速度和加速度，從而更快速地將負(fù)載裝置帶動至預(yù)定位置和角度。再者，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器以并聯(lián)的方式設(shè)置，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的運行誤差不會疊加，降低了云臺的運行誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對被拍攝目標(biāo)的精確跟蹤和定位。

進(jìn)一步地：

第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線為航向軸，第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線為俯仰軸，第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線為橫滾軸。

進(jìn)一步地：

第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線通過第一交點。

進(jìn)一步地：

第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線相互垂直。

進(jìn)一步地：

第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器均為包括定子和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。定子構(gòu)成固定部，轉(zhuǎn)子構(gòu)成轉(zhuǎn)動部。

進(jìn)一步地：

第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線共同限定第一平面。第一傳動結(jié)構(gòu)包括第一傳動臂。第一傳動臂的一端固定連接于第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部，另一端可轉(zhuǎn)動地連接于負(fù)載連接部且轉(zhuǎn)動軸線在第一平面上的投影與第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線共線。

進(jìn)一步地：

第一傳動臂包括第一曲桿和第一套筒。第一曲桿的一端固定連接第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部，另一端固定連接第一套筒。負(fù)載連接部固設(shè)有第一銷軸。第一銷軸可轉(zhuǎn)動地配合于第一套筒，且第一銷軸和第一套筒的相對轉(zhuǎn)動軸線在第一平面上的投影與第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線共線。

進(jìn)一步地：

負(fù)載連接部連接有第一連接耳。第一連接耳一端連接于負(fù)載連接部，另一端向遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的方向延伸。第一銷軸固定連接于第一連接耳遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的一端。

進(jìn)一步地：

第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線共同限定第一平面。第二傳動結(jié)構(gòu)包括第二傳動臂和第三傳動臂。第二傳動臂和第三傳動臂的一端可轉(zhuǎn)動地連接且轉(zhuǎn)動軸線通過第一交點。第二傳動臂的另一端固定連接于第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部。第三傳動臂的另一端可轉(zhuǎn)動地連接第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)且轉(zhuǎn)動軸線在第一平面上的投影與第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線共線。

進(jìn)一步地：

第二傳動臂包括第二曲桿和第二套筒。第二曲桿的一端固定連接第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部，另一端連接第二套筒。第三傳動臂包括第三曲桿，以及分別連接于第三曲桿兩端的第三銷軸和第三套筒。負(fù)載連接部固設(shè)有第二銷軸。第二銷軸轉(zhuǎn)動配合于第三套筒且轉(zhuǎn)動軸線在第一平面上的投影與第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸線共線。第三銷軸可轉(zhuǎn)動地配合于第二套筒，且第三銷軸和第二套筒的相對轉(zhuǎn)動軸線通過第一交點。

進(jìn)一步地：

負(fù)載連接部連接有第二連接耳。第二連接耳的一端固定連接于負(fù)載連接部，另一端向遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的方向延伸。第二銷軸固定連接于第二連接耳遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的一端。

進(jìn)一步地：

云臺還包括承載臺。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部分別通過承載臺固定連接第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部。

一種手持式設(shè)備，其包括手持部、成像裝置和前述任意一種云臺。成像裝置固定連接于云臺的負(fù)載連接部。第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部固定連接于手持部。

一種飛行器，其包括飛行器本體、負(fù)載裝置及前述任意一種云臺。負(fù)載裝置固定連接于云臺的負(fù)載連接部。第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器固定連接于飛行器本體。

進(jìn)一步地：

負(fù)載連接部和負(fù)載裝置連接而成的整體結(jié)構(gòu)的重心與第一交點重合。

進(jìn)一步地：

負(fù)載裝置為成像裝置。

綜上所述，本實用新型的實施例至少具備如下優(yōu)點和有益效果：

本實施例中的云臺所連接的負(fù)載裝置將具有三個旋轉(zhuǎn)自由度，其中第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)自由度為相互并聯(lián)的關(guān)系，同時驅(qū)動負(fù)載連接部繞兩者轉(zhuǎn)軸的交點（即第一交點）做球面轉(zhuǎn)動。第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動部固定連接第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的固定部。負(fù)載裝置的重量經(jīng)過負(fù)載連接部同時傳遞至第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，再由第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器傳遞至第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和載體裝置，力傳遞路徑短，提升了云臺的整體剛度和承載能力，能夠搭載重量較大的負(fù)載裝置。另外，本實施例中的云臺，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的負(fù)載裝置重量基本一致，提升了云臺的動態(tài)性，能夠允許更高的速度和加速度，從而更快速地將負(fù)載裝置帶動至預(yù)定位置和角度。再者，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器以并聯(lián)的方式設(shè)置，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的運行誤差不會疊加，降低了云臺的運行誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對被拍攝目標(biāo)的精確跟蹤和定位。本實施例中的云臺結(jié)構(gòu)簡單，對生產(chǎn)和裝配要求低，同時能夠為負(fù)載裝置提供較大的運動范圍。

本實用新型所描述的手持式設(shè)備具有上述云臺，從而也具備上述云臺的優(yōu)點和有益效果。

本實用新型所描述的飛行器具有上述云臺，從而也具備上述云臺的優(yōu)點和有益效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實用新型實施例一中云臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中云臺的負(fù)載連接部繞第一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)45°后的狀態(tài)示意圖；

圖3是圖1中云臺的負(fù)載連接部繞第二轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)45°后的狀態(tài)示意圖；

圖4是圖1中云臺的負(fù)載連接部繞第一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)45°，再繞第二轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)45°后的狀態(tài)示意圖；

圖5為本實用新型實施例一中的第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器與承載臺的連接結(jié)構(gòu)的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖1的爆炸視圖；

圖7是本實用新型實施例二中的手持式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實用新型實施例三中的飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：001-手持式設(shè)備；002-飛行器；010-云臺；011-第一轉(zhuǎn)軸；012-第二轉(zhuǎn)軸；013-第三轉(zhuǎn)軸；014-第一交點；015-第一平面；016-第一方向；017-第二方向；100-第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器；110-固定部；120-轉(zhuǎn)動部；200-第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器；210-固定部；220-轉(zhuǎn)動部；300-第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器；310-固定部；320-轉(zhuǎn)動部；330-第一銷軸；340-第一連接耳；350-第二銷軸；360-第二連接耳；390-負(fù)載連接部；391-第一墊板；392-第二墊板；393-第一卡板；394-第二卡板；395-承板；400-第一傳動結(jié)構(gòu)；410-第一傳動臂；411-第一曲桿；412-第一套筒；500-第二傳動結(jié)構(gòu)；510-第二傳動臂；511-第二曲桿；512-第二套筒；520-第三傳動臂；521-第三曲桿；522-第三銷軸；523-第三套筒；600-承載臺；601-缺口；610-座架；620-座板；710-手持部；711-容納槽；720-成像裝置；730-透明保護(hù)罩；740-控制按鈕；810-飛行器本體；820-負(fù)載裝置。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

實施例一

圖1是本實用新型實施例一中的云臺010的結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖1，本實施例中的云臺010包括負(fù)載連接部390、第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200和第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300。其中，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100包括相互配合的固定部110和轉(zhuǎn)動部120，第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200包括相互配合的固定部210和轉(zhuǎn)動部220，第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300包括相互配合的固定部310和轉(zhuǎn)動部320。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100通過第一傳動結(jié)構(gòu)400傳動連接負(fù)載連接部390，第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200通過第二傳動結(jié)構(gòu)500傳動連接負(fù)載連接部390，兩者共同驅(qū)動負(fù)載連接部390做球面轉(zhuǎn)動；第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的轉(zhuǎn)動部320固定連接第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的固定部110和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的固定部210，從而形成由第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300共同驅(qū)動的并-串混聯(lián)的三軸云臺結(jié)構(gòu)。可選地，第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的轉(zhuǎn)動部320上設(shè)置有承載臺600，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的固定部110和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的固定部210分別固定連接于承載臺600。

第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200以及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300可通過多種裝置實現(xiàn)。優(yōu)選地，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300均為包括定子和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。定子構(gòu)成對應(yīng)的固定部，轉(zhuǎn)子構(gòu)成對應(yīng)的轉(zhuǎn)動部。轉(zhuǎn)子在電的驅(qū)動下可相對其定子繞其轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)。

為方便描述，下文中將第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動軸線、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動軸線和第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的轉(zhuǎn)動軸線分別命名為第一轉(zhuǎn)軸011、第二轉(zhuǎn)軸012和第三轉(zhuǎn)軸013。

第一轉(zhuǎn)軸011和第二轉(zhuǎn)軸012相交于第一交點014，且兩者共同限定第一平面015（即第一轉(zhuǎn)軸011和第二轉(zhuǎn)軸012同時位于第一平面015）。

可選地，本實施例中第一轉(zhuǎn)軸011為航向軸，第二轉(zhuǎn)軸012為俯仰軸，第三轉(zhuǎn)軸013為橫滾軸。該處所說的航向軸、俯仰軸、橫滾軸為本領(lǐng)域的專業(yè)術(shù)語。其中，負(fù)載連接部390在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和/或第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的驅(qū)動下繞第一轉(zhuǎn)軸011和/或第二轉(zhuǎn)軸012的轉(zhuǎn)動能夠調(diào)節(jié)連接于云臺010的負(fù)載裝置的俯仰角度和/或側(cè)向的航向角度；連接于云臺010的負(fù)載裝置在第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的驅(qū)動下繞第三轉(zhuǎn)軸013轉(zhuǎn)動可調(diào)節(jié)其側(cè)向翻轉(zhuǎn)角度。在本實施方式中，負(fù)載裝置可以是拍攝模組等可拍攝裝置，可以是掃描儀等檢測裝置，還可以是溫度傳感器、濕度傳感器等感測裝置。

請繼續(xù)參見圖1，本實施例優(yōu)選地設(shè)置第一轉(zhuǎn)軸011和第二轉(zhuǎn)軸012為相互垂直，以方便第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200及相應(yīng)傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)置及確保最大的轉(zhuǎn)動角度范圍和最佳的運動控制性能。另外，第一轉(zhuǎn)軸011和第二轉(zhuǎn)軸012相互垂直還能降低云臺010的運動控制難度。當(dāng)然，第一轉(zhuǎn)軸011和第二轉(zhuǎn)軸012之間的夾角設(shè)置成小于90°也可實現(xiàn)本方案，相應(yīng)地會減小承載于第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200上的負(fù)載裝置的轉(zhuǎn)角范圍。

請繼續(xù)參見圖1，優(yōu)選地，本實施例中的第三轉(zhuǎn)軸013通過第一交點014，以消除負(fù)載連接部390的各向轉(zhuǎn)動慣量，進(jìn)一步提高云臺010的運動控制性能，同時也降低控制難度。

請繼續(xù)參見圖1，在本實施例中，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動部120通過第一傳動結(jié)構(gòu)400與負(fù)載連接部390傳動連接，第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動部220通過第二傳動結(jié)構(gòu)500與負(fù)載連接部390傳動連接。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第一傳動結(jié)構(gòu)400、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200、第二傳動結(jié)構(gòu)500共同配合以協(xié)同驅(qū)動負(fù)載連接部390繞第一交點014做球面轉(zhuǎn)動。也就是說，第一交點014即為負(fù)載連接部390做球面轉(zhuǎn)動的球心點。

本實施例中，連接于云臺010的負(fù)載裝置具有三個旋轉(zhuǎn)自由度，其中第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的旋轉(zhuǎn)自由度為相互并聯(lián)的關(guān)系，即同時驅(qū)動負(fù)載連接部390，使得負(fù)載連接部390可繞兩者轉(zhuǎn)軸的交點（即第一交點014）做球面轉(zhuǎn)動。負(fù)載裝置的重量經(jīng)過負(fù)載連接部390同時傳遞至第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200，再由第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200傳遞至第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300和載體裝置，力傳遞路徑短，提升了云臺010的整體剛度和承載能力，能夠搭載重量較大的負(fù)載裝置。另外，在本實施例中的云臺010中，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200所承擔(dān)的負(fù)載裝置重量基本一致，提升了云臺010的動態(tài)性能，能夠允許更高的速度和加速度，從而能夠更快速地將負(fù)載裝置帶動至預(yù)定位置和角度。再者，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200以并聯(lián)的方式設(shè)置，第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的運行誤差不會疊加，降低了云臺010的運行誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對被拍攝目標(biāo)的精確跟蹤和定位。

圖2、圖3、圖4分別示出了圖1中的云臺010處于另外三種位姿的狀態(tài)示意圖。其中，圖2示出了圖1中的負(fù)載連接部390繞第一轉(zhuǎn)軸011旋轉(zhuǎn)45°（即以圖1中第一方向016的方向旋轉(zhuǎn)）后的狀態(tài)示意圖，圖3示出了圖1中的負(fù)載連接部390繞第二轉(zhuǎn)軸012旋轉(zhuǎn)45°（即以圖1中第二方向017的方向旋轉(zhuǎn)）后的狀態(tài)示意圖；圖4示出了圖1中的負(fù)載連接部390繞第一轉(zhuǎn)軸011旋轉(zhuǎn)45°及繞第二轉(zhuǎn)軸012旋轉(zhuǎn)45°（即同時以圖1中第一方向016、第二方向017的方向旋轉(zhuǎn)）后的狀態(tài)示意圖。

請繼續(xù)參見圖1，本實施例中的云臺010使用時，可將第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300固定連接于載體裝置，負(fù)載裝置連接于云臺010的負(fù)載連接部390。這樣，負(fù)載裝置可在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的驅(qū)動下相對載體裝置進(jìn)行三個自由度的轉(zhuǎn)動，以帶動負(fù)載裝置運動至需要的位置和角度，或者帶動負(fù)載裝置動態(tài)地運動。

該處所說的載體裝置可以是飛行器、手持式設(shè)備或其他裝置；該處所述的負(fù)載裝置可以是成像裝置、雷達(dá)或其他裝置等。例如，當(dāng)被連接結(jié)構(gòu)是手持式設(shè)備，所連接的負(fù)載裝置為成像裝置時，可獲得手持式攝像設(shè)備。該手持式攝像設(shè)備的成像裝置可實現(xiàn)相對手持的部分旋轉(zhuǎn)至沿各個方向的定向拍照或以所需運動方式運動的動態(tài)攝像。依此類推，可將本實施例中的云臺010用于構(gòu)成其他的裝置（本實用新型的實施例二和實施例三中將給出示例）。

本實施例中的負(fù)載連接部390可設(shè)置成多種形式，例如圖1中所示，負(fù)載連接部390包括承板395、第一墊板391和第二墊板392，第一墊板391上可拆卸連接有第一卡板393，第二墊板392上可拆卸連接有第二卡板394。使用時，先拆下第一卡板393和第二卡板394，將負(fù)載裝置放置于第一墊板391和第二墊板392之間，然后裝上第一卡板393和第二卡板394以卡合負(fù)載裝置。

圖5示出了本實用新型實施例中的第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200與承載臺600的連接結(jié)構(gòu)的一種實施方式。請參見圖5，本實施例中的承載臺600設(shè)置成圓形板狀結(jié)構(gòu)，其外圓周設(shè)有兩個缺口601，各個缺口601的邊沿處分別向垂于承載臺600上表面的方向延伸形成槽形的座架610，座架610上端連接有與承載臺600平行且間隔一定距離的座板620。經(jīng)過兩個缺口601位置的圓心角可以為90°，以使第一轉(zhuǎn)軸011和第二轉(zhuǎn)軸012相互垂直。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200分別通過螺釘固定連接于座板620的上端面。通過將第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200分別連接于座板620，使兩者的下端與承載臺600上表面之間具有一定的空間，給構(gòu)成本實施例中的云臺010的各個構(gòu)件的設(shè)置和運動保留了空間，減少各構(gòu)件之間的相互干涉。

圖6是圖1的爆炸視圖，其爆炸方式主要是將負(fù)載連接部390沿第一平面015的法線方向向上移動，以展示第一傳動結(jié)構(gòu)400和第二傳動結(jié)構(gòu)500的結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合圖6重點描述圖1中的第一傳動結(jié)構(gòu)400和第二傳動結(jié)構(gòu)500的一種實施方式。

請參見圖6（配合參見圖1），第一傳動結(jié)構(gòu)400包括第一傳動臂410。第一傳動臂410包括第一曲桿411和第一套筒412。第一曲桿411一端固定連接于第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動部120，另一端固定連接第一套筒412；優(yōu)選地，第一曲桿411與第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動部120的連接位置在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動部120的中心處。負(fù)載連接部390連接有第一連接耳340和第二連接耳360，第一連接耳340一端連接于負(fù)載連接部390，另一端向遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的方向延伸；第二連接耳360一端連接于負(fù)載連接部390，另一端向遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的方向延伸，本實施方式中，第一連接耳340和第二連接耳360呈90°且間隔地圍于負(fù)載連接部390外側(cè)。第一連接耳340遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的一端固定連接有第一銷軸330。第一銷軸330可轉(zhuǎn)動地配合于第一套筒412內(nèi)，例如，第一銷軸330通過軸承轉(zhuǎn)動連接在第一套筒412內(nèi)。且第一銷軸330和第一套筒412的相對轉(zhuǎn)動軸線在第一平面015上的投影與第二轉(zhuǎn)軸012共線，以使得在負(fù)載連接部390在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的驅(qū)動下繞第一轉(zhuǎn)軸011轉(zhuǎn)動一定角度，同時仍可自由地在第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的驅(qū)動下繞第二轉(zhuǎn)軸012轉(zhuǎn)動，即可實現(xiàn)在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200協(xié)同驅(qū)動下做球面運動。

上述第一曲桿411桿除了設(shè)置成圖3中所示的具有過渡圓角的L形件外還可設(shè)置成1/4圓弧形或其他合適的形狀，以盡可能增加連接于云臺010的負(fù)載裝置的運動范圍，避免構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)干涉。第一傳動臂410可以是通過鑄造、焊接或其他加工方式獲得的一體結(jié)構(gòu)。

事實上，本實施例中的第一傳動結(jié)構(gòu)400用于連接第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動部120和負(fù)載連接部390，只需將第一傳動臂410的一端固定連接于第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的轉(zhuǎn)動部120，另一端可轉(zhuǎn)動地連接于負(fù)載連接部390，并確保轉(zhuǎn)動軸線在第一平面015上的投影與第二轉(zhuǎn)軸012共線即可，圖6中所示的第一傳動結(jié)構(gòu)400僅僅是第一傳動結(jié)構(gòu)400的一種可選的實施方式。

請繼續(xù)參見圖6（配合參見圖1），本實施例中的第二傳動結(jié)構(gòu)500包括相互連接的第二傳動臂510和第三傳動臂520。第二傳動臂510包括第二曲桿511和第二套筒512。第二曲桿511的一端固定連接第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動部220，另一端固定連接第二套筒512；優(yōu)選地，第二曲桿511與第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的連接位置位于第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動部220的中心位置。第三傳動臂520包括第三曲桿521和分別連接于第三曲桿521兩端的第三銷軸522和第三套筒523。第二連接耳360遠(yuǎn)離第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的一端固定連接有第二銷軸350。第二銷軸350轉(zhuǎn)動配合于第三套筒523且第二銷軸350和第三套筒523的相對轉(zhuǎn)動軸線在第一平面015上的投影與第一轉(zhuǎn)軸011共線。第三銷軸522可轉(zhuǎn)動地配合于第二套筒512，且兩者的相對轉(zhuǎn)動軸線通過第一交點014。上述第二傳動結(jié)構(gòu)500可使負(fù)載連接部390在第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的驅(qū)動下繞第二轉(zhuǎn)軸012轉(zhuǎn)動一定角度，同時仍可自由地在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100的驅(qū)動下繞第一轉(zhuǎn)軸011轉(zhuǎn)動，即可實現(xiàn)在第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200協(xié)同驅(qū)動下做球面運動。

上述第二曲桿511和第三曲桿521除了設(shè)置成圖6中所示的具有過渡圓角的L形件外還可設(shè)置成1/4圓弧形或其他合適的形狀，以盡可能增加連接于云臺010的負(fù)載裝置的運動范圍，避免構(gòu)件之間的機(jī)械干涉。第二傳動臂510、第三傳動臂520均可以是通過鑄造、焊接或其他加工方式獲得的一體結(jié)構(gòu)。

事實上，本實施例中的第二傳動結(jié)構(gòu)500用于連接第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動部220和負(fù)載連接部390，只需設(shè)置成第二傳動臂510和第三傳動臂520的一端可轉(zhuǎn)動地連接且轉(zhuǎn)動軸線通過第一交點014，第二傳動臂510的另一端固定連接于第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動部220，第三傳動臂520的另一端可轉(zhuǎn)動地連接負(fù)載連接部390且轉(zhuǎn)動軸線在第一平面015上的投影與第一轉(zhuǎn)軸011共線即可，圖6中所示的第二傳動結(jié)構(gòu)500僅僅是第二傳動結(jié)構(gòu)500的一種可選的實施方式。

請再次參見圖6（配合參見圖1），第三銷軸522和第二套筒512的連接位置位于承載臺600與負(fù)載連接部390之間的空間中，第一傳動臂410、第二傳動臂510和第三傳動臂520分別與負(fù)載連接部390間隔一定距離，以避免各個構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)機(jī)械干涉且為連接于云臺010的負(fù)載裝置的運動預(yù)留足夠的空間。

本實施例中的云臺010還可通過限位結(jié)構(gòu)來限制第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動角度，以避免運動干涉。一般可設(shè)置第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)動范圍分別為±45°。當(dāng)然，擴(kuò)大第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200的距離第一交點014的距離（即驅(qū)動半徑）可增大上述的轉(zhuǎn)動范圍。

綜上，本實施例中的云臺010整體上采用第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200并聯(lián)，然后再串聯(lián)第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的方式實現(xiàn)連接于云臺010的負(fù)載裝置的三自由度運動，以實現(xiàn)負(fù)載裝置完成各個方向的運動及保持不同的位姿，具有結(jié)構(gòu)剛度高、承載能力強且無累積誤差，運動性能極好等有益效果。

實施例二

圖7是本實用新型實施例二中的手持式設(shè)備001的結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖7，本實施例提供一種手持式設(shè)備001，其包括手持部710、成像裝置720和實施例一中的云臺010。成像裝置720固定連接于云臺010的負(fù)載連接部390，第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的固定部310固定連接于手持部710。作為一種可選的實施方式，可在手持部710的一端設(shè)置容納槽711，云臺010連同與其連接的成像裝置720固定連接于容納槽711中，且成像裝置720位于容納槽711的開口處。容納槽711的開口罩設(shè)有球面形的透明保護(hù)罩730，以保護(hù)成像裝置720。

手持部710中可設(shè)置用于控制云臺010的第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器100、第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器200及第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300運動的控制裝置，并在手持部710上設(shè)置相應(yīng)的控制按鈕740。這樣，在使用時可通過控制按鈕740控制各個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器運動，使得成像裝置720朝向所需的方向，或以某種方式進(jìn)行動態(tài)攝像。

為進(jìn)一步增加控制云臺010的運動性能，負(fù)載連接部390和成像裝置720連接而成的整體結(jié)構(gòu)的重心與第一交點014重合，以使各向控制均不存在偏心帶來的慣性矩，從而避免慣性作用影響控制的響應(yīng)速度。

實施例三

圖8為本實用新型實施例中的飛行器002的結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖8，本實施例提供一種飛行器002，其包括飛行器本體810、負(fù)載裝置820及實施例一中的云臺010。負(fù)載裝置820固定連接于云臺010的負(fù)載連接部390。第三旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器300的固定部310固定連接于飛行器本體810。

為進(jìn)一步增加控制云臺010的運動性能，負(fù)載連接部390和負(fù)載裝置820連接而成的整體結(jié)構(gòu)的重心與第一交點014重合，以使各向控制均不存在偏心帶來的慣性矩，從而避免慣性作用影響控制的響應(yīng)速度。更進(jìn)一步地，為使連接不同結(jié)構(gòu)形狀或不同重量的負(fù)載裝置820時，仍能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載連接部390和負(fù)載裝置820連接而成的整體的重心與第一交點014重合，本實施例中的云臺010還可設(shè)置有可調(diào)節(jié)負(fù)載連接部390與第一交點014的相對位置的相對位置的位置調(diào)節(jié)裝置（圖中未示出）。

本實施例中負(fù)載裝置820可以為成像裝置、雷達(dá)器或其他執(zhí)行裝置。圖8中所示的負(fù)載裝置820為成像裝置，如此圖中所示的飛行器002為具備航拍功能的飛行器002。同樣地，當(dāng)負(fù)載裝置820設(shè)置為雷達(dá)時，本實施例中的飛行器002為具備探測或定位等功能的飛行器002；當(dāng)負(fù)載裝置820為其他執(zhí)行裝置時，本實施例中的飛行器002為具備其他相應(yīng)功能的飛行器002。

本實施例中的云臺010可固定連接于飛行器本體810的前端或下端；也可以可活動地連接于飛行器本體810，以使云臺010可運動至飛行器本體810的不同位置。例如在飛行器本體810上設(shè)置從其前端經(jīng)過其下端貫穿至其后端的軌道，云臺010受控地滑動配合在軌道上，即可在控制下滑動到飛行器本體810的前端、下端、后端等位置。

綜上所述，本實施例中的云臺010通過串-并混連的方式，實現(xiàn)三軸轉(zhuǎn)動，具有整體剛度高、穩(wěn)定性能好、控制累計誤差小的優(yōu)點，且能夠允許更高的速度和加速度。

本實用新型所描述的手持式設(shè)備001具有上述云臺010，從而具備良好的控制性能，方便成像裝置720轉(zhuǎn)動至合適的位姿進(jìn)行攝像。

本實用新型所描述的飛行器002具有上述云臺010，從而具備良好的控制性能，方便負(fù)載裝置820轉(zhuǎn)動至合適的位姿執(zhí)行操作。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。