1.本实用新型属于转动稳定设备技术领域，尤其涉及一种云台转动机构及无人机。


背景技术：

2.目前，利用飞行设备进行航摄已经得到越来越广泛的运用，在飞行设备作业过程中，受天气条件影响，往往会伴随着不停的姿态变化，为了尽可能减小飞行设备在飞行过程中姿态变化对航摄质量的影响，通常都会将载荷设备安装到机载云台上来提高航摄成果的质量。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种云台转动机构，能够保证飞行设备在频繁的姿态变化过程中，使载荷设备持续稳定保持在指定方位角，而不随飞行设备姿态变化而变化，从而时刻保证航摄质量，提高航摄效率，进而满足航摄需求。本实用新型还公开了一种具有上述云台转动机构的无人机。本实用新型的具体技术方案如下：
4.一种云台转动机构，包括：
5.底座；
6.保持架，所述保持架可相对于底座转动；以及
7.若干支撑滚轮，每个支撑滚轮的固定端与底座连接，其活动端与保持架连接，用于支撑保持架；
8.其中，其中一个或多个支撑滚轮的固定端通过预紧机构与底座滑动连接。
9.本实用新型利用支撑滚轮对保持架进行支撑，并且能够在支撑保持架的同时，利用预紧机构实现对其转动的约束；由此，当飞行设备的飞行姿态进行变化时，在飞行设备上发生的震动由预紧机构抵消，在这个过程中，保持架在转动平面上的各方向位移均得到约束，从而保证了航摄质量。
10.优选的，所述预紧机构包括弹性件；所述弹性件的一端与支撑滚轮连接，另一端与底座连接。
11.在本实用新型中，当保持架在转动平面发生位移时，弹性件发生伸长或压缩，从而在弹性件的作用下，使支撑滚轮相对于底座发生位移，以实现该支撑滚轮时刻接触保持架，持续实现对保持架的支撑。
12.优选的，所述预紧机构还包括滑动垫片；所述滑动垫片的一端与支撑滚轮连接，另一端与弹性件连接；所述弹性件远离滑动垫片的一端与底座连接。
13.为了实现转动机构各部件之间方便的拆装，在本实用新型中，和底座滑动连接的支撑滚轮连接有滑动垫片，因此，在进行组装或拆卸时，工作人员只需要直接利用弹性件连接上述支撑滚轮和底座即可，即该结构实现了最大程度的可拆卸关系。
14.优选的，所述保持架设有导轮槽；任意一个支撑滚轮在导轮槽内与保持架连接。
15.在本实用新型中，导轮槽的槽面与支撑滚轮配合，由此，当保持架转动时，支撑滚
轮在实现支撑导轮槽的同时，绕其自身中轴线转动，由此提高了保持架的转动效率。
16.优选的，还包括驱动组件，用于驱动保持架转动；所述驱动组件与底座连接。
17.在本实用新型中，所述保持架的转动通过驱动组件实现，并由驱动组件的作用，实现保持架的正反转，以满足操作人员的具体使用要求。
18.优选的，所述驱动组件包括：
19.驱动设备，所述驱动设备的固定端与底座连接；以及
20.驱动轮，所述驱动轮与驱动设备的活动端连接；
21.其中，所述保持架设有从动轮；所述驱动轮和从动轮通过同步件连接。
22.现有的云台方案中，其转动方案通常有两种，一种利用电机实现对保持架的直驱，这种方式虽然简单，但往往空间占用很大，载荷设备往往是竖直方向安装，顶部的驱动机构会大大影响设备的拆装的便捷性；另一种是不采用直驱的方案，该方案要么采用常规深沟球轴承，要么采用自制钢柱导槽，内置钢柱保持架及配套的钢柱，还需要再加上下压片；其中采用常规深沟球轴承的方案受限载荷设备镜头直径，往往很难找到合适尺寸规格，即使有，其尺寸都较大，重量也很重；而另一种方案虽适配性很好，但结构件加工难度大，组装工艺性差，且重量通常也很大；由此，本实用新型在降低空间占用率的基础上，将驱动设备和保持架分别设置于底座的两端，利用简单的结构有效的减小了重量，并且，具有了更高的配适性，不仅避免了加工难度，也避免了较大的装拆难度。
23.优选的，所述同步件为同步绳或同步链条或同步带。
24.在本实用新型中，同步件的设置主要用于驱动设备的转动端和保持架具有同步性，从而实现操作人员的精准控制。
25.优选的，所述驱动组件还包括安装座，用于安装驱动设备；所述安装座与底座可拆卸连接。
26.为了保证驱动设备和保持件的转动同步性，驱动轮和从动轮的转动平面应当在同一平面内，因此，根据不同的实际情况，操作人员可以根据两者之间的高度差进行相应的调节。
27.优选的，还包括设备安装件，用于安装载荷设备；所述设备安装件与保持架可拆卸连接。
28.在本实用新型中，载荷设备设置于设备安装件；当有特殊结构的载荷设备无法适用于该设备安装件时，工作人员可以取下设备安装件，直接更换更加适配的安装件进行使用。
29.一种无人机，包括如上任一项所述的云台转动机构。
30.本实用新型具有上述云台转动结构，因此，当操作人员利用无人机进行航摄时，能够在无人机飞行姿态调整的过程中，避免因飞行姿态变化而导致航摄效果不佳的问题，从而产出更高质量的航摄成片。
31.和现有技术相比，本实用新型利用支撑滚轮和预紧机构实现了保持架的支撑和平移约束，并且并不影响保持架的转动，从而在飞行设备的任意飞行状态下，实现了载荷设备的稳定航摄；此外，本实用新型结构简单且实用，不仅结构紧凑、重量轻、空间占用小，并且无复杂结构件、安装难度低、操作方便。
附图说明
32.图1为本实用新型实施例的示意图；
33.图2为图1的a向放大图；
34.图3为本实用新型实施例中保持架和支撑滚轮的连接示意图。
35.图中：1
‑
底座；2
‑
保持架；3
‑
固定滚轮；4
‑
滑动滚轮；5
‑
弹性件；6
‑
滑动垫片；7
‑
固定件；8
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导轮槽；9
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驱动轮；10
‑
从动轮；11
‑
安装座；12
‑
设备安装件。
具体实施方式
36.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
37.如图1～图3所示，一种云台转动机构，包括底座1和保持架2，以及若干支撑滚轮；所述保持架2可相对于底座1转动；每个支撑滚轮的固定端与底座1连接，其活动端与保持架2连接，用于支撑保持架2；其中一个或多个支撑滚轮的固定端通过预紧机构与底座1滑动连接。
38.为了更好的阐述本实施例，令与底座1固定连接的支撑滚轮为固定滚轮3，令与底座1滑动连接的支撑滚轮为滑动滚轮4。
39.在本实施例中，所述保持架2位于底座1的其中一端，所述底座1具有用于放置保持架2的安装孔，该安装孔的直径略大于保持架2的直径，由此保持架2在垂直定位的状态下，可在其安装平面上实现平移。在本实施例中，共有四个支撑滚轮，四个支撑滚轮均匀的设置在保持架2的外侧，其中一个为支撑滚轮为滑动滚轮4，另外三个支撑滚轮为固定滚轮3；所述滑动滚轮4具有预紧机构，该滑动滚轮4通过预紧机构与保持架2契合紧密，通过该结构，还能够很好的消除加工误差和/或装配误差。
40.需要说明的是，在本实施例中，为了很好的实现滑动滚轮4与底座1之间的滑动连接，底座1可设置滑槽，滑动滚轮4可设置于滑槽配合的滑块，由此，所述滑动滚轮4通过滑槽支撑滑块而实现对滑动滚轮4的支撑，并且，滑动滚轮4在滑槽的设置方向上滑动，从而实现预紧机构的功能作用，该结构较为常见，并未在附图中展示。
41.此外，还需要说明的是，滑动滚轮4在底座1上的滑动为局部滑动，并不影响其活动端沿其自身轴线转动。
42.为了更好的使用本实施例，所述预紧机构包括弹性件5；所述弹性件5的一端与支撑滚轮连接，另一端与底座1连接。
43.在本实施例中，弹性件5能够为滑动滚轮4提供合适的作用力，使滑动滚轮4保持与保持架2之间的接触，当保持架2在安装孔内晃动时，使之稳定，从而消除飞行设备因飞行姿态的变化而导致的影响；由于一个预紧机构对位一个滑动滚轮4，因此，本实施例具有一个弹性件5；当然，在不同的实施例中，也可以设置多滑动滚轮4，由此也可以设置多个弹性件5。所述弹性件5为螺纹结构的弹簧。
44.在本实施例中，为了实现弹性件5的功能，并效率利用其作用力，因此一般来说，弹性件5设置于滑槽内，即弹性件5在滑动滚轮4的滑动方向上连接该支撑滚轮。在飞行设备平稳飞行的状态中，固定滚轮3和滑动滚轮4均持续接触保持架2，当飞行设备处于改变飞行姿态的过程中，可能与其中一个或多个固定滚轮3脱离，但是滑动滚轮4无论在飞行设备的何
种飞行状态下，均与保持架2持续接触，由此稳定载荷设备。
45.为了更好的使用本实施例，所述预紧机构还包括滑动垫片6；所述滑动垫片6的一端与支撑滚轮连接，另一端与弹性件5连接；所述弹性件5远离滑动垫片6的一端与底座1连接。
46.在本实施例中，所述滑动垫片6位于底座1的下侧面，并与滑动滚轮4连接，由此使本实施例能够满足更高的拆装要求。在本实施例中，所述滑动垫片6与滑动滚轮4固定连接，其与弹性件5可拆卸连接，具体的，滑动垫片6具有一挂孔，而弹性件5具有与挂孔配合的挂钩，由此，将挂钩钩入挂孔，即可实现两者之间的连接；此外，所述弹性件5远离滑动滚轮4的一端同样可设置挂钩，而底座1设有与该挂钩配合的挂孔，由此同样能够很好的实现弹性件5的拆装，当然，挂钩和挂孔的设置并不是唯一的，可以进行调换，例如，滑动垫片6设置挂钩，弹性件5设置挂孔。当然，在其他实施例中，所述滑动垫片6也可以设置于底座1的上侧面。
47.在本实施例的一种连接方式中，所述弹性件5的一端设置固定件7，如螺钉、螺栓等，该固定件7与底座1螺纹连接，由此可以实现弹性件5的定位安装，之后弹性件5远离固定件7的一端再与滑动垫片6连接即可。
48.为了更好的使用本实施例，所述保持架2设有导轮槽8；任意一个支撑滚轮在导轮槽8内与保持架2连接。
49.在本实施例中，所述导轮槽8的槽底设有凸出的外圈，而支撑滚轮的活动端截面为v形截面，在该结构中，外圈与v形截面配合，由此实现支撑滚轮对保持架2的支撑，并不会影响支撑滚轮的转动。
50.需要说明的是，支撑滚轮的活动端不局限于水平方向的安装，只要能够实现对保持架2的支撑，并不影响其转动，任何方向角度的安装均可，一般来说，该安装角度在0
°
～90
°
，包括0
°
和90
°
。
51.还需要说明的是，在本实施例中，所述保持架2可以由两部分可拆卸连接而成，两个部分的连接处组成导轮槽8。
52.为了更好的使用本实施例，还包括驱动组件，用于驱动保持架2转动；所述驱动组件与底座1连接。
53.在本实施例中，所述保持架2可以通过直驱转动，也可以通过间接驱动而转动；对于直驱来说，占用空间较大，并且影响拆装便捷性，对于设备仓空间有限的飞行设备来说，其实用性相对较弱，因而，为了更好的使用本实施例，所述驱动组件包括驱动设备和驱动轮9；所述驱动设备的固定端与底座1连接；所述驱动轮9与驱动设备的活动端连接；所述保持架2设有从动轮10；所述驱动轮9和从动轮10通过同步件连接。
54.具体的，本实施例利用间接驱动的方式使保持架2实现转动；在本实施例中，所述驱动设备的活动端连接有驱动轮9，而保持架2具有从动轮10，当驱动设备动作时，利用同步件即可实现保持架2的同步转动。由此在合理的空间范围内，实现了保持架2的驱动，并且该结构具有很好的拆装便捷性。
55.为了更好的使用本实施例，所述同步件为同步绳或同步链条或同步带。
56.在本实施例中，所述同步件为同步带，如此结构更加简单/简洁；当然在其他的一些实施例中，也可以为同步绳或同步链条；当同步件为同步绳时，为了保证其强度，一般使
用同步钢丝绳，在这种实施例中，驱动轮9和从动轮10均应该与同步钢丝绳之间具有一定的包裹性，由此利用同步钢丝绳的摩擦实现对保持架2的驱动；当同步件为同步链条时，驱动轮9和从动轮10均为齿轮结构，在这种实施例中，需要定期包养驱动轮9、从动轮10和同步链条，由此避免部件磨损而导致的保持架2转动不同步。
57.为了更好的使用本实施例，所述驱动组件还包括安装座11，用于安装驱动设备；所述安装座11与底座1可拆卸连接。
58.在本实施例中，为了最大化获得间接传动效率，因此应当使驱动轮9的转动平面和从动轮10的转动平面位于同一平面，此时同步件才能够实现平稳的同步传动；在不同的实施例中，驱动设备可能由于型号不同而使驱动轮9的相对高度与从动轮10不一致，因此，本实施例将安装座11设置于同底座1可拆卸连接，当需要进行高度调节时，除了更换配适的安装座11外，还可以通过增加垫片的方式抬高驱动设备，由此实现间接传动效率最大化。
59.为了更好的使用本实施例，还包括设备安装件12，用于安装载荷设备；所述设备安装件12与保持架2可拆卸连接。
60.在本实施例中，所述设备安装件12用于安装载荷设备，所述载荷设备为摄像机或相机或其他成像装置；当载荷设备无法配适于设备安装件12时，操作人员可以相应的进行更换，从而满足载荷设备的装配要求。在本实施例中，所述设备安装件12为板状结构，由此能够很好的减小转动机构的重量，当然，在另外的一些实施例中，也可以是箱体结构或其他结构，但是，优选板状结构的设备安装件12。此外，载荷设备也可以是其他工作设备，例如扫描设备、激光设备、喷雾设备等。
61.一种无人机，包括如上任一项所述的云台转动机构。
62.本实施例将云台转动机构用于无人机进行航摄。当无人机正常飞行时，固定滚轮3和滑动滚轮4均与保持架2接触；当无人机改变飞行姿态时，滑动滚轮4相对于底座1局部滑动，保持与导轮槽8和契合，由此将保持架2约束在其转动平面内，并仅能沿其自身轴线转动。
63.需要说明的是，在本实施例中，所述驱动设备为可实现正反转的步进电机，由此使无人机满足更高的航摄要求。
64.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。