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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及無人飛行器領(lǐng)域，并且更為具體地，涉及一種拍攝設(shè)備和無人飛行器。

背景技術(shù)：

在無人飛行器飛行的過程中，如果拍攝設(shè)備發(fā)生抖動，拍攝到的圖像或視頻就會變得模糊。

為了滿足超遠距離拍照和攝像的需求，無人飛行器上的拍攝設(shè)備的變焦倍數(shù)越來越大，因此，拍攝設(shè)備的抖動帶來的圖像或視頻的模糊問題也就越來越嚴重。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例提供一種拍攝設(shè)備和無人飛行器，能夠增加拍攝設(shè)備拍攝過程的穩(wěn)定性，提升拍攝到的圖像或視頻的質(zhì)量。

第一方面，提供一種拍攝設(shè)備，所述拍攝設(shè)備能夠與云臺連接，并在所述云臺的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，所述拍攝設(shè)備包括：殼體；相機模組，設(shè)置在所述殼體內(nèi)部；反作用輪系統(tǒng)，所述反作用輪系統(tǒng)包括第一反作用輪，所述第一反作用輪設(shè)置在所述殼體的外部。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第一反作用輪設(shè)置在所述殼體的側(cè)壁上。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述拍攝設(shè)備包括相對設(shè)置的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述第一側(cè)壁位于所述拍攝設(shè)備和所述云臺組成的拍攝系統(tǒng)的重心的上方，所述第二側(cè)壁位于所述拍攝系統(tǒng)的重心的下方，所述第一反作用輪設(shè)置在所述第二側(cè)壁上。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第一反作用輪在所述殼體上的安裝位置使得：當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述云臺的偏航軸的軸線穿過所述第一反作用輪。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第一反作用輪在所述殼體上的安裝位置使得：當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述云臺的偏航軸的軸線與所述第一反作用輪的軸線重合。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述反作用輪系統(tǒng)還包括第二反作用輪，所述第二反作用輪的安裝位置使得：當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述云臺的橫滾軸的軸線穿過所述第二反作用輪。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第二反作用輪的安裝位置使得：當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述云臺的橫滾軸的軸線與所述第二反作用輪的軸線重合。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第二反作用輪位于所述殼體的外部或內(nèi)部。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述反作用輪系統(tǒng)還包括第三反作用輪，所述第三反作用輪的安裝位置使得：當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述云臺的俯仰軸的軸線穿過所述第三反作用輪。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第三反作用輪的安裝位置使得：當所述拍攝設(shè)備安裝到所述云臺上，且所述云臺的各云臺軸均處于初始位置時，所述云臺的俯仰軸的軸線與所述第三反作用輪的軸線重合。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第三反作用輪位于所述殼體的外部或內(nèi)部。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述反作用輪系統(tǒng)中的至少一個反作用輪為空載電機。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述反作用輪系統(tǒng)能夠在所述拍攝設(shè)備被所述云臺驅(qū)動轉(zhuǎn)動的過程中，為所述相機模組相對所述云臺的偏航軸、橫滾軸和/俯仰軸的擾動提供補償轉(zhuǎn)矩，以實現(xiàn)所述拍攝設(shè)備的穩(wěn)定拍攝。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述殼體的側(cè)壁上設(shè)置有安裝孔，所述拍攝設(shè)備通過所述安裝孔與所述云臺轉(zhuǎn)動連接。

結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實現(xiàn)方式中，所述拍攝設(shè)備是支持變焦功能的拍攝設(shè)備。

第二方面，提供一種無人飛行器，包括：如第一方面或第一方面的任意一種實現(xiàn)方式所述的拍攝設(shè)備；機身；以及云臺，所述云臺與所述機身相連，用于搭載所述拍攝設(shè)備，并驅(qū)動所述拍攝設(shè)備轉(zhuǎn)動。

結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實現(xiàn)方式中，所述云臺包括第一轉(zhuǎn)動件、第二轉(zhuǎn)動件和第三轉(zhuǎn)動件，所述第一轉(zhuǎn)動件用于控制所述云臺沿第一軸轉(zhuǎn)動，所述第二轉(zhuǎn)動件用于控制所述云臺沿第二軸轉(zhuǎn)動，所述第三轉(zhuǎn)動件用于控制所述云臺沿第三軸轉(zhuǎn)動，所述第一轉(zhuǎn)動件和所述第二轉(zhuǎn)動件之間通過第一支撐臂相連，所述第二轉(zhuǎn)動件和第三轉(zhuǎn)動件通過第二支撐臂相連，所述第三轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)軸與所述拍攝設(shè)備相連。

結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第一軸為所述云臺的偏航軸，所述第二軸為所述云臺的橫滾軸，所述第三軸為所述云臺的俯仰軸。

結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實現(xiàn)方式中，所述機身包括相對設(shè)置的底面和頂面，所述第一轉(zhuǎn)動件與所述機身的底面相連。

結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實現(xiàn)方式中，所述第一軸為橫滾軸，所述第二軸為俯仰軸，所述第三軸為偏航軸；或所述第一軸為俯仰軸，所述第三軸為橫滾軸，所述第三軸為偏航軸。

本實用新型實施例中，拍攝設(shè)備的殼體外部安裝了反作用輪系統(tǒng)，反作用輪系統(tǒng)能夠為云臺提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動慣量，增加拍攝過程的穩(wěn)定性，從而提升拍攝到的圖像或視頻的質(zhì)量。

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，下面將對本實用新型實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本實用新型實施例提供的拍攝系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示例圖。

圖2是圖1所示的拍攝系統(tǒng)的仰視圖。

圖3是圖1所示的拍攝系統(tǒng)的剖視圖。

具體實施方式

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)方案進行清楚、完整地描述。

無人飛行器的拍攝系統(tǒng)主要由云臺和拍攝設(shè)備組成，為了增加拍攝系統(tǒng)拍攝過程的穩(wěn)定性，本實用新型實施例在拍攝系統(tǒng)中引入了反作用輪系統(tǒng)，下面結(jié)合圖1-圖3進行詳細描述。

圖1-圖3示出的云臺是Yaw-Roll-Pitch依次串聯(lián)(即偏航軸、橫滾軸和俯仰軸依次串聯(lián))的三軸云臺。

具體地，如圖1所示，云臺可以包括第一轉(zhuǎn)動件11、第二轉(zhuǎn)動件12和第三轉(zhuǎn)動件13，第一轉(zhuǎn)動件11可以在電機的控制下沿云臺的偏航軸轉(zhuǎn)動，第二轉(zhuǎn)動件12可以在電機的控制下沿云臺的橫滾軸轉(zhuǎn)動，第三轉(zhuǎn)動件13可以在電機的控制下沿云臺的俯仰軸轉(zhuǎn)動。

需要說明的是，本實用新型實施例中的云臺不限于圖1-圖3所示的具體結(jié)構(gòu)和連接形式。例如，在一些實施例中，本實用新型實施例中的云臺可以是Roll-Pitch-Yaw依次串聯(lián)的三軸云臺，或Pitch-Roll-Yaw依次串聯(lián)的三軸云臺；又如，在一些實施例中，本實用新型實施例的云臺可以是兩軸云臺。下文僅是以圖1-圖3為例進行舉例說明。

如圖1所示，拍攝系統(tǒng)包括云臺10和拍攝設(shè)備20。拍攝設(shè)備20能夠與云臺10連接，并在云臺10的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，拍攝設(shè)備20包括：

殼體21；

相機模組22，設(shè)置在殼體21內(nèi)部；

反作用輪系統(tǒng)，反作用輪系統(tǒng)包括第一反作用輪23，第一反作用輪23設(shè)置在殼體的外部。

本實用新型實施例中，拍攝設(shè)備的殼體外部安裝了反作用輪系統(tǒng)，反作用輪系統(tǒng)能夠為云臺提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動慣量，增加拍攝過程的穩(wěn)定性，從而提升拍攝到的圖像或視頻的質(zhì)量。進一步地，當云臺發(fā)生轉(zhuǎn)動時，反作用輪系統(tǒng)能夠加速云臺從旋轉(zhuǎn)到穩(wěn)定的過程，減少用于控制云臺軸旋轉(zhuǎn)的電機的工作時間。

應理解，本文中的反作用輪也可稱為反作用飛輪，或稱飛輪。根據(jù)角動量守恒定律，反作用輪系統(tǒng)能夠在拍攝設(shè)備被云臺驅(qū)動轉(zhuǎn)動的過程中，為相機模組相對云臺的偏航軸、橫滾軸和/俯仰軸的擾動提供補償轉(zhuǎn)矩，以實現(xiàn)拍攝設(shè)備的穩(wěn)定拍攝。

需要說明的是，本實用新型實施例對反作用輪系統(tǒng)中的反作用輪的形式不作具體限定，例如，反作用輪系統(tǒng)中的反作用輪可以為空載電機，電機的轉(zhuǎn)子的重量和/或轉(zhuǎn)速可以根據(jù)拍攝系統(tǒng)所需的轉(zhuǎn)動慣量確定。例如，反作用輪系統(tǒng)中的反作用輪可以是轉(zhuǎn)子較重的空載電機，轉(zhuǎn)子越重，反作用輪能夠提供的轉(zhuǎn)動慣量越大，拍攝系統(tǒng)也就越穩(wěn)定?；蛘?，反作用輪系統(tǒng)中的反作用輪可以是轉(zhuǎn)速較高的電機，電機轉(zhuǎn)速越高，反作用輪能夠提供的轉(zhuǎn)動慣量越大，拍攝系統(tǒng)也就越穩(wěn)定。

此外，本文中的拍攝設(shè)備20可以是普通的拍攝設(shè)備，也可以是支持變焦功能的拍攝設(shè)備。拍攝設(shè)備20與云臺10的連接方式可以有多種，例如，在一些實施例中，拍攝設(shè)備20的殼體21的側(cè)壁上可以設(shè)置有安裝孔，拍攝設(shè)備20可以通過安裝孔與云臺10轉(zhuǎn)動連接。

參見圖1，殼體21可起到封裝相機模組22的作用，殼體21可包括頂面24和底面(圖中未示出)，其中頂面24是指相機模組22的鏡頭所在的一面，底面是與頂面24相對的一面。進一步地，殼體21還可包括除頂面24和底面之外的側(cè)壁，在一些實施例中，第一反作用輪23可設(shè)置在殼體21的某個側(cè)壁上。拍攝設(shè)備的側(cè)壁空間大，方便了第一反作用輪的安裝。

可選地，在一些實施例中，如圖1-圖2所示，拍攝設(shè)備20可包括相對設(shè)置的第一側(cè)壁25和第二側(cè)壁26，當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，第一側(cè)壁25位于拍攝設(shè)備20和云臺10組成的拍攝系統(tǒng)的重心的上方，第二側(cè)壁26位于拍攝系統(tǒng)的重心的下方，第一反作用輪23設(shè)置在第二側(cè)壁26上。

需要說明的是，云臺軸的初始位置是指云臺10安裝到無人飛行器之后，云臺的各云臺軸還未發(fā)生轉(zhuǎn)動的位置，以圖1-圖3所示的拍攝系統(tǒng)為例，當云臺10的各云臺軸位于初始位置時，相機模組22的光軸可以位于水平方向，進一步地，在一些實施例中，當云臺10的各云臺軸位于初始位置時，相機模組22的鏡頭可以朝向無人飛行器的正前方。

應理解，拍攝系統(tǒng)的重心的位置與拍攝設(shè)備20的形狀和質(zhì)量、云臺10的形狀和質(zhì)量(如各云臺軸的電機的位置和質(zhì)量)等因素有關(guān)，因此，本實用新型實施例對拍攝系統(tǒng)的重心的具體位置不作限定，但一般情況下，拍攝系統(tǒng)的重心基本上會位于拍攝設(shè)備20的第一側(cè)壁25和第二側(cè)壁26之間，只不過在各云臺軸的電機的質(zhì)量等因素的影響下，拍攝系統(tǒng)的重心與拍攝設(shè)備20的重心可能會有偏差。

可選地，在一些實施例中，如圖3所示，第一反作用輪23在殼體21上的安裝位置使得：當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，云臺10的偏航軸的軸線14穿過第一反作用輪23。

應理解，第一反作用輪23可以為偏航軸的擾動提供補償轉(zhuǎn)矩，本實用新型實施例提供的第一反作用輪23位于偏航軸的軸線14上，即偏航軸的軸線14與第一反作用輪23的軸線接近或重合，這樣一來，在對偏航軸的擾動進行轉(zhuǎn)矩補償時，能夠簡化偏航軸擾動所需的補償轉(zhuǎn)矩的計算復雜度，從而提升反作用輪對偏航軸擾動的響應速度。

可選地，在一些實施例中，如圖3所示，第一反作用輪23在殼體21上的安裝位置使得：當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，云臺10的偏航軸的軸線14與第一反作用輪23的軸線24重合。

偏航軸的軸線14與第一反作用輪23的軸線24重合，在對偏航軸的擾動進行轉(zhuǎn)矩補償時，無需對第一反作用輪23提供的補償轉(zhuǎn)矩進行換算，最大程度簡化了偏航軸擾動所需的補償轉(zhuǎn)矩的計算復雜度和反作用輪對偏航軸擾動的響應速度。

上文是以反作用輪系統(tǒng)包括一個反作用輪(即第一反作用輪23)為例進行舉例說明的，但本實用新型實施例不限于此，為了實現(xiàn)更好的增穩(wěn)效果，反作用輪系統(tǒng)可以包括多個反作用輪，例如，可以為偏航軸、橫滾軸、俯仰軸分別設(shè)置一個對應的反作用輪，下面結(jié)合具體的實施例進行詳細描述。

可選地，在一些實施例中，反作用輪系統(tǒng)還可包括第二反作用輪(圖中未示出)，第二反作用輪的安裝位置使得：當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，云臺10的橫滾軸的軸線穿過第二反作用輪。

應理解，第二反作用輪可以為橫滾軸的擾動提供補償轉(zhuǎn)矩，本實用新型實施例提供的第二反作用輪位于橫滾軸的軸線上，即橫滾軸的軸線與第二反作用輪的軸線接近或重合，這樣一來，在對橫滾軸的擾動進行轉(zhuǎn)矩補償時，能夠簡化橫滾軸擾動所需的補償轉(zhuǎn)矩的計算，從而提升反作用輪對橫滾軸擾動的響應速度。

可選地，在一些實施例中，第二反作用輪的安裝位置使得：當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，云臺10的橫滾軸的軸線與第二反作用輪的軸線重合。

橫滾軸的軸線與第二反作用輪的軸線重合，在對橫滾軸的擾動進行轉(zhuǎn)矩補償時，無需對第二反作用輪提供的補償轉(zhuǎn)矩進行換算，最大程度簡化了橫滾軸擾動所需的補償轉(zhuǎn)矩的計算復雜度和反作用輪對橫滾軸擾動的響應速度。

需要說明的是，本實用新型實施例對第二反作用輪在拍攝設(shè)備20中的位置不作具體限定，例如，第二反作用輪可以位于殼體21的外部；又如，第二反作用輪可以位于殼體21的內(nèi)部。

可選地，在一些實施例中，反作用輪系統(tǒng)還可包括第三反作用輪，第三反作用輪的安裝位置使得：當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，云臺10的俯仰軸的軸線穿過第三反作用輪。

應理解，第三反作用輪可以為俯仰軸的擾動提供補償轉(zhuǎn)矩，本實用新型實施例提供的第三反作用輪位于俯仰軸的軸線上，即俯仰軸的軸線與第三反作用輪的軸線接近或重合，這樣一來，在對俯仰軸的擾動進行轉(zhuǎn)矩補償時，能夠簡化俯仰軸擾動所需的補償轉(zhuǎn)矩的計算，從而提升反作用輪對俯仰軸擾動的響應速度。

可選地，在一些實施例中，第三反作用輪的安裝位置使得：當拍攝設(shè)備20安裝到云臺10上，且云臺10的各云臺軸均處于初始位置時，云臺10的俯仰軸的軸線與第三反作用輪的軸線重合。

俯仰軸的軸線與第三反作用輪的軸線重合，在對俯仰軸的擾動進行轉(zhuǎn)矩補償時，無需對第三反作用輪提供的補償轉(zhuǎn)矩進行換算，最大程度簡化了俯仰軸擾動所需的補償轉(zhuǎn)矩的計算復雜度和反作用輪對俯仰軸擾動的響應速度。

需要說明的是，本實用新型實施例對第三反作用輪在拍攝設(shè)備20中的位置不作具體限定，例如，第三反作用輪可以位于殼體21的外部；又如，第三反作用輪可以位于殼體21的內(nèi)部。

上文結(jié)合圖1-圖3，詳細描述了本實用新型實施例提供的拍攝設(shè)備。下文詳細描述本實用新型實施例提供的無人飛行器。

本實用新型實施例的無人飛行器可以包括機身，云臺和拍攝設(shè)備，云臺和拍攝設(shè)備可以采用上文描述的云臺10和拍攝設(shè)備20。

本實用新型實施例中，無人飛行器的拍攝設(shè)備的殼體外部安裝了反作用輪系統(tǒng)，反作用輪系統(tǒng)能夠為云臺提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動慣量，增加拍攝過程的穩(wěn)定性，從而能夠提升無人飛行器拍攝到的圖像或視頻的質(zhì)量。

可選地，在一些實施例中，如圖1所示，云臺10可包括第一轉(zhuǎn)動件11、第二轉(zhuǎn)動件12和第三轉(zhuǎn)動件13，第一轉(zhuǎn)動件11可用于控制云臺10沿第一軸轉(zhuǎn)動，第二轉(zhuǎn)動件12可用于控制云臺10沿第二軸轉(zhuǎn)動，第三轉(zhuǎn)動件13可用于控制云臺10沿第三軸轉(zhuǎn)動，第一轉(zhuǎn)動件11和第二轉(zhuǎn)動件12之間可通過第一支撐臂15相連，第二轉(zhuǎn)動件12和第三轉(zhuǎn)動件13可通過第二支撐臂16相連，第三轉(zhuǎn)動件13的轉(zhuǎn)軸與拍攝設(shè)備20相連。

可選地，在一些實施例中，第一軸為云臺的偏航軸，第二軸為云臺的橫滾軸，第三軸為云臺的俯仰軸。換句話說，本實用新型實施例提供的云臺為Yaw-Roll-Pitch依次串聯(lián)的三軸云臺。

可選地，在一些實施例中，機身包括相對設(shè)置的底面和頂面，第一轉(zhuǎn)動件11與機身的底面相連。換句話說，本實用新型實施例提供的云臺位于機體的下方，但本實用新型實施例不限于此，該云臺還可以位于機體的上方或側(cè)面。

可選地，在一些實施例中，第一軸為橫滾軸，第二軸為俯仰軸，第三軸為偏航軸，換句話說，本實用新型實施例提供的云臺為Roll-Pitch-Yaw依次串聯(lián)的三軸云臺。

可選地，在一些實施例中，第一軸為俯仰軸，第三軸為橫滾軸，第三軸為偏航軸，換句話說，本實用新型實施例提供的云臺為Pitch-Roll-Yaw依次串聯(lián)的三軸云臺。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。