一种驱动模组、微云台以及驱动模组的控制方法
技术领域
本发明涉及机械传动装置
技术领域
,特别是涉及一种驱动模组、微云台以及驱动模组的控制方法。背景技术
目前,各式的云台结构广泛应用在人们日常生活的各个方面,包括手机、公共交通、飞机、汽车等等。云台是安装、固定摄像头的支撑设备,用于控制摄像头转动,扩大摄像机的监视范围,甚至在控制信号的作用下,云台上的摄像机既可自动扫描监视区域,也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。
但是,市场上已有的云台结构多是串联结构,通过多级串联的方式控制云台的移动,每一级控制结构只能控制云台在一个方向上的移动,所以在调整时需要逐级调节,上一级的控制结构要连带下级的控制结构和负载物同步控制,耗能高、耗时长,而且受到驱动力有限的影响,存在驱动结构活动范围受限,驱动力不足,控制不够灵活的缺陷。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种驱动模组、微云台以及驱动模组的控制方法,旨在提高驱动模组的驱动力,使云台的控制更加灵活。
本发明的技术方案如下:
一种驱动模组,其中,所述驱动模组包括底座、支撑部件、传动部件和驱动部件,所述支撑部件与所述底座转动连接,所述支撑部件在所述底座上转动的方向为第一转动方向;所述传动部件设于所述支撑部件上,用于固定负载物;所述支撑部件上设有穿孔,所述传动部件插接在所述穿孔内,且所述传动部件可在所述穿孔内转动,所述传动部件的转动方向为第二转动方向,所述第二转动方向与所述第一转动方向不同;所述驱动部件设于所述底座上,所述驱动部件与所述传动部件连接,用于同时驱动所述传动部件和所述支撑部件的转动。
所述的驱动模组,其中,所述驱动部件包括弹性件、第一驱动单元和第二驱动单元,所述第一驱动单元和所述第二驱动单元都设于所述底座上,所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均与所述传动部件连接,用于形成并联驱动机构,以驱动所述传动部件转动。
所述的驱动模组,其中,所述驱动部件还包括一弹性件,所述弹性件一端设置在所述底座上,另一端与所述支撑部件连接,用于沿背离所述底座的方向推动所述支撑部件;所述第一驱动单元和所述第二驱动单元沿朝向所述底座的方向推动所述传动部件,带动所述支撑部件转动。
所述的驱动模组,其中,所述传动部件包括主杆、过渡板、第一连接头和第二连接头,所述主杆与所述穿孔插接,所述主杆的一端用于固定负载物;所述过渡板的中间位置设有轴孔,所述主杆的另一端与所述轴孔插接;所述第一连接头和所述第二连接头分别设置于所述过渡板的两端;所述第一连接头与所述第一驱动单元连接,所述第二连接头与所述第二驱动单元连接。
所述的驱动模组,其中,所述第一和/或第二驱动单元包括驱动电机、传动丝杆、固定杆和联动板,所述驱动电机设于所述底座上;所述传动丝杆与所述驱动电机的输出轴对接;所述固定杆设于所述底座上,所述固定杆的轴向延长方向与所述传动丝杆的轴向延长方向平行;所述联动板一端与所述传动丝杆连接,另一端与所述固定杆连接;所述联动板朝向所述底座的一侧与对应的连接头搭接。
所述的驱动模组,其中,所述驱动电机包括步进电机和超声波电机中的至少一种。
所述的驱动模组,其中,所述联动板包括环形块和平板块,所述环形块与所述固定杆滑动连接;所述平板块一端与所述环形块连接,另一端设有传动孔,所述传动丝杆插接在所述传动孔内;所述环形块的侧壁上设有第一接触面,所述第一接触面位于所述环形块朝向所述传动丝杆的一侧,且所述第一接触面位于所述平板块朝向所述底座的一侧;所述第一接触面为平面或者凹形曲面,所述第一连接头与所述第一接触面接触。
所述的驱动模组,其中,所述平板块上与所述第一连接头接触的表面为第二接触面,所述第二接触面位于所述平板块朝向所述底座的一侧,所述第二接触面为凸形曲面。
本申请还公开了一种微云台,其中,包括如上任一所述的驱动模组。
本申请还公开了一种如上任一所述的驱动模组的控制方法,其中,包括:
控制所述驱动部件同时驱动所述支撑部件和所述传动部件,使所述传动部件带动负载物沿所述第二转动方向转动的同时跟随所述支撑部件沿所述第一转动方向转动。
与现有技术相比,本发明实施例具有以下优点:
本申请公开的驱动模组在底座上设置了驱动部件来调控传动部件的位姿,在使用过程中,将负载物(比如手机摄像头)固定在传动部件上要调节负载物的角度和高度时,驱动部件驱动传动部件转动,传动部件转动可带动负载物沿第二转动方向转动,同步的,因为支撑部件是转动连接在底座上的,不固定,所以通过传动部件转动时传递的驱动作用力,会使得支撑部件沿第一转动方向转动,对于负载物来说,也被带动着沿第一转动方向转动;综上,本申请的驱动部件驱动负载物同时产生多方向的转动,提高了驱动模组的灵活度;并且可以给负载物提供足够的驱动力,能驱动负载物转动更大的范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中驱动模组与负载物的装配图;
图2为本发明中驱动模组与负载物的结构爆炸图;
图3为本发明中驱动模组与负载物的另一角度的结构爆炸图;
图4为本发明中弹性件的结构爆炸图;
图5为本发明中传动部件的结构示意图;
图6为本发明中联动板的结构示意图。
其中,10、底座;11、安装孔;12、镂空孔;13、防护块;20、支撑部件;21、支座;211、凸块;212、过孔;22、转动框;221、穿孔;222、凸轴;223、凸起部;30、传动部件;31、主杆;32、过渡板;321、轴孔;33、第一连接头;34、第二连接头;35、连接板;40、驱动部件;41、弹性件;411、钻孔;412、弧形加强段;413、弯折部;42、第一驱动单元;421、驱动电机;422、传动丝杆;4221、传动螺纹;423、固定杆;424、联动板;4241、环形块;4241a、第一接触面;4242、平板块;4242a、传动孔;4242b、第二接触面;4242c、凹槽;43、第二驱动单元;50、连接座;51、加强筋;52、加强凸块;60、负载物;70、第一转动方向;80、第二转动方向。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本申请的实施例中公开的负载物60包括但不限于手机、电脑、无人机、飞机、汽车等等物体上使用的摄像头;本发明以智能手机的摄像头为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍,但本发明的应用并不以摄像头为限,也可以应用到其它其他同样需要足够驱动力精准控制的结构,本申请的实施例公开的驱动模组可以广泛应用于手机摄像头模组,投影仪,医疗,智能门锁,汽车探头,监控,扫描,无人驾驶等领域;比如驱动模组可以应用在控制手术刀、缝合线等物体的控制上,无疑也可以获得更加灵活和精准的控制效果。
参阅图1和图2,本发明申请的一实施例中,公开了一种驱动模组,其中,所述驱动模组包括底座10、支撑部件20、传动部件30和驱动部件40,所述底座10可以用来安装固定到相应的设备上,所述支撑部件20设置在所述底座10上,并与所述底座10转动连接,所述支撑部件20在所述底座10上转动的方向为第一转动方向70。
所述传动部件30可以但不限于是一个转轴,设于所述支撑部件20上,用于固定负载物60,所述负载物60可以形成在一底部模块上,与所述传动部件30一同转动,所述负载物60可以但不限于是一摄像头或一传感器等,并基本朝向所述底座10平面法向的方向。
所述支撑部件20设置可采用一个半框架结构,呈C型或开口的半方型,其上设有穿孔221,如图2所示,所述传动部件30插接在所述穿孔221内(图2中的传动部件30已经过早的装配在了负载物60的基板上,实际上应先穿过所述穿孔221后再装配在所述负载物60的基板上),且所述传动部件30可在所述穿孔221内转动。
所述传动部件30的转动方向为第二转动方向80,如图1所示,所述第二转动方向80与所述第一转动方向70不同,较佳的是,在某个设定的起始状态时是相互垂直的方向。所述驱动部件40设于所述底座10上,并处于所述底座10的侧边,所述驱动部件40与所述传动部件30连接,用于同时驱动所述传动部件30和所述支撑部件20的转动,从而以并联的机械驱动方式驱动所述负载物60在第一转动方向70和第二转动方向80上进行复合转动。
具体地,所述驱动部件40可以驱动所述支撑部件20连同所述负载物60以及所述传动部件30一起,在第一转动方向70上有一定的转动角度,而与此同时,还可以在所述支撑部件20上,通过所述传动部件30的转动,进一步地实现所述负载物60的朝向,可以在初始状态所述底座10的法向上,形成在与该法向形成一定角度的偏转,该偏转的方向可以是受控制情况下的任意方向。
并且,由于本发明这种并联的机械驱动设置,所述驱动部件40的实现更为简单,装配位置更简洁。而偏转的角度最大可以实现5度~8度以内,远较现有技术实现方案所能实现的偏转范围大。
本申请公开的驱动模组在底座10上设置了驱动部件40来调控传动部件30的位姿,在使用过程中,将负载物60(比如手机摄像头)固定在传动部件30上,相对于支撑部件20,可同轴转动。而要调节负载物60的角度和高度时(即偏离法向的方位和角度),驱动部件40在驱动传动部件30转动的同时,还可以通过所述支撑部件20的转动抬升对负载物60的直线位移进行抵消。
所述传动部件30在所述驱动部件40的带动下转动,可带动负载物60沿第二转动方向80转动,同步的,因为支撑部件20是转动连接在底座10上的,并非固定,所以通过传动部件30转动时传递的驱动作用力,会使得支撑部件20沿第一转动方向70转动,对于负载物60来说,也被带动着沿第一转动方向70转动。由此,本申请的驱动部件40就可以驱动负载物60最终实现在偏离法向的任何方位上进行偏转,提高了驱动模组的灵活度;并且可以给负载物60提供足够的驱动力,能驱动负载物60转动更大的范围。
本发明驱动模组可以实现微云台的转动,尤其是针对微小的空间内,例如手机的摄像头防抖,可以很好的实现对摄像头偏转角度的控制,当然,该控制的计算方式需要采用相应的控制算法,该控制算法为现有技术所已知,其实质就是针对并联机械驱动的控制算法。
在本发明驱动模组的较佳实施例中,所述驱动部件40需要设置为两侧两个驱动单元,例如马达,较佳地是采用超声波马达具有足够大的力度,并且本身对转动角度的控制非常精密,且体积可以做到非常小,因此,更适合于对高端产品的驱动和控制。
所述驱动部件40的两个驱动单元,从两侧对所述传动部件30进行控制,所述传动部件30至少设置有距离中心转轴(第二转动方向80轴心方向)一定距离的拨叉结构,以方便所述驱动单元从两侧对拨叉进行驱动控制。
具体的,作为本实施例的一种实现方式,公开了所述第一转动方向70与所述第二转动方向80初始状态设置为相互垂直的两个方向。
首先,当第一转动方向70与第二转动方向80垂直时,通过驱动部件40的两个驱动单元进行驱动控制的运算处理更为简单,同时方便拆解进行调控,对控制单元的控制算法来说,实际上相当于对两个驱动单元的纵向位移(输入)与经过支撑部件20和传动部件30的传动后,最终导致所述负载物60的偏离法向的方位和角度问题(输出),或者,相反由负载物60的偏离法向方位和角度(输入)计算两个驱动单元的纵向位移数值问题(输出),而这种处理可以通过计算机的相应算法实现。
其次,第一转动方向70与第二转动方向80组合成传动部件30的运动轨迹,也即负载物60的偏离法向的方位和角度,当初始状态第一转动方向70与第二转动方向80垂直时,可以完全覆盖二维角度内的任何方向,方便计算和控制处理,使负载物60的可调节角度范围达到最大,有利于提高驱动模组的灵活性。
如图1所示,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述驱动部件40进一步的实现方式,包括弹性件41、第一驱动单元42和第二驱动单元43,所述第一驱动单元42和所述第二驱动单元43都设于所述底座10上,所述第一驱动单元42和所述第二驱动单元43均与所述传动部件30驱动连接,用于形成并联驱动机构,以驱动所述传动部件30及所述支撑部件20的转动。
所述弹性件41一端设置抵触在所述底座10上,另一端与所述支撑部件20的框架臂底侧固定连接,用于沿背离所述底座10的方向可以推动所述支撑部件20的转动,实际装配时弹性件41可以采用弹簧、弹片、磁性相同的磁铁对等等结构,只需具有相应的弹性力度即可,可以用来保持所述支撑部件20的朝一侧方向偏转的趋势,这样就方便所述驱动部件40的驱动紧凑,且使支撑部件20一直抵靠在且受驱动部件40的驱动作用。
所述第一驱动单元42和所述第二驱动单元43设置可以通过分别驱动垂直于所述底座10方向上的纵向位移,用来控制所述所述传动部件30的旋转角度,以及带动所述支撑部件20的转动。
所述第一驱动单元42和所述第二驱动单元43与所述弹性件41协同配合,弹性件41始终保持对支撑部件20有弹力,用于驱动所述支撑部件20转动。
在使用过程中,将负载物60同轴固定在传动部件30上,弹性件41本身提供沿背离底座10方向的弹力,所以可以通过抵持支撑部件20而推抵负载物60,使负载物60始终处于在底座10上方,并避免负载物60与底座10的碰撞。
然后在要调节负载物60的偏移角度和方位时,第一驱动单元42和第二驱动单元43同时连接传动部件30,形成并联驱动机构,进行复合驱动,并联驱动机构是用两个或者两个以上的驱动单元并联设置,从而共同完成机械运动的机构,采用并联机构,可以提高机械系统的刚度,增大机械装置的承载能力,并且还有运动精度高、动态性能好等一系列优点。
第一驱动单元42和第二驱动单元43从传动部件30的不同方向施加下压的作用力,传动部件30传递到支撑部件20上,使支撑部件20上也受到朝向底座10的作用力;也就是说,弹性件41始终背离底座10方向的弹力与第一驱动单元42和第二驱动单元43的作用力方向相反,形成对支撑部件20的一对作用力,通过预先的测试和调控,就可以调节合适的作用力使支撑部件20的转动幅度可控,通过克服弹性件41的弹力,使传动部件30和支撑部件20沿第一转动方向70转动,同时使固定在传动部件30上的负载物60也一起转动。
当第一驱动单元42和第二驱动单元43对传动部件30转动角度不同做不同的纵向位移控制时,传动部件30会随着支撑部件20转动的同时产生偏转,因此传动部件30还可以带动负载物60进行沿第二转动方向80上的转动,增加了对负载物60的偏离角度及方位的多维度控制。
另外,第一驱动单元42和第二驱动单元43直接与传动部件30接触,可以良好传递动力,避免了传动过程中驱动力的损失,减小传动误差;综上,通过并联驱动的方式,本申请公开的驱动模组减少传动层级,所以可以以更大的驱动力驱动负载物60移动,能驱动负载物60转动更大的范围,提高了驱动模组的灵活度。
参阅图2,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述支撑部件20包括支座21和转动框22,所述支座21采用两个,设于所述底座10上;所述转动框22可转动安装在所述支座21上,所述传动部件30安装在所述转动框22上的穿孔221中,所述弹性件41安装在所述传动部件30与所述底座10之间。
在底座10上设置支座21作为轴,并设置具有过孔212,然后在支座21上安装转动框22,使转动框22以支座21为轴可以自由转动,于是安装在转动框22上的传动部件30就可以随转动框22靠近或者远离底座10的表面,以实现沿第一转动方向70转动的目的。
参阅图3,在本实施例的另一种实现方式中,公开了可以通过在底座10上设置安装孔11,并在支座21上设置适配的凸块211,使支座21可以稳定安装在底座10上,通过卡接、粘接、焊接、过盈配合或者螺栓固定等等方式可以增强支座21的稳定性。当然了还可以使支座21与底座10一体成型,形成稳定牢固的结构,更有利于保证整体的结构强度,避免支座21的滑动或者位移,延长驱动模组的使用寿命。
如图2和图3所示,在本实施例的另一种实现方式中,为了让转动框22转动时更加稳定,公开了支座21设有两个,相对设置在底座10的两侧,转动框22则设置在两个支座21之间,在支座21上设置过孔212,在转动框22上对应过孔212的位置设置凸轴222,通过凸轴222与过孔212插接实现转动框22与支座21的装配,同时保持转动框22可转动。本实施例中公开的转动框22、底座10、支座21等等结构可以综合考虑材料性能、成本后选择塑料制成或者金属制成。
具体的,在本实施例的另一种实现方式中,公开了所述转动框22为U形框,U形框包括两个平行的侧边和与侧边垂直的底边,两个侧边背离底边的一端分别与两个支座21连接,底边上安装传动部件30。在目前的工业设备上,需要的功能各式各样,但是机械所占用的空间确是有限的,所以节约空间很有必要,将转动框22设为U形框,传动部件30固定的负载物60就可以位于U形框的中间,既节省了空间,同时U形框围绕在负载物60的外围,又可以保护负载物60,减少负载物60的碰撞损坏。为了让负载物60在转动和移动时不会碰撞U形框,可以将传动部件30安装在底边的中间位置,并且连接负载物60的中间位置,这样负载物60在转动时就不会产生侧偏,只要设计的时候使U形框的宽度大于负载物60的宽度,使用时负载物60就可以只在U形框内转动,避免碰撞。
如图3和图4所示,在本实施例的另一种实现方式中,为了使弹性件41与转动框22之间的作用力传导更加稳定,公开了弹性件41为钣金形成的弹片,可以是金属弹片,也可以是塑料弹片,或者其他材料制成的弹片也可以;弹片朝向转动框22的一段上设有多个钻孔411,转动框22上对应钻孔411的位置则设置适配的凸起部223(或螺栓),凸起部223与钻孔411装配后使弹性件41无法在底座10的表面上产生相对于转动框22滑动,从而提高转动框22转动过程中与弹性件41连接的稳定性。
参阅图4,在本实施例的另一种实现方式中,为了使弹性件41与转动框22之间的作用力传导更加稳定,还公开了弹性件41靠近底座10的一段倾斜设置,背离底座10的一端设有弧形加强段412,防止弹性件41在反复的挤压过程中产生断裂的情况;并且在与底座10接触的一端设有弯折部413,使弹性件41与底座10的接触面为曲面,避免弹性件41挤压底座10而造成底座10损坏。本发明所述弹性件41设置采用了两个,但不限于此数量,在必要的情况下,可以设置采用一个或更多个。
如图2和图5所示,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述传动部件30还包括主杆31、过渡板32、第一连接头33和第二连接头34,所述主杆31与所述穿孔221插接枢轴配合,所述主杆31的一端用于固定负载物60,例如通过连接板35固定连接。
所述过渡板32的中间位置设有轴孔321,所述主杆31的另一端与所述轴孔321插接,用来装配到所述过渡板32上;所述第一连接头33和所述第二连接头34分别设置于所述过渡板32的两端,形成拨杆结构;所述第一连接头33与所述第一驱动单元42连接,所述第二连接头34与所述第二驱动单元43连接。
通过第一连接头33和第二连接头34分别与第一驱动单元42和第二驱动单元43的连接,实现第一驱动单元42和第二驱动单元43从主杆31的两侧施加作用力,这两个作用力都是朝向底座10的,与弹性件41的作用力相反,可以通过调控这三个力及另个驱动单元纵向位移的大小来控制负载物60的偏转角度和方位。
同时这两个驱动单元通过控制单元进行控制,通过驱动的纵向位移不一样,可以实现主杆31的偏转以及支撑部件20的偏转,并可以唯一确定一个负载物60的偏转角度及方位,这在数学上实际上对应了控制算法的有解和唯一性。
如图5所示,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述主杆31朝向负载物60的一侧设置有连接板35,通过连接板35与负载物60连接可以增加接触面积,使连接更加稳定,当然,还可以在连接板35上设置卡接结构、粘接结构、磁接结构等等,使负载物60与连接板35连接的更加牢固。另外,主杆31朝向负载物60的一侧还可以设置有夹具,通过夹具夹持负载物60,使得负载物60固定稳定,同时方便拆装。
具体的,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述主杆31、所述过渡板32、所述第一连接头33和所述第二连接头34一体成型结构。一体成型的结构更加牢固稳定,减少装配缝隙,减少使用过程中产生应力集中的情况,防止传动部件30破裂,延长使用寿命。
如图2所示,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述第一和/或第二驱动单元包括驱动电机421、传动丝杆422、固定杆423和联动板424,所述驱动电机421设于所述底座10上,本实施例中的驱动电机421可以使用步进电机和超声波电机中的至少一种,步进电机可以将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移,每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比,所以可以驱动控制联动板424的高度,也即前述每一驱动单元控制驱动的纵向位移,从而通过联动板424与对应连接头33或34的联动驱动,实现对传动部件30进行转动及位移驱动。
本发明较佳实施例中,所述驱动电机421优选使用超声波电机,超声波电机的精度高,可以达到万分之一的精度,不会受到磁场的干扰,可以实现大角度旋转,而且体积更小,比目前市场上其他的电机的尺寸少了至少2毫米;超声波电机的驱动力更大,可以驱动所述负载物60实现±8度的偏转角度,甚至更高。
另外,超声波电机无需柔性电路板(Flexible Printed Circuit,简称FPC)排线,工艺简单,所以电机可以制造得更小,通过电机直接驱动或丝杆驱动。所述传动丝杆422与所述驱动电机421的输出轴对接,所述固定杆423设于所述底座10上,所述固定杆423的轴向方向与所述传动丝杆422的轴向方向平行,优选的都垂直于所述底座10所在的平面。
所述联动板424一端与所述传动丝杆422连接,另一端与所述固定杆423可滑动适配连接;所述第一连接头33或第二连接头34对应与相应的联动板424朝向所述底座10的一侧搭接(以下仅以第一连接头33为例进行说明,同样对称的结构也适用于第二连接头34)。
本实施例的驱动电机421驱动时带动传动丝杆422转动,传动丝杆422上则设置传动螺纹4221,如图3所示,传动螺纹4221可以是全螺纹也可以是半螺纹,半螺纹的传动丝杆422有更便于安装联动板424的优势。所述联动板424与传动丝杆422螺接,每当传动丝杆422转动,联动板424就会改变对应的高度值,使得驱动模组的调节灵敏度高,对于微小角度的调控更加精确。
而固定杆423因为轴向延长方向与传动丝杆422的轴向延长方向都垂直于底座10所在的平面,所以固定杆423的轴向方向与传动丝杆422的轴向方向平行,横跨两者的联动板424在移动时就会受到限制而只能平行于底座10所在的平面而上下移动,不会倾斜,避免出现联动板424靠近传动丝杆422的一端上升或者下降而另一端不动的情况产生,每当传动丝杆422有转动时联动板424整体都会有移动,所以可以更好地将驱动电机421的作用力传递到第一连接头33上,使第一连接头33移动的距离与驱动电机421匹配的精度更高。
具体的,在驱动过程中,驱动部件40要下压第一连接头33,而在第一连接头33是固定在支撑部件20上的,支撑部件20受到压迫在底座10上转动时不仅会有垂直于底座10所在的表面的移动,还有平行于底座10所在的表面的移动,所以传动部件30受到弹性件41带动也会产生平行于底座10所在平面的横向移动,如果将第一连接头33与在联动板424固定连接,则会进一步牵拉联动板424,但是联动板424是套设在固定杆423上的,特别是当固定杆423的轴向方向与传动丝杆422的轴向方向都垂直于底座10表面时,联动板424无法沿平行于底座10所在的表面移动,因此从具体工作过程来看,不宜将联动板424与第一连接头33固定连接。
本实施例选择将第一连接头33搭接在联动板424上,通过弹性件41使第一连接头33始终保持与联动板424接触,可以保持驱动作用力的传输,但是联动板424并不会限制第一连接头33的沿平行于底座10所在的表面的移动,从而实现第一连接头33与联动板424的灵活配合。
如图2和图6所示,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述联动板424包括环形块4241和平板块4242,所述环形块4241与所述固定杆423滑动连接,形成定位和限位;所述平板块4242一端与所述环形块4241连接,另一端设有传动孔4242a,所述传动丝杆422插接在所述传动孔4242a内,螺接驱动适配。
所述环形块4241的侧壁上设有第一接触面4241a,所述第一接触面4241a位于所述环形块4241朝向所述传动丝杆422的一侧,且所述第一接触面4241a位于所述平板块4242朝向所述底座10的一侧。所述第一接触面4241a为平面或者凹形曲面,所述第一连接头33与所述第一接触面4241a接触。
在本实施例的一种实现方式中,传动孔4242a为螺纹孔,螺纹孔的螺纹与传动丝杆422上的螺纹匹配,当传动丝杆422转动时,因为平板块4242的另一端固定在环形块4241上,而环形块4241套接在固定杆423上,所以联动板424整体无法转动,于是只能沿朝向或背离底座10的方向移动,从而实现将第一驱动部件40的扭力转变为直线方向的压迫力,使第一连接头33沿朝向或背离底座10的直线方向移动。在具体的实现方式中,所述平板块4242在所述传动孔4242a处还可以设置为半螺纹孔,即所述传动孔4242a形成开口,只具有部分螺纹,与所述所述传动丝杆422相适配。
环形块4241整体为圆柱形,平板块4242从环形块4241上外侧壁的上半部分垂直凸出,使联动板424整体形成一个拐角,有利于更加稳定地沿固定杆423的轴向方向上下移动,但是环形块4241的侧壁是曲面的,与直杆接触的话接触面积较小,不够稳定,所以在环形块4241上可设置第一接触面4241a为凹形曲面,因为环形块4241的侧壁原本为凸形侧壁,凹形曲面的两侧都可以与第一连接头33接触,增加第一连接头33与联动板424的连接稳定性,有利于更好地传递动力,更加精准地控制传动部件30的移动;也可以设置第一接触面4241a为平面,该平面与第一连接头33的轴向方向平行,第一连接头33可以更好地贴附在环形块4241的表面上,不会横向移动。
如图2和图6所示,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述平板块4242上与所述第一连接头33接触的表面为第二接触面4242b,所述第二接触面4242b位于所述平板块4242朝向所述底座10的一侧,所述第二接触面4242b为凸形曲面。第一接触面4241a和第二接触面4242b从两个不同方向限位第一连接头33,使第一连接头33受到稳定控制,设置第二接触面4242b为凸形曲面则可以减少平板块4242与第一连接头33的接触表面积,使平板块4242在下压第一连接头33的时候第一连接头33与第二接触面4242b之间的摩擦阻力减小,使得第一连接头33沿平行于底座10所在的表面的移动时更加灵敏,避免在调控负载物60的高度和角度时产生卡死的情况。
具体的,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述平板块4242朝向所述底座10的一侧还设有凹槽4242c,所述传动孔4242a位于所述凹槽4242c的中间位置。设置凹槽4242c是为了与传动丝杆422装配时更加稳定,传动丝杆422先穿过凹槽4242c再插入到传动孔4242a内,同时凹槽4242c还可以避让传动丝杆422,防止平板块4242在移动过程中与传动丝杆422产生碰撞。
参阅图1、图2和图3,作为本实施例的另一种实现方式,公开了所述第二驱动单元43与所述第一驱动单元42的结构相同,且所述第一驱动单元42与所述第二驱动单元43相对设置在所述底座10上。
第一,设置两个一样的结构可以节省零部件的种类,方便制造。
第二,第一驱动单元42与第二驱动单元43结构相同,其驱动力、行程、最小可调单位都相同,在实际应用中的第一驱动单元42与第二驱动单元43更方便配合,共同调控传动部件30的角度和高度。
第三,第一驱动单元42与第二驱动单元43结构相同时,第一连接头33与第二连接头34也可以设置为相同的结构,两者分别与第一驱动单元42与第二驱动单元43的连接方式相同,方便装配,而且第一连接头33与第二连接头34分别设置在过渡板32两端,结构相同时,过渡板32上的重量分布均匀,重心位于中间部分,也就是与主杆31连接的部分,所以在主杆31转动时更加稳定,自然状态下传动部件30可以保持稳定,不会偏转,调控的时候第一驱动单元42和第二驱动单元43输出的驱动力也就不用有倾向,方便调控。
第四,本实施例中以主杆31所在的垂直于底座10的平面为轴面,第一驱动单元42和第二驱动单元43相对设置时,第一连接头33和第一驱动单元42装配的位置到主杆31的横向距离,与第二连接头34和第二驱动单元43装配的位置到主杆31的横向距离相等,过渡板32两侧的长度相等,有利于更好地维持平衡,减少非必要的偏转。
如图2所示,在本实施例的另一种实现方式中,还公开了所述驱动模组还包括连接座50,所述连接座50一端连接所述第一驱动单元42的传动丝杆422,另一端连接所述第二驱动单元43的传动丝杆422;所述第一驱动单元42的固定杆423和所述第二驱动单元43的固定杆423平行设置于所述连接座50上。
当第一驱动单元42与第二驱动单元43结构相同时,通过连接座50将第一驱动单元42和第二驱动单元43连接在一起,装配的时候可以同时装配,简化装配流程,增加装配效率,使用过程中增加第一驱动单元42和第二驱动单元43的稳定性。
其次,所述连接座50上还可以设置加强筋51,加强筋51设置在所述第一驱动单元42的传动丝杆422、所述第二驱动单元43的传动丝杆422、所述第一驱动单元42的固定杆423和所述第二驱动单元43的固定杆423之间,增加结构的稳定性。
再其次,如图3所示,所述连接座50上朝向所述底座10的一侧还可以设置若干个加强凸块52,所述底座10上与所述加强凸块52相对的位置设有镂空孔12,通过装配时加强凸块52与镂空孔12的插接使连接座50与底座10之间产生装配关系,提升整体结构的稳定性,避免第一驱动单元42或第二驱动单元43在使用过程中晃动或者移位。
如图2所示,在本实施例的另一种实现方式中,还公开了所述底座10的边缘位置设有防护块13。例如底座10为矩形的时候,在底座10的四个拐角处设置防护块13;通过防护块13减少使用和运输过程中的碰撞,保护底座10上的弹性件41、传动部件30、第一驱动单元42、第二驱动单元43和负载物60等等结构。所述防护块13可以与所述底座10一体成型,形成更加稳定和牢固的一体化结构。
作为本申请的另一实施例,公开了一种微云台,其中,包括如上任一所述的驱动模组。本发明的微云台采用并联结构的电机驱动,可以采用两个或两个以上的超声波电机驱动,以获得更大的驱动力,并且可以在有限的空间内驱动调控负载物60的转动角度,比如应用在手机摄像头上时,最大可以驱动摄像头转动±8度甚至更高;不同于常规云台上使用的音圈马达,本实施例公开的驱动模组可以在有限的空间内提供更大的驱动力,而且摄像头可转动的范围更广,例如在镜头对准拍照对象后可以维持聚焦状态,跟随拍照对象移动更大的范围,在手机抖动使保持镜头的相对平稳,还有在人脸识别时遇到身高不高的人,如小孩,可以扫过更宽的范围。
作为本申请的另一实施例,公开了还公开了一种如上任一所述的驱动模组的控制方法,其中,包括:
S100、控制所述驱动部件40同时驱动所述支撑部件20和所述传动部件30,使所述传动部件30带动负载物60沿所述第二转动方向80转动的同时跟随所述支撑部件20沿所述第一转动方向70转动。
本实施例公开的微云台可以通过在电子设备或主控装置上设置正向计算表和逆向计算表,通过处理器上预设的控制方法同步控制两个电机互相配合,既可以将两个电机的输出功率换算成负载物60的转动和移动角度,灵敏地控制负载物60的运动;也可以通过将负载物60需要的转动或移动角度换算成两个电机的输出功率要求,反向调节电机的功率;最终形成驱动模组对负载物60的灵活控制。
综上所述,一种驱动模组,其中,所述驱动模组包括底座10、支撑部件20、传动部件30和驱动部件40,所述支撑部件20与所述底座10转动连接,所述支撑部件20在所述底座10上转动的方向为第一转动方向70;所述传动部件30设于所述支撑部件20上,用于固定负载物60;所述支撑部件20上设有穿孔221,所述传动部件30插接在所述穿孔221内,且所述传动部件30可在所述穿孔221内转动,所述传动部件30的转动方向为第二转动方向80,所述第二转动方向80与所述第一转动方向70不同;所述驱动部件40设于所述底座10上,所述驱动部件40与所述传动部件30连接,用于同时驱动所述传动部件30和所述支撑部件20转动。
本申请公开的驱动模组在底座10上设置了驱动部件40来调控传动部件30的位姿,在使用过程中,将负载物60(比如手机摄像头)固定在传动部件30上要调节负载物60的角度和高度时,驱动部件40驱动传动部件30转动,传动部件30转动可带动负载物60沿第二转动方向80转动,同步的,因为支撑部件20是转动连接在底座10上的,不固定,所以通过传动部件30转动时传递的驱动作用力,会使得支撑部件20沿第一转动方向70转动,对于负载物60来说,也被带动着沿第一转动方向70转动。
综上,本申请的驱动部件40驱动负载物60同时产生多方向的转动,提高了驱动模组的灵活度;并且可以给负载物60提供足够的驱动力,能驱动负载物60转动更大的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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