一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机，包括机身主体和安装在机身主体周围的机臂，机身主体的顶部设有用于安装电池的电池架，底部通过快换装置安装有双轴舵机云台，双轴舵机云台可以根据农业无人机遥感技术要求，同时搭载红外相机和多光谱相机，可以灵活调整俯仰轴和横滚轴的位置，使内框架的重心与俯仰轴的轴线重合以及外框架的重心与横滚轴的轴线重合，旋转外框和旋转内框分别通过相互垂直的横滚轴和俯仰轴实现在横向和纵向的旋转调整，角度传感器检测到相机的角度发生了偏移后将信号传递给控制器，以控制驱动机构作为动力来进行调整，使相机角度保持平稳状态，达到农业遥感作业中两种相机的光轴与旋转轴位于同一轴线的要求。

A kind of agricultural monitoring unmanned aerial vehicle with two axis steering wheel pan tilt

The utility model discloses an agricultural condition monitoring UAV with a two-axis rudder pantograph, which comprises a fuselage main body and an arm mounted around the fuselage main body. The top of the fuselage main body is provided with a battery rack for installing batteries, and the bottom is mounted with a two-axis rudder pantograph through a quick change device. The pantograph of the two-axis rudder pantograph can be used for agricultural UAV. The position of the pitching axis and the rolling axis can be adjusted flexibly to make the center of gravity of the inner frame coincide with the axis of the pitching axis and the center of gravity of the outer frame coincide with the axis of the rolling axis. The rotating outer frame and the rotating inner frame pass through the vertical rolling axis and the pitching axis respectively. The angle sensor detects the angle deviation of the camera and transmits the signal to the controller. The driving mechanism is used as the power to adjust the angle so that the angle of the camera can be kept stable and the optical axis and the rotating axis of the two cameras are located on the same axis in the agricultural remote sensing operation. Requirement.

【技术实现步骤摘要】
一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机
本技术涉及农业机械自动化
，具体地说，涉及一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机。
技术介绍
近几年来，无人机作为一种农业机械开始越来越广泛地应用到农业生产中，而农业无人机在国内精准农业方面应用包括了许多方面，主要有土壤湿度监测、农药喷洒、农业预警和作物遥感信息的提取，其中无人机农情监测将会是未来农业无人机最重要的应用方向之一。无人机云台是安装在无人机上用来挂载相机的机械构件，与云台的“稳定”道理一样，一般无人机云台都能满足相机的三个活动自由度：绕X、Y、Z轴旋转，每个轴心内都安装有电机，当无人机倾斜时，同样会配合陀螺仪给相应的云台电机加强反方向的动力，防止相机跟着无人机“倾斜”，从而避免相机抖动。但由于现有云台通用性差和相机工作环境要求等原因，严重限制了其在农业应用的推广。公布号为CN106005461A的中国专利文献公开了一种模块化舵机驱动两轴多拼相机航拍云台，其云台模块具有偏航和滚转两个旋转轴，来修正无人机发生偏航和滚转带来的偏差，但该设计没有考虑到相机实际使用过程中，要保持搭载的两种相机的光轴与旋转轴位于同一轴线上，导致偏航轴和滚转轴无法灵活调整。
技术实现思路
本技术的目的为提供一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机，该无人机的云台可以根据农业无人机遥感技术要求，同时搭载红外相机和多光谱相机，并且可以灵活调整俯仰轴和横滚轴的位置，以达到农业遥感作业中两种相机的光轴与旋转轴位于同一轴线的要求。为了实现上述目的，本技术提供的带有双轴舵机云台的农情监测无人机包括机身主体和安装在机身主体周围的机臂，机身主体的顶部设有用于安装电池的电池架，底部通过快换装置安装有双轴舵机云台，双轴舵机云台包括：连接板，与快换装置相连，其上安装有控制器和云台电池；减震板，与连接板之间通过减震装置相连；悬臂，包括相对固定在减震板下方两侧的第一悬臂和第二悬臂；旋转外框，通过横滚轴活动安装在第一悬臂和第二悬臂之间；旋转内框，通过俯仰轴活动安装在旋转外框内，旋转内框内安装有多光谱相机和红外相机，俯仰轴与横滚轴的轴线相互垂直；驱动机构，包括驱动旋转外框绕横滚轴旋转的第一驱动机构和驱动旋转内框绕俯仰轴旋转的第二驱动机构；角度传感器，检测无人机飞行过程中的角度信息，并将该信息传送给控制器，控制驱动机构运行。上述技术方案中，旋转外框和旋转内框分别通过相互垂直的横转轴和俯仰轴实现在横向和纵向的旋转调整，角度传感器检测到相机的角度发生了偏移后将信号传递给控制器，以控制驱动机构作为动力来进行调整，使相机角度保持平稳状态，达到农业遥感作业中两种相机的光轴与旋转轴位于同一轴线的要求。具体的方案为横滚轴和俯仰轴均包括同轴设置的两根，横滚轴的一端固定在旋转外框上，另一端通过第一轴承安装在悬臂上，俯仰轴的一端固定在旋转内框上，另一端通过第二轴承安装在旋转外框上。另一个具体的方案为旋转外框包括第一横梁和第二横梁，两个相对设置的第一横梁上设有用于固定所述横滚轴的第一安装槽，两个相对设置的第二横梁上设有用于安装第二轴承的安装孔；旋转内框包括相对设置的两根第三横梁、用于固定多光谱相机的第四横梁和用于固定红外相机的第五横梁，第四横梁和第五横梁安装在两根第三横梁之间。更具体的方案为第三横梁上设有俯仰轴安装孔，第四横梁上设有用于固定多光谱相机且横向设置的第三安装槽，第五横梁上设有用于固定红外相机且竖向设置的第四安装槽。另一个更具体的方案为第一横梁与第二横梁通过螺钉固定；第三横梁上设有用于安装第四横梁和第五横梁的第二安装槽，第四横梁和第五横梁的端部设有螺纹孔，螺钉穿过第二安装槽并拧入螺纹孔内。另一个具体的方案为第一驱动机构包括固定在第一悬臂或第二悬臂上的第一舵机、安装于第一舵机的输出端的第一摆臂以及平行安装于第一摆臂两侧的两个第一连杆，两个第一连杆的两端分别与第一摆臂和旋转外框旋转连接；第二驱动机构包括固定在旋转外框上的第二舵机、安装于第二舵机的输出端的第二摆臂以及安装于第二摆臂上的两根第二连杆，两个第二连杆的两端分别与第二摆臂和旋转内框旋转连接。另一个具体的方案为快换装置包括固定在机身主体的底部的悬块和固定在连接块的顶部的楔块，悬块上设有与楔块配合的滑槽，悬块的侧面设有紧固螺钉。另一个具体的方案为减震装置包括固定在连接板的四角处的圆盘形悬板以及两端分别与圆盘形悬板和减震板固定的减震球。再一个具体的方案为横滚轴和俯仰轴的端部安装有旋转阻尼器。优选的方案为横滚轴和俯仰轴与旋转阻尼器连接的端部设有沿轴向的安装孔，安装孔具有防转平面，旋转阻尼器设有与安装孔配合的插轴，该插轴具有与防转平面对应的平面。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术的农情监测无人机的云台可以根据农业无人机遥感技术要求，同时搭载红外相机和多光谱相机，并且可以灵活调整俯仰轴和横滚轴的位置，达到内框架的重心与俯仰轴的轴线重合，外框架的重心与横滚轴的轴线重合的要求，同样达到农业遥感作业中两种相机的光轴与旋转轴位于同一轴线的要求。附图说明图1为本技术实施例的整体结构轴测图；图2为本技术实施例的整体结构主视图；图3为本技术实施例的旋转外框及旋转内框与驱动机构的爆炸图；图4为本技术实施例的旋转外框示意图；图5为本技术实施例的旋转内框示意图；图6为本技术实施例的旋转内框与相机的安装示意图；图7为本技术实施例的第一固定块的结构示意图；图8为本技术实施例的快换装置的结构示意图。其中，01、机身主体；011、连接件；1、云台；2、电池架；3、快换装置；31、悬块；32、楔块；33、滑槽；34、通孔；35、凹孔；4、连接板；41、控制器；42、云台电池；5、减震板；51、第一悬臂；52、第二悬臂；6、旋转外框；61、第一横梁；611、第一安装槽；612、第一固定块；613、第二固定块；614、卡台；62、第二横梁；621、轴承安装孔；7、旋转内框；71、第三横梁；711、俯仰轴安装孔；712、第二安装槽；72、第四横梁；721、第三安装槽；722、固定板；73、第五横梁；731、第四安装槽；74、安装板；8、减震装置；81、圆盘形悬板；82、减震球；9、支架；10、横滚轴；11、俯仰轴；12、多光谱相机；13、第一驱动机构；14、第二驱动机构；15、第一轴承；16、旋转阻尼器；17、第二轴承；18、红外相机。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本技术作进一步说明。实施例参见图1至图8，本实施例带有双轴舵机云台的农情监测无人机包括机身主体01和机臂，机身主体01的周围设有用于安装机臂的连接件011，机身主体01的顶部设有用于安装电池的电池架2，底部通过快换装置3安装有双轴舵机云台1。双轴舵机云台1包括从上至下布置的连接板4、减震板5、悬臂、旋转外框6和旋转内框7。连接板4与快换装置3相连，连接板4的底部安装有控制器41和云台电池42，云台电池42为整个双轴舵机云台1的工作提供电能。本实施例的快换装置3包括固定在机身主体01的底部的悬块31和固定在连接块4的顶部的楔块32，悬块31上设有与楔块32配合的滑槽33，悬块31的侧面设有用于安装紧固螺钉的通孔34，紧固螺钉穿过通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机，包括机身主体和安装在所述机身主体周围的机臂，其特征在于，所述机身主体的顶部设有用于安装电池的电池架，底部通过快换装置安装有双轴舵机云台，所述双轴舵机云台包括：连接板，与所述快换装置相连，其上安装有控制器和云台电池；减震板，与所述连接板之间通过减震装置相连；悬臂，包括相对固定在所述减震板下方两侧的第一悬臂和第二悬臂；旋转外框，通过横滚轴活动安装在所述第一悬臂和第二悬臂之间；旋转内框，通过俯仰轴活动安装在所述旋转外框内，旋转内框内安装有多光谱相机和红外相机，所述俯仰轴与所述横滚轴的轴线相互垂直；驱动机构，包括驱动所述旋转外框绕所述横滚轴旋转的第一驱动机构和驱动所述旋转内框绕所述俯仰轴旋转的第二驱动机构；角度传感器，检测无人机飞行过程中的角度信息，并将该信息传送给所述控制器，控制所述驱动机构运行。

【技术特征摘要】
1.一种带有双轴舵机云台的农情监测无人机，包括机身主体和安装在所述机身主体周围的机臂，其特征在于，所述机身主体的顶部设有用于安装电池的电池架，底部通过快换装置安装有双轴舵机云台，所述双轴舵机云台包括：连接板，与所述快换装置相连，其上安装有控制器和云台电池；减震板，与所述连接板之间通过减震装置相连；悬臂，包括相对固定在所述减震板下方两侧的第一悬臂和第二悬臂；旋转外框，通过横滚轴活动安装在所述第一悬臂和第二悬臂之间；旋转内框，通过俯仰轴活动安装在所述旋转外框内，旋转内框内安装有多光谱相机和红外相机，所述俯仰轴与所述横滚轴的轴线相互垂直；驱动机构，包括驱动所述旋转外框绕所述横滚轴旋转的第一驱动机构和驱动所述旋转内框绕所述俯仰轴旋转的第二驱动机构；角度传感器，检测无人机飞行过程中的角度信息，并将该信息传送给所述控制器，控制所述驱动机构运行。2.根据权利要求1所述的农情监测无人机，其特征在于：所述的横滚轴和俯仰轴均包括同轴设置的两根，横滚轴的一端固定在所述旋转外框上，另一端通过第一轴承安装在所述的悬臂上，俯仰轴的一端固定在所述旋转内框上，另一端通过第二轴承安装在所述旋转外框上。3.根据权利要求2所述的农情监测无人机，其特征在于：所述的旋转外框包括第一横梁和第二横梁，两个相对设置的第一横梁上设有用于固定所述横滚轴的第一安装槽，两个相对设置的第二横梁上设有用于安装第二轴承的安装孔；所述的旋转内框包括相对设置的两根第三横梁、用于固定所述的多光谱相机的第四横梁和用于固定所述的红外相机的第五横梁，所述第四横梁和第五横梁安装在两根第三横梁之间。4.根据权利要求3所述的农情监测无人机，其特征在于：所述的第三横梁上设有俯仰轴安装孔，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬帅生，鲍一丹，何勇，何立文，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33