一种基于磁流变的二级隔振云台制造技术

本发明专利技术涉及一种基于磁流变的二级隔振云台，属于航拍无人机云台领域。一级隔振平台通过连接平台固定在无人机上，二级隔振阻尼器通过螺钉紧固连接在一级隔振平台上，连载单元通过调稳平台装配在二级隔振阻尼器上，承载单元与连载单元通过伺服电机一连接，相机夹持机构通过伺服电机二连接在承载单元上。本发明专利技术的优点是结构新颖，利用能量俘获单元实现机械能到电能的转化，对无人机用二级隔振阻尼器进行供电，从而减小无人机能量消耗、间接提高无人机续航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁流变的二级隔振云台
本专利技术涉及一种航拍无人机云台搭载辅助拍摄装置
，特别涉及一种基于磁流变的二级隔振云台。
技术介绍
随着科技的不断发展，近年来航拍无人机不断兴起，云台也渐渐进入人们的视线，云台是监控系统中用于安装和固定摄像设备的支撑设备，用来控制摄像机或其它设备的转动方向，而无人机航拍云台属于云台中的一类，其广泛应用于工程勘察、灾情勘察、抢险救灾等实用性航拍方面，在实际应用过程中，由于无人机在飞行过程中自身姿态的不断改变和外界天气因素的影响，导致无人机在飞行过程中存在抖动大、振动强等问题，从而严重影响了航拍的质量。因此，用来搭载摄像机或其他设备的航拍云台，其自身的稳定性直接决定了拍摄质量的好坏，近年来国内的一些学者已经开始广泛关注智能材料对减振设备的研究与应用，并已经研制出在减振方面性能良好的智能材料，尤其是近几年发展迅速的磁流变液最为突出，因为本身的物理特性，在外界不加磁场时，磁流变液为液体状态，流动性能强、阻尼力小，当施加外界磁场时，磁流变液会迅速从液体转变为类固体，此时流动性能弱而阻尼力大，在发生变化过程中仅仅需要几毫秒的时间就可完成，并且该变化是可逆的，因此对于不同振动形式下的振动，可通过施加磁场强度的大小来改变阻尼力的大小，所以它的性能远远优于其他阻尼液，故被广泛用于汽车行业的阻尼器及减振器中，而国内大部分无人机公司对于航拍云台的增稳措施一般是通过电子检测系统来实现，但电子检测系统均有耗电问题，导致其工作效率降低，不能根据无人机在飞行过程中姿态的改变来及时的调整航拍云台的姿态进行补偿。基于以上原因，现有无人机云台面临的问题有以下几点：(1)现有云台中，普遍通过减震球用于解决振动强的问题，但减震球仅能对频率较高的振动起到隔振作用，对频率较低的振动隔振效果较差，造成云台隔振不足甚至失效，致使拍摄画面不稳定，易造成拍摄装置损坏。(2)现有云台中，对于多方位振动或振幅较大的情况，无法迅速作出反应，导致对于较大振幅的振动情况，减振效果变差，从而起不到良好的成像效果。而且当云台姿态形变较大时，如不能良好的进行振动控制，极易影响云台结构甚至造成破坏，减少云台使用周期。(3)云台调整过程中需要通过电子设备检测系统来实现相机平稳，但存在一定的滞后性和耗电问题，严重影响无人机的续航时间，造成无人机能源不足，易出现突发问提以及工作效率低的问题。(4)现有云台中，用到的智能材料相对较少，没有发挥出它们的特点。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于磁流变的二级隔振云台，以解决现有云台在宽频段隔振效果欠佳，对于振幅较大的情况无法完全迅速调节的问题，以及无人机在进行姿态调整过程中耗费多余电量，导致续航时间短，无法实现能量转化并利用的问题。本专利技术采取的技术方案是：包括一级隔振平台、二级隔振阻尼器、连载单元、承载单元和相机夹持机构，所述的一级隔振平台通过连接平台固定在无人机上，所述的二级隔振阻尼器通过螺钉紧固连接在一级隔振平台上，所述的连载单元通过调稳平台装配在二级隔振阻尼器上，所述的承载单元与连载单元通过伺服电机一连接，所述的相机夹持机构通过伺服电机二连接在承载单元上。本专利技术所述的一级隔振平台包括主被动减振杆、需调平台、连接平台、球铰和球铰槽，所述的主被动减振杆与需调平台和连接平台均通过球铰连接，所述的连接平台用于将一级隔振平台固定在无人机上，所述的球铰装配在连接平台和需调平台的球铰槽中。本专利技术所述的主被动减振杆包括顶盖、刚度调节元件、加速度传感器、压头、橡胶环、粘弹性橡胶块、限位卡槽、管型压电、直线轴承、压电保护装置一、压电保护装置二和约束套筒，所述的顶盖与约束套筒通过螺钉紧固连接，所述的刚度调节元件安装在约束套筒滑槽中且分别与顶盖、压头焊接，所述的加速度传感器固定在刚度调节块上，所述的橡胶环安装在压头和约束套筒内壁二之间，所述的粘弹性橡胶块安装在约束套筒凸台上，所述的压电保护装置一安装在约束套筒腔体中，所述的管型压电置于压电保护装置一和压电保护装置二之间，所述的压电保护装置二安装在管型压电上，所述的限位卡槽与约束套筒内壁一刚性连接，所述的直线轴承置于限位卡槽中，所述的直线轴承装配在管型压电外。本专利技术所述的二级隔振阻尼器包括能量俘获单元、T形滑轨安装座、缸筒、输出杆传递装置、氮气室、工作腔、挡板、固定底座、线圈一、线圈安装盒和外侧通道，所述的输出杆传递装置焊接在调稳平台上，所述的T形滑轨安装座安装在缸筒上，所述的缸筒通过螺钉紧固在固定底座上，在缸筒外部设置了六个外侧通道，在缸筒内部通过挡板将其分成氮气室和工作腔，氮气室位于工作腔下面，所述的固定底座与需调平台通过螺钉紧固连接，所述的线圈安装盒安装在外侧通道上，所述的线圈一安放在线圈安装盒中。本专利技术所述的能量俘获单元包括线圈二、永磁环、压电片、隔磁铜罩和楔形块，所述的压电片通过胶粘连接在楔形块上表面，所述的楔形块置于T形轨道中，所述的永磁环镶嵌于隔磁铜罩内部，所述的隔磁铜罩焊接在缸筒上，所述的线圈二缠绕在活塞杆上。本专利技术所述的输出杆传递装置包括活塞杆、橡胶圆块和活塞，所述的活塞杆与所述的调稳平台焊接在一起，所述的橡胶圆块硫化连接在活塞杆上，所述的活塞与活塞杆通过螺钉紧固连接，其中活塞包括上盖、下盖、孔一、孔二、搅拌器和阻尼通道，所述的上盖和下盖通过螺钉紧固连接，所述的搅拌器焊接在阻尼通道内侧。本专利技术所述的T形滑轨安装座包括T形轨道、限位锁和粘弹性体，所述的粘弹性体置于T形轨道中，其两端分别与楔形块底部和限位锁通过胶粘连接，所述的限位锁与T形轨道外侧端部通过螺钉紧固连接。本专利技术所述的连载单元包括调稳平台、承重杆、柱形空心橡胶、伺服电机一和电机罩一，所述的调稳平台与承重杆焊接在一起，所述的柱形空心橡胶嵌于需调平台上，所述的电机罩一焊接在承重杆上，所述的伺服电机一装配在电机罩一里。本专利技术所述的承载单元包括伺服电机二、电机罩二、承重臂和环形底座，所述的伺服电机二通过电机罩二固定在承重臂上，所述的承重臂与伺服电机一径向连接，在其两端设置了减重孔，所述的环形底座与伺服电机二连接且与承重臂通过螺钉连接。本专利技术所述的相机夹持机构包括夹持机械臂、伸缩杆、井字滑块、十字圆形滑块轨道、限位弹簧、保护罩、伺服电机三、电机罩三、井字盖和滑块，所述的夹持机械臂尾端连接在十字圆形滑块轨道上，且与伸缩杆通过滑块连接，所述的伸缩杆一端固定在井字滑块上另一端通过滑块连接在夹持机械臂，所述的井字滑块置于十字圆形滑块轨道内部，与伺服电机三相连接，所述的十字圆形滑块轨道通过四个支撑杆与保护罩焊接，所述的限位弹簧两端固定在井字滑块和伸缩杆上，所述的保护罩通过螺钉紧固连接在环形底座上，所述的伺服电机三装配在电机罩三中，所述的电机罩三通过螺钉紧固在环形底座上，所述的井字盖与十字圆形滑块轨道通过螺钉紧固连接，所述的十字圆形滑块轨道通过四个支撑杆与保护罩焊接，所述的保护罩通过螺钉紧固连接在环形底座上。本专利技术采用一级隔振平台中的主被动减振杆，结合并联机构实现对宽频段的振动进行减振控制，同时，设置二级隔振阻尼器，选择以磁流变液作为阻尼液，利用磁流变液其自身的物理性能可有效削弱大振幅的振动，最后，利用能量俘获单元实现机械能到电能的转化，对无人机用二级隔振阻尼器进行供电，从而减小无人机能量消耗、间接提高无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁流变的二级隔振云台，其特征在于：包括一级隔振平台、二级隔振阻尼器、连载单元、承载单元和相机夹持机构，其中二级隔振阻尼器通过螺钉紧固连接在一级隔振平台上，所述的连载单元通过所述的调稳平台装配在二级隔振阻尼器上，所述的承载单元与连载单元通过所述的伺服电机一连接，所述的相机夹持机构通过所述的伺服电机二连接在承载单元上。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变的二级隔振云台，其特征在于：包括一级隔振平台、二级隔振阻尼器、连载单元、承载单元和相机夹持机构，其中二级隔振阻尼器通过螺钉紧固连接在一级隔振平台上，所述的连载单元通过所述的调稳平台装配在二级隔振阻尼器上，所述的承载单元与连载单元通过所述的伺服电机一连接，所述的相机夹持机构通过所述的伺服电机二连接在承载单元上。2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变的二级隔振云台，其特征在于：所述的一级隔振平台包括主被动减振杆、需调平台、连接平台、球铰和球铰槽，所述的主被动减振杆与需调平台和连接平台均通过球铰连接，所述的连接平台用于将一级隔振平台固定在无人机上，所述的球铰装配在连接平台和需调平台的球铰槽中。3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变的二级隔振云台，其特征在于：所述的主被动减振杆包括顶盖、刚度调节元件、加速度传感器、压头、橡胶环、粘弹性橡胶块、限位卡槽、管型压电、直线轴承、压电保护装置一、压电保护装置二和约束套筒，所述的顶盖与约束套筒通过螺钉紧固连接，所述的刚度调节元件安装在约束套筒滑槽中且分别与顶盖、压头焊接，所述的加速度传感器固定在刚度调节块上，所述的橡胶环安装在压头和约束套筒内壁二之间，所述的粘弹性橡胶块安装在约束套筒凸台上，所述的压电保护装置一安装在约束套筒腔体中，所述的管型压电置于压电保护装置一和压电保护装置二之间，所述的压电保护装置二安装在管型压电上，所述的限位卡槽与约束套筒内壁一刚性连接，所述的直线轴承置于限位卡槽中，所述的直线轴承装配在管型压电外。4.根据权利要求1所述的一种基于磁流变的二级隔振云台，其特征在于：所述的二级隔振阻尼器包括能量俘获单元、T形滑轨安装座、缸筒、输出杆传递装置、氮气室、工作腔、挡板、固定底座、线圈一、线圈安装盒和外侧通道，其中输出杆传递装置焊接在所述的调稳平台上，所述的T形滑轨安装座安装在隔磁铜罩上，所述的缸筒通过螺钉紧固在固定底座上，在缸筒外部设置了六个外侧通道，在缸筒内部通过挡板将其分成氮气室和工作腔，氮气室位于工作腔下面，所述的固定底座与需调平台通过螺钉紧固连接，所述的线圈安装盒安装在外侧通道上，所述的线圈一安放在线圈安装盒中。5.根据权利要求4所述的一种基于磁流变的二级隔振云台，其特征在于：所述的能量俘获单元包括线圈二、永磁环、压电片、隔磁铜罩和楔形块，所述的压电片通过胶粘连接在楔形块上表...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洁琼，谷岩，孙佳旺，方可心，王俊强，杨振，赵慧博，许占彪，郭海龙，田旭，董青青，郑艳苹，贾申，鞠欢，于显宁，赵佰亮，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22