一种无人机航测用小型高速定位云台制造技术

本实用新型专利技术属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机航空摄影测量用，对地面目标进行定位的云台。目的是提高抗振能力，提高控制精度，增大固持力矩，提高线性度；同时减小重量和尺寸。包括：云台框架结构，相机运动机构；其中，相机的运动使用航模舵机来进行驱动。相机的运动使用圆弧齿同步带配合航模舵机进行驱动。所述无人机航测用小型高速定位云台还包括云台升降机构，升降机构采用丝杠结构实现传动。本实用新型专利技术的优点是抗振动性能好，定位精度高，尺寸小，重量轻。无人机起降过程中可以将云台收入机腹，一方面可以减少空气阻力，另一方面可以对云台及其载荷进行保护，适合于起降过程中无法准确预知无人机机腹离地高度的情况。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无人机
，具体涉及一种无人机航空摄影测量用，对地面 目标进行定位的云台。
技术介绍
市场上的云台大多使用步进电机进行云台的控制，这种驱动方法适用于连续旋转 对定位速度和精度要求不高的云台产品，一般用在静态监控场合。而针对小型无人机应用， 主要有三个缺陷1、抗振动性能差；2、由于步进电机的丢步会产生累计定位误差；3、比较弱的固持力矩。在实际使用过程中，容易引起图像抖动、系统功耗较大、重量和尺寸都较大，不能 满足小型无人机的航测任务载荷要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新的定位云台，克服现有步进电机云台的缺陷，提 高抗振能力，提高控制精度，增大固持力矩，提高线性度；同时减小重量和尺寸。本技术是这样实现的一种无人机航拍用小型高速定位云台，包括云台框 架结构，相机运动机构；其中，相机的运动使用航模舵机来进行驱动。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，相机的运动使用圆弧齿 同步带配合航模舵机进行驱动。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，云台框架结构包括外 壳、固定板、在外壳内部，垂直安装于固定板上的两个侧板；相机运动机构包括相机俯仰 方向驱动机构、相机航向方向驱动机构；相机俯仰方向驱动形式为相机安装于相机固定架，相机固定架两侧通过左轴、右 轴以及轴承安装于两个侧板上，左轴、右轴和相机固定架固定连接，使相机固定架可以绕左 轴、右轴在俯仰方向上运动，在右轴上，安装有同步带轮及固定同步带轮用的卡簧和垫圈； 带轮与驱动相机俯仰方向的运动的舵机输出轴通过圆弧齿同步带连接；相机航向方向驱动形式为在固定板上，通过轴承浮动安装有主轴，主轴通过螺纹 固定在无人机上，主轴与驱动相机航向方向运动的舵机输出轴通过圆弧齿同步带连接。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，所述无人机航测用小型 高速定位云台还包括云台升降机构，升降机构采用丝杠结构实现传动。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，所述的云台升降机构包 括固定结构、主动运动机构和被动运动机构；主动运动机构为驱动丝杠。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，驱动丝杠为内丝杠。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，驱动丝杠的螺旋角度满足自锁要求。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，驱动丝杠使用连续转动 舵机控制。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，被动机构固定在所述云 台四周，在四角放置传动装置。如上所述的一种无人机航测用小型高速定位云台，其中，所述的云台升降机构通 过固定结构固定安装于无人机机腹；固定结构包括上盖支撑板、下盖支撑板；云台升降机构通过上盖支撑板和下盖支撑板中的一个 或者两个与无人机机舱安装台面进行安装；支撑升降台面的4个直线滑动轴；连接直线滑动轴与上盖支撑板，以及直线滑动轴与下盖支撑板的T型联轴台，共8 个；主动运动机构包括驱动丝杠；驱动丝杠在外部驱动下转动；被动运动机构包括与云台主轴固定连接的升降台面；将升降台面支撑于直线滑动轴的滑动滚针轴承；与升降台面固定连接螺母驱动支座；螺母驱动支座与驱动丝杠配合，使升降台面 在外部驱动下实现被动升降。本技术的优点是本云台的控制方法设计来源并不是市场常见云台的设计方 法，而是直接来源于航模飞机的控制方法。使用了航模舵机来对云台进行控制，航模舵机的 优势在于1、抗振动性能好；2、执行机构精度较高，自成闭环控制，无系统累积误差；无论数字或者模拟的航模舵机都是一个闭环的模拟位置控制器，自身集成内部的 位置反馈器。主要输入信号是3V振幅的PWM波，通过占空比调节来进行定位。另外，在驱 动过程中或者固持中，舵机的轴输出力矩是相等的。3、比较高的固持力矩。另外航模舵机在体积、重量、安装方面也比步进电机有优点，利于整体的微型化。鉴于航模舵机的上述优点，加上本技术所述云台的传动机构设计，使得本实 用新型所述云台相对于现有技术具有抗振动性能好，定位精度高，尺寸小，重量轻。此外，附加的升降机构使云台本身可以升降，无人机起降过程中可以将云台收入 机腹，一方面可以减少空气阻力，另一方面可以对云台及其载荷进行保护，适合于起降过程 中无法准确预知无人机机腹离地高度的情况。附图说明图1是本技术所述的一种无人机航测用小型高速定位云台结构爆炸视图；图2是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台相机运动机构立体示 意图；图3是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台相机运动机构投影视图；图4是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台使用的舵机示意图；图5是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台升降机构立体视图；图6是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台升降机构正投影视图；图7是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台升降机构左侧投影视 图；图8是本技术所述的无人机航测用小型高速定位云台升降机构驱动电路原理图。其中，1、轴承；2、左轴；3、外壳；4、相机固定支架；5、右轴；6、同步带轮；7、卡簧和 垫圈；8、相机罩；9、侧板；10、铆钉；11、固定侧板；12、摄像机；13、上板；14、主轴；15、带轮 固定；16、舵机；17、固定板；18、升降架；21、上盖支撑板；22、升降台面；23、滑动滚针轴承； M、直线滑动轴；25、下盖支撑板；26、T型联轴台；27、驱动丝杠；28、螺母驱动支座。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术做进一步的说明如图1所示，一种无人机航测用小型高速定位云台，包括云台框架结构，相机运 动机构，云台升降机构；云台框架结构包括外壳3、固定板17、在外壳3内部，垂直安装于固定板17上的 两个侧板9 ；如图2和图3所示，相机运动机构如下所述在外壳3内部，轴线相互垂直的安装有两个舵机16，并且，其中一个舵机16轴线平 行于固定板17，安装于固定板17上，驱动相机俯仰方向的运动；另一个舵机16轴线垂直于 固定板17，安装于侧板9上，驱动相机航向方向的运动；相机安装于相机固定架4，相机固定架4两侧通过左轴2、右轴5以及轴承1安装 于两个侧板9上，左轴2、右轴5和相机固定架4固定连接，使相机固定架4可以绕左轴2、 右轴5在俯仰方向上运动，在右轴5上，安装有同步带轮6及固定同步带轮6用的卡簧和垫 圈7 ；带轮6与驱动相机俯仰方向的运动的舵机输出轴通过圆弧齿同步带连接，实现所述的 俯仰方向上的运动。在固定板上17上，通过轴承浮动安装有主轴14，主轴14通过螺纹固定在升降架 上，主轴14与驱动相机航向方向运动的舵机输出轴通过圆弧齿同步带连接，实现所述的航 向方向上的运动。其原理在于主轴14固定，当与主轴14通过同步带连接的舵机16进行 动作时，舵机16及于舵机固定连接的整个云台框架结构绕主轴14进行转动。图4为所使用的伺服舵机外形示意图；舵机的选型可以有如下的选择Futeba3002S, Futeba9102 和 HITECHS-125MG。如图5至图7所示，升降机构的基本结构采用丝杠传动，包括固定结构、主动运动 机构和被动运动机构；固定结构包括上盖支撑板21、下盖支撑板25 ；升降机构可以通过上盖支撑板21 或者下盖支撑板25与无人机机舱安装台面进行安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机航测用小型高速定位云台，包括：云台框架结构，相机运动机构；其特征在于：相机的运动使用航模舵机来进行驱动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，贾宁，
申请(专利权)人：北京航景创新科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]