吊舱制造技术

本发明专利技术公开了一种吊舱，包括用于安装成像传感器的壳体，还包括连接有向下悬伸的支架的连接板，所述壳体连接在支架上，连接板上设有用于驱动支架旋转的方位电机；所述壳体设置于两连接臂之间并绕水平的转动轴线与两连接臂分别转动装配，壳体内固定有用于驱动壳体绕水平轴线转动的俯仰电机，所述连接臂上设有与壳体的转动轴线同轴设置的壳体转轴，该壳体转轴通过行星齿轮传动副与所述俯仰电机的输出轴传动连接实现俯仰电机对壳体俯仰转动动作的驱动。本发明专利技术由于采用对称的Y形结构的支架而提高了吊舱的整体强度，并采用两个框架轴系实现支架、壳体的独立旋转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监测设备。
技术介绍
现有技术中的某些安装在航空航天器、车辆、舰船以及固定建筑上的用于采集视频信息的成像仪，需要使用吊舱实现成像仪镜头对准方位的调节，而现有的吊舱一般只能实现俯仰角度的调节，不能满足更高要求的需要
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既可以绕水平轴的俯仰调节又可以实现绕竖直轴旋转调节的吊舱。本专利技术的技术方案是一种吊舱，包括用于安装成像传感器的壳体，还包括连接有向下悬伸的支架的连接板，所述壳体连接在支架上，所述支架呈倒Y型结构，支架包括上端的与连接板绕竖向的转动轴线转动配合的脖颈状的支架轴、连接于支架轴底部的肩状的横梁及从横梁两端向下悬伸并左右对称间隔分布的连接臂，连接板上设有用于驱动支架旋转的方位电机；所述壳体设置于两连接臂之间并绕水平的转动轴线与两连接臂分别转动装配，壳体内固定有用于驱动壳体绕水平轴线转动的俯仰电机，所述连接臂上设有与壳体的转动轴线同轴设置的壳体转轴，该壳体转轴通过行星齿轮传动副与所述俯仰电机的输出轴传动连接实现俯仰电机对壳体俯仰转动动作的驱动。所述壳体呈球形结构，壳体包括中间的环形球带以及分别固定连接于环形球带前后两端的截头球冠形的前球壳和球冠形的后球壳，前球壳前端的截头部分留出窗口并安装有透明盖。所述支架设有自横梁向两侧的连接臂延伸的凹槽。所述支架与连接板之间和/或支架与壳体的转动配合部分安装有旋转电连接器。所述吊舱还包括两自由度吊舱控制系统，该系统包括摄像机、所述的方位电机和俯仰电机，方位电机和俯仰电机分别对应设有用于驱动控制它们的第一伺服驱动板和第二伺服驱动板，摄像机包括可见光传感器、红外传感器和用于切换可见光传感器和红外传感器进行工作的摄像机控制板，方位电机和俯仰电机的输出轴上分别设有第一编码器和第二编码器，两编码器输出连接对应的伺服驱动板；其特征在于，控制系统还包括主控板，主控板上的主控器输出控制、输入采样连接所述第一伺服驱动板和第二伺服驱动板；主控器还控制连接所述摄像机控制板，主控板上设有一个受控于主控器的视频切换电路，该视频切换电路输入连接所述可见光传感器和红外传感器的两路图像数据输出端口，输出连接所述主控器，将所选定的一路图像数据传输到主控器。所述视频切换电路包括HEF4052BT芯片及其外围电路。所述主控器还控制连接一个字符叠加单元，所述字符叠加单元输出连接到成像显示装置，用于将所述编码器所采集的信息与所述传感器所采集的图像信息实时显示。所述字符叠加单元包括MAX7456芯片及其外围电路。所述方位电机和俯仰电机均为直流伺服电机。所述主控器还连接有用于存储图像数据的存储器。本专利技术采用两个框架轴系实现支架、壳体的独立旋转，并采用对称的Y形结构的支架而提高了吊舱的整体强度。本专利技术可用于全天候执行情报、侦察监视等任务。吊舱收集视频信息及数据，数据可储存于飞机，也可实时发送到地面工作站，使工作人员高效得完成侦察、扫描任务。提高了控制系统的稳定性，成本低，除装备飞机外，也可车载或 舰载，在海上救援、追踪侦察、森林防火、海上缉私、交通监控、数字城市建设等方面有极大的发展前途。附图说明图I是本专利技术的控制系统框图；图2是本专利技术的主控器及相关通讯电路图；图3是本专利技术的OSD和视频切换电路4是本专利技术的视频输出电路；图5是吊舱的机械结构示意图；图6是图5的左视图。具体实施例方式如图I-图6所示，本专利技术的吊舱的实施例，包括连接板1，连接板I上转动装配有向下悬伸的支架2，支架2呈倒Y型结构，支架2包括上端的通过轴承与连接板I绕竖向的转动轴线转动配合的脖颈状的支架轴21、连接于支架轴底部的肩状的横梁22及从横梁两端向下悬伸并左右对称间隔分布的连接臂23，横梁22上设有凹槽是为了减轻重量，连接臂23上设有用于走线的凹槽。在连接板上设有用于驱动支架I旋转的方位电机3，方位电机3的输出轴通过齿轮副减速机构与支架2的支架轴21传动连接，当然在本专利技术的其他实施例中，也可以采用常规技术中的其他形式的传动机构实现方位电机动力至支架轴的传递，比如链条、带传动。另外，支架轴21与连接板I之间安装有旋转电连接器6，通过旋转电连接器中的导电滑环与电刷的导电滑动配合实现电力由连接板I向支架2的传输，保证支架2可以360°连续旋转而不会绞断连接板I和支架2中的电线。支架2的连接臂23通过相应的轴承绕水平的转动轴线转动装配有设于两连接臂23之间的用于安装成像传感器的壳体4，壳体4呈球形结构，壳体4包括中间的环形球带41以及采用螺钉分别连接于环形球带41前后两端的截头球冠形的前球壳42和球冠形的后球壳43，前球壳前端的截头部分留出窗口并安装有透明盖44，满足拍摄要求。壳体4内固定有用于驱动壳体4绕水平轴线转动的俯仰电机5，所述支架2的连接臂23上设有与壳体4的转动轴线同轴设置的壳体转轴231，该壳体转轴231通过行星齿轮传动副与所述俯仰电机5的输出轴传动连接实现俯仰电机5对壳体4俯仰转动动作的驱动，在本实施例中，行星齿轮传动副包括固定于旋转中心的大齿轮71和绕大齿轮转动的与俯仰电机5传动连接的小齿轮72，当然在本专利技术的其他实施例中，也可以采用常规技术中的其他形式的行星齿轮副，如带有太阳轮、带有多个行星轮的行星架和外齿圈构成的较为复杂的行星轮系。另外，在俯仰框架上设置限位机构，保证俯仰运动的角度范围，防止系统未通电时出现超过360°的旋转而绞断电线，当然在本专利技术的其他实施例中，也可以在壳体与支架的转动配合处设置旋转电连接器，使得壳体中的电线和支架中电线被旋转电连接器分开为既导电又不传递扭矩的两部分，而且如果不需要360度旋转的场合，支架与连接板的也可采用限位机构而不使用旋转电连接器。另外，为了实现对支架2、壳体4转动角度信息的采集和控制，在方位电机、俯仰电机的输出端以及其所传动连接的转动部件的对应的转轴上均安装有旋转编码器作为位置反馈控制的传感器。本专利技术的上述实施例在使用时，吊舱可以实现的运动有两个旋转 运动一个是壳体3及其内图像传感器的旋转，壳体3能相对于支架2旋转，旋转中大齿轮不动，小齿轮围绕着大齿轮转动，带动俯仰电机、图像传感器、壳体同时转动，通过壳体3内的俯仰电机及相应齿轮副实现壳体3相对于支架2的转动，完成拍摄要求。另外一个是支架2相对于连接板I的转动，通过连接板I上面的方位电机驱动支架2实现360°旋转。为了实现吊舱的两自由度调节的精确控制，本专利技术的实施例还采用如下的两自由度吊舱控制系统，该系统包括摄像机、转动轴相互垂直的方位电机和俯仰电机，方位电机和俯仰电机均采用伺服电机，伺服电机设有伺服驱动板，本专利技术中采用直流伺服电机，分别对应图I中的第一伺服驱动板(图中的伺服驱动板I)和第二伺服驱动板(图中的伺服驱动板2);摄像机除了包括镜头，还包括分别适于白天和夜晚工作的可见光传感器和红外传感器，以及控制切换两种传感器工作的摄像机控制板；两种传感器能够将所拍摄的图像数据传输到主控器。上述电机、伺服驱动板、摄像机、传感器等均有相关产品能够选择使用，所以在此不再赘述。如图1，方位电机和俯仰电机的输出轴上分别设有用于采集吊舱绕竖直轴线转动角度的第一编码器(图中的编码器I)和采集吊舱的绕水平轴线转动角度的第二编码器(图中的编码器2)，两编码器输出连接对应的伺服驱动板。编码器采用光电编码器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吊舱，包括用于安装成像传感器的壳体，其特征在于，还包括连接有向下悬伸的支架的连接板，所述壳体连接在支架上，所述支架呈倒Y型结构，支架包括上端的与连接板绕竖向的转动轴线转动配合的脖颈状的支架轴、连接于支架轴底部的肩状的横梁及从横梁两端向下悬伸并左右对称间隔分布的连接臂，连接板上设有用于驱动支架旋转的方位电机；所述壳体设置于两连接臂之间并绕水平的转动轴线与两连接臂分别转动装配，壳体内固定有用于驱动壳体绕水平轴线转动的俯仰电机，所述连接臂上设有与壳体的转动轴线同轴设置的壳体转轴，该壳体转轴通过行星齿轮传动副与所述俯仰电机的输出轴传动连接实现俯仰电机对壳体俯仰转动动作的驱动。2.根据权利要求I所述的吊舱，其特征在于，所述壳体呈球形结构，壳体包括中间的环形球带以及分别固定连接于环形球带前后两端的截头球冠形的前球壳和球冠形的后球壳，前球壳前端的截头部分留出窗口并安装有透明盖。3.根据权利要求I所述的吊舱，其特征在于，所述支架设有自横梁向两侧的连接臂延伸的凹槽。4.根据权利要求I所述的吊舱，其特征在于，所述支架与连接板之间和/或支架与壳体的转动配合部分安装有旋转电连接器。5.根据权利要求2所述的吊舱，其特征在于所述吊舱还包括两自由度吊舱控制系统，该系统包括摄像机、所述的方位电机和俯仰电机，方位电机和俯仰电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东方，王斌，吴孜越，姬爱玲，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：