專利名稱：一種無人機機載航拍穩(wěn)像云臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無人機機載的拍攝裝置，具體地說是一種無人機機載航拍穩(wěn)像云臺。
背景技術(shù)：
航空攝影攝像在地形測繪，地震救援，火災(zāi)監(jiān)測等許多領(lǐng)域都具有很高的應(yīng)用價 值。通常情況下，采用載人直升機搭載人員和設(shè)備進行拍攝，但風(fēng)險大，費用高。近年來，開 始出現(xiàn)利用小型無人機攜帶設(shè)備進行拍攝，工作人員可以根據(jù)其回傳的視頻信息遠(yuǎn)程遙控 云臺進行拍攝。由于無人機的帶載能力有限，需要質(zhì)量輕的云臺；無人機在空中受多種因素 的影響會發(fā)生晃動，對拍攝質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響?，F(xiàn)有的云臺或采用遙控控制云臺，或采用 兩個陀螺儀檢測水平及垂直角度實現(xiàn)自動控制，穩(wěn)像效果不好，操作不便，成本高。

實用新型內(nèi)容為了解決無人機在飛行過程中發(fā)生晃動對拍攝圖像或視頻質(zhì)量造成不利影響，本 實用新型的目的在于提供一種無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，攝像機安裝在該云臺上，消除了 航拍圖像及視頻發(fā)生抖動的現(xiàn)象。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括橫梁、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機、第一平板、第一框架、垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵 機、第二框架、水平角度檢測電位器及垂直角度檢測電位器，其中橫梁安裝在無人機的固定 桿上，在橫梁上設(shè)有中間開孔的第一平板；所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機安裝在第一框架上，水平 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機通過水平傳動機構(gòu)與第一平板連接、通過第一平板的反作用力驅(qū)動第一框架 水平旋轉(zhuǎn)，水平角度檢測電位器可相對轉(zhuǎn)動地由第一平板的中間開孔穿過、固接在第一框 架上；所述第二框架通過其兩側(cè)的水平軸可相對轉(zhuǎn)動地安裝在第一框架上，其中一側(cè)的水 平軸通過垂直傳動機構(gòu)與安裝在第一框架上的垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機相連，另一側(cè)的水平軸連 接有垂直角度檢測電位器；第二框架通過垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機的驅(qū)動垂直旋轉(zhuǎn)，且第二框架 隨第一框架水平旋轉(zhuǎn)。其中所述橫梁有兩根，為“U”型，兩根“U”型的橫梁的四端分別通過減震器固接 在無人機前向的兩根固定桿上；所述第一平板為矩形，固接在兩根“U”型橫梁之間，第一平 板的下表面向下延伸、形成中間開孔的延伸部；水平傳動機構(gòu)包括第一皮帶及水平傳動輪， 其中水平傳動輪固接在第一平板下方的延伸部，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機通過第一皮帶與水平傳 動輪相連；水平傳動輪中間開孔，水平角度檢測電位器通過軸承安裝在第一平板與水平傳 動輪的中間開孔內(nèi)，軸承的下方固接在第一框架上，水平角度檢測電位器相對于第一平板 與水平傳動輪可轉(zhuǎn)動；所述第一框架有兩個，為半圓形，兩個半圓形的第一框架之間通過第 二平板及多個支架相連；第二平板為矩形，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機及水平角度檢測電位器分別 固接在第二平板上；所述垂直傳動機構(gòu)包括第二皮帶及垂直傳動輪，其中垂直傳動輪與第 二框架一側(cè)的水平軸相連，并通過第二皮帶與垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機連接；所述第二框架為圓形，圓形的第二框架的左右兩側(cè)分別設(shè)有水平軸，水平軸通過軸承可轉(zhuǎn)動地與第一框架連 接；在圓形的第二框架內(nèi)的底部，通過梯形的設(shè)備托架設(shè)有平臺，該平臺上安裝有用于拍攝 的圖像采集裝置。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1.本實用新型采用“U”型的橫梁通過三維等剛度減震器安裝在無人機上，可以有 效隔離和緩沖無人機在飛行過程中產(chǎn)生的震動對攝像機的影響，消除了航拍圖像及視頻抖 動的現(xiàn)象。2.本實用新型的第一框架可以水平轉(zhuǎn)動，第二框架既可隨第一框架水平轉(zhuǎn)動，又 可繞水平軸垂直轉(zhuǎn)動，通過水平角度檢測電位器和垂直角度檢測電位器可以檢測出水平轉(zhuǎn) 動角度及垂直轉(zhuǎn)動角度，能夠?qū)崿F(xiàn)自主控制。3.本實用新型的第一框架為半圓形，第二框架為圓形，能夠提升云臺的支撐能力， 承受更重的拍攝設(shè)備。3.本實用新型的水平轉(zhuǎn)動及垂直轉(zhuǎn)動采用皮帶及傳動輪實現(xiàn)，使轉(zhuǎn)動速度更加平 穩(wěn)，且力矩大，可防止舵機突然啟動或停止造成的攝像機抖動現(xiàn)象。4.本實用新型減震效果好，可防止無人機在飛行過程中產(chǎn)生的晃動對拍攝圖像或 視頻質(zhì)量造成的不利影響，同時重量輕，硬度高，傳動力矩大，轉(zhuǎn)動速度平穩(wěn)，可支撐大重量 設(shè)備。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為圖1中懸掛支架的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3為圖1中水平轉(zhuǎn)動裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中垂直轉(zhuǎn)動裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為橫梁，2為減震器，3為固定桿，4為水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機，5為第一皮帶，6 為第一平板，7為軸承，8為水平傳動輪，9為第一框架，10為垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機，11為第二皮 帶，12為垂直傳動輪，13為第一水平軸，14為第二框架，15為平臺，16為設(shè)備托架，17為圖 像采集裝置，18為第二水平軸，19為第二平板，20為水平角度檢測電位器，21為支架，22為 垂直角度檢測電位器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。如圖1 4所示，本實用新型包括橫梁1、減震器2、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機4、水平傳動 機構(gòu)、第一平板6、軸承7、第一框架9、垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機10、垂直傳動機構(gòu)、第二框架14、水 平角度檢測電位器20及垂直角度檢測電位器22，其中水平傳動機構(gòu)包括第一皮帶5及水平 傳動輪8，垂直傳動機構(gòu)包括第二皮帶11及垂直傳動軸12。橫梁1有兩根、為“U”型，兩根 “U”型的橫梁1的四端用四個三維等剛度的減震器2固接在無人機前向的兩根固定桿3上； 在兩根橫梁1之間固接有一塊矩形的、中間開孔的第一平板6，兩根橫梁1、第一平板6及四 個減震器2組成懸掛支架，使云臺安裝在無人機上。第一平板6的下表面向下延伸、形成中 間開孔的延伸部，延伸部的中間開孔與矩形部分的中間開孔同軸；在第一平板6上延伸部的下表面固接有水平傳動輪8，該水平傳動輪8的中間也開有孔、與延伸部的中間開孔及矩 形部分的中間開孔同軸。第一框架9有兩個，為半圓形，兩個半圓形的第一框架9通過螺絲 固定在第二平板19上，兩個半圓形的第一框架9之間通過多個支架21連接。第二平板19 為矩形，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機4固接在第二平板19上、并通過第一皮帶5與水平傳動輪8相 連。水平角度檢測電位器20通過軸承7安裝在第一平板6及水平傳動輪8的中間開孔內(nèi)， 軸承7的下端由水平傳動輪8穿出、固接在第二平板19上，水平角度檢測電位器20的一端 也固接在第二平板19上，與第二平板19共同轉(zhuǎn)動，水平角度檢測電位器20的另一端由軸 承7穿出，水平角度檢測電位器20相對于第一平板6及水平傳動輪8可轉(zhuǎn)動。第二框架14為圓形，在圓形的第二框架14的左右兩側(cè)分別設(shè)有第一水平軸13及 第二水平軸18，第一水平軸13及第二水平軸18的一端分別與第二框架14相連，另一端分 別通過軸承可轉(zhuǎn)動地與半圓形的第一框架9的兩端連接。第一水平軸13的另一端鍵連接 有垂直傳動輪12，第二水平軸18的另一端連接有垂直角度檢測電位器22，垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵 機10固接在第一平板9上，通過第二皮帶11與垂直傳動輪12相連，第二框架14通過垂直 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機10的驅(qū)動繞第一水平軸13及第二水平軸18垂直旋轉(zhuǎn)，且第二框架14還可 隨第一框架9在水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機4的驅(qū)動下水平旋轉(zhuǎn)。在圓形的第二框架14內(nèi)的底部， 通過兩個梯形的設(shè)備托架16連接有矩形的平臺15，該平臺15上固接有用于拍攝的圖像采 集裝置17，圖像采集裝置17可為攝像機。本實用新型的工作原理為本實用新型的云臺通過減震器2固定在無人機前向的固定桿3上，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 舵機4工作，通過第一皮帶5將動力傳遞給水平傳動輪8，由于水平傳動輪8與第一平板6 固接，第一平板6固接在橫梁1上，因此水平傳動輪8無法轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于通過第一皮帶5給 水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機4 一個反作用力，在該反作用力的作用下，使水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機4帶動第 二平板19及第一框架9水平轉(zhuǎn)動；水平角度檢測電位器20固接在第二平板19上，隨第二 平板19 一起轉(zhuǎn)動，即可檢測出第二平板19、第一框架9的水平轉(zhuǎn)動角度。垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機10工作，通過第二皮帶11驅(qū)動垂直傳動輪12轉(zhuǎn)動，進而帶動 第二框架14繞第一水平軸13及第二水平軸18轉(zhuǎn)動，垂直角度檢測電位器22隨第二水平 軸18 —起轉(zhuǎn)動，檢測第二框架14的轉(zhuǎn)動角度。本實用新型采用碳纖材質(zhì)，重量輕，可緩解無人機對載荷重量的限制。
權(quán)利要求1.一種無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于包括橫梁(1)、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機G)、 第一平板(6)、第一框架(9)、垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(10)、第二框架(14)、水平角度檢測電位器 (20)及垂直角度檢測電位器(22)，其中橫梁(1)安裝在無人機的固定桿C3)上，在橫梁(1) 上設(shè)有中間開孔的第一平板(6)；所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(4)安裝在第一框架(9)上，水平 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(4)通過水平傳動機構(gòu)與第一平板(6)連接、通過第一平板(6)的反作用力 驅(qū)動第一框架(9)水平旋轉(zhuǎn)，水平角度檢測電位器00)可相對轉(zhuǎn)動地由第一平板(6)的中 間開孔穿過、固接在第一框架(9)上；所述第二框架(14)通過其兩側(cè)的水平軸可相對轉(zhuǎn)動 地安裝在第一框架(9)上，其中一側(cè)的水平軸通過垂直傳動機構(gòu)與安裝在第一框架(9)上 的垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(10)相連，另一側(cè)的水平軸連接有垂直角度檢測電位器0 ；第二框 架(14)通過垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(10)的驅(qū)動垂直旋轉(zhuǎn)，且第二框架(14)隨第一框架(9)水 平旋轉(zhuǎn)。
2.按權(quán)利要求1所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述橫梁(1)有兩根， 為“U”型，兩根“U”型的橫梁⑴的四端分別通過減震器(2)固接在無人機前向的兩根固 定桿⑶上；所述第一平板(6)為矩形，固接在兩根“U”型橫梁之間，第一平板(6)的下表 面向下延伸、形成中間開孔的延伸部。
3.按權(quán)利要求2所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述水平傳動機構(gòu)包 括第一皮帶( 及水平傳動輪(8)，其中水平傳動輪(8)固接在第一平板(6)下方的延伸 部，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(4)通過第一皮帶( 與水平傳動輪(8)相連。
4.按權(quán)利要求3所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述水平傳動輪(8) 中間開孔，水平角度檢測電位器00)通過軸承(7)安裝在第一平板(6)與水平傳動輪(8) 的中間開孔內(nèi)，軸承(7)的下方固接在第一框架(9)上，水平角度檢測電位器00)相對于 第一平板(6)與水平傳動輪(8)可轉(zhuǎn)動。
5.按權(quán)利要求1所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述第一框架(9)有 兩個，為半圓形，兩個半圓形的第一框架(9)之間通過第二平板(19)及多個支架相 連。
6.按權(quán)利要求5所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述第二平板(19)為 矩形，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(4)及水平角度檢測電位器OO)分別固接在第二平板(19)上。
7.按權(quán)利要求1所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述垂直傳動機構(gòu)包 括第二皮帶(11)及垂直傳動輪(12)，其中垂直傳動輪(1 與第二框架(14) 一側(cè)的水平軸 相連，并通過第二皮帶(11)與垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機(10)連接。
8.按權(quán)利要求1所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于所述第二框架(14)為 圓形，圓形的第二框架(14)的左右兩側(cè)分別設(shè)有水平軸，水平軸通過軸承可轉(zhuǎn)動地與第一 框架(9)連接。
9.按權(quán)利要求8所述的無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，其特征在于在圓形的第二框架 (14)內(nèi)的底部，通過梯形的設(shè)備托架(16)設(shè)有平臺(15)，該平臺(15)上安裝有用于拍攝 的圖像采集裝置(17)。
專利摘要本實用新型涉及無人機機載的拍攝裝置，具體地說是一種無人機機載航拍穩(wěn)像云臺，橫梁安裝在無人機的固定桿上，在橫梁上設(shè)有中間開孔的第一平板；水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機安裝在第一框架上、通過水平傳動機構(gòu)與第一平板連接，第一平板的反作用力驅(qū)動第一框架水平旋轉(zhuǎn)，水平角度檢測電位器可相對轉(zhuǎn)動地由第一平板的中間開孔穿過、固接在第一框架上；第二框架通過其兩側(cè)的水平軸可轉(zhuǎn)動地安裝在第一框架上，一側(cè)的水平軸通過垂直傳動機構(gòu)與安裝在第一框架上的垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機相連，另一側(cè)的水平軸連接有垂直角度檢測電位器；第二框架通過垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舵機的驅(qū)動垂直旋轉(zhuǎn)，且隨第一框架水平旋轉(zhuǎn)。本實用新型減震效果好，傳動力矩大，轉(zhuǎn)動速度平穩(wěn)。
文檔編號B64D47/08GK201907655SQ20102068495
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者何虎, 戴磊, 王玲, 趙慶源, 韓建達, 齊俊桐 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所, 遼寧省電力有限公司本溪供電公司