本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種減振件、使用該減振件的云臺(tái)及無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著無(wú)人機(jī)的日漸普及，航拍也隨之普遍化，無(wú)人機(jī)航拍通過(guò)在無(wú)人機(jī)機(jī)身底部搭載相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，相機(jī)通過(guò)云臺(tái)連接安裝在無(wú)人機(jī)的機(jī)身底部。現(xiàn)有技術(shù)的云臺(tái)包括減振件，減振件采用硅膠或橡膠等柔性材料制作，使機(jī)身與相機(jī)之間形成柔性連接，起到隔振的作用，使相機(jī)拍攝出清晰的畫(huà)面。

一般而言，減振件的柔度越高則隔振效果越好。但是現(xiàn)有的減振件，如圖1所示，由于結(jié)構(gòu)和形狀限制，在柔度足夠低的同時(shí)，其二階振型對(duì)應(yīng)的固有頻率也會(huì)相應(yīng)降低。二階振型對(duì)應(yīng)的固有頻率會(huì)與機(jī)身在高頻區(qū)間內(nèi)的振動(dòng)分量發(fā)生頻率耦合，導(dǎo)致在此高頻區(qū)間內(nèi)發(fā)生共振，使得云臺(tái)的振動(dòng)放大，從而不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的隔振效果。如圖2至圖6所示，以減振件與機(jī)身連接處的加速度響應(yīng)作為振動(dòng)輸入，以云臺(tái)與相機(jī)連接處的加速度響應(yīng)作為振動(dòng)輸出，對(duì)無(wú)人機(jī)云臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試。如圖2-圖4所示，經(jīng)測(cè)試分析，無(wú)人機(jī)云臺(tái)在210Hz～300Hz區(qū)間內(nèi)的振動(dòng)是其振動(dòng)的主要部分。如圖5-圖6所示，無(wú)人機(jī)云臺(tái)在210Hz～300Hz區(qū)間內(nèi)的振動(dòng)衰減程度顯著小于其他頻率范圍，且在245Hz附近存在峰值。該測(cè)試結(jié)果表明云臺(tái)在245Hz這個(gè)頻率點(diǎn)附近存在固有頻率，與振源輸入激勵(lì)發(fā)生頻率耦合產(chǎn)生共振，導(dǎo)致振動(dòng)放大。

因此現(xiàn)有的減振件雖然隔離了從機(jī)身傳遞的大部分高頻振動(dòng)，但仍然不能完全避免所有高頻振動(dòng)，而云臺(tái)的高頻振動(dòng)會(huì)使相機(jī)拍攝出的畫(huà)面出現(xiàn)“傾斜”、“搖擺不定”或“部分曝光”等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了拍攝質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，有必要提供一種柔度高且二階振型對(duì)應(yīng)的固有頻率高，能夠有效隔離高頻振動(dòng)的減振件以及使用該減振件的云臺(tái)和無(wú)人機(jī)。

本發(fā)明提供一種減振件，其包括連接部和分別位于所述連接部?jī)啥说木彌_部，所述減振件的橫截面尺寸沿著自所述緩沖部指向所述連接部的方向逐漸減小。

在一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述緩沖部對(duì)稱設(shè)置在所述連接部的兩端。

可選地，所述緩沖部呈圓臺(tái)狀。

可選地，所述緩沖部的外表面和內(nèi)表面中至少有一個(gè)呈階梯狀。

可選地，所述緩沖部呈半球狀。

可選地，所述緩沖部平滑過(guò)渡至所述連接部。

可選地，所述減振件的外輪廓形狀為雙曲面。

可選地，所述減振件內(nèi)填充有阻尼材料。

本發(fā)明還提供一種云臺(tái)，包括第一連接板、第二連接板以及減振件，所述第一連接板和所述第二連接板通過(guò)所述減振件連接，所述減振件為上述所述的減振件。

本發(fā)明還提供一種無(wú)人機(jī)，包括機(jī)身和與所述機(jī)身相連的上述云臺(tái)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的減振件，其位于中部的連接部的橫截面尺寸較兩端的緩沖部的橫截面尺寸更小，相較于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，減小了中部體積、降低了中部質(zhì)量，使減振件具有更高柔度的同時(shí)，大幅提高了減振件的二階振型對(duì)應(yīng)的固有頻率，避免減振件與機(jī)身在高頻部分發(fā)生頻率耦合，使得云臺(tái)在50Hz～300Hz范圍內(nèi)的振動(dòng)可以降低50％以上，有效隔離了來(lái)自機(jī)身的高頻振動(dòng)，使相機(jī)拍攝出的畫(huà)面更加清晰。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有減振件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、圖3及圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的云臺(tái)在5～300Hz的振動(dòng)下輸出的振動(dòng)響應(yīng)圖(時(shí)域部分)；

圖5及圖6是現(xiàn)有技術(shù)的云臺(tái)在5～300Hz的振動(dòng)下的振動(dòng)輸入與輸出響應(yīng)圖(頻域部分)；

圖7是本發(fā)明一種減振件實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖7中的減振件的剖視圖；

圖9是本發(fā)明的減振件實(shí)施例2的剖視圖；

圖10是本發(fā)明的減振件實(shí)施例3的剖視圖；

圖11是本發(fā)明的減振件實(shí)施例4的剖視圖；

圖12是本發(fā)明一種云臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明一種無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是圖13中A部位的局部放大圖；

圖15是X軸的加速度響應(yīng)對(duì)比圖；

圖16是Y軸的加速度響應(yīng)對(duì)比圖；

圖17是Z軸的加速度響應(yīng)對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1：

圖7及圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的減振件100。該減振件100呈中空狀，其包括連接部102和分別位于連接部102兩端的緩沖部101，減振件100的橫截面的尺寸沿著自緩沖部101指向連接部102的方向逐漸減小。減振件100的橫截面是指與減振件100的中心軸線L垂直的截面，在本實(shí)施例中，減振件100的橫截面為圓環(huán)狀。

值得注意的是，當(dāng)兩個(gè)緩沖部101直接相連時(shí)，連接部102為兩個(gè)緩沖部101連接的部分。

本實(shí)施例中，緩沖部101對(duì)稱設(shè)置在連接部102的兩端，即兩個(gè)結(jié)構(gòu)和形狀均相同的緩沖部101對(duì)稱設(shè)置在連接部102的兩端?？梢岳斫獾模谄渌麑?shí)施例中，兩個(gè)緩沖部101的結(jié)構(gòu)和形狀也可以不同。緩沖部101呈中空的圓臺(tái)狀，連接部101呈中空的圓柱狀。緩沖部101的外表面和內(nèi)表面中至少有一個(gè)呈階梯狀，從而形成多層階梯狀結(jié)構(gòu)，即緩沖部101的外徑由緩沖部101指向連接部102的方向呈階梯狀遞減。在受到壓力或拉力時(shí)，緩沖部101可沿階梯狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生折疊，起到進(jìn)一步緩沖及隔振的作用。

此外，減振件100內(nèi)還可填充阻尼材料，該阻尼材料可以是柔性材料如泡棉，也可以是阻尼油脂，從而進(jìn)一步提高減振效果。本實(shí)施例中，減振件100可采用硅膠、橡膠等柔性材料一體化制造成型。

本發(fā)明實(shí)施例提供的減振件位于中部的連接部較兩端的緩沖部尺寸更小，相較于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，減小了中部體積、降低了中部質(zhì)量，使減振件具有更高柔度的同時(shí)，大幅提高了減振件的二階振型對(duì)應(yīng)的固有頻率，避免減振件與機(jī)身在高頻部分發(fā)生頻率耦合，使得云臺(tái)系統(tǒng)在50Hz～300Hz范圍內(nèi)的振動(dòng)可以降低50％以上，該減振件能有效隔離來(lái)自機(jī)身的高頻振動(dòng)，使云臺(tái)上的相機(jī)拍攝出的畫(huà)面更加清晰。

實(shí)施例2：

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的減振件200的結(jié)構(gòu)示意圖。與實(shí)施例1相同的是，減振件200仍然包括連接部202和分別位于連接部202兩端的緩沖部201，且減振件200的橫截面尺寸沿著自緩沖部201指向連接部202的方向逐漸減小。

與上一實(shí)施例不同之處在于：雖然緩沖部201在本實(shí)施例中仍然呈中空的圓臺(tái)狀，但在其內(nèi)外表面卻沒(méi)有階梯狀結(jié)構(gòu)，緩沖部201的中部為圓臺(tái)狀中空腔體，緩沖部201的直徑沿緩沖部201向連接部202逐漸減小。

實(shí)施例3：

圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種減振件300，包括連接部302和分別位于連接部302兩端的緩沖部301，減振件300的橫截面尺寸沿著自緩沖部101指向連接部302的方向逐漸減小。

本實(shí)施例中的緩沖部301呈中空的半球狀，相對(duì)于階梯狀結(jié)構(gòu)，這種半球狀結(jié)構(gòu)在受到壓力或拉力時(shí)，每次折疊變形的折痕位置不同，能夠減小同一位置的折疊疲勞，防止折痕處發(fā)生斷裂，延長(zhǎng)減振件的使用壽命。

實(shí)施例4：

圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種減振件400，包括連接部402和分別位于連接部402兩端的緩沖部401，減振件400的橫截面尺寸沿著自緩沖部401指向連接部402的方向逐漸減小。

在本實(shí)施例中，緩沖部401至連接部402為平滑過(guò)渡，具體地，減振件400的外輪廓形狀為雙曲面。相較于實(shí)施例1-3，本實(shí)施例的減振件400自緩沖部402到連接部401為平滑過(guò)渡，在受到壓力或拉力時(shí)，可避免緩沖部402到連接部401連接部分的應(yīng)力集中，避免該處形成反復(fù)折疊或變形導(dǎo)致的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)了減振件400的使用壽命。同時(shí)，這種雙曲面的外輪廓結(jié)構(gòu)，在受到扭轉(zhuǎn)力時(shí)更容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，能夠消除沿減振件400周向的振動(dòng)力分量，進(jìn)一步起到更好的緩沖及隔振效果。

實(shí)施例5：

如圖12所示，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種云臺(tái)10，該云臺(tái)10包括第一連接板11、第二連接板12以及連接于第一連接板11和第二連接板12之間的的減振件100。作為示例，圖12中所示的減振件100為圖7所示的減振件100?？梢岳斫獾?，圖8至圖10中的減振件也可以應(yīng)用到該云臺(tái)10中。

實(shí)施例6：

如圖13和圖14所示，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)20，該無(wú)人機(jī)20包括機(jī)身21和與機(jī)身21相連的上述的云臺(tái)10。

對(duì)安裝本發(fā)明提供的減振件的云臺(tái)進(jìn)行頻響分析后可以發(fā)現(xiàn)，相比較于安裝現(xiàn)有的減振件的云臺(tái)，安裝本發(fā)明提供的減振件的無(wú)人機(jī)云臺(tái)在50Hz～300Hz范圍內(nèi)的振動(dòng)可以降低50％以上，如圖15至17所示。圖15為X軸的加速度響應(yīng)對(duì)比圖，圖16為Y軸的加速度相應(yīng)對(duì)比圖，圖17為Z軸的加速度相應(yīng)對(duì)比圖。

當(dāng)然，上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例范圍。本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍內(nèi)。