專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)人機(jī)框架式二自由度云臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于無(wú)人機(jī)航空拍攝、偵察和搜索等用途的框架式二自由度云臺(tái)，能夠
有效地消除機(jī)身傳遞到云臺(tái)的震動(dòng)，同時(shí)還能平穩(wěn)、精確地操縱云臺(tái)上的攝像機(jī)進(jìn)行偏航 和俯仰偏轉(zhuǎn)，使攝像機(jī)獲得良好的視覺(jué)信號(hào)。主要應(yīng)用在航空航天、機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
云臺(tái)是無(wú)人機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)負(fù)載，主要用于搭載攝像機(jī)從空中獲得光學(xué)影像。 然而，無(wú)人機(jī)嚴(yán)重的震動(dòng)會(huì)使攝像機(jī)圖像難以穩(wěn)定。傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)云臺(tái)通常將攝像機(jī)直接 到云臺(tái)頂部的固定座。采用這種安裝形式的減震效果差，攝像機(jī)晃動(dòng)嚴(yán)重。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì) 了碳纖維盒式上下框架，并通過(guò)4個(gè)支撐臂使云臺(tái)整體懸掛在4個(gè)空氣阻尼減震器上。使 得云臺(tái)既具有很高的整體剛度，又有良好的整體減震效果。由于采用了整體框架式結(jié)構(gòu)，與 傳統(tǒng)云臺(tái)相比，本發(fā)明具有重量輕，強(qiáng)度大，用材單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于無(wú)人機(jī)航空拍攝、偵察和搜索用的框架式二自由 度云臺(tái)。 本發(fā)明的特征在于，含有，上框架，下框架，攝像機(jī)，支撐臂，空氣阻尼減震器，航向 偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中，上框架和下框架均設(shè)計(jì)成盒式結(jié)構(gòu)，通過(guò)4個(gè)支撐臂將整 個(gè)云臺(tái)懸掛在4個(gè)空氣阻尼減震器上；空氣阻尼減震器將云臺(tái)連接到機(jī)身，并用以衰減傳 遞到攝像機(jī)的震動(dòng)；航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用模型舵機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒形帶，以操縱攝 像機(jī)作偏航和俯仰運(yùn)動(dòng)，其中 為了有效消除攝像機(jī)的震動(dòng)，云臺(tái)被設(shè)計(jì)成碳纖維盒式上下框架結(jié)構(gòu)，既能獲得 很高的剛度防止云臺(tái)發(fā)生整體形變，又不至于增加重量。為保證云臺(tái)的可靠工作，上框架被 設(shè)計(jì)成兼具中心對(duì)稱(chēng)和軸對(duì)稱(chēng)的平面結(jié)構(gòu)，通過(guò)4個(gè)外伸的支撐臂連接4個(gè)空氣阻尼減震 器，使整個(gè)云臺(tái)被懸掛在空氣阻尼減震器上，既能有效衰減機(jī)身傳遞到攝像機(jī)的震動(dòng)，又能 有效削弱攝像機(jī)的自身晃動(dòng)；下框架用于安置并支撐攝像機(jī)，并安裝有航向偏航機(jī)構(gòu)和俯 仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)云臺(tái)上攝像機(jī)的偏轉(zhuǎn)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，整個(gè)云臺(tái)懸掛在空氣阻尼減震器上，可以有效消除攝像機(jī)的 震動(dòng)；使用碳纖維板制成的上下框架式結(jié)構(gòu)，使云臺(tái)具有很高的剛度；使用數(shù)控加工的碳 纖維零件具有很高的精度，用材單一，安裝容易；此外，還有減震效果好，重量輕的優(yōu)點(diǎn)，適 合無(wú)人機(jī)尤其是無(wú)人直升機(jī)使用。


圖1是無(wú)人機(jī)框架式二自由度云臺(tái)三視圖和斜視圖。 圖1中，l.上框架，2.下框架，3.攝像機(jī)，4.空氣阻尼減震器，5.航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 6.俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施例方式
無(wú)人機(jī)框架式二自由度云臺(tái)由上框架(1)，下框架(2)，攝像機(jī)(3)，支撐臂(4)，空 氣阻尼減震器(5)，航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)組成。 整體連接方式為攝像機(jī)(3)通過(guò)俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)與下框架(2)連接，下框架 (2)通過(guò)航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)與上框架(1)連接，上框架(1)通過(guò)4個(gè)支撐臂(4)與4個(gè)空氣 阻尼減震器(5)連接，4個(gè)空氣阻尼減震器(5)與機(jī)身連接。 其中，上框架(1)和下框架(2)均設(shè)計(jì)成盒式結(jié)構(gòu)。上框架(1)通過(guò)4個(gè)支撐臂 (4)粘接為一個(gè)整體，具有足夠的剛度。4個(gè)支撐臂(4)與4個(gè)空氣阻尼減震器(5)連接， 可以有效地衰減云臺(tái)的震動(dòng)。下框架(2)通過(guò)螺栓固定為一個(gè)整體，用于安裝攝像機(jī)(3)。 上框架(1)和下框架(2)通過(guò)航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)連接，下框架(2)可以在舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，繞航 向軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。攝像機(jī)(3)通過(guò)俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)與下框架(2)連接，攝像機(jī)(3)可以在 舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，繞俯仰軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。 航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)和俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(7)均為舵機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒形帶的形式，可以獲 得較高的傳動(dòng)平穩(wěn)性和偏轉(zhuǎn)精度。
權(quán)利要求
無(wú)人機(jī)框架式二自由度云臺(tái)，其特征在于，含有上框架，下框架，攝像機(jī)，俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，支撐臂和空氣阻尼減震器，其中，上框架和下框架均設(shè)計(jì)成盒式結(jié)構(gòu)，分別用于連接機(jī)身和攝像機(jī)；航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選用舵機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒形帶的形式，用于操縱攝像機(jī)作航向和俯仰偏轉(zhuǎn)；支撐臂用于將整個(gè)云臺(tái)懸掛在空氣阻尼減震器上，以衰減攝像機(jī)的震動(dòng)。
全文摘要
無(wú)人機(jī)框架式二自由度云臺(tái)屬于無(wú)人機(jī)機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域，其特征在于，含有上框架，下框架，攝像機(jī)，俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，支撐臂和空氣阻尼減震器，其中，上框架和下框架均設(shè)計(jì)成盒式結(jié)構(gòu)，分別用于連接機(jī)身和攝像機(jī)，航向偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用來(lái)操縱攝像機(jī)作航向和俯仰偏轉(zhuǎn)，支撐臂用于將整個(gè)云臺(tái)懸掛在空氣阻尼減震器上，以有效衰減攝像機(jī)的震動(dòng)。本發(fā)明同時(shí)考慮了減震、強(qiáng)度、重量和安裝，無(wú)人機(jī)云臺(tái)可以作偏航和俯仰二自由度偏轉(zhuǎn)，并具有良好的減震效果。
文檔編號(hào)B64D47/08GK101758929SQ20101010060
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者朱紀(jì)洪, 王冠林, 謝剛 申請(qǐng)人:清華大學(xué)