一种微型吊舱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械领域，具体涉及一种微型吊舱。
【背景技术】
[0002]吊舱是机载相机的载体，用于隔离无人机姿态的变化、机体震动、风阻力矩等扰动，保证无人机机载相机的视轴稳定。
[0003 ]目前，国内的吊舱产品大多大于I kg、30倍变焦，如国内该行业的领头羊长春光机所的产品约重1.2kg、变焦30倍，大多重量都比较重，变焦倍数不高。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种微型吊舱。
[0005]本发明的一个实施例提供了一种微型吊舱，包括方位组件、俯仰组件、可见光相机、水平方向转动轴和垂直方向转动轴，所述方位组件与所述垂直方向转动轴连接，所述俯仰组件与所述水平方向转动轴连接，所述方位组件调节所述可见光相机垂直方向的转动，所述俯仰组件调节所述可见光相机水平方向的转动。
[0006]进一步地，所述方位组件包括方位力矩电机、方位容性编码器、主控制板以及方位敏感陀螺，所述方位力矩电机和方位编码器与所述垂直方向转动轴连接，所述主控制板固定于微型吊舱上，所述方位敏感陀螺安装在所述主控制板上。
[0007]进一步地，所述俯仰组件包括俯仰力矩电机、俯仰容性编码器、相机控制板、俯仰敏感陀螺以及俯仰框，所述俯仰框与所述可见光相机连接，所述俯仰力矩电机和俯仰容性编码器与所述水平方向转动轴连接，所述相机控制板与可见光相机连接，所述俯仰敏感陀螺安装在相机控制板上。
[0008]进一步地，所述可见光相机通过减震橡胶固定安装在所述俯仰框上。
[0009]进一步地，所述微型吊舱还包括整流罩，所述整流罩安装于微型吊舱的外部，所述整流罩的中间位置设置有可见光窗口。
[0010]进一步地，所述水平方向转动轴和垂直方向转动轴上分别安装有惯性传感器。
[0011]进一步地，所述可见光相机具有光学变焦、光学稳像、高清录像以及无线导出功會K。
[0012]有益效果:
[0013]本发明所述的微型吊舱，通过方位组件和俯仰组件调节吊舱水平方向和垂直方向的转动，能够减小回转误差、避免传动误差，结构简单紧凑;安装陀螺加强光轴稳定精度;安装整流罩既具有整流功能又可在较恶劣环境下工作;采用具有光学变焦、光学稳像、高清录像以及无线导出功能的可见光相机，提高了变焦倍数和稳定精度。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一个实施例中微型吊舱的主视图。
[0015]图2是本发明一个实施例中微型吊舱的结构示意图。
[0016]图3是本发明一个实施例中整流罩301的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0018]如图1和2所示，本实施例提供了一种微型吊舱，包括方位组件、俯仰组件、水平方向转动轴、垂直方向转动轴和可见光相机108，方位组件与垂直方向转动轴连接，俯仰组件与水平方向转动轴连接，方位组件用于调节可见光相机108垂直方向的转动，俯仰组件用于调节可见光相机108水平方向的转动。
[0019]作为一种选择，方位组件包括方位力矩电机101、方位容性编码器102、主控制板103以及方位敏感陀螺(图中未示出)。方位力矩电机101和方位容性编码器102与垂直方向转动轴连接，主控制板103安装在微型吊舱内部，方位敏感陀螺安装在主控制板103上。方位力矩电机101用于驱动可见光相机108在垂直方向的转动，方位容性编码器根据操作端的控制信号产生编码发送给主控制板103，方位敏感陀螺用于角速度反馈。微型吊舱的托盘与方位力矩电机101的定子相连，而方位力矩电机101与微型吊舱的底座相连接，微型吊舱的轴端与方位容性编码器102连接，这种连接方式使得所有线缆都能够引入托盘上方的控制电路，便于微型吊舱控制电路的嵌入与集成。方位力矩电机101直接安装在垂直方向转动轴上，这样做无传动误差，能够提高稳定精度，结构紧凑，可实现轻量化。垂直方向转动轴采用对称式游丝模式走线，其阻力低、扰动低、偏向扭矩低、重量轻。在垂直方向转动轴上均设置有高精度MEMS陀螺仪作为角速度反馈，实现惯性稳定。
[0020]作为一种选择，俯仰组件包括俯仰力矩电机105、俯仰容性编码器106、相机控制板107、俯仰敏感陀螺(图中未示出)以及俯仰框104。俯仰框104与可见光相机108连接，用于固定可见光相机108;俯仰力矩电机105和俯仰容性编码器106与水平方向转动轴连接，用于驱动可见光相机108在水平方向的转动，相机控制板107与可见光相机108连接，用于根据操作端的控制信号产生编码发送给相机控制板107，俯仰敏感陀螺安装在相机控制板107上，用于角速度反馈。俯仰力矩电机105直接安装在水平方向转动轴上，这样做无传动误差，提高稳定精度;结构紧凑，实现轻量化。在水平方向转动轴上均设置有高精度MEMS陀螺仪作为角速度反馈，实现惯性稳定。
[0021]作为一种选择，可见光相机108通过减震橡胶固定安装在俯仰框104上。可见光相机108通过减震橡胶与俯仰框104相连接，俯仰框104与水平方向转动轴一体成型加工，能够保证同轴精度，提高水平方向回转精度。
[0022]作为一种选择，如图3所示，微型吊舱还包括整流罩301，整流罩301安装于微型吊舱的外部，整流罩301的中间位置设置有可见光窗口。整流罩301与托盘相连接，并在连接部分控制配合公差实现静密封，因此该微型光学吊舱具有较好的防水防尘能力。整流罩301为全碳纤维材料，中间位置设置有镀金属膜的弧形光学玻璃作为可见光窗口。
[0023]作为一种选择，水平方向转动轴和垂直方向转动轴上分别安装有惯性传感器。在每个转动轴分别按照惯性传感器，避免了直接安装在最末端时导致的惯性捷连解算耦合误差，实现惯性稳定。
[0024]作为一种选择，可见光相机108具有40倍光学变焦、光学稳像、1080高清录像以及无线导出功能。可见光相机108具有光学变焦和数字变焦功能，可侦查远距离目标，而且相机镜头具有光学稳像功能，可使得图像稳定，隔离部分震动。
[0025]本实施例中的微型稳定吊舱，主要包括具有高变焦倍数的微型可见光相机以及实现可见光相机水平和垂直两个转动自由度的转动轴系；并且零件采用航空硬铝合金镂空，结构设计充分减重，并能够进行有效拆分，利于精度的调节;将所有控制电路集成于吊舱内部，极为紧凑;有IP43的防护等级，可在小雨天气下使用；具有多种安装接口，即可前装，也可以吊装;并且具有镜头内光学稳像，吊舱两框架惯性稳像，图像处理算法电子稳像;采用绝对式容性编码器和直流无刷电机配合，上电时即可使用绝对位置对电机相位进行判断从而进行伺服控制。
[0026]本实施例中的微型吊舱具有以下特点:
[0027]1、小型化、轻量化
[0028]结构设计方面，水平和垂直方向均采用盘式力矩电机直驱的形式，减小轴向尺寸，省去传动部件，使得结构紧凑，重量轻。各结构件均经过优化设计，设计为骨架结构，采用高强度航空硬铝合金，进一步降低结构重量。控制电路充分考虑相机的两轴转动空间与结构尺寸，嵌入设备内部，实现紧凑设计。
[0029]2、图像稳定精度
[0030]通过高精度轴承支撑，以及轴系的装调方法，保证轴系回转精度;通过高频arm处理器和高精度容性编码器，保证控制精度以及位置精度。在吊舱具有高转动精度的前提下，采用多重混合式图像稳定技术:镜头内光学稳像+相机通过橡胶悬挂固定减震稳像+两轴陀螺惯性稳像+图像处理算法电子稳像。
[0031]3、可靠性
[0032]采用非光电绝对式编码器，适用于航空领域，具有高的可靠性，且无需上电寻零。通过动静密封的设计，保护内部电路与相机，使得该吊舱具有一定的防水防尘能力。相机在内部采用悬挂式安装方式，使得该方法具有一定的抗冲击能力。
[0033]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微型吊舱，其特征在于，包括方位组件、俯仰组件、可见光相机、水平方向转动轴和垂直方向转动轴， 所述方位组件与所述垂直方向转动轴连接，所述俯仰组件与所述水平方向转动轴连接， 所述方位组件调节所述可见光相机垂直方向的转动，所述俯仰组件调节所述可见光相机水平方向的转动。2.根据权利要求1所述的微型吊舱，其特征在于，所述方位组件包括方位力矩电机、方位容性编码器、主控制板以及方位敏感陀螺，所述方位力矩电机和方位容性编码器与所述垂直方向转动轴连接，所述主控制板安装于微型吊舱内部，所述方位敏感陀螺安装在所述主控制板上。3.根据权利要求1所述的微型吊舱，其特征在于，所述俯仰组件包括俯仰力矩电机、俯仰容性编码器、相机控制板、俯仰敏感陀螺以及俯仰框，所述俯仰框与所述可见光相机连接，所述俯仰力矩电机和俯仰容性编码器与所述水平方向转动轴连接，所述相机控制板与可见光相机连接，所述俯仰敏感陀螺安装在相机控制板上。4.根据权利要求2所述的微型吊舱，其特征在于，所述可见光相机通过减震橡胶固定安装在所述俯仰框上。5.根据权利要求1所述的微型吊舱，其特征在于，还包括整流罩，所述整流罩安装于微型吊舱的外部，所述整流罩的中间位置设置有可见光窗口。6.根据权利要求1所述的微型吊舱，其特征在于，所述水平方向转动轴和垂直方向转动轴上分别安装有惯性传感器。7.根据权利要求1所述的微型吊舱，其特征在于，所述可见光相机具有光学变焦、光学稳像、高清录像以及无线导出功能。
【专利摘要】本发明公开了一种微型吊舱，包括方位组件、俯仰组件、可见光相机、水平方向转动轴和垂直方向转动轴，所述方位组件与所述垂直方向转动轴连接，所述俯仰组件与所述水平方向转动轴连接，所述方位组件调节所述可见光相机垂直方向的转动，所述俯仰组件调节所述可见光相机水平方向的转动。本发明所述的微型吊舱具有结构紧凑、重量轻、体积小、高变焦倍数、高图像稳定精度以及高动态性能的特点。
【IPC分类】B64D47/08
【公开号】CN105501454
【申请号】CN201610038909
【发明人】卢轩, 张敬然
【申请人】北京锁定精密科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月20日