专利名称：一种用于飞行器的自动稳定云台装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自稳云台装置，尤其涉及一种用于飞行器的自动稳定云台装置，具体适用于克服旋翼飞行器的震动及移动对摄像装置的影响。
背景技术：
随着科技的进步，电池、材料、电机等相关技术发展迅速，它们为电动旋翼飞行器的研制提供了条件。目前，各种各样的旋翼飞行器纷纷进入市场，主要应用于安防、警务、娱乐、新闻报道等领域，且在这些旋翼飞行器上一般都搭载有摄像器材。随着市场对旋翼飞行器的需求越来越大，其设计要求也越来越高，而现有的旋翼飞行器由于具有以下缺点，越来越不能满足市场的需求。现有旋翼飞行器的缺点为首先，由于旋翼飞行器飞行时一般都不是很平稳，因而其上设置的摄像装置会随飞行器的飞行而晃动，从而导致摄像镜头晃动，大大降低了摄像质量；其次，现有的旋翼飞行器在飞行时，其上设置的摄像装置不能根据飞行器的具体飞行情况对摄像的方向、高度等进行调整，再次降低了摄像质量。为此，飞行器必须配套一个能够根据飞行器的状态及时调整摄像头的装置，即自稳云台。中国专利授权公告号为CN101298^;3B，授权公告日为2010年9月8日的发明专利公开了一种采集空中信息的机载云台装置及其应用，包括带减震器的云台挂架、外环、内环、伺服器，云台挂架与外环之间采用云台基座连接，外环与内环轨道连接，云台基座上设伺服器。虽然该发明通过防震装置能够保证采集影像的清晰，但其仍旧具有以下缺陷首先，当飞行器的飞行高度、角度或速度发生变化时，该发明不能确保摄像装置进行相应的调整，因而其可调性较弱；其次，该发明采取的减震器结构复杂，不仅生产成本较高，而且使用维护难度较大。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的可调性较弱、生产成本较高、使用维护难度较大的缺陷与问题，提供一种可调性较强、生产成本较低、使用维护难度较小的用于飞行器的自动稳定云台装置。为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是一种用于飞行器的自动稳定云台装置，包括云台挂架及其上设置的减震装置与伺服电机，所述减震装置的数量至少为一个；所述云台挂架包括环形支架与底部支架，环形支架的内部设置有顶部支架，顶部支架的两端与左侧支架、右侧支架相连接，左侧支架、右侧支架的另一端与底部支架的两端活动连接，顶部支架上设置有电子控制模块，右侧支架上设置有伺服电机与旋转驱动装置，且电子控制模块通过线缆与伺服电机相连接。所述云台挂架上设置的旋转驱动装置包括十字形接件和旋转连接件，十字形接件的中部经右侧支架与伺服电机相连接，十字形接件的左右两端分别通过连杆与右侧支架上设置的旋转连接件相连接，旋转连接件的中部与底部支架活动连接。所述云台挂架上设置的减震装置为减震环，减震环的数量为四个，分别为一号减震环、二号减震环、三号减震环与四号减震环，一号减震环、二号减震环、三号减震环与四号减震环沿环形支架均勻设置，且一号减震环、二号减震环分别设置在环形支架与顶部支架的交接处。所述云台挂架采取镂空设计，且其制造材料为玻纤材料。所述电子控制模块包括检测模块和控制模块。所述检测模块包括三轴陀螺仪和加速度计，控制模块包括单片机。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为1、由于本实用新型一种用于飞行器的自动稳定云台装置包括云台挂架、减震装置与伺服电机，云台挂架包括环形支架与底部支架，环形支架的内部设置有顶部支架，顶部支架的两端与左侧支架、右侧支架相连接，左侧支架、右侧支架的另一端与底部支架的两端活动连接，顶部支架上设置有电子控制模块，右侧支架上设置有伺服电机与旋转驱动装置，电子控制模块通过线缆与伺服电机相连接，使用时，由电子控制模块检测飞行器的实时飞行状态， 并判断出底部支架需要调整的量，然后控制伺服电机对底部支架进行对应的调整，底部支架可在竖直方向进行180°调整，从而克服飞行器抖动、倾斜或者移动所带来的不良震动影响， 使得本装置上配套的摄像装置在飞行中一直保持指向设定的方向；其外，本装置内的云台挂架通过四个减震环与飞行器等载具相连，该设计不仅降低了使用难度，而且可以进一步减轻载具震动对摄像装置的影响。因此本实用新型能够有效避免飞行器震动对摄像装置的影响。2、由于本实用新型一种用于飞行器的自动稳定云台装置中的云台挂架包括环形支架与底部支架，环形支架内的顶部支架上设置有电子控制模块，顶部支架一侧的右侧支架上设置有伺服电机与旋转驱动装置，电子控制模块通过线缆与伺服电机相连接，电子控制模块包括检测模块和控制模块，其中，检测模块包括三轴陀螺仪和加速度计，控制模块包括单片机等电子元器件构成的控制电路和实现自动调整的软件，使用时，由三轴陀螺仪、加速度计检测飞行器在空间三个方向上方向、加速度的变化，并将数据传送给控制模块，然后由控制模块对传来的数据进行滤波处理并将数据进行融合处理以消除累计误差，从而得出底部支架高度和角度的调整量，再由控制模块控制伺服电机对底部支架的角度进行调整， 该调整不仅可以实现上述提到的减震效果，更主要的是能够根据飞行器的高度、角度、速度等情况，实时、自动的调整摄像头的角度，从而保证监控区域半径不变，即先利用机载的GPS 检测飞行器的高度，再根据飞行器的高度自动调节底部支架的摆动角度以改变摄像头的角度，当高度升高时，则减小摆动角度，从而缩小摄像头角度；当高度降低时，则增加摆动角度，从而扩大摄像头角度，这样就能确保整个监控区域半径不变，具有较强的可调性，尤其是本实用新型能够同时测得飞行器在空间三个方向上方向、加速度的变化，测得的数据较多，因而调整的就较精确。因此本实用新型的可调性较强。3、由于本实用新型一种用于飞行器的自动稳定云台装置只依靠云台挂架、减震装置与伺服电机就能实现减震效果，并提高了可调性，其中，云台挂架由顶部支架、左侧支架、 右侧支架、底部支架与旋转驱动装置组成，而旋转驱动装置又只由十字形接件和旋转连接件组成，整体结构简单，布局清晰，不仅容易制造，大大降低了生产成本，而且使用维护也较易，便于扩大应用范围，此外，由于本实用新型中的云台挂架采取镂空设计，其制造材料采用玻纤材料，因而本装置可在不减少机械强度的情况下减轻自身重量，从而再次降低了生产成本与使用维护难度。因此本实用新型不仅生产成本较低，而且使用维护难度较小。
图1是本实用新型的立体结构示意图。图2是图1中右侧支架的右视图。图3是图1中电子控制模块的工作流程图。图中伺服电机1，减震装置2，一号减震环21，二号减震环22，三号减震环23，四号减震环24，云台挂架3，环形支架31，底部支架32，顶部支架33，左侧支架34，右侧支架 35，电子控制模块4，检测模块41，三轴陀螺仪411，加速度计412，控制模块42，旋转驱动装置6，十字形接件61，旋转连接件62，连杆63，线缆7。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。参见图1 -图3，一种用于飞行器的自动稳定云台装置，包括云台挂架3及其上设置的减震装置2与伺服电机1，所述减震装置2的数量至少为一个；所述云台挂架3包括环形支架31与底部支架32，环形支架31的内部设置有顶部支架33，顶部支架33的两端与左侧支架；34、右侧支架35相连接，左侧支架34、右侧支架35的另一端与底部支架32的两端活动连接，顶部支架33上设置有电子控制模块4，右侧支架35上设置有伺服电机1与旋转驱动装置6，且电子控制模块4通过线缆7与伺服电机1相连接。所述云台挂架3上设置的旋转驱动装置6包括十字形接件61和旋转连接件62，十字形接件61的中部经右侧支架35与伺服电机1相连接，十字形接件61的左右两端分别通过连杆63与右侧支架35上设置的旋转连接件62相连接，旋转连接件62的中部与底部支架32活动连接。所述云台挂架3上设置的减震装置2为减震环，减震环的数量为四个，分别为一号减震环21、二号减震环22、三号减震环23与四号减震环M，一号减震环21、二号减震环22、 三号减震环23与四号减震环M沿环形支架31均勻设置，且一号减震环21、二号减震环22 分别设置在环形支架31与顶部支架33的交接处。所述云台挂架3采取镂空设计，且其制造材料为玻纤材料。所述电子控制模块4包括检测模块41和控制模块42。所述检测模块41包括三轴陀螺仪411和加速度计412，控制模块42包括单片机。使用时，先通过一号减震环21、二号减震环22、三号减震环23、四号减震环M将本装置快速方便地安装在各种飞行器上，然后由检测模块41包括的三轴陀螺仪411与加速度计412对飞行器在空间三个方向上方向、加速度的变化进行实时检测，并将测得的数据传送给控制模块42，再由控制模块42对传来的数据进行滤波处理并将数据进行融合处理以消除累计误差，从而感知飞行器的状态，并通过比较设定方位和飞行器的当前方位以计算出底部支架32需要调整的量，然后将这个量传给伺服电机1，再由伺服电机1依次通过十字形接件61、连杆63、旋转连接件62来调整底部支架32的高度和角度，从而补偿飞行器移动带来的偏差，进而确保本装置上摄像头保持设定的方向不变，且其监控区域半径不变。由上可见，本实用新型不仅能够有效避免飞行器震动对摄像装置的影响、可调性较强，而且生产成本较低、使用维护难度较小。
权利要求1.一种用于飞行器的自动稳定云台装置，包括云台挂架(3)及其上设置的减震装置 (2)与伺服电机(1)，所述减震装置(2)的数量至少为一个，其特征在于所述云台挂架(3) 包括环形支架(31)与底部支架(32)，环形支架(31)的内部设置有顶部支架(33)，顶部支架 (33)的两端与左侧支架(34)、右侧支架(35)相连接，左侧支架(34)、右侧支架(35)的另一端与底部支架(32)的两端活动连接，顶部支架(33)上设置有电子控制模块(4)，右侧支架 (35)上设置有伺服电机(1)与旋转驱动装置(6)，且电子控制模块(4)通过线缆(7)与伺服电机(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的自动稳定云台装置，其特征在于所述云台挂架(3 )上设置的旋转驱动装置(6 )包括十字形接件(61)和旋转连接件(62 )，十字形接件(61)的中部经右侧支架(35)与伺服电机(1)相连接，十字形接件(61)的左右两端分别通过连杆(63 )与右侧支架(35 )上设置的旋转连接件(62 )相连接，旋转连接件(62 )的中部与底部支架(32)活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的自动稳定云台装置，其特征在于所述云台挂架(3)上设置的减震装置(2)为减震环，减震环的数量为四个，分别为一号减震环(21)、二号减震环(22)、三号减震环(23)与四号减震环(24)，一号减震环(21)、二号减震环(22)、三号减震环(23)与四号减震环(24)沿环形支架(31)均勻设置，且一号减震环(21)、 二号减震环(22)分别设置在环形支架(31)与顶部支架(33)的交接处。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于飞行器的自动稳定云台装置，其特征在于 所述云台挂架(3)采取镂空设计，且其制造材料为玻纤材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的自动稳定云台装置，其特征在于所述电子控制模块(4 )包括检测模块(41)和控制模块(42 )。
6.根据权利要求5所述的一种用于飞行器的自动稳定云台装置，其特征在于所述检测模块(41)包括三轴陀螺仪(411)和加速度计(412)，控制模块(42)包括单片机。
专利摘要一种用于飞行器的自动稳定云台装置，包括云台挂架及其上设置的减震装置与伺服电机，云台挂架包括环形支架与底部支架，环形支架的内部设置有顶部支架，顶部支架的两端与左侧支架、右侧支架相连接，左侧支架、右侧支架的另一端与底部支架的两端活动连接，顶部支架上设置有电子控制模块，右侧支架上设置有伺服电机与旋转驱动装置，旋转驱动装置上的十字形接件的中部与伺服电机相连接，十字形接件的两端通过连杆与旋转连接件相连接，旋转连接件的中部与底部支架活动连接。本实用新型不仅能够有效避免飞行器震动对摄像装置的影响、可调性较强，而且生产成本较低、使用维护难度较小。
文档编号F16F15/04GK202067060SQ201120121880
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月23日 优先权日2011年4月23日
发明者孟磊, 徐华中, 李向舜, 蒋宏, 詹镭, 贺人庆 申请人:孟磊, 徐华中, 李向舜, 蒋宏