专利名称：一种基于前置三轴式云台的小型电动无人直升机航拍系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于前置三轴式云台的小型电动无人直升机航拍系统，它是一种小型无人直升机航拍系统的设计，它包含前置三轴式云台设计、小型无人直升机平台设计、地面站设计、通讯系统设计等等，属于航空飞行器设计技术领域。
背景技术：
无人驾驶飞行器(UAV)，是一种有动力驱动，机上无人驾驶，可重复使用的航空器。无人机常以重量来分类，其中20kg以下的称为微型或小型无人机，一般用于航空靶标，战场侦查、毁伤评估、目标指引等军事任务，以及作为载机平台用于飞行试验、航空测绘等非军事任务。无人机航拍摄影，就是以无人驾驶飞行器作为空中平台，以机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。小型固定翼无人机一般采用水平滑跑起飞、手掷起飞、弹射起飞等起飞形式，并且质量较大的无人机通常采用常规滑跑起降，对于跑道要求较高，从而限制了无人机的使用范围。小型无人直升机较固定翼飞机而言，具有悬停稳定、机动灵活等飞行性能，因此很多研究机构选用旋翼直升机作为微小型无人机的研究平台。目前美国，德国，加拿大等国家均展开了微型无人直升机的研究。其中美国主要是在DARPA，NASA, ARL等政府机构以及洛克马丁等一些厂商的资助下，由众多研究机构开展微型无人直升机的研究计划。纵观国内外的发展情况，此类航拍系统还处于初级研制阶段，但需求量很多，很多任务需要应用此类无人旋翼平台来完成。以震区灾情评估任务为例，在发生地震的初始时亥IJ，道路损毁，外部人员无法快速进入震区内部了解损失情况。但为了给相关部门及时提供科学决策的依据，必须通过空中、地面等多方面对震区进行勘察，此时应用小型无人直升机进行作业不失为一种经济有效的手段。在震区满目疮痍，起降条件难以达到常规无人机要求的情况下，小型无人直升机则可以随时随地垂直起降，并悬停作业，利于深入灾区飞行，开展相关科学任务，这将对抗震救灾的工作提供及时和高效的帮助。目前的小型无人直升机航拍系统均采用下挂式云台或前置两轴调节云台，这类云台机动性差且视野范围小，航拍效果较差。本项目即针对这一主要问题，研发了前置三轴式云台的无人直升机航拍系统，取得了良好的效果。
实用新型内容I要解决的技术问题本实用新型的目的是，研发和提供一种基于前置三轴式云台技术的小型无人直升机航拍系统，它可以三轴精确定位，以实现航拍的高稳定性和全视角观测以及图像的实时传输与监控。它需要克服以下几点问题:[0008]I)小型无人直升机震动较大,噪音较大；2)小型无人直升机功重比较小；小型无人直升机越来越被发掘出更多的实用价值，因此更大的功重比成为追求性能提升的一部分；3)图像传输与采集过程复杂；传统的航拍飞行器在需要进行视频回放或采集视频样本时，需要将固定于云台内的摄像机拆下，取出储存卡进行处理，操作复杂，耗时耗力；4)飞行平稳性低，云台系统调节不灵活；传统小型航拍无人直升机多使用常规下挂式云台和两轴式云台，在稳定性、航拍角度、操纵效率、易损耗程度、便携、维护性等方面有许多缺陷；5)抗损坏能力低；传统小型无人航拍直升机无尾桨等保护措施，在出现紧急情况需要自旋迫降时其下挂式云台往往损坏严重；6)航拍相关设备笨重，集成度低，使用不灵活，出勤率低。2采用的技术方案本实用新型主要是通过对小型无人直升机的总体布局、三轴前置式云台、小型集成化地面站及图像实时传输的合理设计与调试来实现的。以下说明本实用新型具体实施的技术方案:I)小型无人直升机机的总体布局如图1所示，该小型无人直升机为常规单旋翼带尾桨布局。直升机机体由尾桨系统(I)、尾桨保护框(2)、尾管(3)、机身侧板结构(4)、主旋翼系统(5)、云台支架(6)、云台系统(7)、动力传动系统(8)(因处于结构内部，所以在图1中未不出，在图2单独不出)、起落架(9)等组成。它们之间的位置连接关系是:尾桨系统与尾桨保护框用螺钉连接在尾管末端，尾管另一端连接于机身侧板结构之间，主旋翼系统通过两个主轴轴承座连接于机身侧板结构上方，动力传动系统通过轴承座安装于机身侧板结构内部，起落架安装于机身侧板结构下方的底板上，两根云台支架使用铝柱分别连接于机身侧板结构前方外部，云台系统通过4个空气阻尼器悬挂于云台支架前部。该尾桨系统(I)是由作动机构与尾旋翼组成，尾旋翼与作动机构分别独立安装于尾管末端通过连杆连接；该作动机构是一个伺服舵机带动连杆推动尾旋翼改变螺距的机构，整个尾桨系统用于平衡直升机主旋翼所产生的反扭矩以及控制直升机的航向。该尾旋翼是带有翼型的碳纤维材料制作，用于克服主旋翼旋转时产生的反扭力与改变航向；该尾桨保护框(2)是圆环状件，它用于保护尾桨，避免在恶劣环境中飞行时尾桨受到破坏；该尾管(3)是圆管状件，全部使用碳纤维材料，用于连接尾桨系统和机身；该机身侧板结构(4)是两张有预定形状的厚度为3-5_的碳纤维板，用于构成机身的骨架；该主旋翼系统(5)是由主旋翼与控制机构组成，其间的关系是:控制机构使用三个伺服舵机带动连杆控制主旋翼的总距改变以及周期变距，该主旋翼为整机提供升力采用碳纤维材料制成。该控制机构是由三个伺服舵机带动自动倾斜器运动，自动倾斜器又与旋翼通过钢制连杆连接控制主旋翼螺距改变，其作用为调整并控制整个飞机的飞行姿态。主旋翼系统为整个飞机提供升力并改变飞机的姿态；该云台支架(6)是两根碳纤维材料的空心圆管，主要起到连接云台系统与机身侧板结构的作用，同时云台支架上的空气阻尼器能够阻隔高频振动的传递；该云台系统(7)见下文详细介绍；该动力传动系统(8)位于机身侧板结构(4)内，如图2所示。它由锂聚合物动力电池、无刷电子调速器、无刷电机(10)三部分组成动力系统，其中锂聚合物电池与无刷电子调速器以及无刷电机通过电线连接，三者独立安装于机身侧板结构内部。小齿轮(11 )、大齿轮(12)将动力传输给主旋翼系统(5)，同时通过小齿轮(11)、大齿轮(12)、中齿轮(13)、同步传动带(14)、中间轴(15)、同步传送带(16)将动力传输给尾桨系统(I )。该起落架(9)是由铝合金材质的空心弯管制成弧形状，安装于机身侧板结构底部用于飞机的正常起降。对于直升机功重比小的问题，我们的结构大量采用碳纤维复合材料:云台系统
(7)的结构、云台支架(6)的结构、直升机主旋翼系统(5)和尾桨系统(I)的桨叶、机身侧板结构(4)、尾管(3)、尾桨保护框(2)等均采用碳纤维复合材料，只有在需要用螺栓连接的地方采用铝合金支柱进行连接。这样在保证飞机强度的情况下，大大降低了飞机自重，提高了功重比，使飞机的载荷能力与续航能力得到提升。2)三轴前置式云台云台系统(7)设计为三轴式，如图3所示。它是由航向转轴101、俯仰转轴102、云台内框103、云台外框104、摄像设备105、图像无线传输发射模块106、空气阻尼器107和云台吊装框架108组成，它们之间的位置连接关系是:航向转轴与俯仰转轴、云台吊装框架均安装于云台内、外框之间，摄像设备与图像无线传输发射模块均安装于云台内框下部的平板上。其中，该航向转轴，是圆轴类零件，云台系统可绕该轴全周旋转；该俯仰转轴，是圆轴类零件，云台系统可绕该轴在俯仰方向180度角内转动；该云台内框(103)是圆盒类零件，套在云台外框(104)中转动，使云台系统(7)可在横侧方向120度角内改变视角。云台系统(7)可搭载摄像设备(105)和图像无线传输发射模块(106)用于图像的采集与实时传输。该云台外框(104)是采用碳纤维材料制成，为云台的骨架；该摄像设备105是可以根据具体的拍摄任务进行更换的，用于在空中进行航拍航摄工作；该图像无线传输发射模块采用频率为5.8GH的无线传输单元，用于将空中所拍摄的画面传输回地面接收器；该空气阻尼器107是使用空气作为阻尼介质的隔振原件，用于阻隔飞机高频振动的传递；该云台吊装框架108为框架结构，采用高强度铝合金数控加工而成，用于云台系统相互间的连接。对于直升机震动大的问题，我们设计了云台系统(7)与机身的柔性连接使飞机的震动大大降低。首先将云台支架(6)以悬臂梁的形式通过螺钉连接于机身侧板结构(4)两侦牝在云台支架(6)上安装上空气阻尼器(107)这一柔性隔振元件，在空气阻尼器(107)上搭接云台吊装框架(108),云台航向转轴(101)与云台吊装框架(108)相连。如此,通过此空气阻尼器(107)实现了云台系统(7)与机身的震动隔离。云台系统(7)前置相比于云台系统下置使起落架(9)降低，直升机重心上移，机动性提高，机载设备可以更敏捷地捕捉画面，并可实现全视角观测和拍摄。3)小型集成化地面站地面站结构如图4所示，由保护箱(201)，图像无线传输接收模块(202)，用来录制模拟视频的微型SD卡录像机(203 )，高亮屏幕(204 )，电源(205 )，系统开关(206 )，云台遥控器(207)等组成。它们之间的位置连接关系是:他们相互独立且都安装于保护箱内部。此套地面站在一个保护箱(201)内集成了所有的电子设备，能完成云台系统(7)的控制，视频信号的接收与录制，视频拍摄的实时监控等任务；同时便于携带，防水防压，能够胜任各种恶劣的工作环境。该保护箱(201)是能够防水防压的器材箱，用于保护其内部的电子设备；该图像无线传输接收模块(202)是频率为5.8GH的无线传输接收单元用于接收飞机上空中传回的图像；该SD卡录像机(203)是以sd卡为介质的图像储存设备，使用该微型SD卡录像机(203)可以在飞机拍摄完一组视频后通过SD卡上的数据回放视频而不用去反复拆装固定于飞机上的高清摄像机，使用SD卡的该录像机抗震动能力要比硬盘录像机高很多；该高亮屏幕(204)是8英寸亮度为400cd/ (平方米)的工控屏幕，该工控高亮屏幕(204)使我们在晴天无遮挡的情况下也可以很好的观察到屏幕上的图像；该电源是选用了5Ah的免维护铅蓄电池，在不需要大电流放电而且对重量没有非常苛刻的要求的情况下，铅蓄电池的高容量和便于维护的特点更加重要；该系统开关(206)是用于控制整个地面站的电源通断；该云台遥控器是使用了 9通道遥控器，用于控制云台在空中的转动。4)图像实时传输云台系统(7)上的摄像设备(105)将采集到的图像通过无线传输发射模块(106)传出，地面站的图像无线传输接收模块(202)实时接收图像，并录制在SD卡录像机(203)中，同时同步显示在高亮屏幕(204)上，用于拍摄的实时监控及控制云台系统(7)的参考。这是高质量完成拍摄任务的保障。3有益效果本实用新型的优点在于:I)该航拍系统相关设备轻巧灵活，集成度高，使用机动性好，出勤率高，对使用环境及场地等条件要求较低。2)采用三轴前置式云台可以克服视野受限问题，实现全方位的拍摄；3)该航拍系统采用电动动力，噪音小，震动小，输出功率不受海拔高度限制，同时云台与机身通过空气阻尼器的连接方式有效地减小了机身震动对云台的影响，提高了云台的稳定性和拍摄画面的质量；4)该航拍系统抗损坏能力强，首先地面站系统有很强的抗冲击能力，其次该小型无人航拍直升机的尾桨保护框等保护措施，合理的机构及较高的云台设计都可以在突发情况下更好的保护设备的安全；
图1小型无人直升机总体布局示意图图2动力传送系统示意图图3三轴前置式云台示意图图4小型集成化地面站示意图图中符号说明如下1、尾桨系统；2、尾桨保护框；3、尾管；4、机身侧板结构；5、主旋翼系统；6、云台支架；7、云台系统；8、动力传动系统；9、起落架；10、无刷电机；11、小齿轮；12、大齿轮；13、齿轮；14、同步传动带I ;15、中间轴；16、同步传送带2 ;101、航向转轴;102、俯仰转轴;103、云台内框；104、云台外框；105、摄像设备；106、图像无线传输发射模块；107、空气阻尼器；108、云台吊装框架；201、保护箱；202、图像无线传输接收模块；203、SD卡录像机；204、高亮屏幕；205、电源；206、系统开关；207、云台遥控器。
具体实施方式
本实用新型一种基于前置三轴式云台技术的小型无人直升机航拍系统，主要是通过对小型无人直升机的总体布局、三轴前置式云台、小型集成化地面站及图像实时传输的合理设计与调试来实现的。I)小型无人直升机机的总体布局如图1所示，该小型无人直升机为常规单旋翼带尾桨布局。直升机机体由尾桨系统(I)、尾桨保护框(2)、尾管(3)、机身侧板结构(4)、主旋翼系统(5)、云台支架(6)、云台系统(7)、动力传动系统(8)(因处于结构内部，所以在图1中未不出，在图2单独不出)、起落架(9)等组成。它们之间的位置连接关系是:尾桨系统与尾桨保护框用螺钉连接在尾管末端，尾管另一端连接于机身侧板结构之间，主旋翼系统通过两个主轴轴承座连接于机身侧板结构上方，动力传动系统通过轴承座安装于机身侧板结构内部，起落架安装于机身侧板结构下方的底板上，两根云台支架使用铝柱分别连接于机身侧板结构前方外部，云台系统通过4个空气阻尼器悬挂于云台支架前部。该尾桨系统(I)是由作动机构与尾旋翼组成，两者之间的关系是:尾旋翼与作动机构分别独立安装于尾管末端通过连杆连接；该作动机构是一个伺服舵机带动连杆推动尾旋翼改变螺距的机构，整个尾桨系统用于平衡直升机主旋翼所产生的反扭矩以及控制直升机的航向。该尾旋翼是带有翼型的碳纤维材料，用于克服主旋翼旋转时产生的反扭力与改变航向。；该尾桨保护框(2)是圆环状件，它用于保护尾桨，避免在恶劣环境中飞行时尾桨受到破坏；该尾管(3)是圆管状件，全部使用碳纤维材料，用于连接尾桨系统和机身；该机身侧板结构(4)是两张有预定形状的厚度为3-5_的碳纤维板，用于构成机身的骨架；该主旋翼系统(5)是由主旋翼与控制机构组成，其间的关系是:控制机构使用三个伺服舵机带动连杆控制主旋翼的总距改变以及周期变距，该主旋翼为整机提供升力采用碳纤维材料制成。该控制机构是由三个伺服舵机带动自动倾斜器运动，自动倾斜器又与旋翼通过钢制连杆连接控制主旋翼螺距改变，其作用为调整并控制整个飞机的飞行姿态。主旋翼系统5为整个飞机提供升力并改变飞机的姿态；该云台支架(6)是两根碳纤维材料的空心圆管，主要起到连接云台系统与机身侧板结构的作用，同时云台支架上的空气阻尼器能够阻隔高频振动的传递；该云台系统(7)见下文详细介绍；该动力传动系统(8)位于机身侧板结构(4)内，如图2所示。它由锂聚合物动力电池、无刷电子调速器、无刷电机(10)三部分组成动力系统，其中锂聚合物电池与无刷电子调速器以及无刷电机通过电线连接，三者独立安装于机身侧板结构内部。小齿轮(11 )、大齿轮(12)将动力传输给主旋翼系统(5)，同时通过小齿轮(11)、大齿轮(12)、中齿轮(13)、同步传动带(14)、中间轴(15)、同步传送带(16)将动力传输给尾桨系统(I )。该起落架(9)是由铝合金材质的空心弯管制成弧形状，安装于机身侧板结构底部用于飞机的正常起降。对于直升机功重比小的问题，我们的结构大量采用碳纤维复合材料:云台系统
(7)的结构、云台支架(6)的结构、直升机主旋翼系统(5)和尾桨系统(I)的桨叶、机身侧板结构(4)、尾管(3)、尾桨保护框(2)等均采用碳纤维复合材料，只有在需要用螺栓连接的地方采用铝合金支柱进行连接。这样在保证飞机强度的情况下，大大降低了飞机自重，提高了功重比，使飞机的载荷能力与续航能力得到提升。2)三轴前置式云台云台系统(7)设计为三轴式，如图3所示。它是由航向转轴101、俯仰转轴102、云台内框103、云台外框104、摄像设备105、图像无线传输发射模块106、空气阻尼器107和云台吊装框架108组成，它们之间的位置连接关系是:航向转轴与俯仰转轴、云台吊装框架均安装于云台内、外框之间，摄像设备与图像无线传输发射模块均安装于云台内框下部的平板上。其中，该航向转轴101，是圆轴类零件，云台系统(7)可绕该轴全周旋转；该俯仰转轴102，是圆轴类零件，云台系统(7)可绕该轴在俯仰方向180度角内转动；该云台内框(103)是圆盒类零件，套在云台外框(104)中转动，使云台系统(7)可在横侧方向120度角内改变视角。云台系统(7)可搭载摄像设备(105)和图像无线传输发射模块(106)用于图像的采集与实时传输。该云台外框(104)是采用碳纤维材料制成，为云台系统(7)的骨架；该摄像设备105是可以根据具体的拍摄任务进行更换的，用于在空中进行航拍航摄工作；该图像无线传输发射模块采用频率为5.8GH的无线传输单元，用于将空中所拍摄的画面传输回地面接收器；该空气阻尼器107是使用空气作为阻尼介质的隔振原件，用于阻隔飞机高频振动的传递；该云台吊装框架108为框架结构，采用高强度铝合金数控加工而成，用于云台系统相互间的连接。对于直升机震动大的问题，我们设计了云台系统(7)与机身的柔性连接使飞机的震动大大降低。首先将云台支架(6)以悬臂梁的形式通过螺钉连接于机身侧板结构(4)两侦牝在云台支架(6)上安装上空气阻尼器(107)这一柔性隔振元件，在空气阻尼器(107)上搭接云台吊装框架(108),云台航向转轴(101)与云台吊装框架(108)相连。如此,通过此空气阻尼器(107)实现了云台系统(7)与机身的震动隔离。云台系统(7)前置相比于云台系统下置使起落架(9)降低，直升机重心上移，机动性提高，机载设备可以更敏捷地捕捉画面，并可实现全视角观测和拍摄。3)小型集成化地面站地面站结构如图4所示，由保护箱(201)，图像无线传输接收模块(202)，用来录制模拟视频的微型SD卡录像机(203)，高亮屏幕(204)，电源(205)，系统开关(206)，云台遥控器(207)等组成。它们之间的位置连接关系是:他们相互独立且都安装于保护箱内部。此套地面站在一个保护箱(201)内集成了所有的电子设备，能完成云台系统(7)的控制，视频信号的接收与录制，视频拍摄的实时监控等任务；同时便于携带，防水防压，能够胜任各种恶劣的工作环境。该保护箱(201)是能够防水防压的器材箱，用于保护其内部的电子设备；该图像无线传输接收模块(202)是频率为5.8GH的无线传输接收单元用于接收飞机上空中传回的图像；该SD卡录像机(203)是以sd卡为介质的图像储存设备，使用该微型SD卡录像机(203)可以在飞机拍摄完一组视频后通过SD卡上的数据回放视频而不用去反复拆装固定于飞机上的高清摄像机，使用SD卡的该录像机抗震动能力要比硬盘录像机高很多；该高亮屏幕(204)是8英寸亮度为400cd/ (平方米)的工控屏幕，该工控高亮屏幕使我们在晴天无遮挡的情况下也可以很好的观察到屏幕上的图像；该电源是选用了 5Ah的免维护铅蓄电池，在不需要大电流放电而且对重量没有非常苛刻的要求的情况下，铅蓄电池的高容量和便于维护的特点更加重要；该系统开关(206)是用于控制整个地面站的电源通断；该云台遥控器是使用了 9通道遥控器，用于控制云台在空中的转动。4)图像实时传输云台系统(7)上的摄像设备(105)将采集到的图像通过无线传输发射模块(106)传出，地面站的图像无线传输接收模块(202)实时接收图像，并录制在SD卡录像机(203)中，同时同步显示在高亮屏幕(204)上，用于拍摄的实时监控及控制云台系统(7)的参考。这是高质量完成拍摄任务的保障。下面通过实例对本实用新型的实施方式进行说明:实例:开展空中航拍勘察受灾区域的紧急任务当有受灾等突发情况区域需要紧急勘察实地情况时，该航拍系统会显示出其优良的灵活机动性能。该系统所包含的设备及操纵人员可以利用普通运输工具送至现场并与五分钟内起飞执行任务；直升机起飞向受灾区域飞行，其云台系统(7)所搭载的摄像设备105通过图像传输系统可以将该区域地面的情况拍摄下来并实时传回地面站记录并同步显示画面，地面的救援人员可以借此信息判断受灾情况并及时作出反应。该系统可以在第一时间获取有用的信息，拍摄任务完成后，直升机返航落地，可以在五分钟内完成准备下一次飞行。当飞行任务全部结束后，该套系统可以快速收回。
权利要求1.一种基于前置三轴式云台的小型电动无人直升机航拍系统，其特征在于:它是通过对小型无人直升机的总体布局、三轴前置式云台、小型集成化地面站及图像实时传输的合理设计与调试来实现的； 1)小型无人直升机机的总体布局 该小型无人直升机为常规单旋翼带尾桨布局，直升机机体由尾桨系统(I)、尾桨保护框(2)、尾管(3)、机身侧板结构(4)、主旋翼系统(5)、云台支架(6)、云台系统(7)、动力传动系统(8)、起落架(9)组成，尾桨系统与尾桨保护框用螺钉连接在尾管末端，尾管另一端连接于机身侧板结构之间，主旋翼系统通过两个主轴轴承座连接于机身侧板结构上方，动力传动系统通过轴承座安装于机身侧板结构内部，起落架安装于机身侧板结构下方的底板上，两根云台支架使用铝柱分别连接于机身侧板结构前方外部，云台系统通过4个空气阻尼器悬挂于云台支架前部； 该尾桨系统(1)是由作动机构与尾旋翼组成，尾旋翼与作动机构分别独立安装于尾管末端通过连杆连接；该作动机构是一个伺服舵机带动连杆推动尾旋翼改变螺距的机构，该尾旋翼是带有翼型的材料制作； 该尾桨保护框(2)是圆环状件； 该尾管(3)是圆管状件； 该机身侧板结构(4)是两张有预定形状的厚度为3-5mm的板材； 该主旋翼系统(5)是由主旋翼与控制机构组成，控制机构使用三个伺服舵机带动连杆控制主旋翼的总距改变以及周期变距，该主旋翼为整机提供升力采用板材制成；该控制机构是由三个伺服舵机带动自动倾斜器运动，自动倾斜器又与旋翼通过钢制连杆连接控制主旋翼螺距改变； 该云台支架(6)是两根空心圆管材； 该动力传动系统(8)位于机身侧板结构(4)内，它由锂聚合物动力电池、无刷电子调速器、无刷电机(10)三部分组成动力系统，其中锂聚合物电池与无刷电子调速器以及无刷电机通过电线连接，三者独立安装于机身侧板结构内部；小齿轮(11)、大齿轮(12)将动力传输给主旋翼系统(5)，同时通过小齿轮(11)、大齿轮(12)、中齿轮(13)、同步传动带(14)、中间轴(15)、同步传送带(16)将动力传输给尾桨系统(I); 该起落架(9)是由空心管材弯制成弧形状，安装于机身侧板结构底部； 2)三轴前置式云台 云台系统(7)设计为三轴式，它是由航向转轴(101)、俯仰转轴(102)、云台内框(103)、云台外框(104)、摄像设备(105)、图像无线传输发射模块(106)、空气阻尼器(107)和云台吊装框架(108)组成，航向转轴与俯仰转轴、云台吊装框架均安装于云台内、外框之间，摄像设备与图像无线传输发射模块均安装于云台内框下部的平板上； 其中，该航向转轴，是圆轴类零件，云台系统绕该轴全周旋转；该俯仰转轴，是圆轴类零件，云台系统绕该轴在俯仰方向180度角内转动；该云台内框(103)是圆盒类零件，套在云台外框(104)中转动，使云台系统(7)在横侧方向120度角内改变视角；云台系统(7)搭载摄像设备(105)和图像无线传输发射模块(106)用于图像的采集与实时传输；该云台外框(104)是采用管材制成，为云台的骨架；该摄像设备(105)是根据具体的拍摄任务更换；该图像无线传输发射模块采用频率为5.8GH的无线传输单元；该空气阻尼器(107)是使用空气作为阻尼介质的隔振原件；该云台吊装框架(108)为框架结构，采用高强度材料数控加工而成，用于云台系统相互间的连接； 云台系统(7 )前置相比于云台系统下置使起落架(9 )降低，直升机重心上移，机载设备更敏捷地捕捉画面，并实现全视角观测和拍摄； 3)小型集成化地面站 小型集成化地面站结构由保护箱(201)，图像无线传输接收模块(202)，用来录制模拟视频的微型SD卡录像机(203)，高亮屏幕(204)，电源(205)，系统开关(206)，云台遥控器(207)组成，他们相互独立且都安装于保护箱内部； 该保护箱(201)是能够防水防压的器材箱；该图像无线传输接收模块(202)是频率为.5.8GH的无线传输接收单元；该SD卡录像机(203)是以sd卡为介质的图像储存设备；该高亮屏幕(204)是8英寸亮度为400cd/平方米的工控屏幕；该电源是选用了 5Ah的免维护铅蓄电池；该系统开关(206)是用于控制整个地面站的电源通断；该云台遥控器是使用了 9通道遥控器； 4)图像实时传输 云台系统(7)上的摄像设备(105)将采集到的图像通过无线传输发射模块(106)传出，地面站的图像无线传输接收模块(202)实时接收图像，并录制在SD卡录像机(203)中，同时同步显示在高亮屏幕(204)上，用于拍 摄的实时监控及控制云台系统(7)的参考。
专利摘要本实用新型涉及一种基于前置三轴式云台的小型电动无人直升机航拍系统，它是一种小型无人直升机航拍系统的设计，它包含前置三轴式云台设计、小型无人直升机平台设计、地面站设计、通讯系统设计等，属于航空飞行器设计技术领域。尾桨系统与尾桨保护框用螺钉连接在尾管末端，尾管另一端连接于机身侧板结构之间，主旋翼系统通过两个主轴轴承座连接于机身侧板结构上方，动力传动系统通过轴承座安装于机身侧板结构内部，起落架安装于机身侧板结构下方的底板上，两根云台支架使用铝柱分别连接于机身侧板结构前方外部，云台系统通过4个空气阻尼器悬挂于云台支架前部。该航拍系统轻巧灵活，集成度高，噪音小，震动小，使用机动性好，对使用环境及场地等条件要求低，能实现全方位的拍摄。它在无人驾驶飞行器领域内里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。
文档编号G03B17/56GK202953178SQ20122063222
公开日2013年5月29日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者王川, 王亚龙 申请人:北京兰亭华谊文化传媒有限责任公司