角度调节式吊舱的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及角度调节式吊舱。

背景技术：

吊舱通常安装在无人机、航空航天器、车辆、舰船或固定建筑上，用于实现成像仪镜头对准方位的调节。随着无人机在军事、民用和科学研究等领域用途的不断扩大，对无人机上的吊舱提出了重量更轻、结构更稳固、稳定精度更高、作用距离更远等要求。

现有技术中吊舱缺乏角度的精确控制，无法满足高质量的拍摄工作需求。

技术实现要素：

本申请提供的角度调节式吊舱，解决了或部分解决了现有技术中吊舱缺乏角度的精确控制，无法满足高质量的拍摄工作需求的技术问题，实现了能精确控制拍摄角度，提高成像画面质量的技术效果。

本申请提供了角度调节式吊舱，包括：

主支撑板，与外界工作物固定连接；

副支撑板，与所述主支撑板固定连接；

航向角电机，与所述副支撑板固定连接；

旋转架，设置在所述航向角电机的输出端；所述航向角电机驱动所述旋转架绕竖直轴转动；

第一姿态传感器，设置在所述航向角电机上，以检测所述航向角电机的输出轴的转动角度，获得航向角信息；

俯仰角电机，固定在所述旋转架的一端；

成像设备，设置在所述俯仰角电机的输出端；所述俯仰角电机驱动所述成像设备绕水平轴转动；

第二姿态传感器，设置在所述俯仰角电机上，以检测所述俯仰角电机的输出轴的转动角度，获得俯仰角信息；

控制单元，所述控制单元与所述航向角电机及所述俯仰角电机连接；所述控制单元根据所述航向角信息及所述俯仰角信息控制所述航向角电机及所述俯仰角电机的工作或停止。

作为优选，所述主支撑板通过多根支柱与所述外界工作物固定连接；

所述主支撑板水平设置；

所述支柱与所述主支撑板垂直固定连接。

作为优选，所述支柱为圆柱形空心管；

所述外界工作物为无人机，所述无人机的机身底部设置一安装架；

所述支柱的两端开设内螺纹，一端通过螺钉固定在所述安装架上，另一端通过螺钉与所述主支撑板固定连接。

作为优选，所述副支撑板通过多个橡胶球与所述主支撑板连接；

所述主支撑板通过多根支柱与所述外界工作物固定连接；

所述支柱的两端开设内螺纹，顶端通过螺钉与所述外界工作物固定连接，底端通过螺钉与所述主支撑板固定连接；

所述多个橡胶球分别套设在对应的所述支柱上；

所述副支撑板对应所述多根支柱开孔；

所述副支撑板穿过所述多根支柱压设在所述多个橡胶球上；

所述副支撑板与所述主支撑板平行设置。

作为优选，所述旋转架通过第一连接轴与所述航向角电机的输出轴连接；

所述第一连接轴的一端通过联轴器与所述航向角电机的输出轴固定连接，另一端与所述旋转架固定连接；

所述第一连接轴竖直设置；

所述航向角电机驱动所述第一连接轴转动，所述旋转架跟随所述第一连接轴转动。

作为优选，所述第一连接轴固定第一限位档杆；

所述第一连接轴套设第一环套，所述第一环套固定两个第一挡块；

所述第一限位档杆跟随所述第一连接轴转动设定角度后抵住所述第一挡块，使所述第一连接轴停止继续转动；

所述航向角电机为双向转动的减速电机。

作为优选，所述旋转架包括：两根对称设置的U形铝合金杆、多根固定杆及连接块；

所述连接块与所述第一连接轴通过螺钉固定连接；

所述连接块的两侧通过螺钉分别与所述U形铝合金杆的中部固定连接；

所述固定杆的两端分别通过螺钉与所述U形铝合金杆固定连接；

所述俯仰角电机外套设固定座，所述固定座通过螺钉固定在所述U形铝合金杆的一端。

作为优选，所述俯仰角电机的输出轴通过联轴器与第二连接轴的一端固定连接；

所述第二连接轴的另一端通过轴承固定在所述旋转架的另一端；

所述成像设备设置在固定架中；

所述固定架与所述第二连接轴固定连接；

所述第二连接轴水平设置；

所述俯仰角电机驱动所述第二连接轴转动，所述固定架及所述成像设备跟随所述第二连接轴转动。

作为优选，所述第二连接轴固定第二限位档杆；

所述第二连接轴套设第二环套，所述第二环套固定两个第二挡块；

所述第二限位档杆跟随所述第二连接轴转动设定角度后抵住所述第二挡块，使所述第二连接轴停止继续转动；

所述俯仰角电机为双向转动的减速电机。

作为优选，所述第一姿态传感器为磁传感器；

所述第二姿态传感器为陀螺仪；

所述角度调节式吊舱还包括：通讯单元；

所述通讯单元与所述第一姿态传感器连接，以接收所述第一姿态传感器获得的航向角信息；

所述通讯单元与所述第二姿态传感器连接，以接收所述第二姿态传感器获得的俯仰角信息；

所述通讯单元能与外界控制器进行信息交互；

所述通讯单元将所述航向角信息及所述俯仰角信息发送到所述外界控制器，所述外界控制器根据所述航向角信息及所述俯仰角信息生成控制信息并将所述控制信息发送到所述通讯单元；

所述通讯单元与所述控制单元连接；

所述控制单元接收所述通讯单元发送的所述控制信息，并根据所述控制信息控制所述航向角电机及所述俯仰角电机的工作或停止。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了在航向角电机的输出端设置第一姿态传感器，以检测航向角电机的输出轴的转动角度，获得航向角信息，在俯仰角电机的输出端设置第二姿态传感器，以检测俯仰角电机的输出轴的转动角度，获得俯仰角信息，控制单元根据航向角信息及俯仰角信息控制航向角电机及俯仰角电机的转动或停止，保证成像设备的航向角和俯仰角的精确调节。这样，有效解决了现有技术中吊舱缺乏角度的精确控制，无法满足高质量的拍摄工作需求的技术问题，实现了能精确控制拍摄角度，提高成像画面质量的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的角度调节式吊舱的爆炸图；

图2为图1中角度调节式吊舱的俯仰角电机、第二连接轴及轴承的装配图；

图3为图1中角度调节式吊舱的第一环套、第一挡块及第一限位档杆的结构示意图；

图4为图1中角度调节式吊舱的第二环套、第二挡块及第二限位档杆的结构示意图；

图5为图1中角度调节式吊舱的旋转架的结构放大图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1第一壳体，2控制单元，3支柱，4航向角电机、5副支撑板、6第一连接轴、7主支撑板、8第三壳体、9俯仰角电机、10固定座、11固定架、12成像设备、13第二姿态传感器、14轴承、15轴承座、16第二壳体、17旋转架、18第一姿态传感器、19通讯单元、20第二连接轴、21第一挡块、22第一环套、23第一限位档杆、24第二环套、25第二挡块、26第二限位档杆、27U形铝合金杆、28固定杆、29连接块)

具体实施方式

本申请实施例提供的角度调节式吊舱，解决了或部分解决了现有技术中吊舱的外壳与内部结构组成整体结构不方便分拆，导致制造、组装及检修难度较大的技术问题，通过将第一壳体与主支撑板可拆卸连接，且主支撑板、副支撑板和航向角电机设置在第一壳体内部；将第二壳体与旋转架可拆卸连接，且旋转架及俯仰角电机设置在第二壳体内部；将第三壳体与成像设备可拆卸连接，且成像设备设置在第三壳体内，实现了吊舱外壳与内部组件可拆式设计，减小外壳的损坏几率，使外壳方便拆卸和更换的技术效果。

参见附图1，本申请提供了角度调节式吊舱，包括：主支撑板7、副支撑板5、航向角电机4、旋转架17、第一姿态传感器18、俯仰角电机9、成像设备12、第二姿态传感器13及控制单元2。

主支撑板7与外界工作物固定连接；副支撑板5与主支撑板7固定连接；航向角电机4与副支撑板5固定连接；旋转架17设置在航向角电机4的输出端；航向角电机4驱动旋转架17绕竖直轴转动；第一姿态传感器18设置在航向角电机4上，以检测航向角电机4的输出轴的转动角度，获得航向角信息；俯仰角电机9固定在旋转架17的一端；成像设备12设置在俯仰角电机9的输出端；俯仰角电机9驱动成像设备12绕水平轴转动；第二姿态传感器13设置在俯仰角电机9上，以检测俯仰角电机9的输出轴的转动角度，获得俯仰角信息；控制单元2设置在主支撑板7上，与航向角电机4及俯仰角电机9连接；控制单元2根据航向角信息及俯仰角信息控制航向角电机4及俯仰角电机9的工作或停止。

其中，将成像设备12设置在俯仰角电机9的输出端并跟随其转动，实现成像设备12的俯仰角调节，而俯仰角电机9固定在旋转架17的端部，由航向角电机4驱动旋转架17绕竖直轴旋转，实现成像设备12的航向角调节；航向角电机4通过副支撑板5及主支撑板7固定在外界工作物下，能实现成像设备12多角度调节，扩大拍摄范围；结构轻巧且牢固稳定，具有较高的工作性能。在航向角电机4的输出端设置第一姿态传感器18，以检测航向角电机4的输出轴的转动角度，获得航向角信息，在俯仰角电机9的输出端设置第二姿态传感器13，以检测俯仰角电机9的输出轴的转动角度，获得俯仰角信息，控制单元2根据航向角信息及俯仰角信息控制航向角电机4及俯仰角电机9的转动或停止，保证成像设备12的航向角和俯仰角的精确调节。

进一步的，主支撑板7通过多根支柱3与外界工作物固定连接；主支撑板7水平设置；支柱3与主支撑板7垂直固定连接。作为一种实施例，支柱3为圆柱形空心管；外界工作物为无人机，无人机的机身底部设置有安装架，支柱3的两端开设内螺纹，一端通过螺钉固定在安装架上，另一端通过螺钉与主支撑板7固定连接，螺纹固定的方式，连接牢靠，且方便拆装。

进一步的，副支撑板5通过多个橡胶球与主支撑板7连接；主支撑板7通过多根支柱3与安装架固定连接；支柱3的两端开设内螺纹，顶端通过螺钉与外界工作物固定连接，底端通过螺钉与主支撑板7固定连接；多个橡胶球分别套设在对应的支柱3上；副支撑板5对应多根支柱3开孔；副支撑板5穿过多根支柱3压设在多个橡胶球上；副支撑板5与主支撑板7平行设置，实现主支撑板7、橡胶球及副支撑板5分别由下至上依次压设在支柱3底端的螺钉上，安装和拆卸非常方便，橡胶球起到良好的缓冲作用，保证副支撑板5的平稳，且橡胶球易于制造和安装。作为一种优选的实施例，多个橡胶球绕圆形主支撑板7的圆心均布，一方面确保副支撑板5的水平位置，另一方面保证对副支撑板5的良好缓冲效果。当主支撑板7的抖动较严重时，不利于成像设备12的探测稳定性；主支撑板7均布的多个橡胶球能有效减缓副支撑板5的抖动幅度，保证吊挂在副支撑板5下方的旋转架17和成像设备12的空间位置稳定，提高探测图像的质量。

进一步的，旋转架17通过第一连接轴6与航向角电机4的输出轴固定连接；第一连接轴6的一端通过联轴器与航向角电机4的输出轴固定连接，另一端与旋转架17固定连接；第一连接轴6竖直设置；航向角电机4驱动第一连接轴6转动，旋转架17跟随第一连接轴6转动，实现成像设备12的航向角调节。参见附图3，第一连接轴6固定第一限位档杆23；第一连接轴6套设第一环套22，第一环套22固定两个第一挡块21；第一限位档杆23跟随第一连接轴6转动设定角度后抵住第一挡块21，使第一连接轴6停止继续转动。航向角电机4为双向转动的减速电机；航向角电机4竖直布置；第一连接轴6的转角范围为0～270°。

进一步的，参见附图5，旋转架17包括：两根对称设置的U形铝合金杆27、多根固定杆28及连接块29；连接块29与第一连接轴6通过螺钉固定连接；连接块29的两侧通过螺钉分别与U形铝合金杆27的中部固定连接；固定杆28的两端分别通过螺钉与U形铝合金杆27固定连接。

参见附图2，俯仰角电机9的输出端通过联轴器与第二连接轴20的一端固定连接；第二连接轴20的另一端通过轴承14固定在旋转架17的另一端；轴承14与轴承座15配合固定，轴承座15通过螺钉固定在U形铝合金杆27的一端；俯仰角电机9外套设固定座10，固定座10通过螺钉固定在U形铝合金杆27的一端连接。成像设备12设置在固定架11中；固定架11与第二连接轴20固定连接；俯仰角电机9驱动第二连接轴20转动，固定架11及成像设备12跟随第二连接轴转动，实现成像设备12的俯仰角调节。参见附图4，第二连接轴20固定第二限位档杆26；第二连接轴20套设第二环套24，第二环套24固定两个第二挡块25；第二限位档杆26跟随第二连接轴20转动设定角度后抵住第二挡块25，使第二连接轴20停止继续转动。俯仰角电机9为双向转动的减速电机；第二连接轴20水平设置；第二连接轴20的转角范围为0～120°。

进一步的，该角度调节式吊舱还包括：通讯单元19，设置在主支撑板7上；通讯单元19与第一姿态传感器18连接，以接收第一姿态传感器18获得的航向角信息；通讯单元19与第二姿态传感器13连接，以接收第二姿态传感器13获得的俯仰角信息；通讯单元19能与外界控制器进行信息交互；通讯单元19将航向角信息及俯仰角信息发送到外界控制器，外界控制器根据航向角信息及俯仰角信息生成控制信息并将控制信息发送到通讯单元19；通讯单元19与控制单元2连接；控制单元2接收通讯单元19发送的控制信息，并根据控制信息控制航向角电机4及俯仰角电机9的工作或停止。作为一种优选的实施例，第一姿态传感器18为磁传感器；第二姿态传感器13为陀螺仪；成像设备12为30倍光学镜头照相机。

进一步的，该角度调节式吊舱包括：第一壳体1、第二壳体16及第三壳体8；第一壳体1与主支撑板7可拆卸连接；主支撑板7、副支撑板5和航向角电机4设置在第一壳体1内部；第二壳体16与旋转架17可拆卸连接；旋转架17及俯仰角电机9设置在第二壳体16内部；第三壳体8与成像设备12可拆卸连接；成像设备12设置在第三壳体8内。第一壳体1、第二壳体16及第三壳体8与吊舱内部组件能快速分拆，方便吊舱的制造、组装及检修。第一壳体1、第二壳体16及第三壳体8的材质为耐磨塑料，在包裹吊舱内部组件的同时，降低吊舱的整体重量。主支撑板7与副支撑板5为开设有多个减重孔的圆形碳纤维板；固定架11为塑料材质的矩形框架结构，开设多个减重孔。碳纤维材质的主支撑板7、副支撑板5及铝合金材质的旋转架17，并在主支撑板7及副支撑板5开设多个减重孔，保证结构强度的同时达到减重效果。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了在航向角电机4的输出端设置第一姿态传感器18，以检测航向角电机4的输出轴的转动角度，获得航向角信息，在俯仰角电机9的输出端设置第二姿态传感器13，以检测俯仰角电机13的输出轴的转动角度，获得俯仰角信息，通讯单元19将航向角信息及俯仰角信息发送到外界控制器，外界控制器根据航向角信息及俯仰角信息生成控制信息并将控制信息发送到通讯单元19；控制单元2接收通讯单元19发送的控制信息，并根据控制信息控制航向角电机4及俯仰角电机9的工作或停止，保证成像设备12的航向角和俯仰角的精确调节。这样，有效解决了现有技术中吊舱缺乏角度的精确控制，无法满足高质量的拍摄工作需求的技术问题，实现了能精确控制拍摄角度，提高成像画面质量的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。