一种高速航空摄影云台的制作方法

本发明涉及航空摄影设备领域，尤其涉及一种高速航空摄影云台。

背景技术：

航空全景倾斜摄影装置属于航空摄影测量及航空倾斜摄影量的技术范畴。航空摄影测量是基于航空拍摄影像，以及利用摄影测量技术，生产各种测绘产品，包括数字地面模型，正摄影像图以及线划地图。航空倾斜摄影测量是通过拍摄倾斜影像，获得地物的侧面纹理，再通过摄影测量的技术，建立真实的城市三维模型。

航空倾斜摄影作为传统航空摄影测量的突破，通过不同视角的相机组合，拍摄包括地面上的自然物体以及人工建筑物。但现有技术的缺陷在于：目前使用的航空倾斜摄影装置普遍采用多个内置相机，通过不同角度的摆放，实现多个角度拍摄，以获取地图地面的全景图像。但所需内置相机数量多，拍摄成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高速航空摄影云台，具有实现多角度自由拍摄以及降低成本的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高速航空摄影云台，包括挂载杆，所述挂载杆上设置有竖直向下延伸的承载杆，所述承载杆的端部设置有固定齿轮，所述承载杆上转动套设有内部中空且下端开口设置的转动筒，所述挂载杆上设置有用于驱动转动筒转动的转动组件，所述固定齿轮处在所述转动筒的内部，所述转动筒的内壁上且位于所述固定齿轮的周向设置有齿圈，所述齿圈与所述固定齿轮处于同一水平面上，所述承载杆位于转动筒内的杆壁上转动设置有支杆，所述支杆上转动设置有与所述齿圈和固定齿轮均啮合的转动齿轮，所述转动齿轮的轴心处转动设置有竖直向下延伸的穿杆，所述穿杆上铰接设置有倾斜相机，所述穿杆上设置有用于驱动倾斜相机在穿杆上倾斜的驱动组件，所述固定齿轮上沿着其直径方向设置有轨道，所述轨道上移动设置有移动板，所述移动板上设置有用于驱动移动板移动的驱动机构，所述移动板上设置有镜头朝下的细节相机。

实施上述技术方案，启动转动组件，让转动筒开始转动，此时处在转动筒内壁上的齿圈也会开始转动，由于支杆上的转动齿轮啮合在齿圈与固定齿轮之间，因此齿圈的转动会带动转动齿轮在固定齿轮外圈周向运动，使得穿杆上的倾斜相机做圆周运动，让倾斜相机的镜头的拍摄范围增大；接着启动驱动组件，使得倾斜相机在穿杆上产生倾斜，从而使得倾斜相机镜头的拍摄范围进一步加大；启动驱动机构，此时移动板便会在轨道的长度方向上移动，从而使得细节相机跟随移动板一起移动，移动之后能够实现细节相机的拍摄范围增大；通过调节细节相机以及倾斜相机的位置，能够实现多角度的大范围自由拍摄，并且只需要配置两个相机即可，达到节约成本的效果。

进一步，所述转动组件包括设置在挂载杆上的转动电机，所述转动电机的输出轴竖直向下延伸，所述转动电机的输出轴端部同轴设置有主动齿轮，所述转动筒的周向外壁上设置有与所述主动齿轮啮合的外齿环。

实施上述技术方案，启动转动电机，此时转动电机输出轴上的主动齿轮也会开始转动，由于转动筒周向外壁上的外齿环与主动齿轮啮合，因此主动齿轮在转动过程中会拨动外齿环转动，从而实现转动筒的转动，且达到驱动转动筒转动较为方便的效果。

进一步，所述转动筒远离地面的端面中心固定设置有滚动轴承，所述承载杆穿过所述滚动轴承的内圈且与所述滚动轴承的内圈过盈配合。

实施上述技术方案，滚动轴承的设置使得转动筒能够在承载杆上实现转动并且稳定固定在承载杆上。

进一步，所述穿杆上位于倾斜相机的上方设置有支撑板，所述倾斜相机靠近支撑板的端部设置有与所述支撑板相配的顶板，所述顶板上设置有竖直向上延伸的短杆，所述短杆的端部设置有滚珠，所述支撑板的板面中心开设有供滚珠嵌入且转动的卡槽。

实施上述技术方案，短杆上的滚珠嵌入支撑板上的卡槽内后，滚珠能够在卡槽内自由转动，从而使得倾斜相机能够实现自由转动，这时通过驱动组件的驱动能够让倾斜相机实现多角度倾斜。

进一步，所述驱动组件包括设置在支撑板上的气缸，所述气缸在所述支撑板的四个边角各设置有一个，所述气缸的活塞杆竖直向下延伸，所述气缸的活塞杆端部转动设置有滚轮，所述滚轮与所述顶板的板面接触。

实施上述技术方案，启动其中一个气缸让气缸的活塞杆伸长，此时气缸的活塞杆竖直向下延伸，使得气缸活塞杆上的滚轮抵触到顶板的板面上，随着气缸活塞杆的逐渐伸长，滚轮也会在竖直方向移动并在顶板的板面上滑动，从而使得顶板产生倾斜，此时顶板上的细节相机便会实现倾斜；并且通过调节气缸的活塞杆的伸出长度能够改变细节相机的倾斜角度。

进一步，所述轨道上沿着轨道的长度方向开设有容纳槽，所述驱动机构包括设置在移动板上的伺服电机，所述伺服电机的输出轴竖直穿过所述移动板且向容纳槽内延伸，所述伺服电机的输出轴位于容纳槽内的端部同轴设置有小齿轮，所述容纳槽的侧壁上且沿着容纳槽的长度方向设置有与所述小齿轮啮合的齿条，所述移动板上设置有阻止小齿轮脱离齿条的防脱件。

实施上述技术方案，启动伺服电机，此时伺服电机输出轴上的小齿轮开始转动，由于小齿轮与齿条处于啮合状态，因此小齿轮转动后会沿着齿条的长度方向开始移动，从而使得移动板也会移动，最终实现细节相机在轨道长度方向的移动，达到驱动细节相机移动较为方便的效果；并且由于伺服电机在正转之后能够实现反转，因此能够使得移动板带动细节相机在轨道上来回移动，让细节相机在轨道长度方向的任意位置实现拍摄；而防脱件的设置能够使得小齿轮能够不易脱离齿条，使得移动板能在轨道的长度方向上正常移动。

进一步，所述防脱件包括设置在移动板上的燕尾块，所述轨道上开设有供所述燕尾块滑动的燕尾槽，所述燕尾槽的长度方向与所述容纳槽的长度方向相互平行。

实施上述技术方案，当移动板上的燕尾块卡接在燕尾槽内后，由于燕尾槽和燕尾块本身形状的特性，使得燕尾块只会沿着燕尾槽的长度方向滑动而不会脱离燕尾槽，从而使得移动板上的小齿轮不易脱离齿条。

进一步，所述移动板的两侧均设置有l形杆，所述固定齿轮上位于轨道两侧开设有供l形杆穿过的条形孔，所述条形孔的长度方向与所述轨道的长度方向相互平行，两个所述l形杆的穿过所述条形孔后的端部设置有连接板，所述细节相机设置在所述连接板上。

实施上述技术方案，通过l形杆将连接板吊在固定齿轮的下方，细节相机便能够正常地将镜头对向地面，条形孔的设置能够使得移动板在移动过程中l形杆也能够正常随着移动板移动。

进一步，所述连接板的两侧设置有螺纹杆，所述l形杆的端部开设有供螺纹杆穿过的插孔，所述螺纹杆上螺纹套设有阻止螺纹杆脱离插孔的防脱环。

实施上述技术方案，将连接板安装到l形杆上时，首先将连接板上的螺纹杆插入到l形杆上的插孔内，然后再将防脱环螺纹套设在螺纹杆上，从而实现将螺纹杆固定在插孔内，达到固定连接板较为方便的效果。

进一步，所述燕尾槽的内壁上覆设有特氟龙层。

实施上述技术方案，特氟龙，一般称作“不沾涂层”或“易清洁物料”。这种材料具有耐高温以及摩擦系数极低的特点，因此将其涂覆在燕尾槽内，能够使得燕尾块在燕尾槽内滑动时能够更为顺畅。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明通过调节细节相机以及倾斜相机的位置，能够实现多角度的大范围自由拍摄，并且只需要配置两个相机即可，达到节约成本的效果。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的部分剖视图；

图3是图2中的a部放大图；

图4是图2中的b部放大图；

图5是本发明实施例的用于展示穿杆与倾斜相机的连接关系的部分结构示意图。

附图标记：1、挂载杆；11、转动电机；12、主动齿轮；2、承载杆；21、支杆；22、转动齿轮；23、l形支杆；3、固定齿轮；31、条形孔；4、转动筒；41、齿圈；42、外齿环；43、滚动轴承；5、穿杆；51、支撑板；511、卡槽；52、气缸；521、滚轮；6、倾斜相机；61、顶板；62、短杆；63、滚珠；7、轨道；71、容纳槽；72、齿条；73、燕尾槽；8、移动板；81、伺服电机；82、小齿轮；83、燕尾块；84、l形杆；841、插孔；9、细节相机；91、连接板；92、螺纹杆；93、防脱环。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。

如图1、2所示，一种高速航空摄影云台，包括挂载杆1，挂载杆1上设置有竖直向下延伸的承载杆2，承载杆2的端部设置有固定齿轮3，承载杆2上转动套设有内部中空且下端开口设置的转动筒4，即转动筒4远离地面的端面中心固定设置有滚动轴承43，承载杆2穿过滚动轴承43的内圈且与滚动轴承43的内圈过盈配合，滚动轴承43的设置使得转动筒4能够在承载杆2上实现转动并且稳定固定在承载杆2上。

如图1所示，挂载杆1上设置有用于驱动转动筒4转动的转动组件，转动组件为设置在挂载杆1上的转动电机11，转动电机11的输出轴竖直向下延伸，转动电机11的输出轴端部同轴设置有主动齿轮12，转动筒4的周向外壁上设置有与主动齿轮12啮合的外齿环42。

如图1、2所述，固定齿轮3处在转动筒4的内部，转动筒4的内壁上且位于固定齿轮3的周向设置有齿圈41，齿圈41与固定齿轮3处于同一水平面上，承载杆2位于转动筒4内的杆壁上转动设置有支杆21，即支杆21的端部设置有滚动轴承43，滚动轴承43的内圈与承载杆2过盈配合；支杆21上转动设置有与齿圈41和固定齿轮3均啮合的转动齿轮22，转动齿轮22的轴心处转动设置有竖直向下延伸的穿杆5，穿杆5上铰接设置有倾斜相机6；支杆21与穿杆5连接且相互垂直，转动齿轮22转动设置在穿杆5的杆壁上，即转动齿轮22的轴心处设置有滚动轴承43(参见图5)，穿杆5穿过滚动轴承43的内圈且与滚动轴承43的过盈配合。

启动转动电机11，此时转动电机11输出轴上的主动齿轮12也会开始转动，由于转动筒4周向外壁上的外齿环42与主动齿轮12啮合，因此主动齿轮12在转动过程中会拨动外齿环42转动，从而实现转动筒4的转动，由于支杆21上的转动齿轮22啮合在齿圈41与固定齿轮3之间，因此齿圈41的转动会带动转动齿轮22在固定齿轮3外圈周向运动，使得穿杆5上的倾斜相机6做圆周运动，让倾斜相机6的镜头的拍摄范围增大。

如图2、5所示，穿杆5上位于倾斜相机6的上方设置有支撑板51，倾斜相机6靠近支撑板51的端部设置有与支撑板51相配的顶板61，支撑板51与顶板61均为正方形，且顶板61的板面面积大于支撑板51的板面面积，顶板61上设置有竖直向上延伸的短杆62，短杆62的端部设置有滚珠63，支撑板51的板面中心开设有供滚珠63嵌入且转动的卡槽511。

如图5所示，穿杆5上设置有驱动组件，驱动组件用于驱动倾斜相机6在穿杆5上倾斜，驱动组件为设置在支撑板51上的气缸52，气缸52在支撑板51的四个边角各设置有一个，气缸52的活塞杆竖直向下延伸，气缸52的活塞杆端部转动设置有滚轮521，滚轮521与顶板61的板面接触，顶板61的四周设置有凸边，凸边能够阻止滚轮521抵着顶板61倾斜时突然脱离顶板61；凸边的四个边角上均设置有弹簧，每个弹簧的另一端与支撑板的四个角部连接，从而能够使得滚轮521顶着顶板61倾斜时顶板61不易产生转动。

启动其中一个气缸52让气缸52的活塞杆伸长，此时气缸52的活塞杆竖直向下延伸，使得气缸52活塞杆上的滚轮521抵触到顶板61的板面上，随着气缸52活塞杆的逐渐伸长，滚轮521也会在竖直方向移动并在顶板61的板面上滑动，从而使得顶板61产生倾斜，此时顶板61上的细节相机9便会实现倾斜，并且通过调节气缸52的活塞杆的伸出长度能够改变细节相机9的倾斜角度；这时让这个气缸52的活塞杆回缩，驱动另一个气缸52的活塞杆伸出，便能够让滚轮521抵着顶板61在另外一个角度产生倾斜。

如图2、3所示，固定齿轮3上沿着其直径方向设置有轨道7，轨道7上沿着轨道7的长度方向开设有容纳槽71，轨道7上移动设置有移动板8，移动板8上设置有镜头朝下的细节相机9；承载杆2的端部设置有两根l形支杆23，两根l形支杆23的另一端与固定齿轮3连接，且两根l形支杆23之间的空间能够供移动板8通过。移动板8上设置有用于驱动移动板8移动的驱动机构，驱动机构为设置在移动板8上的伺服电机81，伺服电机81的输出轴竖直穿过移动板8且向容纳槽71内延伸，伺服电机81的输出轴位于容纳槽71内的端部同轴设置有小齿轮82，容纳槽71的侧壁上且沿着容纳槽71的长度方向设置有齿条72，齿条72与小齿轮82啮合相互啮合。

启动伺服电机81，此时伺服电机81输出轴上的小齿轮82开始转动，由于小齿轮82与齿条72处于啮合状态，因此小齿轮82转动后会沿着齿条72的长度方向开始移动，从而使得移动板8也会移动，最终实现细节相机9在轨道7长度方向的移动，达到驱动细节相机9移动较为方便的效果；并且由于伺服电机81在正转之后能够实现反转，因此能够使得移动板8带动细节相机9在轨道7上来回移动，让细节相机9在轨道7长度方向的任意位置实现拍摄。

如图2、3所示，移动板8上设置有阻止小齿轮82脱离齿条72的防脱件，防脱件为设置在移动板8上的燕尾块83，轨道7上开设有供燕尾块83滑动的燕尾槽73，燕尾槽73的长度方向与容纳槽71的长度方向相互平行，燕尾槽73在容纳槽71的两侧各设置有一条，且燕尾槽73的内壁上覆设有特氟龙层。

当移动板8上的燕尾块83卡接在燕尾槽73内后，由于燕尾槽73和燕尾块83本身形状的特性，使得燕尾块83只会沿着燕尾槽73的长度方向滑动而不会脱离燕尾槽73；燕尾块83的设置能够使得小齿轮82能够不易脱离齿条72，使得移动板8能在轨道7的长度方向上正常移动。

如图2、3所示，移动板8的两侧均设置有l形杆84，固定齿轮3上位于轨道7两侧开设有供l形杆84穿过的条形孔31，条形孔31的长度方向与轨道7的长度方向相互平行，两个l形杆84的穿过条形孔31后的端部设置有连接板91，细节相机9设置在连接板91上；结合图4，连接板91的两侧设置有螺纹杆92，l形杆84的端部开设有供螺纹杆92穿过的插孔841，螺纹杆92上螺纹套设有阻止螺纹杆92脱离插孔841的防脱环93；将连接板91安装到l形杆84上时，首先将连接板91上的螺纹杆92插入到l形杆84上的插孔841内，然后再将防脱环93螺纹套设在螺纹杆92上，从而实现将螺纹杆92固定在插孔841内，达到固定连接板91较为方便的效果。

具体工作过程：启动转动电机11，让转动筒4开始转动，此时处在转动筒4内壁上的齿圈41也会开始转动，由于支杆21上的转动齿轮22啮合在齿圈41与固定齿轮3之间，因此齿圈41的转动会带动转动齿轮22在固定齿轮3外圈周向运动，使得穿杆5上的倾斜相机6做圆周运动，让倾斜相机6的镜头的拍摄范围增大；接着启动一个气缸52，使得倾斜相机6在穿杆5上产生倾斜，从而使得倾斜相机6镜头的拍摄范围进一步加大；启动伺服电机81，此时移动板8便会在轨道7的长度方向上移动，从而使得细节相机9跟随移动板8一起移动，移动之后能够实现细节相机9的拍摄范围增大。