一種無人機航拍測繪輕型穩(wěn)定吊艙的制作方法
【專利摘要】一種無人機航拍測繪輕型穩(wěn)定吊艙，包括有攝像機，其特征在于攝像機安裝在過渡組件上，過渡組件與托架體連接，托架體通過同軸安裝的兩組軸承、一個橫滾電機與俯仰吊艙連接，俯仰吊艙懸掛在方位掛架上，方位掛架與其上部酌方位轉(zhuǎn)臺機械連接，方位轉(zhuǎn)臺上有連接機構(gòu)，可以與飛機掛架剛性固定，陀螺組件安裝在托架體底部。方位轉(zhuǎn)臺上的電纜與飛機艙內(nèi)的遙控終端連接。伺服控制電路和功率放大電路等安裝在遙控終端內(nèi)。與三個軸的陀螺和電機通過線纜連接。當(dāng)無人機控制站的攝像師要操控攝像機作方位旋轉(zhuǎn)時，發(fā)出的控制指令先到達控制處理器，由控制處理器處理后，向方位電機提供指令，再經(jīng)過功率放大電路后，驅(qū)動方位電機旋轉(zhuǎn)指定的角度，實現(xiàn)控制指令。
【專利說明】一種無人機航拍測繪輕型穩(wěn)定吊艙

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于無人機上的航拍測繪的輕型穩(wěn)定吊艙。

【背景技術(shù)】
[0002]無人機是一種由無線遙控設(shè)備或由程序控制操縱的無人駕駛飛行器。隨著技術(shù)的進步和航空管制的逐步開放，無人機的用途范圍不斷擴大，主要應(yīng)用方式包括航空影像拍攝測繪。無人機航拍測繪主要是通過安裝在機下吊艙中的航拍攝像機來完成的。相較于傳統(tǒng)的大飛機搭載攝像機航拍作業(yè)的航攝方式，無人機航拍測繪技術(shù)優(yōu)勢明顯。傳統(tǒng)大飛機航飛必須報批軍事與民航部門，航空批文獲取非常困難，需兩三個月的時間；無人機則在1000米以下相對高度飛行不需要報批空管。大飛機對起降場地要求嚴格，無人機則可實行就地起降，省去了大飛機從機場到測區(qū)的路程。大飛機受飛行安全和拍攝能見度的限制，對天氣的依賴度很高。無人機可以在陰云天氣攝影，飛行高度低，可以獲取高分辨率和高清晰度的影像信息。同時，無人機飛行速度慢，航速每小時幾十公里，能靈活應(yīng)付地形復(fù)雜條件，得到精準影像。但傳統(tǒng)的航拍吊艙在空中作業(yè)受氣象條件影響很大，風(fēng)速氣流都會使航拍攝像機產(chǎn)生顛簸，導(dǎo)致拍攝畫面抖動從而影響拍攝的質(zhì)量；另外無人機在飛行中還要做一些飛行姿態(tài)的變化會導(dǎo)致拍攝中的鏡頭產(chǎn)生震動使畫面不穩(wěn)從而影響拍攝質(zhì)量的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有無人機航拍技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種無人機航拍測繪輕型穩(wěn)定吊艙，旨在解決傳統(tǒng)航拍吊艙在空中作業(yè)受氣象條件影響產(chǎn)生顛簸和震動使畫面不穩(wěn)從而影響拍攝質(zhì)量等技術(shù)問題，提供一種具有穩(wěn)定性高、抗震性強、畫面清晰度高、相對軍用吊倉成本低等特點的無人機航拍測繪輕型穩(wěn)定吊艙。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:圖1是本實用新型的吊艙主體前視圖，圖2是本實用新型的吊艙主體測視圖。攝像機I安裝在過渡組件2上，可以拆卸，但安裝后相互不能運動；過渡組件2根據(jù)不同型號的攝像機1，選擇不同的高度和連接孔位置，以使攝像機I安裝后，整個吊艙主體的重心位置盡可能少的變動；過渡組件2與托架體3連接，相互之間也不能運動；托架體3通過同軸安裝的兩組軸承、一個橫滾電機與俯仰吊艙4連接，可以在橫滾電機的驅(qū)動下繞該軸(圖1下部虛線所示)旋轉(zhuǎn)，使攝像機I繞其拍攝軸線橫滾運動，運動幅度受攝像機I外殼尺寸與俯仰吊艙4之間的間隙限制，軸上有一個旋轉(zhuǎn)變壓器測量橫滾位置；俯仰吊艙4懸掛在方位掛架5上，連接位置(圖2中部)也安裝有軸承和一個俯仰電機，俯仰吊艙4可以在俯仰電機驅(qū)動下繞方位掛架5旋轉(zhuǎn)，使攝像機I繞其拍攝軸線俯仰運動，運動幅度受攝像機I上部外殼與方位掛架5之間的間隔限制，軸上有一個旋轉(zhuǎn)變壓器測量俯仰位置；方位掛架5與其上部酌方位轉(zhuǎn)臺6上機械連接，有一組軸承和一個方位電機，通過控制方位電機，可以使方位掛架5及其連接的俯仰吊艙4、托架體3、攝像機I等一起繞方位軸轉(zhuǎn)動，有一個旋轉(zhuǎn)變壓器測量方位位置。方位轉(zhuǎn)臺6上有連接機構(gòu)，可以與飛機掛架7剛性固定。陀螺組件8安裝在托架體3底部。方位轉(zhuǎn)臺上的電纜與飛機機艙內(nèi)的遙控終端連接。
[0005]本實用新型的有益效果是:
[0006]航拍攝像機穩(wěn)定吊艙經(jīng)調(diào)試后，裝載在無人機上可保持攝像機相對大地水平面的平行角度，飛機運動后當(dāng)攝像機偏離水平面時，對三個軸的運動敏感的陀螺器件會測量出偏離量，然后自動將偏離量傳送到方位轉(zhuǎn)臺內(nèi)的電子箱處理電路，然后計算后給發(fā)生偏離的那個軸上的電機發(fā)出方向旋轉(zhuǎn)指令，使其回到原軸線位置，實現(xiàn)穩(wěn)定角度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1、2為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0009]圖1是本實用新型的吊艙主體前視圖，圖2是本實用新型的吊艙主體測視圖。攝像機I安裝在過渡組件2上，可以拆卸，但安裝后相互不能運動；過渡組件2根據(jù)不同型號的攝像機1，選擇不同的高度和連接孔位置，以使攝像機I安裝后，整個吊艙主體的重心位置盡可能少的變動；過渡組件2與托架體3連接，相互之間也不能運動；托架體3通過同軸安裝的兩組軸承、一個橫滾電機與俯仰吊艙4連接，可以在橫滾電機的驅(qū)動下繞該軸(圖1下部虛線所示)旋轉(zhuǎn)，使攝像機I繞其拍攝軸線橫滾運動，運動幅度受攝像機I外殼尺寸與俯仰吊艙4之間的間隙限制，軸上有一個旋轉(zhuǎn)變壓器測量橫滾位置；俯仰吊艙4懸掛在方位掛架5上，連接位置(圖2中部)也安裝有軸承和一個俯仰電機，俯仰吊艙4可以在俯仰電機驅(qū)動下繞方位掛架5旋轉(zhuǎn)，使攝像機I繞其拍攝軸線俯仰運動，運動幅度受攝像機I上部外殼與方位掛架5之間的間隔限制，軸上有一個旋轉(zhuǎn)變壓器測量俯仰位置；方位掛架5與其上部酌方位轉(zhuǎn)臺6上機械連接，有一組軸承和一個方位電機，通過控制方位電機，可以使方位掛架5及其連接的俯仰吊艙4、托架體3、攝像機I等一起繞方位軸轉(zhuǎn)動，有一個旋轉(zhuǎn)變壓器測量方位位置。方位轉(zhuǎn)臺6上有連接機構(gòu)，可以與飛機掛架7剛性固定。陀螺組件8安裝在托架體3底部。方位轉(zhuǎn)臺上的電纜與飛機機艙內(nèi)的遙控終端連接。
[0010]當(dāng)無人機振動引起攝像機I方位運動時，與攝像機固定連接的托架體3也會有同樣的運動，其上的陀螺8會敏感到托架體3上的擾動信號，向控制處理器傳輸信號，控制處理器經(jīng)過處理后，向方位電機發(fā)出控制信號，經(jīng)過功率放大電路后，驅(qū)動方位電機，反向旋轉(zhuǎn)，直到消除該擾動的影響，即穩(wěn)定了攝像機I及其托架體3。同樣道理，當(dāng)飛機引起俯仰或橫滾反向的擾動，伺服系統(tǒng)將控制俯仰電機或橫滾電機反向旋轉(zhuǎn)，直到抵消擾動的影響。從而使攝像機I穩(wěn)定在慣性空間內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的軟件由計算機語言編程。
[0011]當(dāng)無人機控制站的攝像師要操控攝像機I作方位旋轉(zhuǎn)時，發(fā)出的控制指令先到達控制處理器，由控制處理器處理后，向方位電機提供指令，再經(jīng)過功率放大電路后，驅(qū)動方位電機旋轉(zhuǎn)指定的角度，實現(xiàn)控制。同樣道理，攝像師可以控制攝像機I作俯仰和橫滾運動，以滿足拍攝角度的需要。
[0012]攝像師操控攝像機I的變倍、光圈等與支架主體無關(guān)的信息時，提供傳輸電纜直接傳遞到攝像機I上，實現(xiàn)拍攝控制。
[0013]伺服控制電路和功率放大電路等安裝在遙控終端內(nèi)。與三個軸的陀螺和電機通過線纜連接。
[0014]陀螺可以是多個單軸的或者一個多軸的陀螺，可以用撓性陀螺、液浮陀螺、光纖陀螺、激光陀螺或硅陀螺。伺服方式可以采用模擬的或數(shù)字的系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種無人機航拍測繪輕型穩(wěn)定吊艙，包括有攝像機(1)，其特征在于攝像機(I)安裝在過渡組件(2)上，過渡組件(2)與托架體(3)連接，托架體(3)通過同軸安裝的兩組軸承、一個橫滾電機與俯仰吊艙(4)連接，俯仰吊艙(4)懸掛在方位掛架(5)上，方位掛架(5)與其上部酌方位轉(zhuǎn)臺(6)上機械連接，方位轉(zhuǎn)臺(6)上有連接機構(gòu)，可以與飛機掛架(7)剛性固定，陀螺組件(8)安裝在托架體(3)底部，方位轉(zhuǎn)臺上的電纜與飛機機艙內(nèi)的遙控終端連接，伺服控制電路和功率放大電路安裝在遙控終端內(nèi)，與三個軸的陀螺和電機通過線纜連接。
【文檔編號】B64D47/08GK204161626SQ201420539704
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】楊進, 易蓬 申請人:西安展翼航空科技有限公司