遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及小型遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)技術(shù)，尤其是一種遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)O
【背景技術(shù)】
[0002]遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)為資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)等提供了有力的手段，被廣泛用于土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)資源勘探、地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害勘察、地籍測(cè)量、地圖更新等領(lǐng)域。隨著國(guó)土資源調(diào)查和管理的不斷深化和應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，對(duì)遙感測(cè)繪影像數(shù)據(jù)的需求日趨顯著。
[0003]利用測(cè)繪無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍是近年來(lái)新興的技術(shù)，但是在航拍過(guò)程中比較難解決的問(wèn)題即為飛行姿態(tài)不穩(wěn)定造成航拍不精確以及飛行的無(wú)人機(jī)振動(dòng)對(duì)航拍效果的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)了在旋偏方向、橫滾方向和俯仰方向三個(gè)方向上的實(shí)時(shí)姿態(tài)糾偏，可及時(shí)進(jìn)行拍攝姿態(tài)糾偏，減小測(cè)繪無(wú)人機(jī)在遙感測(cè)繪、航拍等領(lǐng)域中的應(yīng)用誤差，提高在測(cè)繪、航拍中的使用精度并拓展測(cè)繪無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)而完善測(cè)繪無(wú)人機(jī)航拍功能。
[0005]本實(shí)用新型提供一種無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)，包括:
[0006]一級(jí)糾偏裝置，包括水平軸連接座、水平軸、水平軸傳動(dòng)裝置、水平軸電機(jī)；所述水平軸一端與鏡頭固定連接，另一端通過(guò)水平軸傳動(dòng)裝置與所述水平軸電機(jī)傳動(dòng)連接；所述水平軸電機(jī)設(shè)置在所述水平軸連接座上，所述水平軸與所述水平軸連接座鉸接；
[0007]二級(jí)糾偏裝置，包括垂直軸連接座、垂直軸、垂直軸傳動(dòng)裝置、垂直軸電機(jī)；所述垂直軸一端與所述水平軸連接座固定連接，另一端通過(guò)垂直軸傳動(dòng)裝置與所述垂直軸電機(jī)傳動(dòng)連接；所述垂直軸電機(jī)設(shè)置在所述垂直軸連接座上，所述垂直軸與所述垂直軸連接座鉸接；
[0008]三級(jí)糾偏裝置，包括豎直軸連接座、豎直軸、豎直軸傳動(dòng)裝置、豎直軸電機(jī)；所述豎直軸一端與所述垂直軸連接座固定連接，另一端通過(guò)豎直軸傳動(dòng)裝置與所述豎直軸電機(jī)傳動(dòng)連接；所述豎直軸電機(jī)設(shè)置在所述豎直軸連接座上，所述豎直軸與所述豎直軸連接座鉸接;
[0009]控制系統(tǒng)，包括一級(jí)糾偏控制裝置、二級(jí)糾偏控制裝置和三級(jí)糾偏控制裝置；其中:
[0010]所述一級(jí)糾偏控制裝置包括水平舵機(jī)和與所述水平舵機(jī)輸出端連接的水平驅(qū)動(dòng)器；所述水平驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述水平軸電機(jī)連接；
[0011]所述二級(jí)糾偏控制裝置包括垂直舵機(jī)和與所述垂直舵機(jī)輸出端連接的垂直驅(qū)動(dòng)器；所述垂直驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述垂直軸電機(jī)連接；
[0012]所述三級(jí)糾偏控制裝置包括豎直舵機(jī)和與所述豎直舵機(jī)輸出端連接的豎直驅(qū)動(dòng)器；所述豎直驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述豎直軸電機(jī)連接。
[0013]其中:
[0014]所述一級(jí)糾偏控制裝置還包括水平光耦隔離電路，所述水平光耦隔離電路連接在所述水平舵機(jī)與所述水平驅(qū)動(dòng)器之間；
[0015]所述二級(jí)糾偏控制裝置還包括垂直光耦隔離電路，所述垂直光耦隔離電路連接在所述垂直舵機(jī)與所述垂直驅(qū)動(dòng)器之間；
[0016]所述三級(jí)糾偏控制裝置還包括豎直光耦隔離電路，所述豎直光耦隔離電路連接在所述豎直舵機(jī)與所述豎直驅(qū)動(dòng)器之間。
[0017]進(jìn)一步地:
[0018]所述水平光耦隔離電路、垂直光耦隔離電路、豎直光耦隔離電路均為一光耦。
[0019]更進(jìn)一步地:
[0020]所述水平光耦隔離電路的其中一個(gè)輸出管腳上、垂直光耦隔離電路的其中一個(gè)輸出管腳上、豎直光耦隔離電路的其中一個(gè)輸出管腳上均串聯(lián)有一個(gè)電阻。
[0021]特別是:
[0022]所述水平光耦隔離電路、垂直光耦隔離電路和所述豎直光耦隔離電路集成在一起；
[0023]所述水平驅(qū)動(dòng)器、垂直驅(qū)動(dòng)器和所述豎直驅(qū)動(dòng)器集成在一起。
[0024]其中:
[0025]所述鏡頭設(shè)置在一筒狀殼體中，所述鏡頭與筒狀殼體之間填充有緩沖材料。
[0026]進(jìn)一步地:
[0027]所述水平軸連接座橫截面呈方框形，所述筒狀殼體設(shè)置在所述水平軸連接座內(nèi)，且所述筒狀殼體與所述水平軸連接座之間具有間隙，所述水平軸與所述筒狀殼體固定連接。
[0028]更進(jìn)一步地:
[0029]所述水平軸傳動(dòng)裝置、垂直軸傳動(dòng)裝置和豎直軸傳動(dòng)裝置為齒輪傳動(dòng)裝置、連桿傳動(dòng)裝置或帶傳動(dòng)裝置。
[0030]本實(shí)用新型提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)，針對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題，分別通過(guò)一級(jí)糾偏控制裝置控制一級(jí)糾偏裝置實(shí)現(xiàn)在俯仰方向上的實(shí)時(shí)姿態(tài)糾偏，通過(guò)二級(jí)糾偏控制裝置控制二級(jí)糾偏裝置實(shí)現(xiàn)在橫滾方向的實(shí)時(shí)姿態(tài)糾偏，通過(guò)三級(jí)糾偏控制裝置控制三級(jí)糾偏裝置實(shí)現(xiàn)在旋偏方向的實(shí)時(shí)姿態(tài)糾偏，設(shè)計(jì)成熟的航拍系統(tǒng)可及時(shí)進(jìn)行拍攝姿態(tài)糾偏，進(jìn)一步減小測(cè)繪無(wú)人機(jī)在遙感測(cè)繪、航拍等領(lǐng)域中的應(yīng)用誤差，提高在測(cè)繪、航拍中的使用精度并拓展測(cè)繪無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)而完善測(cè)繪無(wú)人機(jī)航拍功會(huì)K。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)中鏡頭及一級(jí)糾偏裝置的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的參考狀態(tài)示意圖 ，
[0033]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的參考狀態(tài)示意圖-* *
[0034]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的一級(jí)糾偏控制裝置的原理圖；
[0035]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的二級(jí)糾偏控制裝置的原理圖；
[0036]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的三級(jí)糾偏控制裝置的原理圖；
[0037]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)的控制系統(tǒng)的部分原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖1-6所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種遙感測(cè)繪無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)，該三軸云臺(tái)包括一級(jí)糾偏裝置、二級(jí)糾偏裝置、三級(jí)糾偏裝置、控制系統(tǒng)，其中:
[0039]如圖1所示，一級(jí)糾偏裝置，包括水平軸連接座11、水平軸12、水平軸傳動(dòng)裝置13、水平軸電機(jī)14 ;水平軸12 —端與鏡頭10固定連接，水平軸12另一端通過(guò)水平軸傳動(dòng)裝置13與水平軸電機(jī)14傳動(dòng)連接；水平軸電機(jī)14設(shè)置在水平軸連接座11上，水平軸12與水平軸連接座11鉸接；
[0040]如圖2所示，二級(jí)糾偏裝置，包括垂直軸連接座21、垂直軸22、垂直軸傳動(dòng)裝置23、垂直軸電機(jī)24 ;垂直軸22 —端與水平軸連接座11固定連接，垂直軸22另一端通過(guò)垂直軸傳動(dòng)裝置23與垂直軸電機(jī)24傳動(dòng)連接；垂直軸電機(jī)24設(shè)置在垂直軸連接座21上，垂直軸22與垂直軸連接座21鉸接；
[0041]如圖3所示，三級(jí)糾偏裝置，包括豎直軸連接座31、豎直軸32、豎直軸傳動(dòng)裝置33、豎直軸電機(jī)34 ;豎直軸32 —端與垂直軸連接座21固定連接，豎直軸32另一端通過(guò)豎直軸傳動(dòng)裝置33與豎直軸電機(jī)34傳動(dòng)連接；豎直軸電機(jī)34設(shè)置在豎直軸連接座31上，豎直軸32與豎直軸連接座31鉸接；
[0042]如圖4-6所示，控制系統(tǒng)，包括一級(jí)糾偏控制裝置、二級(jí)糾偏控制裝置和三級(jí)糾偏控制裝置；其中:
[0043]一級(jí)糾偏控制裝置包括水平舵機(jī)15和與水平舵機(jī)15輸出端連接的水平驅(qū)動(dòng)器16 ;水平驅(qū)動(dòng)器16的輸出端與水平軸電機(jī)14連接；
[0044]二級(jí)糾偏控制裝置包括垂直舵機(jī)25和與垂直舵機(jī)25輸出端連接的垂直驅(qū)動(dòng)器26 ;垂直驅(qū)動(dòng)器26的輸出端與垂直軸電機(jī)24連接；
[0045]三級(jí)糾偏控制裝置包括豎直舵機(jī)35和與豎直舵機(jī)35輸出端連接的豎直驅(qū)動(dòng)器36 ;豎直驅(qū)動(dòng)器36的輸出端與豎直軸電機(jī)34連接。
[0046]本實(shí)施例提供的無(wú)人機(jī)用三軸云臺(tái)，水平舵機(jī)15接收來(lái)自駕駛室自駕系統(tǒng)的PWM控制信號(hào)，控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓，它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為T(例如是20ms)，寬度為B(例如是1.5ms)的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到水平驅(qū)動(dòng)器16 (電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片)，控制決定水平軸電機(jī)14的正反轉(zhuǎn)，水平軸電極14通過(guò)水平傳動(dòng)裝置13帶動(dòng)水平軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)鏡頭10隨水平軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)俯仰方向糾偏；當(dāng)水平軸電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為O，水平軸電機(jī)14停止轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直舵機(jī)25控制鏡頭10實(shí)現(xiàn)橫滾方向的糾偏以及豎直舵機(jī)35控制鏡頭10實(shí)現(xiàn)旋偏方向的糾偏原理同上；在二級(jí)糾偏過(guò)程中一級(jí)糾偏裝置隨鏡頭10 —起繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在三級(jí)糾偏過(guò)程中，一級(jí)糾偏裝置和二級(jí)糾偏裝置隨鏡頭一起繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0047]針對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題，三軸云臺(tái)實(shí)現(xiàn)了在旋偏方向、橫滾方向和俯仰方向三個(gè)方向上的實(shí)時(shí)姿態(tài)糾偏，設(shè)計(jì)成熟的航拍系統(tǒng)可及時(shí)進(jìn)行拍攝姿態(tài)糾偏，進(jìn)一步減小測(cè)繪