CN102424113B

CN102424113B - 一种微型光电吊舱

Info

Publication number: CN102424113B
Application number: CN201210010494.2A
Authority: CN
Inventors: 张建民; 邹志峰
Original assignee: HUAZHONG TIANJING ELECTRO-OPTICAL SYSTEMS Co Ltd
Current assignee: HUAZHONG TIANJING ELECTRO-OPTICAL SYSTEMS Co Ltd
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: CN102424113A

Abstract

本发明涉及一种微型光电吊舱，用于飞行器，包括方位变换机构和传感器；所述传感器为昼型传感器，和/或能更换供夜间使用的夜型传感器；传感器上端与方位变换机构下端以螺钉固定连接成能拆卸的整体；所述的方位变换机构包括固定连接在飞行器上的方位上壳体；传感器包括一个具有俯仰支架的俯仰组件；所述昼型传感器其传感组件是电视传感组件，保护窗为可见光保护窗；夜型传感器其传感组件是红外传感组件，保护窗为红外光保护窗；方位变换机构通过下部的方位轴下端中心处的连接插头与传感器的俯仰支架上端的连接插座连接，用于进行上下行信息传递。本发明的优点是，能根据任务需要迅速更换昼型传感器或夜型传感器，实际工作时只一种传感器，能有效地减小载荷，具有结构简单，适用范围广等特点。

Description

一种微型光电吊舱

技术领域

本发明涉及一种微型光电吊舱，是一种昼夜型可更换式微型光电吊舱，属于飞行器、航空技术中光电设备技术领域。

背景技术

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，对光电吊舱等有效载荷提出了重量更轻、传感器更多更小、稳定精度更高、作用距离更远等要求；在这些要求中，光电吊舱的重量是关键的技术指标。光电吊舱重量的减少就等于无人机载油量和续航时间的增加，对于增加无人机的留空时间，提高完成任务的能力起着关键的作用。

目前现有技术的光电吊舱主要采用球形转塔结构，两轴稳定平台由方位座、俯仰包、传感器组件三大部分组成，此种结构的缺点是内部有效空间较小，难以实现传感器模块化、可更换式设计，重量难以减轻。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的不足，提供一种重量更轻、结构更紧凑、模块化、可更换传感器组件的光电吊舱。

本发明的技术方案是：

一种微型光电吊舱，包括方位变换机构和传感器；所述传感器为白天使用的昼型传感器，和/或能更换供夜间使用的夜型传感器；所述传感器上端与方位变换机构下端以螺钉固定连接成能拆卸的整体；所述的方位变换机构包括固定连接在飞行器上的方位上壳体，该方位上壳体及其下端的方位下壳体分别通过上轴承和下轴承安装在方位轴上，方位上壳体中固定有导电滑环和方位电机组，该方位电机组下端传动轴上固定一个主动齿轮，方位轴上有从动齿轮；所述的传感器包括一个具有俯仰支架的俯仰组件，还有与俯仰组件外部密封连接的具有保护窗的球罩组，所述俯仰支架上安装一个有传感组件支架的同步带轴，传感组件支架上安装有传感组件；所述昼型传感器其传感组件是电视传感组件，保护窗为可见光保护窗；夜型传感器其传感组件是红外传感组件，保护窗为红外光保护窗；方位变换机构通过下部的方位轴下端中心处的连接插头与传感器的俯仰支架上端的连接插座连接，用于进行上下行的信息传递。

进一步技术方案是：

所述的微型光电吊舱，其传感组件通过传感组件压带紧固在传感组件支架上。

所述的微型光电吊舱，其方位轴其上端固定的标记刻度盘和方位上壳体上固定的光电开关以及方位电机组上的光电编码器组成用于测角的测角系统。

所述的微型光电吊舱，其方位下壳体下端与方位轴下端的圆盘上平面以凸凹沟槽吻合。

所述的微型光电吊舱，其方位变换机构内安装有电源板和控制管理板，以及图像处理跟踪板。

所述的微型光电吊舱，其俯仰支架上还安装有用于实现传动的同步带、预紧弹簧和俯仰电机组，以及同步带压紧组,还有用于实现俯仰限位及测角的限位组件和两个微动开关。

本发明的结构原理及突出的实质性特点和显著效果是：

传感器有两种：即昼型传感器和夜型传感器，为分离的、具有互换性的标准化结构，按白天和夜间的需要，无须拆方位变换机构，而只需拆下一种传感器而将另一种传感器与方位变换机构装配后使用，具有更换方便，结构紧凑，易于安装维护，重量轻，成本低的特点；本发明微型光电吊舱应用于严格限制载荷重量的微型无人机，由于重量轻，大大增强微型无人机任务执行能力。

附图说明

图1 为本发明光电吊舱结构示意；

图2 为方位变换机构1结构示意图；

图3 为传感器2结构示意图；

图4 为俯仰组27结构示意图；

图5为俯仰组27左视示意图；

图6为俯仰组27右视示意图；

图7 为球罩组29结构示意图；

图中各附图标记名称为：方位变换机构－1，传感器－2，昼型传感器－2.1，夜型传感器－2.2，方位轴－4，方位下壳体－5，O型密封圈－6，滤波电路板－7，方位上壳体－8，橡胶平垫I－9，方位护壳－10，从动齿轮－11，下轴承－12，标记刻度盘－13，轴承压圈－14，平键－15，导电滑环－16，电源板－17，控制管理板－18，图像处理及跟踪板－19，信息传输插座－20，方位电机组－21，光电开关－22，上轴承－23，齿轮压圈－24，主动齿轮－25，连接插头－26，俯仰组件－27，橡胶平垫II－28，球罩组－29，干燥器组－30，俯仰支架－31，俯仰轴承－32，俯仰轴承压圈－33，同步带轴－34，传感组件支架－35，同步带－36，预紧弹簧－37，俯仰电机组－38，陀螺固定支架－39，微机械陀螺－40，限位组件－41，限位轴－42，陀螺稳定与伺服板－43，传感组件压带－44，传感组件－45，电视传感组件－45.1，红外传感组件－45.2，微动开关－46，连接插座－47，同步带压紧组－48，球罩－49，压盖－50，保护窗－51, 可见光保护窗51.1，红外光保护窗51.2，橡胶平垫－52。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：

实施例1：如图1-7所示，一种微型光电吊舱，包括方位变换机构1和传感器2；所述传感器2为白天使用的昼型传感器2.1，和/或能更换供夜间使用的夜型传感器2.2；本实施例为一个飞行器配备有两种传感器，即白天使用的昼型传感器2.1和能更换供夜间使用的夜型传感器2.2，也就是说，为减轻重量，飞行器在飞行中使用其中的一种，需要另一种时则回到地面重新将另一种传感器替换上。所述传感器2上端与方位变换机构1下端以螺钉固定连接成能拆卸的整体；所述的方位变换机构1包括固定连接在飞行器上的方位上壳体8，该方位上壳体8及其下端的方位下壳体5分别通过上轴承23和下轴承12安装在方位轴4上，方位上壳体8中固定有导电滑环16和方位电机组21，该方位电机组21下端传动轴上固定一个主动齿轮25，方位轴4上有从动齿轮11；所述的传感器2包括一个具有俯仰支架31的俯仰组件27，还有与俯仰组件27外部密封连接的具有保护窗51的球罩组29以及球罩组29下部密封连接的干燥器组30，所述俯仰支架31上安装一个有传感组件支架35的同步带轴34，传感组件支架35上安装有传感组件45；所述昼型传感器2.1其传感组件45是电视传感组件45.1，保护窗51为可见光保护窗51.1；夜型传感器2.2其传感组件45是红外传感组件45.2，保护窗51为红外光保护窗51.2；方位变换机构1通过下部的方位轴4下端中心处的连接插头26与传感器2的俯仰支架31上端的连接插座47连接，用于进行上下行的信息传递。所述的传感组件45通过传感组件压带44紧固在传感组件支架35上。所述的方位轴4其上端固定的标记刻度盘13和方位上壳体8上固定的光电开关22以及方位电机组21上的光电编码器组成用于测角的测角系统。所述的方位下壳体5下端与方位轴4下端的圆盘上平面以凸凹沟槽吻合。所述的方位变换机构1内安装有电源板17和控制管理板18，以及图像处理跟踪板19。所述的微型光电吊舱，其俯仰支架31上还安装有用于实现传动的同步带36、预紧弹簧37和俯仰电机组38，以及同步带压紧组48,还有用于实现俯仰限位及测角的限位组件41和两个微动开关46。

对本发明结构、工作状态简要说明如下：

例如：无人机通过滤波电路板7向光电吊舱输入机载直流28V电源，经过滤波电路板7滤波后输出到电源板17，电源板17将电源转换为+5V、+12V、±15V电源分别输出到控制管理板18、图像处理跟踪板19、陀螺稳定与伺服板43。地面站的控制信息通过无人机测控系统综合无线电双向数据链经信息传输插座20传送给控制管理板18，控制管理板18通过地面站操作手给出的工作指令，控制吊舱的正常运行，报告吊舱的工作状态。稳定过程中所涉及的构件包括：微机械陀螺40、控制管理板18、陀螺稳定与伺服板43、方位电机组21、俯仰电机组38。跟踪过程中所涉及的构件包括：控制管理板18、图像处理及跟踪板19、陀螺稳定与伺服板43、方位电机组21、俯仰电机组38。

如图所示，相应的密封构件有：O型密封圈6，橡胶平垫I 9，橡胶平垫II 28，橡胶平垫52；基本构件还有：方位护壳10，齿轮压圈24，俯仰轴承32，俯仰轴承压圈33，同步带36，陀螺固定支架39。

实施例2：与上述实施例1不同的是：所述传感器2只配有白天使用的昼型传感器2.1。

实施例3：与上述实施例1不同的是：所述传感器2只配有夜间使用的夜型传感器2.2。

本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。

Claims

1.一种微型光电吊舱，包括方位变换机构（1）和传感器（2）；其特征在于，所述传感器（2）为白天使用的昼型传感器（2.1），和/或能更换供夜间使用的夜型传感器（2.2）；所述传感器（2）上端与方位变换机构（1）下端以螺钉固定连接成能拆卸的整体；所述的方位变换机构（1）包括固定连接在飞行器上的方位上壳体（8），该方位上壳体（8）及其下端的方位下壳体（5）分别通过上轴承（23）和下轴承（12）安装在方位轴（4）上，方位上壳体（8）中固定有导电滑环（16）和方位电机组件（21），该方位电机组件（21）下端传动轴上固定一个主动齿轮（25），方位轴（4）上有从动齿轮（11）；所述的传感器（2）包括一个具有俯仰支架（31）的俯仰组件（27），还有与俯仰组件（27）外部密封连接的具有保护窗（51）的球罩组件（29），所述俯仰支架（31）上安装一个有传感组件支架（35）的同步带轴（34），传感组件支架（35）上安装有传感组件（45）；所述昼型传感器（2.1）其传感组件（45）是电视传感组件（45.1），保护窗（51）为可见光保护窗（51.1）；夜型传感器（2.2）其传感组件（45）是红外传感组件（45.2），保护窗（51）为红外光保护窗（51.2）；方位变换机构（1）通过下部的方位轴（4）下端中心处的连接插头（26）与传感器（2）的俯仰支架（31）上端的连接插座（47）连接，用于进行上下行的信息传递。

2.根据权利要求1所述的微型光电吊舱，其特征在于，所述传感组件（45）通过传感组件压带（44）紧固在传感组件支架（35）上。

3.根据权利要求1所述的微型光电吊舱，其特征在于，所述方位轴（4）其上端固定的标记刻度盘（13）和方位上壳体（8）上固定的光电开关（22）以及方位电机组件（21）上的光电编码器组成用于测角的测角系统。

4.根据权利要求1所述的微型光电吊舱，其特征在于，所述方位下壳体（5）下端平面与方位轴（4）下端的圆盘上平面以平面上的凸凹沟槽吻合。

5.根据权利要求1所述的微型光电吊舱，其特征在于，方位变换机构（1）内安装有电源板（17）和控制管理板（18），以及图像处理跟踪板（19）。

6.根据权利要求1所述的微型光电吊舱，其特征在于，所述俯仰支架（31）上还安装有用于实现传动的同步带（36）、预紧弹簧（37）和俯仰电机组件（38），以及同步带压紧组件（48）,还有用于实现俯仰限位及测角的限位组件（41）和两个微动开关（46）。