CN108073189B - 一种大载荷双轴自动跟踪云台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大载荷双轴自动跟踪云台，根据获取的无人机位置信息及云台位置信息，对应控制水平驱动减速电机及俯仰驱动减速电机，并驱动天线组件水平轴及俯仰轴方向转动，以使天线指向飞行中的无人机。与现有技术相比，本发明具有结构紧凑，便于携带，操作容易等优点，而且能够实现天线自动实时跟踪无人机，以准确获得无人机回传的视频信息，从而大大提高了通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及云台，具体涉及的是一种大载荷双轴自动跟踪云台。
背景技术
由于无人机可以挂载物资及携带高清镜头进行高空拍摄，并将数据传输回地面端等特性，因此被广泛应用于监视观察、物资投放等军事领域，以及航空拍摄等民事领域。
对于无人机而言，其地面端设有定向接受天线，而无人机的方向偏差则决定了接收信号的强弱。但是现有的定向天线多为手动调整方向，自动跟踪云台承受载荷较小无法满足同时安装多个定向天线的要求，不适宜野外作业，并且成本较高。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种适宜野外作业，且成本较低的大载荷双轴自动跟踪云台。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种大载荷双轴自动跟踪云台，包括：上腔体组件及分别与所述上腔体组件连接的下腔体组件和天线组件；
所述天线组件包括天线连杆，所述天线连杆上端通过一第一天线连接件固定安装有八木天线，下端通过一第二天线连接件固定安装有板状天线；
所述上腔体组件包括上腔体和安装在上腔体上方的腔体上盖，所述上腔体内安装有一控制板、一水平方向转动角度反馈机构及一俯仰方向转动角度反馈机构；
所述水平方向转动角度反馈机构包括一双出轴的水平驱动减速电机，所述水平驱动减速电机的上端固定安装有第一磁铁固定座，所述第一磁铁固定座上固定有第一磁铁，所述第一磁铁的上方设置有第一反馈板固定座，该第一反馈板固定座上安装有与所述控制板电连接的第一反馈板；
所述水平驱动减速电机的下端通过一电机连接板固定安装在上腔体的底板上，且水平驱动减速电机的下输出端连接有一穿过所述电机连接板及上腔体底板的水平输出轴，所述水平输出轴与所述下腔体组件连接；
所述俯仰方向转动角度反馈机构包括俯仰驱动减速电机，该俯仰驱动减速电机通过一电机固定座固定安装在所述上腔体一侧内壁，且所述俯仰驱动减速电机的一端固定安装有第二磁铁固定座，所述第二磁铁固定座上固定有第二磁铁，所第二磁铁一侧设置有第二反馈板固定座，该第二反馈板固定座上安装有与所述控制板电连接的第二反馈板；
所述俯仰驱动减速电机的另一端连接有俯仰输出轴，所述俯仰输出轴依次穿过电机固定座、俯仰轴承后从所述上腔体的侧壁穿出，并与所述第二天线连接件连接；
其中，所述控制板根据获取的无人机位置信息及云台位置信息，对应控制水平驱动减速电机及俯仰驱动减速电机，并驱动天线组件水平轴及俯仰轴方向转动，以使天线指向飞行中的无人机。
优选地，所述腔体上盖上设置有一GPS底座和一顶盖，所述GPS底座与顶盖之间密封固定有一GPS模块，所述GPS模块与所述控制板连接，用于对云台位置信息进行定位并将定位信息发送给所述控制板。
优选地，所述下腔体组件包括下腔体、腔体底盖以及安装在下腔体、腔体底盖之间的上水平轴承、下上水平轴承和轴承端盖，所述上水平轴承、下上水平轴承中穿设有一水平轴，所述水平轴的上端盖与上水平轴承紧贴，下端盖与下水平轴承内侧平齐，且与所述轴承端盖连接，以使上腔体组件与下腔体组件相对转动。
优选地，所述下腔体组件还包括一穿设于所述水平轴中间通孔的滑环，该滑环包括固定在水平轴上端盖上的滑环定子和固定在下腔体底盖上的滑环转子，且所述水平输出轴从所述滑环的中间通孔穿过并与所述下腔体底盖固定连接。
优选地，所述滑环转子通过滑环固定片固定在下腔体底盖上。
优选地，所述下腔体底盖内侧的对应位置安装有用于放置电池的电池止动件。
优选地，所述天线连杆上固定安装有准星座，该准星座上安装有一准星。
优选地，所述上腔体外侧壁设置有一保护所述俯仰输出轴的护轴圈，且所述俯仰输出轴穿过所述护轴圈后与与所述第二天线连接件连接。
优选地，所述上腔体内侧壁安装有一风扇固定座，所述风扇固定座中安装有风扇。
本发明提供的大载荷双轴自动跟踪云台，根据获取的无人机位置信息及云台位置信息，对应控制水平驱动减速电机及俯仰驱动减速电机，并驱动天线组件水平轴及俯仰轴方向转动，以使天线指向飞行中的无人机。与现有技术相比，本发明具有结构紧凑，便于携带，操作容易等优点，而且能够实现天线自动实时跟踪无人机，以准确获得无人机回传的视频信息，从而大大提高了通信质量。
附图说明
图1为本发明双轴跟踪云台的立体结构示意图；
图2为本发明双轴跟踪云台的拆解结构示意图；
图3为本发明双轴跟踪云台的结构示意图；
图4为本发明上腔体组件的正立放置时的正面拆解示意图；
图5为本发明上腔体组件的背面放置时的背面拆解示意图；
图6为本发明下腔体组件的俯视拆解示意图；
图7为本发明下腔体组件的仰视拆解示意图；
图8为本发明天线组件的立体拆解示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1、图2所示，图1为本发明双轴跟踪云台的立体结构示意图；图2为本发明双轴跟踪云台的拆解结构示意图。
本实施例提供了一种适宜野外作业，且成本较低的大载荷双轴自动跟踪云台，其中该该云台1包括有上腔体组件10、下腔体组件20和天线组件30。
上腔体组件10安装在下腔体组件20上，且可以绕下腔体组件20水平转动，而天线组件30安装在上腔体组件10上，可绕上腔体组件10俯仰转动。
如图3、4、图5所示，图3为本发明双轴跟踪云台的结构示意图；图4为本发明上腔体组件的正立放置时的正面拆解示意图；图5为本发明上腔体组件的背面放置时的背面拆解示意图。
其中上腔体组件20包括上腔体201和安装在上腔体201上方的腔体上盖110，上腔体201内安装有一个控制板、一个水平方向转动角度反馈机构及一个俯仰方向转动角度反馈机构。
腔体上盖110上设置有一个GPS底座109和一个顶盖107，GPS底座109与顶盖107之间密封固定有一个GPS模块108，GPS模块108与控制板连接，用于对云台位置信息进行定位并将定位信息发送给所述控制板。
水平方向转动角度反馈机构，包括一个水平驱动减速电机103，所述水平驱动减速电机103为双出轴，其上端固定安装有第一磁铁固定座104(见图4)，第一磁铁固定座104上固定有第一磁铁105(见图4)，第一磁铁105的上方设置有第一反馈板固定座106(见图4)，该第一反馈板固定座106上安装有一个与所述控制板电连接的第一反馈板。
水平驱动减速电机103的下端通过一个电机连接板102固定安装在上腔体的底板上，且水平驱动减速电机103的下输出端连接有一个穿过电机连接板102及上腔体底板的水平输出轴118。
俯仰方向转动角度反馈机构，包括俯仰驱动减速电机119，该俯仰驱动减速电机119通过一个电机固定座115固定安装在上腔体101的一侧内壁.
俯仰驱动减速电机119的一端固定安装有第二磁铁固定座104(见图5)，所述第二磁铁固定座104上固定有第二磁铁105(见图5)，所第二磁铁105的一侧设置有第二反馈板固定座106(见图5)，该第二反馈板固定座106上安装有与所述控制板电连接的第二反馈板。
俯仰驱动减速电机的另一端连接有俯仰输出轴117，所述俯仰输出轴117依次穿过电机固定座115、俯仰轴承116后从上腔体101的侧壁穿出，并穿过一个护轴圈114与第二天线连接件303连接。
另外，为了降低上腔体101内部各个元器件工作而产生的热量，避免密封腔体温度过高，本发明在上腔体101的内侧壁上安装有一个风扇固定座112，所述风扇固定座112中安装有风扇111，对应在安装风扇固定座112的外侧对应安装有一个风扇挡板113。
如图6所示，图6为本发明下腔体部分的俯视拆解示意图。下腔体组件20包括下腔体201、腔体底盖208以及安装在下腔体201、腔体底盖208之间的两个水平轴承202(一个在上，一个在下，分别为上水平轴承和下水平轴承)。
下腔体201、腔体底盖208密封固定为一体，在腔体底盖208上设置有一个轴承端盖205，该轴承端盖205位于下水平轴承的正下方。
上水平轴承、下上水平轴承中穿设有一个水平轴203，所述水平轴203的上端盖与上水平轴承紧贴，下端盖与下水平轴承内侧平齐，且与所述轴承端盖205连接。
水平轴203中设置有通孔，滑环204对应穿设于该通孔中，且滑环204包括固定在水平轴203上端盖上的滑环定子和固定在腔体底盖208上的滑环转子，滑环转子通过滑环固定片206固定在腔体底盖208上；水平输出轴118则对应从滑环204中间的通孔中穿过，并与腔体底盖208固定连接。
如图7所示，图7为本发明下腔体部分的仰视拆解示意图。下腔体201中四个边角处各设置有一个电池止动件209，其中同侧的两各电池止动件209之间形成有一个固定腔，以用于固定安装电池207，电池207则与控制板连接，用于对控制板进行供电。
如图8所示，图8为本发明天线部分的立体拆解示意图。天线组件30包括有天线连杆301，所述天线连杆301上安装有三个第三天线连接件302，位于上端的一个第三天线连接件302通过一个第一天线连接件与八木天线308固定连接；而位于下端的第三天线连接件302通过一个第二天线连接件303与板状天线304固定连接；位于中间的一个第三天线连接件302与一个准星座305固定连接，而准星座305上设置有两个准星306。
需要说明的是，本发明中八木天线308与板状天线304分别由连接件固定在天线连杆301的两端面，并保持两种天线朝向的方向一致；而天线连杆301中段位置安装的准星306，其对准方向与天线的指向方向也保持一致。
其中，控制板根据GPS模块108获取云台位置信息以及通过天线组件30获取无人机飞行的位置信息，对应控制水平驱动减速电机103工作。由于水平输出轴118与腔体底盖208固定连接，而下腔体201是固定不动的，水平驱动减速电机103的下端通过电机连接板102与上腔体101固定，因此当水平驱动减速电机103转动时，对应会带动上腔体101转动，而由于天线组件30是安装在上腔体101上，对应地，会带动天线组件30在水平轴方向上360°转动。
同样地，控制板还根据GPS模块108获取云台位置信息以及通过天线组件30获取无人机飞行的位置信息，对应控制俯仰驱动减速电机119工作。由于俯仰驱动减速电机119通过电机固定座115固定安装在上腔体101的内壁，而仰驱动减速电机119的俯仰输出轴117通过第二天线连接件303与天线组件30连接。因此当仰驱动减速电机119转动时，俯仰输出轴117对应会带动天线组件30在俯仰轴负80°到正90°旋转。
另外，需要说明的是，为了保证天线组件在水平轴方向上和俯仰轴方向上转动的准确性，在水平驱动减速电机和俯仰驱动减速电机转动时，利用安装在电机一端的强力磁铁转动，并通过与磁铁对应的反馈板获取的反馈信号，然后将反馈信号发送给控制板，通过控制板结合无人机的位置信息、云台的位置信息以及反馈信号，对天线组件的转动角度进行调整，以保证天线组件在水平轴及俯仰轴方向转动可以使准星能够对准无人机，以保证天线指向飞行中的无人机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，包括：上腔体组件及分别与所述上腔体组件连接的下腔体组件和天线组件；
所述天线组件包括天线连杆，所述天线连杆上端通过一第一天线连接件固定安装有八木天线，下端通过一第二天线连接件固定安装有板状天线；
所述上腔体组件包括上腔体和安装在上腔体上方的腔体上盖，所述上腔体内安装有一控制板、一水平方向转动角度反馈机构及一俯仰方向转动角度反馈机构；
所述水平方向转动角度反馈机构包括一双出轴的水平驱动减速电机，所述水平驱动减速电机的上端固定安装有第一磁铁固定座，所述第一磁铁固定座上固定有第一磁铁，所述第一磁铁的上方设置有第一反馈板固定座，该第一反馈板固定座上安装有与所述控制板电连接的第一反馈板；
所述水平驱动减速电机的下端通过一电机连接板固定安装在上腔体的底板上，且水平驱动减速电机的下输出端连接有一穿过所述电机连接板及上腔体底板的水平输出轴，所述水平输出轴与所述下腔体组件连接；
所述俯仰方向转动角度反馈机构包括俯仰驱动减速电机，该俯仰驱动减速电机通过一电机固定座固定安装在所述上腔体一侧内壁，且所述俯仰驱动减速电机的一端固定安装有第二磁铁固定座，所述第二磁铁固定座上固定有第二磁铁，所第二磁铁一侧设置有第二反馈板固定座，该第二反馈板固定座上安装有与所述控制板电连接的第二反馈板；
所述俯仰驱动减速电机的另一端连接有俯仰输出轴，所述俯仰输出轴依次穿过电机固定座、俯仰轴承后从所述上腔体的侧壁穿出，并与所述第二天线连接件连接；
其中，所述控制板根据获取的无人机位置信息及云台位置信息，对应控制水平驱动减速电机及俯仰驱动减速电机，并驱动天线组件水平轴及俯仰轴方向转动，以使天线指向飞行中的无人机。
2.如权利要求1所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述腔体上盖上设置有一GPS底座和一顶盖，所述GPS底座与顶盖之间密封固定有一GPS模块，所述GPS模块与所述控制板连接，用于对云台位置信息进行定位并将定位信息发送给所述控制板。
3.如权利要求2所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述下腔体组件包括下腔体、腔体底盖以及安装在下腔体、腔体底盖之间的上水平轴承、下上水平轴承和轴承端盖，所述上水平轴承、下上水平轴承中穿设有一水平轴，所述水平轴的上端盖与上水平轴承紧贴，下端盖与下水平轴承内侧平齐，且与所述轴承端盖连接，以使上腔体组件与下腔体组件相对转动。
4.如权利要求3所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述下腔体组件还包括一穿设于所述水平轴中间通孔的滑环，该滑环包括固定在水平轴上端盖上的滑环定子和固定在下腔体底盖上的滑环转子，且所述水平输出轴从所述滑环的中间通孔穿过并与所述下腔体底盖固定连接。
5.如权利要求4所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述滑环转子通过滑环固定片固定在下腔体底盖上。
6.如权利要求5所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述下腔体底盖内侧的对应位置安装有用于放置电池的电池止动件。
7.如权利要求6所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述天线连杆上固定安装有准星座，该准星座上安装有一准星。
8.如权利要求7所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述上腔体外侧壁设置有一保护所述俯仰输出轴的护轴圈，且所述俯仰输出轴穿过所述护轴圈后与所述第二天线连接件连接。
9.如权利要求1所述的大载荷双轴自动跟踪云台，其特征在于，所述上腔体内侧壁安装有一风扇固定座，所述风扇固定座中安装有风扇。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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