CN109094803A - 一种多载荷型态转换云台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多载荷型态转换云台，涉及无人机技术领域，包括减震板、球型云台相向转动横杆、三维度球型云台、机械臂，所述减震板分别与球型云台相向转动横杆、机械臂固定连接，所述球型云台相向转动横杆与三维度球型云台通过电机连接，所述机械臂与三维度球型云台通过电机连接，该云台通过电机带动螺杆转动，螺杆与星轮配合，使横杆相向转动，改变球型云台的位置，再加上机械臂运动带动球型云台，可以完成三个球型云台各种位置的配合，搭载三个相同的传感器可以完成同一时刻360°的实时拍摄，搭载三种不同的传感器可以完成同一时刻的不同任务的数据实时采集。
Description
技术领域
本发明属无人机技术领域，具体涉及一种多载荷型态转换云台。
背景技术
无人机航拍、农情监测都会用到各种传感器，为了隔离无人机姿态的变化以及机体震动、风阻力等扰动，需要云台的自稳能力让机载相机的视轴稳定，进而拍摄高质量的、无失真的图像。随着无人机技术的发展，无人机的承载能力不断增加，续航能力不断提高，已可以装载更多的传感器，同时完成不同任务。航拍作业过程中，有时需要拍摄各个角度的图像，现有的单载荷云台需要转动云台，或调整无人机达到可以拍摄的角度，这样就会耽搁拍摄时间，有时会错过一些重要的拍摄内容，不具有实时性。
农情监测过程中，常用的传感器包括可见光相机、多光谱相机和热红外传感器，可见光相机可以获取作物高 清正射影像，可用于育种小区规划、作物长势监测、作物种植面积及倒伏面积监测等；多光谱相机可获取作物红、绿以及近红外波段反射率，用于作物长势、产量及病虫害等信息解析；热像仪可精确获取作物冠层温度，用于作物蒸腾及旱情监测。一方面，现有的单载荷云台只可以装载一种传感器，农情监测时就需要飞几个架次的无人机，且各种传感器的云台不通用，需要较多数量的无人机搭配各种云台，造成资源浪费，另一方面，三种传感器同时监测，可以保证三种数据在同一时间采集，让后续的研究更加严谨，更加衔接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多载荷型态转换云台，可以同时搭载三个相同的传感器或三种不同的传感器，进而完成同一时刻的360°的拍摄、同一时刻的不同任务的数据采集。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种多载荷型态转换云台，包括减震板、球型云台相向转动横杆、三维度球型云台、机械臂，所述减震板分别与球型云台相向转动横杆、机械臂固定连接，所述球型云台相向转动横杆与三维度球型云台通过电机连接，所述机械臂与三维度球型云台通过电机连接。
优选的，所述减震板上有箱体固定孔、轴承固定轴和机械臂固定轴。
优选的，所述球型云台相向转动横杆由螺杆、I型电机、螺杆.I型电机固定箱体、星轮、轴承、转动杆、II型电机、托盘组成，所述I型电机与螺杆固定连接，所述I型电机与螺杆.I型电机固定箱体固定连接，所述螺杆与螺杆.I型电机固定箱体销钉连接，螺杆.I型电机固定箱体与减震板固定连接，所述螺杆与星轮配合传动，所述星轮与转动杆固定连接，所述转动杆与轴承固定连接，所述轴承与轴承固定轴固定连接，所述转动杆与II型电机固定连接，所述II型电机与托盘固定连接。
优选的，所述三维度球型云台由III型电机、一维度旋转壳、二维度旋转壳、三维度旋转壳、固定轴、固定孔组成，所述一维度旋转壳与托盘固定连接，所述一维度旋转壳与III型电机固定连接，所述III型电机与二维度旋转壳固定连接，所述二维度旋转壳由固定轴和固定孔固定连接，所述二维度旋转壳与I型电机固定连接，所述I型电机与三维度旋转壳固定连接。
优选的，所述机械臂由大臂、中臂、小臂、Ⅳ型电机组成，所述大臂关节部位与减震板固定连接，所述大臂另一端与中臂关节固定连接，所述中臂另一端与小臂关节固定连接，所述小臂另一端与II型电机固定连接，所述II型电机与托盘固定连接，所述托盘与三维度球型云台固定连接，所述大臂、中臂、小臂关节处与Ⅳ型电机固定连接。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明结构是一种多载荷型态转换云台，该云台通过减震板和减震球与无人机连接，电机带动螺杆转动，螺杆与星轮配合，使横杆相向转动，改变球型云台的位置，再加上机械臂运动带动球型云台，可以完成三个球型云台各种位置的配合。典型型态①：球型云台相向转动横杆垂直于机械臂对称平面，机械臂的位置使它承载的球型云台与横杆承载的球型云台在一个平面上，此型态下的云台可以装载三种不同的传感器，一次性，实时的完成三种不同的任务。典型型态②：两横杆分别承载的球型云台与机械臂承载的球型云台间隔120°，且机械臂承载的球型云台径向距离与横杆的距离相等，保证整体重心，此型态下，在农情监测方面可以装载三种不同传感器，让无人机定轴旋转即可进行小面积的监测，较无人机按路线飞行进行监测更平缓，数据精度更好，便于后期数据处理；在航拍作业方面可以安装三个可见光相机，360°全方位实时全景拍摄，不会因为转动无人机过程中导致漏掉重要的信息收集。
附图说明
图1a为多载荷型态转换云台典型型态①主视图
图1b为多载荷型态转换云台典型型态①侧视图
图2a为多载荷型态转换云台典型型态②主视图
图2b为多载荷型态转换云台典型型态②俯视图
图3为减震板主视图
图4a为球型云台相向转动横杆主视图
图4b为球型云台相向转动横杆俯视图
图5为单螺杆星轮结构
图6a为三维度球型云台分解主视图
图6b为三维度球型云台分解侧视图
图7为机械臂侧视图
其中：1.减震板 11.箱体固定孔 12.轴承固定轴 13.机械臂固定轴 2.球型云台相向转动横杆 21.螺杆 22.I型电机 23.螺杆.I型电机固定箱体 24.星轮 25.轴承 26.转动杆27.II型电机 28.托盘 3.三维度球型云台 31.III型电机 32.一维度旋转壳 33.二维度旋转壳 34.三维度旋转壳 35.固定轴 36.固定孔 4.机械臂 41.大臂 42.小臂 43.小臂 44.Ⅳ电机 。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1a、图1b、图2a和图2b所示，一种多载荷型态转换云台，包括由以减震板1、球型云台相向转动横杆2、三维度球型云台3、机械臂4组成，所述减震板1分别与球型云台相向转动横杆2、机械臂4固定连接，所述球型云台相向转动横杆2与三维度球型云台3通过电机连接，所述机械臂4与三维度球型云台3通过电机连接。
如图3所示，所述的减震板1上有箱体固定孔11、轴承固定轴12和机械臂固定轴13。
如图4a、图4b和图5所示，所述的球型云台相向转动横杆2由螺杆21、I型电机22、螺杆.I型电机固定箱体23、星轮24、轴承25、转动杆26、II型电机27、托盘28组成，所述I型电机22与螺杆21固定连接，所述I型电机22与螺杆.I型电机固定箱体23固定连接，所述螺杆21与螺杆.I型电机固定箱体23销钉连接，螺杆.I型电机固定箱体23与减震板1固定连接，所述螺杆21与星轮24配合传动，所述星轮24与转动杆26固定连接，所述转动杆26与轴承25固定连接，所述轴承25与轴承固定轴12固定连接，所述转动杆26与II型电机27固定连接，所述II型电机27与托盘28固定连接。
如图6a和图6b所示，所述的三维度球型云台3由III型电机31、一维度旋转壳32、二维度旋转壳33、三维度旋转壳34、固定轴35、固定孔36组成，所述一维度旋转壳32与托盘28固定连接，所述一维度旋转壳32与III型电机31固定连接，所述III型电机31与二维度旋转壳33固定连接，所述二维度旋转壳33由固定轴35和固定孔36固定连接，所述二维度旋转壳33与I型电机22固定连接，所述I型电机22与三维度旋转壳34固定连接。
如图7所示，所述的机械臂4由大臂41、中臂42、小臂43、Ⅳ型电机44组成，所述大臂41关节部位与减震板1固定连接，所述大臂41另一端与中臂42关节固定连接，所述中臂42另一端与小臂43关节固定连接，所述小臂43另一端与II型电机27固定连接，所述II型电机27与托盘28固定连接，所述托盘28与三维度球型云台3固定连接，所述大臂41、中臂42、小臂43关节处与Ⅳ型电机44固定连接。
以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
实施例1：
基于上述，本发明结构是一种多载荷型态转换云台，该云台通过减震板和减震球与无人机连接。电机带动螺杆转动，螺杆与星轮配合，使横杆相向转动，改变球型云台的位置，再加上机械臂运动带动球型云台，可以完成三个球型云台各种位置的配合。典型型态①：球型云台相向转动横杆垂直于机械臂对称平面，机械臂的位置使它承载的球型云台与横杆承载的球型云台在一个平面上，此型态下的云台可以装载三种不同的传感器，一次性，实时的完成三种不同的任务。典型型态②：两横杆分别承载的球型云台与机械臂承载的球型云台间隔120°，且机械臂承载的球型云台径向距离与横杆的距离相等，保证整体重心，此型态下，在农情监测方面可以装载三种不同传感器，让无人机定轴旋转即可进行小面积的监测，较无人机按路线飞行进行监测更平缓，数据精度更好，便于后期数据处理；在航拍作业方面可以安装三个可见光相机，360°全方位实时全景拍摄，不会因为转动无人机过程中导致漏掉重要的信息收集。
以上结合附图对本发明进行了实例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多载荷型态转换云台，由以减震板（1）、球型云台相向转动横杆（2）、三维度球型云台（3）、机械臂（4）组成，所述减震板（1）分别与球型云台相向转动横杆（2）、机械臂（4）固定连接，所述球型云台相向转动横杆（2）与三维度球型云台（3）通过电机连接，所述机械臂（4）与三维度球型云台（3）通过电机连接。
2.按权利要求1所述的一种多载荷型态转换云台，其特征在于所述的减震板（1）上有箱体固定孔（11）、轴承固定轴（12）和机械臂固定轴（13）。
3.按权利要求1所述的一种多载荷型态转换云台，其特征在于所述的球型云台相向转动横杆（2）由螺杆（21）、I型电机（22）、螺杆.I型电机固定箱体（23）、星轮（24）、轴承（25）、转动杆（26）、II型电机（27）、托盘（28）组成，所述I型电机（22）与螺杆（21）固定连接，所述I型电机（22）与螺杆.I型电机固定箱体（23）固定连接，所述螺杆（21）与螺杆.I型电机固定箱体（23）销钉连接，螺杆.I型电机固定箱体（23）与减震板（1）固定连接，所述螺杆（21）与星轮（24）配合转动，所述星轮（24）与转动杆（26）固定连接，所述转动杆（26）与轴承（25）固定连接，所述轴承（25）与轴承固定轴（12）固定连接，所述转动杆（26）与II型电机（27）固定连接，所述II型电机（27）与托盘（28）固定连接。
4.按权利要求1所述的一种多载荷型态转换云台，其特征在于所述的三维度球型云台（3）由III型电机（31）、一维度旋转壳（32）、二维度旋转壳（33）、三维度旋转壳（34）、固定轴（35）、固定孔（36）组成，所述一维度旋转壳（32）与托盘（28）固定连接，所述一维度旋转壳（32）与III型电机（31）固定连接，所述III型电机（31）与二维度旋转壳（33）固定连接，所述二维度旋转壳（33）由固定轴（35）和固定孔（36）固定连接，所述二维度旋转壳（33）与I型电机（22）固定连接，所述I型电机（22）与三维度旋转壳（34）固定连接。
5.按权利要求1所述的一种多载荷型态转换云台，其特征在于所述的机械臂（4）由大臂（41）、中臂（42）、小臂（43）、Ⅳ型电机（44）组成，所述大臂（41）关节部位与减震板（1）固定连接，所述大臂（41）另一端与中臂（42）关节固定连接，所述中臂（42）另一端与小臂（43）关节固定连接，所述小臂（43）另一端与II型电机（27）固定连接，所述II型电机（27）与托盘（28）固定连接，所述托盘（28）与三维度球型云台（3）固定连接，所述大臂（41）、中臂（42）、小臂（43）关节处与Ⅳ型电机（44）固定连接。
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