CN113777873A - 深空变距离360°监测相机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种深空变距离360°监测相机，包括伸缩机构、旋转监测相机组件及旋转组件；所述旋转监测相机组件通过所述旋转组件设置在所述伸缩机构上；所述伸缩机构用于驱动所述旋转监测相机组件沿第一方向运动，所述旋转组件用于驱动所述旋转监测相机组件以所述第一方向为转轴进行转动。本发明可调节与探测器之间的远近程度以及360度周向的拍照角度实现对探测器本体飞行状态的监测。

Description

深空变距离360°监测相机
技术领域
本发明涉及深空探测技术领域，具体地，涉及一种深空变距离360°监测相机。
背景技术
深空探测是国际航天的前沿热点领域。我国自探月工程、天问一号火星探测任务以来，具备一定深空探测的技术基础。在未来，还规划为了相关的木星等行星探测任务。但是由于地球与各大行星之间距离比较远，而且经常需要通过多次行星借力等方式，导致了飞行到目标行星的时间较长，多达几年以上。因此探测器上的活动部件将在空间中经受到长时间的辐射等环境影响，可能导致其无法在预定时间节点进行展开、分离等动作。为保障探测器的安全飞行，采用自拍等形式监视相关活动部件的运动情况，常规的监测相机只能安装在探测器的固定位置上对某一特定位置进行监测，且需要靠多点安装才能实现多位置观测，同时观测的距离无法改变，对安全监测的性能提升有所限制。
公开号为CN111071484A的专利文献公开了一种基于形状记忆聚合物复合材料的空间展开机构及展开方法，展开机构包括合金底座、45°铰链和杆件系统，杆件系统包括多个180°铰链和多根复合材料空心杆件，相邻的两根所述的复合材料空心杆件之间通过一个180°铰链连接，折叠状态下的空间展开机构的多根复合材料空心杆件从下到上平行设置，45°铰链和多个180°铰链均包括合金转换头和由形状记忆聚合物复合材料制成的片层，由形状记忆聚合物复合材料制成的所述片层的两端各通过一个合金转接头与相应位置处的结构连接，但是该专利文献不具备多次收缩展开的能力，且相机只能定向观测，不具备旋转能力。公开号为CN104443438A的专利文献公开了一种智能竹节型形状记忆聚合物复合材料释放机构，以解决传统空间展开机构释放机构展开时产生冲击，对大气环境造成污染的问题，内下直筒段的直径小于内上直筒段的直径，外套筒增强器由上至下依次为外上直筒段、外锥筒段和外下直筒段，外下直筒段的直径小于外上直筒段的直径，外套筒增强器套装在内套筒驱动器上，内上直筒段位于外上直筒段中，内锥筒段位于外锥筒段中，内下直筒段位于外下直筒段中，内上直筒段的上端面低于外上直筒段的上端面，内下直筒段的下端外露于外下直筒段，内套筒驱动器和外套筒增强器的内壁均贴敷有电热膜，内套筒驱动器和外套筒增强器的材质均为形状记忆聚合物复合材料，但是该专利文献的功能仅限于用于释放不具备重复收展的能力。公开号为CN104691774B的专利文献公开了一种全方位拍摄的航拍云台，包括外壳体、相机组和用于控制所述相机组工作的控制器，所述相机组包括固定安装在外壳体内的第一相机、一个以上活动设置在所述外壳体下方的旋转相机、和用于驱动旋转相机沿水平面转动的驱动机构；所述第一相机的视轴方向竖直向下；所述旋转相机包括相机壳体、倾斜设置在所述相机壳体内的第二相机，所述相机壳体上设置有与所述第二相机的镜头对应的拍摄孔，所述第二相机的视轴方向向下并与所述第一相机的视轴方向形成夹角；所述驱动机构包括一电机、与所述电机和所述旋转相机连接的传动机构，但是该专利文献不具备重复收展的能力，不能够实现变距离拍摄。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种深空变距离360°监测相机。
根据本发明提供的一种深空变距离360°监测相机，包括伸缩机构、旋转监测相机组件及旋转组件；
所述旋转监测相机组件通过所述旋转组件设置在所述伸缩机构上；
所述伸缩机构用于驱动所述旋转监测相机组件沿第一方向运动，所述旋转组件用于驱动所述旋转监测相机组件以所述第一方向为转轴进行转动。
优选的，所述伸缩机构包括结构外壳、卷环、驱动组件及无线能源发射装置；
所述驱动组件设置在所述结构外壳上；所述卷环的一端连接设置在所述驱动组件上，所述无线能源发射装置连接设置在所述卷环的另一端；所述无线能源发射装置连接设置在所述旋转监测相机组件上。
优选的，所述旋转监测相机包括无线能源接收装置和度无线充电旋转拍摄相机；
所述无线能源接收装置连接设置在所述旋转组件上，所述度无线充电旋转拍摄相机连接设置在所述无线能源接收装置上。
优选的，所述卷环上设置有用于连接供电设备柔性电缆，所述柔性电缆与所述无线能源发射装置相连接。
优选的，所述柔性电缆设置在所述卷环的中部位置。
优选的，所述结构外壳上设置有穿孔，所述卷环穿过所述穿孔连接设置在所述旋转监测相机组件上。
优选的，所述驱动组件包括第一电机，所述第一电机的固定端设置所述结构外壳上，所述卷环设置在所述第一电机的活动端。
优选的，所述结构外壳呈矩形体状。
优选的，所述伸缩机构上设置有爆炸螺丝，所述旋转监测相机组件通过所述爆炸螺丝连接设置在所述伸缩机构上。
优选的，所述旋转组件包括第二电机，所述第二电机的转动端连接设置在所述伸缩机构上，所述第二电机的固定端连接设置在所述旋转监测相机组件上。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明可调节与探测器之间的远近程度以及360度周向的拍照角度实现对探测器本体飞行状态的监测；
2、本发明具备重复收展的能力，可实现变距离拍摄；
3、本发明可用于小天体、月球、火星、木星等未来深空任务的在轨活动部件的安全监测中。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的深空变距离360°监测相机的整体结构示意图；
图2为本发明的深空变距离360°监测相机的爆炸示意图；
图3为本发明的深空变距离360°监测相机的主视图；
图4为本发明的深空变距离360°监测相机的仰视图；
图5为本发明的深空变距离360°监测相机的收拢状态下的示意图；
图6为本发明的深空变距离360°监测相机的展开状态下的示意图。
图中示出：
伸缩机构1 360度无线充电旋转拍摄相机202
结构外壳101 旋转组件3
卷环102 第二电机301
驱动组件103 柔性电缆4
第一电机1031 穿孔5
无线能源发射装置104 爆炸螺丝6
旋转监测相机组件2 探测器7
无线能源接收装置201
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1～6所示，本发明提供的一种深空变距离360°监测相机，包括伸缩机构1、旋转监测相机组件2及旋转组件3，旋转监测相机组件2通过旋转组件3设置在伸缩机构1上，伸缩机构1用于驱动旋转监测相机组件2沿第一方向运动，旋转组件3用于驱动旋转监测相机组件2以第一方向为转轴进行转动。伸缩机构1包括结构外壳101、卷环102、驱动组件103及无线能源发射装置104，驱动组件103设置在结构外壳101上，卷环102的一端连接设置在驱动组件103上，无线能源发射装置104连接设置在卷环102的另一端；无线能源发射装置104连接设置在旋转监测相机组件2上。旋转监测相机包括无线能源接收装置201和360度无线充电旋转拍摄相机202，无线能源接收装置201连接设置在旋转组件3上，360度无线充电旋转拍摄相机202连接设置在无线能源接收装置201上。
驱动组件103包括第一电机1031，第一电机1031的固定端设置结构外壳101上，卷环102设置在第一电机1031的活动端。结构外壳101呈矩形体状。伸缩机构1上设置有爆炸螺丝6，旋转监测相机组件2通过爆炸螺丝6连接设置在伸缩机构1上。旋转组件3包括第二电机301，第二电机301的转动端连接设置在伸缩机构1上，第二电机301的固定端连接设置在旋转监测相机组件2上。
卷环102上设置有用于连接供电设备柔性电缆4，柔性电缆4与无线能源发射装置104相连接，柔性电缆4设置在卷环102的中部位置。结构外壳101上设置有穿孔5，卷环102穿过穿孔5连接设置在旋转监测相机组件2上。
实施例1：
一种深空变距离360°监测相机，包括卷尺式柔性可伸缩机构，360度无线充电旋转监测相机及爆炸螺栓，其中卷尺式柔性可伸缩机构安装于探测器本体上，末端为无线充电发射端与360度无线充电旋转监测相机相连接。卷尺式柔性可伸缩机构内部配置了驱动电机、卷环以及无线充电发射端，通过驱动电机带动卷环将监测相机向外展开和收缩，实现监测相机与探测器距离的远近调节。360度无线充电旋转监测相机内部具备相机端驱动电机、无线能源接收端以及相机模块，无线能源接收端与卷尺式柔性可伸缩机构内部的无线充电发射端相配合，对监测相机进行供电。相机端驱动电机的旋转轴与无线充电发射端连接，其余部分无连接，通过驱动可实现360度旋转拍照。爆炸螺栓将360度无线充电旋转监测相机与卷尺式柔性可伸缩机构相连接，要用于将收拢状态下的监测相机固定在探测器上以适应发射时力学过载，在轨后爆炸螺栓断开。
实施例2：
一种深空变距离360°监测相机，包括卷尺式柔性可伸缩机构、360度无线充电旋转监测相机及爆炸螺栓，通过卷尺式柔性机构以及360度无线充电旋转监测相机，可调节与探测器之间的远近程度以及360度周向的拍照角度。
卷尺式柔性可伸缩机构由驱动电机、卷环以及无线能源发射装置组成，具备伸缩与供电的能力。卷环内部安装电缆，用于连接探测器供电设备与柔性可伸缩机构末端的无线能源发射装置。卷环具备一定柔性可在驱动电机的驱动下直线展开或是卷曲收缩，且展开状态下具备一定的刚度。
360度无线充电旋转监测相机由无线能源接收端，相机端驱动电机以及拍摄相机组成，具备无线充电以及360度旋转的能力。采用无线能源形式，避免与卷尺式柔性可伸缩机构采用电缆连接导致旋转能力受限。相机中拍摄的图像，将通过Wifi的形式传给探测器。360度无线充电旋转监测相机的相机端驱动电机，驱动轴与无线能源发射装置相连接，驱动时轴不动，驱动外壳带动着监测相机旋转。
实施例3：
一种深空变距离360°监测相机，该装置由卷尺式柔性可伸缩机构，360度无线充电旋转监测相机，爆炸螺栓组成。其中卷尺式柔性可伸缩机构柔性可伸缩机构由结构外壳、卷环、驱动电机以及无线能源发射装置组成，卷环中间位置安装柔性电缆，电缆一端与探测器供电设备相连，一端与且无线能源发射装置相连，且卷环安装在结构外壳内。360度无线充电旋转监测相机由相机端驱动电机、无线能源接收装置以及拍摄相机组成。卷尺式柔性可伸缩机构安装于探测器本体上。收拢状态下，360度无线充电旋转监测相机采用爆炸螺栓与柔性可伸缩机构的结构外壳相连接。展开时，爆炸螺栓断开，驱动电机带动卷环向外展开，同时带动360度无线充电旋转监测相机远离探测器。展开后，可以通过控制驱动电机来收缩或展开卷环，实现相机的变距离控制。同时，卷尺式柔性可伸缩机构与360度无线充电旋转监测相机之间仅相机端驱动电机的旋转轴与无线能源发射装置相连接，采用无线能源技术，不存在连接电缆以及额外接触，不会干扰相机旋转。相机端驱动电机驱动时，驱动轴不动，驱动外壳带动着监测相机旋转，实现360度的拍摄。
展开时，爆炸螺栓断开，驱动电机带动卷环向外展开，同时带动360度无线充电旋转监测相机远离探测器7。
本发明可调节与探测器之间的远近程度以及360度周向的拍照角度实现对探测器本体飞行状态的监测。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种深空变距离360°监测相机，其特征在于，包括伸缩机构(1)、旋转监测相机组件(2)及旋转组件(3)；
所述旋转监测相机组件(2)通过所述旋转组件(3)设置在所述伸缩机构(1)上；
所述伸缩机构(1)用于驱动所述旋转监测相机组件(2)沿第一方向运动，所述旋转组件(3)用于驱动所述旋转监测相机组件(2)以所述第一方向为转轴进行转动。
2.根据权利要求1所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述伸缩机构(1)包括结构外壳(101)、卷环(102)、驱动组件(103)及无线能源发射装置(104)；
所述驱动组件(103)设置在所述结构外壳(101)上；所述卷环(102)的一端连接设置在所述驱动组件(103)上，所述无线能源发射装置(104)连接设置在所述卷环(102)的另一端；所述无线能源发射装置(104)连接设置在所述旋转监测相机组件(2)上。
3.根据权利要求2所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述旋转监测相机包括无线能源接收装置(201)和360度无线充电旋转拍摄相机(202)；
所述无线能源接收装置(201)连接设置在所述旋转组件(3)上，所述360度无线充电旋转拍摄相机(202)连接设置在所述无线能源接收装置(201)上。
4.根据权利要求2所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述卷环(102)上设置有用于连接供电设备柔性电缆(4)，所述柔性电缆(4)与所述无线能源发射装置(104)相连接。
5.根据权利要求4所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述柔性电缆(4)设置在所述卷环(102)的中部位置。
6.根据权利要求2所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述结构外壳(101)上设置有穿孔(5)，所述卷环(102)穿过所述穿孔(5)连接设置在所述旋转监测相机组件(2)上。
7.根据权利要求2所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述驱动组件(103)包括第一电机(1031)，所述第一电机(1031)的固定端设置所述结构外壳(101)上，所述卷环(102)设置在所述第一电机(1031)的活动端。
8.根据权利要求2所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述结构外壳(101)呈矩形体状。
9.根据权利要求1所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述伸缩机构(1)上设置有爆炸螺丝(6)，所述旋转监测相机组件(2)通过所述爆炸螺丝(6)连接设置在所述伸缩机构(1)上。
10.根据权利要求1所述的深空变距离360°监测相机，其特征在于，所述旋转组件(3)包括第二电机(301)，所述第二电机(301)的转动端连接设置在所述伸缩机构(1)上，所述第二电机(301)的固定端连接设置在所述旋转监测相机组件(2)上。
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