CN116374238A - 一种无人机用多模光电吊舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机用多模光电吊舱，包括横滚组件，横滚组件包括机芯架、多个光电成像载荷，以及驱使各光电成像载荷自转的第一驱动机构，各个光电成像载荷转动安装在机芯架上；所述第一驱动机构包括横滚电机、第一偏心轴、转动盘和第二偏心轴，横滚电机通过第一偏心轴带动转动盘，转动盘上转动安装多个第二偏心轴，第二偏心轴各自带动一成像载荷自转。本发明的横滚电机利用第一偏心轴带动转动盘，使得转动盘绕电机输出轴转动，同时通过第二偏心轴驱使各个光电成像载荷自转，在无人机倾斜时，光电成像载荷自转来消除像旋，从而提高成像质量，各个光电成像载荷的视轴未变，成像更清晰。

Description

一种无人机用多模光电吊舱

技术领域

本发明涉及光电吊舱技术领域，特别涉及一种无人机用多模光电吊舱。

背景技术

光电吊舱技术及其吊舱是光电侦察告警技术及其装备中的重要组成部分，更是无人机侦察的核心装备，它将填补专门有人驾驶飞机战术侦察角色，为此各个国家正在大力开发各种用途的光电吊舱。光电吊舱可广泛用于陆地、海上、空中和空间的侦察中，其载体为车辆、舰艇、飞机和卫星等。

无人机在执行侦察与打击任务的过程中，需要装载各种光电载荷，如可见光相机、红外热像仪、紫外热像仪等设备。在飞行过程中，造成视轴指向不稳定的原因主要包括无人机姿态运动和飞行中的风阻力矩。这些外部因素会严重影响无人机所搭载光电设备的成像质量，导致图像模糊、清晰度下降。

无人机飞行过程中俯仰、偏航、横滚姿态的变化会使光电成像载荷在成像过程产生像旋，为了消除像旋提高成像质量，光电吊舱可采用三轴三框的结构形式，由方位轴系、俯仰轴系、横滚轴系的复合运动对直升机姿态变化引起的像旋进行补偿。横滚轴系是指整个机芯以自身轴线进行自转，单一成像机芯，例如机芯上只配备了可见光成像探测设备，则机芯以横滚轴转动时，可以有效消除无人机横滚姿态的变化产生的像旋。

而当无人机上配备各种光电载荷，例如可见光相机、红外热像仪、紫外热像仪，三个光电载荷通常安装在同一机芯上，当机芯转动时，三个光电载荷沿机芯轴线发生了公转，三个光电载荷的视轴均发生了偏转，从而影响成像的稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种无人机用多模光电吊舱，使得多个光电载荷在横滚轴系自转，保证成像的稳定性。

为此，本发明的技术方案是：一种无人机用多模光电吊舱，包括横滚组件，横滚组件包括机芯架、多个光电成像载荷，以及驱使各光电成像载荷自转的第一驱动机构，各个光电成像载荷转动安装在机芯架上；所述第一驱动机构包括横滚电机、第一偏心轴、转动盘和第二偏心轴，横滚电机通过第一偏心轴带动转动盘，转动盘上转动安装多个第二偏心轴，第二偏心轴各自带动一成像载荷自转。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述光电成像载荷包括可见光成像载荷、红外成像载荷、紫外成像载荷，三者呈品字形分布；所述转动盘上均匀安装3个偏心轴，偏心轴分别固定连接可见光成像载荷、红外成像载荷、紫外成像载荷。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括俯仰组件，俯仰组件内部形成密闭的安装腔，所述滚转组件安装于该安装腔，并通过俯仰组件带动横滚组件做俯仰调节转动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述俯仰组件包括前罩体、俯仰支架、后罩体，前罩体和后罩体分别安装在俯仰支架两侧，形成密闭的安装腔，前罩体上设有透明的光电窗；所述俯仰支架侧面安装有驱使俯仰支架转动的俯仰电机。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述机芯架两侧固定在俯仰支架内壁上，机芯架上设有3个容置腔，各个光电成像载荷通过轴承转动安装在机芯架的容置腔内。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括方位组件，方位组件带有外接端部及安装槽，俯仰组件两侧安装在安装槽内壁，方位组件带动俯仰组件做方位调节转动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述方位组件包括安装座、方位电机和方位支架，方位电机固定在安装座上，方位支架安装在方位电机的输出轴上；所述方位支架两侧向下延伸出连接面，两侧连接面之间形成安装槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、横滚电机利用第一偏心轴带动转动盘，使得转动盘绕电机输出轴转动，同时通过第二偏心轴驱使各个光电成像载荷自转，在无人机倾斜时，光电成像载荷自转来消除像旋，从而提高成像质量，各个光电成像载荷的视轴未变，成像更清晰；

2、吊舱整体结构设计合理，俯仰组件、横滚组件和方位组件实现了光电成像载荷多方位运动，吊舱稳定精度高，成像质量好；设置了不同类型的光电成像载荷，满足用户不同使用需求。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的零件爆炸图；

图3、图4为本发明的结构剖视图；

图5为本发明第一驱动机构的结构示意图。

图中标记为：横滚组件1、机芯架11、光电成像载荷12、俯仰组件2、前罩体21、俯仰支架22、后罩体23、光电窗24、俯仰电机25、活动轴26、方位组件3、安装座31、方位电机32、方位支架33、端口34、第一驱动机构4、横滚电机41、第一偏心轴42、转动盘43、第二偏心轴44。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见附图。本实施例所述无人机用多模光电吊舱，包括横滚组件1、俯仰组件2和方位组件3。

所述方位组件3包括安装座31、方位电机32和方位支架33，安装座31上设有与外部设备连接的端口34；所述方位电机32固定在安装座31上，方位支架33安装在方位电机32的输出轴上，方位电机32可以带动方位支架33绕Z轴转动；所述方位支架33两侧向下延伸出连接面，两侧连接面之间形成安装槽；俯仰组件2安装在这个安装槽内，从而被方位电机32带动，以Z轴为轴线做方位调节转动。

所述俯仰组件2包括前罩体21、俯仰支架22、后罩体23，前罩体21和后罩体23分别安装在俯仰支架22两侧，形成密闭的安装腔，前罩体21上设有透明的光电窗24，方便光电成像载荷透过光电窗获取成像信息。所述俯仰支架22侧面安装有驱使俯仰支架22转动的俯仰电机25，俯仰电机25安装在方位支架33的连接面上，俯仰支架22另一端通过活动轴26、轴承转动安装在方位支架33的另一连接面上。所述滚转组件1安装于俯仰组件2的安装腔内，并被俯仰电机25带动，以X轴为轴心做俯仰调节转动。

横滚组件1包括机芯架11、三个光电成像载荷12，以及驱使各光电成像载荷12自转的第一驱动机构4，所述机芯架11两侧固定在俯仰支架22内壁上，机芯架11上设有3个容置腔，各个光电成像载荷12通过轴承转动安装在机芯架11的容置腔内。所述光电成像载荷12包括可见光成像载荷、红外成像载荷、紫外成像载荷，三者呈品字形分布；可见光成像载荷为可见光相机，红外成像载荷选用红外成像仪，紫外成像载荷选用紫外成像仪。

所述第一驱动机构4包括横滚电机41、第一偏心轴42、转动盘43和第二偏心轴44，所述横滚电机41安装在俯仰支架22上，横滚电机41的输出轴安装第一偏心轴42，第一偏心轴42另一端转动安装在转动盘43的圆心位置；三个第二偏心轴44其中一端转动安装在转动盘43上，且三个安装位间隔一致，三个第二偏心轴44另一端固定连接三个光电成像载荷12，可带动光电成像载荷12在机芯架11的容置槽内转动。

使用过程中：

1、横滚电机41通过第一偏心轴42带动转动盘43，使其绕横滚电机输出轴的轴心转动，转动盘43转动过程中，会通过第二偏心轴44带动三个光电成像载荷12在机芯架的容置槽内，以Y轴为轴心做滚动转动；

2、俯仰电机25可带动俯仰支架22转动，从而带动安装腔内的横滚组件1转动，使得三个光电成像载荷12以X轴为轴心做俯仰调节转动；

3、方位电机32可带动方位支架33转动，从而带动安装槽内的俯仰组件2转动，俯仰组件2再带动内部的横滚组件1转动，最终使得三个光电成像载荷12以Z轴为轴心做方位调节转动，实现光电成像载荷多方位的转动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：包括横滚组件，横滚组件包括机芯架、多个光电成像载荷，以及驱使各光电成像载荷自转的第一驱动机构，各个光电成像载荷转动安装在机芯架上；所述第一驱动机构包括横滚电机、第一偏心轴、转动盘和第二偏心轴，横滚电机通过第一偏心轴带动转动盘，转动盘上转动安装多个第二偏心轴，第二偏心轴各自带动一成像载荷自转。

2.如权利要求1所述的一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：所述光电成像载荷包括可见光成像载荷、红外成像载荷、紫外成像载荷，三者呈品字形分布；所述转动盘上均匀安装3个偏心轴，偏心轴分别固定连接可见光成像载荷、红外成像载荷、紫外成像载荷。

3.如权利要求1所述的一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：还包括俯仰组件，俯仰组件内部形成密闭的安装腔，所述滚转组件安装于该安装腔，并通过俯仰组件带动横滚组件做俯仰调节转动。

4.如权利要求3所述的一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：所述俯仰组件包括前罩体、俯仰支架、后罩体，前罩体和后罩体分别安装在俯仰支架两侧，形成密闭的安装腔，前罩体上设有透明的光电窗；所述俯仰支架侧面安装有驱使俯仰支架转动的俯仰电机。

5.如权利要求4所述的一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：所述机芯架两侧固定在俯仰支架内壁上，机芯架上设有3个容置腔，各个光电成像载荷通过轴承转动安装在机芯架的容置腔内。

6.如权利要求3所述的一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：还包括方位组件，方位组件带有外接端部及安装槽，俯仰组件两侧安装在安装槽内壁，方位组件带动俯仰组件做方位调节转动。

7.如权利要求6所述的一种无人机用多模光电吊舱，其特征在于：所述方位组件包括安装座、方位电机和方位支架，方位电机固定在安装座上，方位支架安装在方位电机的输出轴上；所述方位支架两侧向下延伸出连接面，两侧连接面之间形成安装槽。

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