CN200951833Y - 摄像转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摄像转台，包括安装在转台顶部的电子舱，该电子舱内设有方位角舵机，并向外穿设有方位角转轴，所述方位角舵机与所述方位角转轴驱动连接；所述方位角转轴上还设有支架，该支架上设有高低角转轴，在高低角转轴的一端设有驱动该高低角转轴转动的高低角舵机；所述电子舱内还设有驱动控制器，该驱动控制器的方位角控制信号输出端以及高低角控制信号输出端分别与所述方位角舵机以及高低角舵机的输入端连接。本实用新型实现了一种两自由度可遥控操纵的小型无人机摄像转台。可广泛应用于电磁环境较复杂、体积、重量、功耗要求较高的航空领域和其他相关领域，既减轻了重量又满足了强度要求，总体结构紧凑，便于安装。

Description

摄像转台

技术领域

本实用新型涉及一种转台，特别是一种安装在小型无人驾驶飞机或其他小型无人航空飞行器上，能够实现两自由度可遥控操纵的摄像转台。

背景技术

无人机是无人驾驶飞机的简称，可以代替有人机到达危险地区执行任务，主要用于军事侦察或地质勘测、大气采样等科学研究，配有光学照相机、电视摄像机、前视红外摄像机等。在执行摄像侦察任务时，摄像机的摄像头能绕纵轴倾斜旋转或垂直向下进行拍摄，而且由于无人机本身体积小，重量轻，这就要求与之相配的各个部件都要尽可能做到体积小，重量轻，同时还要工作灵活，能达到所要的技术质量。

现有的转台结构以电动机、齿轮传动控制摄像头运动，摄像机的转台与控制器是分离的，转台不包含控制电路、电源变换，接口形式为串行接口或并行接口，通过接口将操作指令发送到转台，控制摄像头对准目标，实现对目标视频信号的获取。现有转台控制器安放在监控室，远离转台。一般串口通信是点对点连接，一个转台需要一个接口，转台数目多时连线多，而且不容易扩充。(扩充需要增加接口电路和相关硬件电路)。原有转台多数未考虑电磁兼容问题，因此在壳体设计、电路设计和接插件设计等方面没有采取必要措施，例如壳体存在电磁泄漏、电路电磁滤波性能达不到要求、没有采用屏蔽接插件等。造成在复杂电磁环境下相互干扰，以至系统无法可靠工作。

一般转台选用的是直流电动机，材料有磁钢、软铁或矽钢片、漆包线、轴承和纲转轴组成。其转子大多采用软铁或矽钢片缠绕漆包线组成。现有的转台其电动机重量重，体积大，耗电高，不适合无人机小体积、重量轻、功耗低的特点；摄像机的转台与控制器是分离的，这就导致系统分散，连接复杂，没有很好的考虑紧凑性的要求；其接口形式为串行接口或并行接口，工作可靠性低，适用范围小。由于电磁干扰，所以系统的电磁兼容性难于满足机载复杂环境下正常工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术小型无人航空器对获取高分辨率图像的需求和现有技术、产品的不足，提供一种摄像转台，该摄像云台体积小、重量轻、功耗低，并能够对安装的摄像头在两自由度上进行控制调整。

本实用新型所提供的一种摄像转台包括安装在转台顶部的电子舱，该电子舱内设有方位角舵机，并向外穿设有方位角转轴，所述方位角舵机与所述方位角转轴驱动连接；所述方位角转轴位于所述电子舱外侧的一端上还设有支架，该支架上设有高低角转轴，在高低角转轴的一端设有驱动该高低角转轴转动的高低角舵机；所述电子舱内还设有驱动控制器，该驱动控制器的方位角控制信号输出端以及高低角控制信号输出端分别与所述方位角舵机以及高低角舵机的输入端连接。

在上述技术方案中，所述方位角舵机及高低角舵机均采用航模角位移舵机；所述支架采用U型支架倒置悬挂，U型的闭合端中心连接在方位角转轴的低端，U型的开口端上设置有高低角转轴；所述高低角转轴上还固定设有用于安装摄像头的固定架。

所述驱动控制器至少是由单片计算机、电源变换单元，舵机驱动单元、摄像头控制单元以及总线接口相互连接构成的控制电路电磁兼容插座；该总线接口中具有所述方位角控制信号输出端、高低角控制信号输出端以及用于与外部摄像头控制端连接的摄像控制信号输出端；所述总线接口上还分别连接设有多个电磁兼容插座；所述总线接口为现场总线接口。

本实用新型提出了一种小型无人机摄像转台，采用转台与具有控制功能的电子舱一体化设计，既减轻了重量又满足了转台强度要求，总体结构紧凑，便于安装。航模舵机的电动机大多采用空心杯转子技术(转子由漆包线绕成，由胶固定成型)，在同等重量下可减小体积，提高控制品质。使用航模角位移舵机，体积小、重量轻、耗电少、可靠性高；采用了现场总线(CAN总线)电路接口连接，便于扩充，结构简单；简化了连接部件，特别是与电子舱一体的电磁兼容插座，减轻了重量，缩小了体积、降低了成本，解决了电磁兼容问题和体积重量问题。可广泛应用于电磁环境较复杂、体积、重量、功耗要求较高的航空领域和其他相关领域。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的机械结构示意图；

图2为本实用新型的电路示意图。

附图标记说明：

1-方位角转轴；                   2-高低角转轴；

3-高低角舵机；                   4-高低角转轴方形支架；

5-方位角舵机；                   6-方位U型架；

7-摄像头；                       8-驱动控制器；

9-单片计算机；                   10-电源变换单元；

11-舵机驱动单元；                12-摄像机控制单元；

13-总线接口；                    14-电磁兼容插座；

15-摄像头；                      16-高低角舵机；

17-方位角舵机。

具体实施方式

图1为本实用新型的机械结构示意图。如图1所示，本实用新型包括安装在转台顶部的电子舱，该电子舱内设有方位角舵机5，并向外穿设有方位角转轴1，方位角舵机5与方位角转轴1驱动连接；方位角转轴1位于电子舱外侧的一端上还设有支架，该支架上设有高低角转轴2，在高低角转轴2的一端设有驱动该高低角转轴2转动的高低角舵机3；电子舱内还设有驱动控制器8，该驱动控制器8的方位角控制信号输出端以及高低角控制信号输出端分别与所述方位角舵机5以及高低角舵机3的输入端连接。

摄像转台包括转台和控制所述转台转动的电子舱构成，电子舱位于转台的上端，高低角舵机3安装在高低角转轴方形支架4侧面，方位角舵机5安装在电子舱内，方位角转轴1下端连接一方位U型架6，高低角转轴2连接在方位U型架6上，高低角转轴2上还安装一高低角转轴方形支架4，用来安装摄像头7。

本实用新型采用电子舱(包含全部控制功能)和转台结构机电一体化设计，电子舱与防尘半球罩用3根U形铝合金支架连接，既减轻了重量由满足了转台强度要求。总体结构紧凑，便于安装。所述驱动舵采用航模角位移舵机，体积小、重量轻、耗电少、可靠性高。所述小型无人机摄像云台体积可小到直径190mm×高230mm。重量小于1.1Kg(含彩色变焦摄像头)。一般转台齿轮材料由铜、尼龙等材料制成。这与航模舵机相同。但航模舵机齿轮组的尺寸远小于相同功率的直流电动机减速齿轮组。现在转台选用的舵机外尺寸为32mm×17mm×32mm(含齿轮组、电动机、控制电路)，重量35g。

图2为本实用新型的电路示意图。所述电子舱内部装有单片计算机9、电源变换单元10、舵机驱动单元11、摄像头控制单元12、总线接口13，这些电路单元与外部通过电磁兼容插座14连接。控制信号通过现场总线(CAN总线)与电磁兼容插座连接，为转台提供电源与双向接口信号。电源通过二次变换电路提供+12V，+5V，+3.3V等直流电源。电磁兼容插座14隔离外部干扰信号进入和内部干扰脉冲泄漏，提高系统的电磁兼容性。单片计算机9将输入的控制指令解码，通过舵机驱动电路控制方位角舵机17和高低角舵机16运动，高低角舵机16可使摄像头15沿高低轴从-10度到+90度转动(转台正下方高低角为0度)，方位角舵机17可使摄像头15沿方位角转轴±120度转动(正前方方位角为0度)，实现对目标的位置跟踪和速度跟踪。通过摄像头控制单元12实现对摄像头15的焦距、聚焦、电源、工作模式等功能进行遥控操作。本实用新型采用了现场总线(CAN总线)电路接口连接，便于扩充，结构简单。转台使用与电子舱成为一体的电磁兼容插座，减轻了重量，缩小了体积，降低了成本，提高了转台的电磁兼容性。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种摄像转台，包括安装在转台顶部的电子舱，其特征在于：该电子舱内设有方位角舵机，并向外穿设有方位角转轴，所述方位角舵机与所述方位角转轴驱动连接；所述方位角转轴位于所述电子舱外侧的一端上还设有支架，该支架上设有高低角转轴，在高低角转轴的一端设有驱动该高低角转轴转动的高低角舵机；所述电子舱内还设有驱动控制器，该驱动控制器的方位角控制信号输出端以及高低角控制信号输出端分别与所述方位角舵机以及高低角舵机的输入端连接。

2.如权利要求1所述的摄像转台，其特征在于：所述方位角舵机及高低角舵机均采用航模角位移舵机。

3.如权利要求1所述的摄像转台，其特征在于：所述支架采用U型支架倒置悬挂，U型的闭合端中心连接在方位角转轴的低端，U型的开口端上设置有高低角转轴。

4.如权利要求1所述的摄像转台，其特征在于：所述高低角转轴上还固定设有用于安装摄像头的固定架。

5.如权利要求1所述的摄像转台，其特征在于：所述驱动控制器是由单片计算机、电源变换单元，舵机驱动单元、摄像头控制单元以及总线接口相互连接构成的控制电路电磁兼容插座；该总线接口中具有所述方位角控制信号输出端、高低角控制信号输出端以及用于与外部摄像头控制端连接的摄像控制信号输出端。

6.如权利要求5所述的摄像转台，其特征在于：所述总线接口上还分别连接设有多个电磁兼容插座。

7.如权利要求5或6所述的摄像转台，其特征在于：所述总线接口为现场总线接口。

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