CN206704563U - 一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其结构包括集电环、旋转轴无刷伺服电机、减震球、电机外支架、电机内支架、俯仰轴无刷伺服电机、相机、轴承、云台控制驱动模块、横滚轴无刷伺服电机、减震底座、带内螺纹的限位铜柱，集电环贯穿连接于旋转轴无刷伺服电机的空心轴承，减震球与带内螺纹的限位铜柱安装在减震底座上。本实用新型的有益效果：本装置在安装全副相机时，最大宽度只有165mm，起飞重量7.5kg的微小型无人机即可搭载本设备；并且相机以及整个吊舱全重1200g，重量只有采用同型号5拼相机的1/3；控制系统和机械结构简单可靠，三个无刷伺服电机采用无刷电机直接输出扭力，机械结构无虚位精度高。
Description
技术领域
本实用新型是一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，属于倾斜摄影技术领域。
背景技术
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，在同一飞行平台上搭载多台影像传感器，同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息，通过整合POS，DSM及矢量等数据，实现基于影像密集匹配的建模技术构建三维实景数字模型。三维实景数字模型是智慧城市的重要基础数据，在管理、规划、消防、公安等各种城市相关的应用中具有重要的价值。目前，国内外有多种多镜头相机产品， 此类相机大部分采用5个数码相机经过摆列组合而成，由于相机数量多，安装体积、重量大，只能安装在有人驾驶飞机或较大型无人机上，在进行实际三维建模生产时，飞机空域申报困难，受天气影响大，数据获取的时间周期长，数据采集成本高。
现有技术公开了申请号为：201521136261.2的一种无人机倾斜摄影旋转云台。云台结构由舵机、舵机支架、底座、轴承、轴承支架、相机支架组成，舵机支架和轴承支架通过螺丝与底座连接，舵机支架固定舵机，轴承支架上装有轴承，轴承连接相机支架，底座上开安装孔，用于安装在无人机上。将单个相机安装在旋转云台上，当无人机到达拍照点时，云台控制板通过快门线控制相机拍照，收到相机反馈信号后，云台控制板通过电机控制云台旋转，再次拍照，直到完成三个角度的相片采集。飞机落地后，人工将云台旋转90度安装，沿着之前的航线再飞一个架次，即可完成五个角度的数据采集。本旋转云台结构轻巧；效率高：一到二个架次的航拍即可达到传统方法五个架次航拍的效果；成本低廉；安装方便。现有技术在安装时由于体积大容易造成安装不便，并且重量高控制精度低导致使用不便。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，以解决现有技术在安装时由于体积大容易造成安装不便，并且重量高控制精度低导致使用不便的问题。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其结构包括集电环、旋转轴无刷伺服电机、减震球、电机外支架、电机内支架、俯仰轴无刷伺服电机、相机、轴承、云台控制驱动模块、横滚轴无刷伺服电机、减震底座、带内螺纹的限位铜柱，所述集电环贯穿连接于旋转轴无刷伺服电机的空心轴承，所述减震球与带内螺纹的限位铜柱安装在减震底座上，所述电机外支架与俯仰轴无刷伺服电机螺丝连接，所述俯仰轴无刷伺服电机与电机内支架螺丝连接，所述横滚轴无刷伺服电机的壳体安装在相机的尾部上，所述电机内支架的另外一侧安装有轴承，所述云台控制驱动模块安装在轴承的外侧，所述电机外支架通过螺丝连接旋转轴无刷伺服电机。
进一步地，所述俯仰轴无刷伺服电机与轴承的轴心共线。
进一步地，所述相机的最大宽度为165mm。
进一步地，所述减震球设有两个以上。
进一步地，所述带内螺纹的限位铜柱设有四个。
进一步地，所述集电环贯穿旋转轴无刷伺服电机的空心轴承用于舵机、快门信号与无人机飞控的连接。
进一步地，所述相机为全副相机。
进一步地，所述云台控制驱动模块及整流罩部分重量550g，所述相机与整个吊舱全重1200g。
进一步地，所述旋转轴无刷伺服电机、俯仰轴无刷伺服电机与横滚轴无刷伺服电机，采用无刷电机直接输出扭力，机械结构无虚位精度高。
本实用新型的有益效果：本装置在安装全副相机时，最大宽度只有165mm，起飞重量7.5kg的微小型无人机即可搭载本设备；并且相机以及整个吊舱全重1200g，重量只有采用同型号5拼相机的1/3；控制系统和机械结构简单可靠，三个无刷伺服电机采用无刷电机直接输出扭力，机械结构无虚位精度高。
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，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台的结构示意图。
图中：集电环-1、旋转轴无刷伺服电机-2、减震球-3、电机外支架-4、电机内支架-5、俯仰轴无刷伺服电机-6、相机-7、轴承-8、云台控制驱动模块-9、横滚轴无刷伺服电机-10、减震底座-11、带内螺纹的限位铜柱-12。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台：其结构包括集电环1、旋转轴无刷伺服电机2、减震球3、电机外支架4、电机内支架5、俯仰轴无刷伺服电机6、相机7、轴承8、云台控制驱动模块9、横滚轴无刷伺服电机10、减震底座11、带内螺纹的限位铜柱12，所述集电环1贯穿连接于旋转轴无刷伺服电机2的空心轴承，所述减震球3与带内螺纹的限位铜柱12安装在减震底座11上，所述电机外支架4与俯仰轴无刷伺服电机6螺丝连接，所述俯仰轴无刷伺服电机6与电机内支架5螺丝连接，所述横滚轴无刷伺服电机10的壳体安装在相机7的尾部上，所述电机内支架5的另外一侧安装有轴承8，所述云台控制驱动模块9安装在轴承8的外侧，所述电机外支架4通过螺丝连接旋转轴无刷伺服电机2，所述俯仰轴无刷伺服电机6与轴承8的轴心共线，所述相机7的最大宽度为165mm，所述减震球3设有两个以上，所述带内螺纹的限位铜柱12设有四个，所述集电环1贯穿旋转轴无刷伺服电机2的空心轴承用于舵机、快门信号与无人机飞控的连接，所述相机7为全副相机，所述云台控制驱动模块9及整流罩部分重量550g，所述相机7与整个吊舱全重1200g，所述旋转轴无刷伺服电机2、俯仰轴无刷伺服电机6与横滚轴无刷伺服电机10，采用无刷电机直接输出扭力，机械结构无虚位精度高。
将单个光学相机安装在三轴旋转云台上，当无人机到达拍照点时，无人机飞行控制系统输出一个快门控制信号，通过快门线控制相机7拍照，相机7完成拍照曝光后0.2秒，云台运动结构控制器输出电信号，收到电信号后驱动伺服电机控制云台俯仰轴和旋转轴旋转，使相机7向前方倾斜并再次拍照，重复执行直至完成前、后、左、右、下方共5个角度的相片采集，在采集时，无人机飞控给出拍照信号→在初始位置拍摄第①张照片→等待0.2秒→俯仰电机驱动云台向前旋转设定的α角度→拍摄第②张照片→等待0.2秒→旋转轴电机驱动云台向右旋转90度→拍摄第③张照片→等待0.2秒→旋转轴电机驱动云台向右旋转90度→拍摄第④张照片→等待0.2秒→旋转轴电机驱动云台向右旋转90度→拍摄第⑤张照片→等待0.2秒→旋转轴电机驱动云台向右旋转90度，俯仰轴电机旋转-α角度到初始位置→等待无人机飞控输出的下一个拍摄信号，横滚轴电机在全程负责横滚增稳输出，以保证无人机在飞行过程中，整个相机与地面保持水平。
本实用新型所述的相机7又称全幅单反相机，传统相机的感光材料是胶片，数码相机的感光材料是感光元件，感光器面积的大小与35mm胶片面积相比，如果接近或相等，就是全幅规格，采用该规格尺寸的单反相机就是全幅单反相机。
本实用新型的集电环1、旋转轴无刷伺服电机2、减震球3、电机外支架4、电机内支架5、俯仰轴无刷伺服电机6、相机7、轴承8、云台控制驱动模块9、横滚轴无刷伺服电机10、减震底座11、带内螺纹的限位铜柱12，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决的问题是现有技术在安装时由于体积大容易造成安装不便，并且重量高控制精度低导致使用不便，本实用新型通过上述部件的互相组合，使本实用新型具有体积小，重量轻与控制精度高的优点，具体如下所述：
所述集电环1贯穿连接于旋转轴无刷伺服电机2的空心轴承，所述电机外支架4与俯仰轴无刷伺服电机6螺丝连接，所述俯仰轴无刷伺服电机6与电机内支架5螺丝连接，所述横滚轴无刷伺服电机10的壳体安装在相机7的尾部上，所述电机外支架4通过螺丝连接旋转轴无刷伺服电机2。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其特征在于：其结构包括集电环（1）、旋转轴无刷伺服电机（2）、减震球（3）、电机外支架（4）、电机内支架（5）、俯仰轴无刷伺服电机（6）、相机（7）、轴承（8）、云台控制驱动模块（9）、横滚轴无刷伺服电机（10）、减震底座（11）、带内螺纹的限位铜柱（12），所述集电环（1）贯穿连接于旋转轴无刷伺服电机（2）的空心轴承，所述减震球（3）与带内螺纹的限位铜柱（12）安装在减震底座（11）上，所述电机外支架（4）与俯仰轴无刷伺服电机（6）螺丝连接，所述俯仰轴无刷伺服电机（6）与电机内支架（5）螺丝连接，所述横滚轴无刷伺服电机（10）的壳体安装在相机（7）的尾部上，所述电机内支架（5）的另外一侧安装有轴承（8），所述云台控制驱动模块（9）安装在轴承（8）的外侧，所述电机外支架（4）通过螺丝连接旋转轴无刷伺服电机（2）。
2.根据权利要求1所述的一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其特征在于：所述俯仰轴无刷伺服电机（6）与轴承（8）的轴心共线。
3.根据权利要求1所述的一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其特征在于：所述相机（7）的最大宽度为165mm。
4.根据权利要求1所述的一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其特征在于：所述减震球（3）设有两个以上。
5.根据权利要求1所述的一种无人机单镜头旋转式倾斜摄影云台，其特征在于：所述带内螺纹的限位铜柱（12）设有四个。
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