CN206788391U - 一种大视场微光低空无人机探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大视场微光低空无人机探测装置，该探测装置包括：电机，电机控制器，光滑环，间歇运动机构，编码器，控制模块，探测器，串口输出线缆，触发线；电机分别与电机控制器、控制模块电连接，且电机的转动轴与间歇运动机构动力输入端传动连接，间歇运动机构中心转轴底端与光滑环制动连接，且间歇运动机构中心转轴顶端与探测器底部制动连接，间歇运动机构中心转轴上的间歇齿轮与编码器输入齿轮齿合；控制模块、电机控制器分别连接串口输出线缆，探测器连接触发线。本实用新型能够360°全景成像，能够对运动目标实时监测，并能给出运行轨迹，对目标有切片放大，可以实现目标的识别，对低小慢目标有很好的探测效果。
Description
技术领域
本实用新型属于无人机领域，尤其涉及一种大视场微光低空无人机探测装置。
背景技术
随着民用航空技术的推广和低空空域的逐步开放，通用飞行器产业高速发展，特别是无人机(低小慢目标)技术发展，产业应用拓宽，对重点区域，重要目标进行有效的防护，对无人机目标实施有效的防御和打击成为了问题。
由于低小慢目标的特点就是飞行高度低，体积小，飞行速度慢，通用雷达技术无法对该类目标实施有效探测，而且有些地区存在特殊性，不能使用雷达进行管控，比如航线，城市内区域等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大视场微光低空无人机探测装置，旨在解决现有探测装置对低小慢目标探测效果较差或者对航线和城市内区域不适用的问题。
本实用新型是这样实现的，一种大视场微光低空无人机探测装置，该探测装置包括：电机，用于调节电机转速的电机控制器，光滑环，间歇运动机构，用于记录所述间歇运动机构中心转轴转动角度信息的编码器，用于控制所述电机工作、将所述编码器记录的角度信息转换为操作信号的控制模块，用于根据所述控制模块的操作信号进行图像摄取的探测器；用于将所述控制模块、电机控制器发送控制信号发送给上位机的串口输出线缆，用于将探测器摄取的图像信号发送给上位机的触发线；其中，
所述电机分别与电机控制器、控制模块电连接，且所述电机的转动轴与间歇运动机构动力输入端传动连接，所述间歇运动机构中心转轴底端与光滑环制动连接，且所述间歇运动机构中心转轴顶端与探测器底部制动连接，所述间歇运动机构中心转轴上的间歇齿轮与编码器输入齿轮齿合；
所述控制模块、电机控制器分别连接串口输出线缆，所述探测器连接触发线。
优选地，所述探测装置还包括用于给所述电机、控制模块、电机控制器供电的蓄电池；所述蓄电池分别与电机、控制模块、电机控制器电连接。
优选地，所述探测装置还包括用于探测装置内部的温度和湿度信息的温湿度感应模块，所述温湿度感应模块连接控制模块。
优选地，所述间歇运动机构为标准型等位分割机构，且所述间歇运动机构的分割位的选择根据探测器类型确定。
优选地，所述探测装置还包括底座、外壳以及外罩，所述外罩、外壳、底座由上至下依次连接，且所述外罩与外壳之间设有分隔板，所述外罩上设有所述探测器，所述外壳表面设有串口输出线缆；其中，
所述外壳内设有控制模块、电源模块、电机以及支撑框架；所述电机位于支撑框架一侧，所述电机转轴自由端从支撑框架远离电机方向侧伸出；所述支撑框架上还设有传动轴；在所述支撑框架同侧，所述电机转轴与传动轴一端通过皮带连接；
所述外罩内且位于分隔板上设有间歇运动机构、编码器，所述分隔板底部设有光滑轮；所述间歇运动机构动力输入端与传动轴另一端通过皮带连接；所述间歇运动机构中心转轴顶端从外罩顶部伸出并连接在探测器探测壳体底部。
优选地，所述外罩顶部设有转盘，所述转盘上设有支撑板，所述支撑板顶部通过俯仰调节结构与探测器连接；
所述间歇运动机构中心转轴顶端固定在转盘底部。
优选地，所述底座外壁上设有提手。
优选地，所述编码器包括码盘和光电传感器，所述光电传感器加工有用来感应码盘、产生信号的光电凹槽；码盘外缘嵌入光电凹槽，相对于光电传感器可转动的设置，所述码盘外周缘上沿其周向开设有非等距空槽；
所述非等距空槽与间歇运动机构中心转轴上的间歇齿轮齿合。
相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型能够360°全景成像，能够对运动目标实时监测，并能给出运行轨迹，对目标有切片放大，可以实现目标的识别，且装置运行稳定；
(2)本实用新型采用无源手段，对低小慢目标有很好的探测效果，由于不主动发射电磁波，对航线和城市内区域尤其适用。
附图说明
图1是本实用新型大视场微光低空无人机探测装置的结构示意图；
图2是图1中一剖切角度下的内部结构示意图；
图3是图1中又一剖切角度下的内部结构示意图；
图4是图1中再一剖切角度下的内部结构示意图；
图5是本实用新型编码器的结构示意图；
图6是图5在俯视状态下的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1～6所示，其中，图1是本实用新型大视场微光低空无人机探测装置的结构示意图；图2是图1中一剖切角度下的内部结构示意图；图3是图1中又一剖切角度下的内部结构示意图；图4是图1中再一剖切角度下的内部结构示意图；图5是本实用新型编码器的结构示意图；图6是图5在俯视状态下的结构示意图。
本实用新型公开了一种大视场微光低空无人机探测装置，该探测装置包括：电机1，用于调节电机1转速的电机控制器2，光滑环3，间歇运动机构4，用于记录所述间歇运动机构4中心转轴26转动角度信息的编码器5，用于控制所述电机1工作、将所述编码器5记录的角度信息转换为操作信号的控制模块6，用于根据所述控制模块6的操作信号进行图像摄取的探测器7；用于将所述控制模块6、电机控制器2发送控制信号发送给上位机的串口输出线缆8，用于将探测器7摄取的图像信号发送给上位机的触发线9；其中，
所述电机1分别与电机控制器2、控制模块6电连接，且所述电机1的转动轴与间歇运动机构4动力输入端传动连接，所述间歇运动机构4中心转轴26底端与光滑环3制动连接，且所述间歇运动机构4中心转轴26顶端与探测器7底部制动连接，所述间歇运动机构4中心转轴26上的间歇齿轮与编码器5输入齿轮齿合；
所述控制模块6、电机控制器2分别连接串口输出线缆8，所述探测器7连接触发线9。
在本实用新型实施例中，所述间歇运动机构4为标准型等位分割机构，市场上有不同类型，比如DF60-16型等，根据探测器7的类型选择相应分割位的间歇运动机构4。间歇运动机构4有8位、16位、32位等不同分度的类型，根据探测器7和探测距离的要求，选择相应的间歇运动机构4，一般的，分度数越多，探测器7的视角越小，探测距离则越远。探测器7的视频信号由光模块转换成光信号，最终通过串口输出线缆8，串口输出线缆8也称为信号串口线缆，是设备的接口线缆，它与上位机直接相连传送数据，因此最终是通过信号，串口输出线缆8与上位机通讯，传送给上位机。
在本实用新型实施例中，所述编码器5包括码盘5-1和光电传感器5-2，所述光电传感器5-2加工有用来感应码盘5-1、产生信号的光电凹槽5-3；码盘5-1外缘嵌入光电凹槽5-3，相对于光电传感器5-2可转动的设置，所述码盘5-1外周缘上沿其周向开设有非等距空槽5-4；所述非等距空槽5-4与间歇运动机构4中心转轴26上的间歇齿轮齿合；光电传感器5-2与控制模块6信号线连接。通过码盘5-1相对于光电传感器5-2的自转，使得外周缘开设的非等距的空槽穿过光电传感器5-2的光电凹槽5-3，从而使光电传感器5-2产生感应的信号，来判断和读取与码盘5-1转动角度，感应信号传送到控制模块6中进行信号转换计算。光电凹槽5-3与码盘5-1一体设置，且与之共运动的探头转轴的位置，其结构紧凑、反应灵敏，且定位精度高。
在本实用新型实施例中，光滑环3为一种用于需要连续360°旋转并能够传递讯号和通讯的电气部件，市场有售，具体型号为SNF0018-1210-71032。
在本实用新型实施例中，控制模块6根据所需功能相应设计制作的单片机或控制电路板，现有能实现上述信号处理功能的技术均可用于解释本实用新型，在此不再赘述。
在本实用新型实施例中，上述电机1、电机控制器2、控制模块6、探测器7、编码器5均通过电源线23提供220V市电。
在本实用新型实施例中，串口输出线缆8连接光猫，光猫连接光纤，光纤连接上位机，串口输出线缆8的输出、输入信号通过光猫转换，光猫再与光纤连接，光纤与上位机连接。
在本实用新型的实际应用过程中，上位机通过串口输出线缆8控制控制模块6上的继电器动作，从而实现电机1的启动和停止；电机1启动后，其速度可以通过电机控制器2来进行调节，电机控制器2在装置内部，用于对电机1控制参数的设定，或经串口输出线缆8在上位机上进行控制。电机1速度传递给间歇运动机构4，间歇运动机构4完成相应分度的动作；间歇机构在运动到每一个分度位时，其角度信息可以被编码器5记录，并被控制模块6处理之后通过触发线9缆发送给探测器7，与此同时，在间歇机构中心转轴26分位转动的过程中，带动探测器7转动到相应角度，完成在此分度位的图像摄取。图像摄取后，图像信息作为光信号通过光纤滑环传送给串口输出线缆8，串口输出线缆8与上位机进行通信，图像在上位机完成全景呈现和目标检测，从而实现对装置的远程控制。
进一步的，为使装置具有移动工作的能力，在本实用新型实施例中，所述探测装置还包括用于给所述电机1、控制模块6、电机控制器2供电的蓄电池10；所述蓄电池10分别与电机1、控制模块6、电机控制器2电连接。
进一步的，为便于对装置内部各部件工作环境的监控，在本实用新型实施例中，所述探测装置还包括用于探测装置内部的温度和湿度信息的温湿度感应模块11，所述温湿度感应模块11连接控制模块6。在本实用新型实施例中，该温湿度感应模块11为一种温度传感器，温湿度感应模块11检查到数据后传送给控制模块6，由控制模块6通过串口输出线缆8和光纤传送给上位机，达到对装置内部温湿度监测目的，防止异常发生，当温湿度超出范围时人工干预，断电进行异常排查。
本实用新型能够实现多角度、全方位实时全景图像呈现和目标检测，装置转速最高能够达到360°/s；搭载不同分度的间歇运动机构4和相应视角的探测器7，可以达到不同的探测距离；搭载不同类型的探测器7，可以实现不同环境下的目标探测。
进一步的，为使装置结构更紧凑、电机1工作效率更高，在本实用新型实施例中，探测装置还包括底座12、外壳13以及外罩14，所述外罩14、外壳13、底座12由上至下依次连接，且所述外罩14与外壳13之间设有分隔板15，所述外罩14上设有所述探测器7，所述外壳13表面设有串口输出线缆8；其中，
所述外壳13内设有控制模块6、电源模块、电机1以及支撑框架；所述电机1位于支撑框架16一侧，所述电机1转轴自由端从支撑框架16远离电机1方向侧伸出；所述支撑框架16上还设有传动轴17；在所述支撑框架16同侧，所述电机1转轴与传动轴17一端通过第一皮带18连接；
所述外罩14内且位于分隔板15上设有间歇运动机构4、编码器5，所述分隔板15底部设有光滑轮；所述间歇运动机构4动力输入端与传动轴17另一端通过第二皮带24连接；所述间歇运动机构4中心转轴26顶端从外罩14顶部伸出并连接在探测器7探测壳体底部。
更具体的，所述外罩14顶部设有转盘19，所述转盘19上设有支撑板20，所述支撑板20顶部通过俯仰调节结构21与探测器7连接；
为便于探测器7俯仰角度的调节，所述间歇运动机构4中心转轴26顶端固定在转盘19底部。
更具体的，为便于装置的携带，所述底座12外壁上设有提手22。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，该探测装置包括：电机，用于调节电机转速的电机控制器，光滑环，间歇运动机构，用于记录所述间歇运动机构中心转轴转动角度信息的编码器，用于控制所述电机工作、将所述编码器记录的角度信息转换为操作信号的控制模块，用于根据所述控制模块的操作信号进行图像摄取的探测器，用于将所述控制模块、电机控制器发送控制信号发送给上位机的串口输出线缆，用于将探测器摄取的图像信号发送给上位机的触发线；其中，
所述电机分别与电机控制器、控制模块电连接，且所述电机的转动轴与间歇运动机构动力输入端传动连接，所述间歇运动机构中心转轴底端与光滑环制动连接，且所述间歇运动机构中心转轴顶端与探测器底部制动连接，所述间歇运动机构中心转轴上的间歇齿轮与编码器输入齿轮齿合；
所述控制模块、电机控制器分别连接串口输出线缆，所述探测器连接触发线。
2.如权利要求1所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括用于给所述电机、控制模块、电机控制器供电的蓄电池；所述蓄电池分别与电机、控制模块、电机控制器电连接。
3.如权利要求2所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括用于探测装置内部的温度和湿度信息的温湿度感应模块，所述温湿度感应模块连接控制模块。
4.如权利要求3所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述间歇运动机构为标准型等位分割机构，且所述间歇运动机构的分割位的选择根据探测器类型确定。
5.如权利要求4所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括底座、外壳以及外罩，所述外罩、外壳、底座由上至下依次连接，且所述外罩与外壳之间设有分隔板，所述外罩上设有所述探测器，所述外壳表面设有串口输出线缆；其中，
所述外壳内设有控制模块、电源模块、电机以及支撑框架；所述电机位于支撑框架一侧，所述电机转轴自由端从支撑框架远离电机方向侧伸出；所述支撑框架上还设有传动轴；在所述支撑框架同侧，所述电机转轴与传动轴一端通过皮带连接；
所述外罩内且位于分隔板上设有间歇运动机构、编码器，所述分隔板底部设有光滑轮；所述间歇运动机构动力输入端与传动轴另一端通过皮带连接；所述间歇运动机构中心转轴顶端从外罩顶部伸出并连接在探测器探测壳体底部。
6.如权利要求5所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述外罩顶部设有转盘，所述转盘上设有支撑板，所述支撑板顶部通过俯仰调节结构与探测器连接；
所述间歇运动机构中心转轴顶端固定在转盘底部。
7.如权利要求6所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述底座外壁上设有提手。
8.如权利要求7所述的大视场微光低空无人机探测装置，其特征在于，所述编码器包括码盘和光电传感器，所述光电传感器加工有用来感应码盘、产生信号的光电凹槽；码盘外缘嵌入光电凹槽，相对于光电传感器可转动的设置，所述码盘外周缘上沿其周向开设有非等距空槽；
所述非等距空槽与间歇运动机构中心转轴上的间歇齿轮齿合。
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