CN211364976U - 一种无人机云台照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无人机云台搭载技术领域，涉及一种无人机云台照明装置；包括八旋翼无人机、照明装置和三轴云台，所述照明装置通过三轴云台与八旋翼无人机连接，八旋翼无人机上设有通用连接口，所述通用连接接口一端与无人机螺钉固定连接，另一端通过曲柄结构与三轴云台夹持固定，三轴云台内固定设有照明装置，所述照明装置通过固定板固定在三轴云台上。本实用新型的无人机云台照明装置采用云台将照明装置固定连接于无人机主体上，使得角度全方位可调；同时与传统云台与无人机直接螺钉固定连接相比，本申请的安装和拆卸过程更加简单快捷，方便云台的调试、维修和更换，提高不同种类传感器云台之间的互换性。

Description

一种无人机云台照明装置

技术领域

本实用新型属于无人机云台搭载技术领域，涉及一种无人机云台照明装置。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操控的不载人飞机，最早出现于 20 世纪 20 年代。近年来，无人机无论在军事还是民用上都得到了大规模的应用，在军用上可以用来执行危险的军事任务，在民用上可以完成一些高危以及高难度的任务。而在无人机遥感系统中，云台有着重要的作用，它可以搭载照明装置进行照明，同时通过本身自稳的功能，保证照明设备的视轴稳定，使采集数据不失真。目前，不同传感器云台与无人机连接结构不通用，导致各种传感器云台互换性较差，且存在拆卸和安装不方便的问题。且没有照明装置在夜间或者光线不好的条件下拍摄出来的画面比较模糊，给航拍带来了很大的麻烦。

对于上述情况，专利CN 106628216 A 公开了一种照明无人机，包括无人机主体和旋翼，所述旋翼安装在无人机主体上，并且位于无人机主体的顶端；还包括云台和摄像照明一体化组件，所述云台安装在无人机主体上，并且位于无人机主体的底端；所述摄像照明一体化组件与云台固定连接，并且位于云台的下端；所述摄像照明一体化组件，包括基座、透镜罩、调节座和通过支架固定设置于基座内腔中的摄像组件；该装置的固定结构单一，调节照明的手段复杂，不能适合任意传感结构。

经检索还发现，专利CN106143936A公开了一种无人机空中LED照明装置，包括LED灯具、连接件以及配备多个旋翼的机身，机身底端面上设置有安装架，安装架包括灯具安装杆、固定板、过渡板，过渡板的左右两端沿竖直方向焊接有开设灯具安装孔的固定板，左右两个固定板之间的过渡板上沿竖直方向设置有开设螺纹的灯具安装杆，LED灯具通过连接件安装在安装架上；该专利中照明设备单一，不能实现好的照明效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种无人机云台照明装置，采用云台将照明装置固定连接于无人机主体上，使得角度全方位可调；同时安装和拆卸过程更加简单快捷，方便云台的调试、维修和更换，提高不同种类传感器云台之间的互换性。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无人机云台照明装置，包括八旋翼无人机、照明装置和三轴云台，所述照明装置通过三轴云台与八旋翼无人机连接，八旋翼无人机上设有通用连接口，所述通用连接接口一端与无人机螺钉固定连接，另一端通过曲柄结构与三轴云台夹持固定，三轴云台内固定设有照明装置，所述照明装置通过固定板固定在三轴云台上。

所述通用连接口为夹持连接接口，夹持连接接口包括滚珠轴承、弹簧和夹持杆；所述滚珠轴承座直接螺钉固定在减震板上，减震板使用螺钉固定在八旋翼无人机上，夹持连接接口安装在无人机上，配合卡槽进行云台的安装与拆卸；

两夹持杆配合滚珠轴承，中间搭载压缩弹簧，利用弹簧的伸缩性施加外力改变夹持杆的角度，使夹持杆可以匹配到卡槽中，完成云台与无人机的安装、拆卸。

所述照明装置包括线路模块、风扇、散热片、多个LED灯以及LED灯固定件，所述多个LED等间距固定在LED灯固定件上，所述LED灯固定件连接有散热片，所述散热片与风扇连接，所述线路模块与风扇连接。

所述线路模块包括电源、远程控制器、分电板、降压模块、集成电路板，所述远程控制器与八旋翼无人机控制系统连接。

电路连接关系为：（1）电源与远程控制器连接，远程控制器与分电板连接，分电板与降压模块连接，降压模块与风扇连接；（2）电源与远程控制器连接，远程控制器与分电板连接，分电板与集成电路板连接，集成电路板与多个LED灯连接。

所述三轴云台包括固定架，所述固定架包括俯仰框架、航向框架和横滚框架；所述俯仰框架、横滚框架和航向框架通过电机固定连接，所述俯仰框架、横滚框架和航向框架两两正交形成相交直线，构成三轴云台三个转动轴俯仰轴、航向轴、横滚轴，俯仰框架、横滚框架和航向框架绕着各自的电机轴定轴转动，形成俯仰角、横滚角、旋转角，三轴云台通过改变三种角度大小对云台各个框架相对位置进行校准，所述照明装置通过固定板固定在固定架上。

所述三轴云台的控制系统包括电机主控板、姿态采集模块、驱动模块和直流电压模块。

在所述横滚框架中心位置搭载传感器和姿态采集模块，姿态采集模块将此时横滚框架的位置信息传递给电机主控板，电机主控板分析位置信息并控制各个关节处的电机转动，实现横滚轴保持水平的目的，从而实现云台时刻保持稳定的状态。

所述八旋翼无人机包括无人机整体框架、动力执行元件以及控制系统，所述无人机整体框架的材料是碳纤维材料，所述动力执行元件包括电池、电机和螺旋桨组成，为无人机提供飞行动力；所述控制系统主要由飞控系统和地面控制系统两部分组成，用于实现飞行控制以及人机交互。

所述飞控系统包括飞行控制器、GPS、数传电台机载端、图传机载端和遥控器接收机；地面控制系统包括遥控发射器、图传显示屏和地面站控制软件。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的无人机云台照明装置采用云台将照明组件固定连接于无人机主体上，使得照明组件可前后摆动调节，同时还可以水平360°旋转调节；又由于照明时，多个LED灯所散发出的热量巨大，采用风扇和散热片等结构能实现有效散热；与传统云台与无人机直接螺钉固定连接相比，安装和拆卸过程更加简单快捷，方便云台的调试、维修和更换，提高不同种类传感器云台之间的互换性。

本实用新型设计的夹持连接接口可以方便进行与云台的安装与拆卸，且具有较好的稳定性，在云台控制系统方面，设有云台主控板、姿态采集模块、电机驱动模块等结构，与三轴云台完成装配，并对云台控制板进行参数调整，实现三轴云台的自稳效果；同时三轴云台的设计还满足了第三维方向的角度要求，航向轴和航向框架的添加，可以在无人机转向、受风载晃动时，云台可以通过自身稳定控制达到稳定的效果；本实用新型满足普通的照明任务，还可应用于自然灾害突发险情的搜救任务。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的照明装置结构示意图；

图3为本实用新型的照明装置侧视图；

图4为本实用新型的三轴云台结构示意图。

图5为本实用新型的夹持连接结口结构示意图；

图6为本实用新型的卡槽结构示意图；

图7为本实用新型的夹持连接接口整体示意图；

图8为本实用新型的照明装置连接示意图。

具体实施方式

如图1-7所示，一种无人机云台照明装置，包括八旋翼无人机1、照明装置2和三轴云台3，所述照明装置2通过三轴云台3与八旋翼无人机1连接，八旋翼无人机1上设有通用连接口，所述通用连接接口一端与无人机1螺钉固定连接，另一端通过曲柄结构与三轴云台夹持固定，三轴云台3内固定设有照明装置2，所述照明装置2通过固定板32固定在三轴云台3上。

如图1、2、3、8所示照明装置2包括线路模块21、风扇22、散热片23、多个LED灯26以及LED灯固定件27，所述多个LED灯26等间距固定在LED灯固定件27上，所述LED灯固定件27连接有散热片23，所述散热片23与风扇22连接，所述线路模块21与风扇22连接。所述线路模块21包括电源28、远程控制器、分电板、降压模块、集成电路板，所述远程控制器与八旋翼无人机控制系统连接。所述照明装置上还设有手持结构29。

通用连接口为夹持连接接口，夹持连接接口包括滚珠轴承311、弹簧312和夹持杆313；所述滚珠轴承座311直接螺钉固定在减震板上，减震板使用螺钉固定在八旋翼无人机1上，夹持连接接口安装在无人机上，配合卡槽314进行云台的安装与拆卸；两夹持杆313配合滚珠轴承311，中间搭载压缩弹簧312，利用弹簧312的伸缩性施加外力改变夹持杆313的角度，使夹持杆313可以匹配到卡槽314中，完成云台与无人机的安装、拆卸。卡槽314结构依据夹持件结构设计，通过卡槽与夹持件配合要求，确定卡槽结构尺寸，卡槽314与夹持件配合整体形成夹持连接接口，如图6为卡槽314结构，图7为两个夹持结构构成的夹持连接接口整体示意图。

三轴云台3包括俯仰轴、航向轴、横滚轴和固定架24，所述固定架24包括俯仰框架、航向框架和横滚框架；所述俯仰框架、横滚框架和航向框架通过电机固定连接，所述俯仰框架、横滚框架和航向框架两两正交形成相交直线，构成三轴云台三个转动轴俯仰轴、航向轴、横滚轴，俯仰框架、横滚框架和航向框架绕着各自的电机轴定轴转动，形成俯仰角、横滚角、旋转角，三轴云台通过改变三种角度大小对云台各个框架相对位置进行校准，所述照明装置2通过固定板32固定在固定架24上。

所述三轴云台3的控制系统包括电机主控板、姿态采集模块、驱动模块和直流电压模块。在所述横滚框架中心位置搭载传感器和姿态采集模块，姿态采集模块将此时横滚框架的位置信息传递给电机主控板，电机主控板分析位置信息并控制各个关节处的电机转动，实现横滚轴保持水平的目的，从而实现云台时刻保持稳定的状态；主控板：主控板是一种经典算法 PID 控制器，控制三维度空间电机转动角度来实现对传感器姿态、位置的确定，从而可以实现传感器视轴稳定，时刻保持与地面平行。姿态采集模块：姿态采集模块与传感器搭载位置保持水平，姿态采集模块通过监测自身姿态位置，来反映传感器的姿态位置信息，为主控板 PID 稳态控制提供参考。驱动模块：姿态采集模块实时姿态位置监测信息传递给主控板，主控板通过 PID稳态算法解析姿态数据然后传递指令驱动俯仰轴、航向轴、横滚轴三个方向电机的转动，最终达到传感器时刻保持稳定的效果。

八旋翼无人机包括无人机整体框架、动力执行元件以及控制系统，所述无人机整体框架的材料是碳纤维材料，该材料硬度大，满足无人机在空中执行任务、降落接触地面时的支撑强度，且该材料质量较轻，减少了无人机整体质量，提高了巡航能力；动力执行元件包括电池、电机和螺旋桨组成，为无人机提供飞行动力；控制系统主要由飞控系统和地面控制系统两部分组成，用于实现飞行控制以及人机交互。

飞控系统包括飞行控制器、GPS、数传电台机载端、图传机载端和遥控器接收机；地面控制系统包括遥控发射器、图传显示屏和地面站控制软件。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种无人机云台照明装置，其特征在于，包括八旋翼无人机、照明装置和三轴云台，所述照明装置通过三轴云台与八旋翼无人机连接，八旋翼无人机上设有通用连接口，所述通用连接接口一端与无人机螺钉固定连接，另一端通过曲柄结构与三轴云台夹持固定，三轴云台内固定设有照明装置，所述照明装置通过固定板固定在三轴云台上；

所述通用连接口为夹持连接接口，夹持连接接口包括滚珠轴承、弹簧和夹持杆；所述滚珠轴承座直接螺钉固定在减震板上，减震板使用螺钉固定在八旋翼无人机上，夹持连接接口安装在无人机上，配合卡槽进行云台的安装与拆卸；

两夹持杆配合滚珠轴承，中间搭载压缩弹簧，利用弹簧的伸缩性施加外力改变夹持杆的角度，使夹持杆可以匹配到卡槽中，完成云台与无人机的安装、拆卸；

所述照明装置包括线路模块、风扇、散热片、多个LED灯以及LED灯固定件，所述多个LED等间距固定在LED灯固定件上，所述LED灯固定件连接有散热片，所述散热片与风扇连接，所述线路模块与风扇连接；

所述线路模块包括电源、远程控制器、分电板、降压模块、集成电路板，所述远程控制器与八旋翼无人机控制系统连接；

其电路连接关系为：电源与远程控制器连接，远程控制器与分电板连接，分电板与降压模块连接，降压模块与风扇连接；电源与远程控制器连接，远程控制器与分电板连接，分电板与集成电路板连接，集成电路板与多个LED灯连接；

所述三轴云台包括固定架，所述固定架包括俯仰框架、航向框架和横滚框架；所述俯仰框架、横滚框架和航向框架通过电机固定连接，所述俯仰框架、横滚框架和航向框架两两正交形成相交直线，构成三轴云台三个转动轴：俯仰轴、航向轴、横滚轴，俯仰框架、横滚框架和航向框架绕着各自的电机轴定轴转动，形成俯仰角、横滚角、旋转角，三轴云台通过改变三种角度大小对云台各个框架相对位置进行校准，所述照明装置通过固定板固定在固定架上。

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