CN212890977U - 一种侦查设备及其微型两轴双光光电吊舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种侦查设备及其微型两轴双光光电吊舱，其中，微型两轴双光光电吊舱包括：俯仰舱、方位舱和安装座；方位舱包括：方位舱壳体，及设置于方位舱壳体内的俯仰驱动模块和方位驱动模块，俯仰驱动模块包括俯仰驱动件和俯仰主动传动件，方位驱动模块包括方位驱动件和方位主动传动件；俯仰舱包括：俯仰舱壳体、双光模块和俯仰被动传动件，俯仰被动传动件固定安装于俯仰舱壳体的俯仰轴；安装座包括：连接座、方位被动传动件，方位被动传动件固定安装于连接座；本方案选用微型无铁芯绕组直流电机，搭配精密行星减速器，通过间接传动的方式实现俯仰转动和方位转动，有利于减小俯仰舱的直径和方位舱的高度，从而减小了光电吊舱的体积和重量。

Description

一种侦查设备及其微型两轴双光光电吊舱

技术领域

本实用新型涉及光电系统技术领域，特别涉及一种侦查设备及其微型两轴双光光电吊舱。

背景技术

近年来小型无人飞行器在商用、工业及军用领域得到了快速发展和应用，同时也带动了光电吊舱的发展。小型无人飞行器搭载红外和可见光相机的双光光电吊舱在安防监控、环境监测、电力巡检、人员搜救等领域应用广泛。小型无人飞行器产品共同的痛点是有效载荷的重量和续航时间，相应要求所搭载的光电吊舱具有更小的体积和重量。

光电吊舱是机载光电设备(如相机、激光测距仪)的载体，现有光电吊舱多为两轴式，通过伺服电机驱动光电设备绕俯仰轴和方位轴转动，用于隔离飞行器姿态变化或外界扰动对光电设备指向的影响，并控制光电设备的指向。现有技术多采用直流无刷力矩电机直接驱动，电机输出轴和转动轴同轴布置，不利于减小轴向尺寸；相比采用高减速比间接驱动，力矩电机不通过减速机构直接驱动需要更高的输出力矩，而力矩电机的输出力矩与外形尺寸相关，限制了进一步减小光电吊舱的体积和重量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种微型两轴双光光电吊舱，能够减小俯仰舱和/或方位舱的体积和重量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微型两轴双光光电吊舱，包括：俯仰舱、方位舱和安装座；

所述方位舱包括：方位舱壳体，及设置于所述方位舱壳体内的俯仰驱动模块，所述俯仰驱动模块包括：俯仰驱动件和俯仰主动传动件；所述俯仰舱包括：俯仰舱壳体和俯仰被动传动件，所述俯仰被动传动件固定安装于所述俯仰舱壳体的俯仰轴；所述俯仰驱动件能够通过所述俯仰主动传动件驱使所述俯仰被动传动件带着所述俯仰舱壳体绕所述俯仰轴转动；

和/或，

所述方位舱包括：方位舱壳体，及设置于所述方位舱壳体内的方位驱动模块，所述方位驱动模块包括方位驱动件和方位主动传动件；所述安装座包括：连接座、方位被动传动件、方位检测轴和安装座轴承，所述方位被动传动件固定安装于所述连接座，所述安装座轴承安装于所述方位被动传动件和所述连接座之间；所述方位驱动件能够通过所述方位主动传动件驱使所述方位被动传动件带着所述连接座绕所述方位检测轴转动。

优选地，所述俯仰驱动模块为俯仰伺服模块，所述俯仰主动传动件包括：俯仰主动带轮和俯仰皮带，所述俯仰被动传动件为俯仰从动带轮，所述俯仰皮带安装在所述俯仰主动带轮和所述俯仰从动带轮的带轮槽；

和/或，所述方位驱动模块为方位伺服模块，所述方位主动传动件包括：方位主动带轮和方位皮带，所述方位被动传动件为方位从动带轮；所述方位皮带安装在所述方位主动带轮和所述方位从动带轮的带轮槽。

优选地，所述俯仰伺服模块还包括：俯仰支架、俯仰联轴块、俯仰轴承和俯仰销轴；所述俯仰支架安装于所述方位舱壳体，所述俯仰主动带轮通过所述俯仰轴承和所述俯仰销轴安装于所述俯仰支架；所述俯仰驱动件安装于所述俯仰支架；所述俯仰联轴块的一端固定于所述俯仰驱动件的输出轴，另一端置于所述俯仰主动带轮的凹槽；

和/或，所述方位伺服模块还包括：方位支架、方位联轴块和方位轴承；所述方位支架安装于所述方位舱壳体，所述方位主动带轮通过所述方位轴承安装于所述方位舱壳体；所述方位驱动件安装于所述方位支架；所述方位联轴块的一端固定于所述方位驱动件的输出轴，另一端置于所述方位主动带轮的凹槽。

优选地，所述俯仰驱动件包括：俯仰电机；所述俯仰电机为微型无铁芯绕组直流电机；

和/或，所述方位驱动件包括：方位电机；所述方位电机为微型无铁芯绕组直流电机。

优选地，所述俯仰驱动件还包括：俯仰减速器；所述俯仰电机粘接在所述俯仰减速器，所述俯仰减速器抱箍在所述俯仰支架，所述俯仰联轴块的一端固定于所述俯仰减速器的输出轴；

和/或，所述方位驱动件还包括：方位减速器；所述方位电机粘接在所述方位减速器，所述方位减速器抱箍在所述方位支架，所述方位联轴块的一端固定于所述方位减速器的输出轴；所述俯仰减速器和/或所述方位减速器为精密行星减速器。

优选地，所述俯仰舱还包括：设置于所述俯仰舱壳体内的镜框、红外探测模块、图像处理模块和紧固件；

所述俯仰舱壳体包括：前壳、中框和后壳；

所述紧固件依次将所述镜框、所述红外探测模块、所述中框、所述图像处理模块与所述后壳固定在一起，所述前壳固定安装于所述镜框。

优选地，所述俯仰舱还包括：设置于所述俯仰舱壳体内的可见光相机模组；所述可见光相机模组固定安装于所述镜框；

所述前壳上同所述可见光相机模组和/或所述镜框配合的柱面设置有用于放置密封圈的沟槽。

优选地，所述方位舱壳体包括：左舱壳、中舱壳和右舱壳；

所述俯仰驱动模块和所述方位驱动模块两个中的一个安装固定在所述左舱壳与所述中舱壳之间，另一个安装固定在所述中舱壳和所述右舱壳之间；所述中舱壳与所述安装座装配。

优选地，所述中舱壳包括：下壳和上盖；所述左舱壳、所述右舱壳装配于所述上盖；

所述方位舱还包括：主控模块；所述主控模块安装于所述上盖，所述主控模块设置有用于同所述方位检测轴配合的方位角度传感器。

优选地，所述左舱壳包括：左壳和左板；所述右舱壳包括：右壳和右板；

所述俯仰驱动模块为俯仰伺服模块；所述方位驱动模块为方位伺服模块；

所述右板、所述方位伺服模块、所述俯仰伺服模块与所述左板分别通过定位孔定位安装于所述上盖；所述左壳固定安装在所述左板；所述右壳固定安装在所述右板；所述下壳固定安装在所述左板与所述右板之间；所述俯仰轴可转动设置于所述左板与所述右板之间；

所述方位舱还包括：右轴承和左轴承；所述俯仰轴分别通过所述左轴承与所述右轴承安装在所述左板和所述右板。

优选地，所述方位舱还包括：锁紧螺母和俯仰位置检测模块；

所述锁紧螺母设置于所述右板，用于限制所述右轴承的内圈沿轴向向右滑动；所述俯仰位置检测模块设置于所述左板，用于限制所述左轴承的外圈沿轴向向左滑动；所述俯仰舱壳体的左侧俯仰轴为D形轴；所述俯仰位置检测模块设置有用于同所述D形轴配合的俯仰角度传感器。

一种侦查设备，包括：侦查设备本体和光电吊舱，所述光电吊舱为如上所述的微型两轴双光光电吊舱；

所述微型两轴双光光电吊舱的安装座接于所述侦查设备本体。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的微型两轴双光光电吊舱中，俯仰驱动件和俯仰主动传动件设置于方位舱壳体内，通过间接传动的方式实现了俯仰舱壳体的俯仰转动，区别于一般直驱方案将俯仰驱动件放置在俯仰轴上的设计，有利于减小俯仰舱的直径；方位驱动件和方位主动传动件设置于方位舱壳体内，通过间接传动的方式实现了方位舱壳体的方位转动，使得方位驱动件驱动轴远离方位转动轴，区别于一般直驱方案将方位驱动件放置在方位轴上的设计，有助于减小方位舱壳体的高度，同时增加方位转动轴的穿轴走线空间。基于上述两个驱动模块的驱动方式的优化，可进一步减小光电吊舱的体积和重量。

本实用新型还提供了一种侦查设备，由于采用了上述的微型两轴双光光电吊舱，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微型两轴双光光电吊舱的结构正视图；

图2为本实用新型实施例提供的微型两轴双光光电吊舱的爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例提供的方位伺服模块的结构正视图；

图4为本实用新型实施例提供的方位伺服模块的爆炸示意图；

图5为本实用新型实施例提供的俯仰伺服模块的结构正视图；

图6为本实用新型实施例提供的俯仰伺服模块的爆炸示意图；

图7为本实用新型实施例提供的中方位伺服模块和俯仰伺服模块的位置示意图。

其中，1为俯仰舱，11为前壳，12为可见光相机模组，13为红外镜头， 14为镜框，15为快门，16为红外探测模块，17为俯仰从动带轮，18为中框， 19为图像处理模块，110为导热板，111为后壳；

2为方位舱，21为右壳，22为锁紧螺母，23为右板，24为右轴承，25 为方位伺服模块、25a为方位电机、25b为方位减速器、25c为方位支架、25d 为方位联轴块、25e为方位主动带轮、25f为方位轴承、25g为方位皮带，26 为下壳，27为上盖，28为主控模块，29为俯仰伺服模块、29a为俯仰电机、 29b为俯仰减速器、29c为俯仰支架、29d为俯仰联轴块、29e为俯仰主动带轮、 29f为俯仰轴承、29g为俯仰皮带、29h为俯仰销轴，210为左板，211为左轴承，212为俯仰位置检测模块，213为左壳；

3为安装座，31为方位从动带轮，32为安装座轴承，33为轴承盖板，34 为方位检测轴，35为连接座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的微型两轴双光光电吊舱，如图1和图2所示，包括：俯仰舱1、方位舱2和安装座3；

方位舱2包括：方位舱壳体，及设置于方位舱壳体内的俯仰驱动模块，俯仰驱动模块包括：俯仰驱动件和俯仰主动传动件；俯仰舱1包括：俯仰舱壳体和俯仰被动传动件，俯仰被动传动件固定安装于俯仰舱壳体的俯仰轴；俯仰驱动件能够通过俯仰主动传动件驱使俯仰被动传动件带着俯仰舱壳体绕俯仰轴转动；

和/或，

方位舱2包括：方位舱壳体，及设置于方位舱壳体内的方位驱动模块，方位驱动模块包括方位驱动件和方位主动传动件；安装座3包括：连接座35、方位被动传动件、方位检测轴34和安装座轴承32，方位被动传动件固定安装于连接座35，安装座轴承32安装于方位被动传动件和连接座35之间；方位驱动件能够通过方位主动传动件驱使方位被动传动件带着连接座35绕方位检测轴34转动。

需要说明的是，俯仰舱1内置光电设备，且俯仰舱1绕俯仰轴转动；方位舱2内置俯仰驱动模块和方位驱动模块，用于支撑俯仰舱1绕俯仰轴转动；安装座3用于与侦查设备本体连接，且用于支撑方位舱2绕方位轴转动。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的微型两轴双光光电吊舱中，俯仰驱动件和俯仰主动传动件设置于方位舱壳体内，通过间接传动的方式实现了俯仰舱壳体的俯仰转动，区别于一般直驱方案将俯仰驱动件放置在俯仰轴上的设计，有利于减小俯仰舱的直径；方位驱动件和方位主动传动件设置于方位舱壳体内，通过间接传动的方式实现了方位舱壳体的方位转动，使得方位驱动件驱动轴远离方位转动轴，区别于一般直驱方案将方位驱动件放置在方位轴上的设计，有利于减小方位舱壳体的高度，同时增加方位转动轴的穿轴走线空间。基于上述两个驱动模块的驱动方式的优化，有助于进一步减小了光电吊舱的体积和重量。

具体地，如图2所示，俯仰驱动模块为俯仰伺服模块29，俯仰主动传动件包括：俯仰主动带轮29e和俯仰皮带29g，俯仰被动传动件为俯仰从动带轮 17，俯仰皮带29g安装在俯仰主动带轮29e和俯仰从动带轮17的带轮槽；即为俯仰驱动模块通过皮带传动的方式，以驱使俯仰舱壳体绕俯仰轴转动；

和/或，方位驱动模块为方位伺服模块25，方位主动传动件包括：方位主动带轮25e和方位皮带25g，方位被动传动件为方位从动带轮31；方位皮带 25g安装在方位主动带轮25e和方位从动带轮31的带轮槽。同样地，方位驱动模块通过皮带传动的方式，以驱使方位舱壳体相对于安装座3作方位转动。在本方案中，俯仰舱壳体和方位舱壳体均采用皮带传动的方式实现了转动，具有结构简单、易于实施、可满足微小化设计要求等特点。在本方案中，如图5和图6所示，俯仰伺服模块29还包括：俯仰支架29c、俯仰联轴块29d、俯仰轴承29f和俯仰销轴29h；俯仰支架29c安装于方位舱壳体(上盖27)，俯仰主动带轮29e通过俯仰轴承29f和俯仰销轴29h安装于俯仰支架29c；即为俯仰轴承29f安装于俯仰主动带轮29e的内壁，俯仰主动带轮29e靠近俯仰轴承29f的一端，通过俯仰销轴29h支撑安装于俯仰支架29c；俯仰驱动件安装于俯仰支架29c；俯仰联轴块29d的一端固定于俯仰驱动件的输出轴，另一端置于俯仰主动带轮29e的凹槽，即为俯仰主动带轮29e靠近凹槽的另一端，通过俯仰驱动件的输出轴支撑安装于俯仰支架29c；

和/或，如图3和图4所示，方位伺服模块25还包括：方位支架25c、方位联轴块25d和方位轴承25f；方位支架25c安装于方位舱壳体(上盖27)，方位主动带轮25e通过方位轴承25f安装于方位舱壳体；方位驱动件安装于方位支架25c；方位联轴块25d的一端固定于方位驱动件的输出轴，另一端置于方位主动带轮25e的凹槽。俯仰伺服模块29和方位伺服模块25如此设计，具有体积小、重量轻和结构紧凑等特点。

为了进一步优化上述的技术方案，如图5所示，俯仰驱动件包括：俯仰电机29a，且俯仰电机29a为微型无铁芯绕组直流电机；

和/或，如图3所示，方位驱动件包括:方位电机25a，且方位电机25a为微型无铁芯绕组直流电机。本方案在保证输出力矩的情况下，选用微型无铁芯绕组直流电机作为伺服电机，由于绕组无铁芯，相比带铁芯的直驱力矩电机具有体积小、重量轻、效率高的特点；而且还有利于实现方位舱2的小型化设计，从而有助于进一步减小了光电吊舱的体积和重量。作为优选，本方案的微型无铁芯绕组直流电机选用寿命长的微型无铁芯绕组直流无刷电机。当然，也可以选用微型无铁芯绕组直流有刷电机。

在本方案中，如图5所示，俯仰驱动件还包括：俯仰减速器29b；俯仰电机29a粘接在俯仰减速器29b，俯仰减速器29b抱箍在俯仰支架29c，俯仰联轴块29d的一端固定于俯仰减速器29b的输出轴；

和/或，如图3所示，方位驱动件还包括：方位减速器25b；方位电机25a 粘接在方位减速器25b，方位减速器25b抱箍在方位支架25c，方位联轴块25d 的一端固定于方位减速器25b的输出轴。

进一步地，俯仰减速器29b和/或方位减速器25b为精密行星减速器。本方案选用微型无铁芯绕组直流电机搭配精密行星减速器，再配合带传动进行伺服布局，使得减速比达到200以上，实现了俯仰电机29a和/或方位电机25a 的体积和重量远小于同等输出力矩的直驱电机的目的，从而有助于再一步减小了光电吊舱的体积和重量。

在本方案中，如图2所示，俯仰舱1还包括：设置于俯仰舱壳体内的镜框14、红外探测模块16、图像处理模块19和紧固件；

俯仰舱壳体包括：前壳11、中框18和后壳111；

紧固件依次将镜框14、红外探测模块16、中框18、图像处理模块19与后壳111固定在一起，前壳11固定安装于镜框14。即为俯仰舱1以中框18 为中心，通过紧固件依次将镜框14、红外采集模块16、中框18、图像处理模块19等4层结构与后壳111固定在一起，使得俯仰舱1内部结构紧凑，空间利用率高；而且相比于一般采用螺钉逐层固定的方式，显著减小了螺钉数量，扩大红外采集模块16和图像处理模块19的PCB板上布置元器件的面积。

具体地，如图2所示，俯仰舱1还包括：固定安装于后壳111，用于将图像处理模块19产生的热量导出到后壳111上散出的导热板110。即为通过导热板110可将图像处理模块19中主控芯片工作时产生的热量导出到后壳111 上散出，从而保证了俯仰舱1的散热效果。

为了进一步优化上述的技术方案，中框18设置有用于同红外采集模块16 和/或镜框14配合的定位筋，实现了红外采集模块16和/或镜框14与中框18 的快速定位安装，以此可提高了俯仰舱1的装配效率。

具体地，俯仰舱1还包括：设置于俯仰舱壳体内的可见光相机模组12；可见光相机模组12固定安装于镜框14；

前壳11上同可见光相机模组12和/或镜框14配合的柱面设置有用于放置密封圈的沟槽。通过可见光相机模组12和/或镜框14与密封圈的接触配合，避免外部水源渗入前壳11内部，以起到密封防水的效果。

在本方案中，方位舱壳体包括：左舱壳、中舱壳和右舱壳；

俯仰驱动模块和方位驱动模块两个中的一个安装固定在左舱壳与中舱壳之间，另一个安装固定在中舱壳和右舱壳之间；中舱壳与安装座3装配。如此设计，可使得光电吊舱的结构更加地分明和紧凑，有助于提高了光电吊舱内部结构的空间利用率。

具体地，如图2所示，中舱壳包括：下壳26和上盖27；左舱壳、右舱壳装配于上盖27；

方位舱2还包括：主控模块28；主控模块28安装于上盖27，主控模块 28设置有与方位检测轴34配合的方位角度传感器，用于检测方位舱壳体的方位角度位置，以便于实现了对方位舱壳体方位角度的实时检测。

为了进一步优化上述的技术方案，左舱壳包括：左壳213和左板210；右舱壳包括：右壳21和右板23；

右板23、方位伺服模块25、俯仰伺服模块29与左板210分别通过定位孔定位安装于上盖27；左壳213固定安装在左板210；右壳21固定安装在右板23；下壳26固定安装在左板210与右板23之间；俯仰轴可转动设置于左板210与右板23之间；

如图2所示，方位舱2还包括：右轴承24和左轴承211；俯仰轴分别通过左轴承211与右轴承24安装在左板210和右板23，从而确保了俯仰轴在左板210与右板23之间转动的稳定性。

具体地，如图2所示，方位舱2还包括：锁紧螺母22和俯仰位置检测模块212；

锁紧螺母22设置于右板23，用于限制右轴承24的内圈沿轴向向右滑动，右板23与右轴承24的配合孔右端设置有台阶，用于限制右轴承24的外圈沿轴向向右滑动，即达到了限位右轴承24的效果；俯仰位置检测模块212设置于左板210，用于限制左轴承211的外圈沿轴向向左滑动，同样也达到了限位左轴承211的效果。基于上述两个轴承的端面限位设计，有助于保证了俯仰轴转动的可靠性；而且，俯仰舱壳体的左侧俯仰轴为D形轴；俯仰位置检测模块212设置有与D形轴配合的俯仰角度传感器，用于检测俯仰舱壳体的俯仰角度位置，即为实现了对俯仰舱壳体俯仰角度的实时检测。通过方位角度传感器和俯仰角度传感器的检测，以便于实现了对光电吊舱运行状态的实时检测。

在本方案中，如图2所示，俯仰舱壳体包括：前壳11、中框18和后壳 111；

前壳11的前端、上端和下端为球面，左右端为平面；中框18的上端和下端为球面，左右端为平面；后壳111的后端、上端和下端为球面，左右端为平面，使得了俯仰舱壳体为左右端为平面的球形舱；

下壳26的左右端为平面，前后端为柱面，下端为球面；右壳21和左壳 213为柱面，使得了方位舱壳体为左右壳为柱面的U形舱，而且，球形舱与下壳26的下端球面匹配，从而使得了光电吊舱的整体外形为柱形(如图1所示)，即光电吊舱的整体外形设置为流线形结构，以便于减少风阻对伺服的干扰。

为了进一步优化上述的技术方案，下壳26的下端球面与左右端平面的结合处均设置有向下的角点，用于起到向下导流的作用，即为用于引导外部水流(淋水状态)向下流动，避免外部水流进入方位舱2内，以防引起其内部电路模块的损坏，从而提高了方位舱2导流防溅水的效果。

在本方案中，前壳11与中框18、中框18与后壳111、左壳213与上盖 27、右壳21与上盖27和/或下壳26与上盖27的配合处设置有止口。

本实用新型实施例还提供了一种侦查设备，包括：侦查设备本体和光电吊舱，所述光电吊舱为如上所述的微型两轴双光光电吊舱；本方案中的侦查设备可为无人飞行器或无人车机构；

微型两轴双光光电吊舱的安装座3连接于侦查设备本体。由于本方案采用了上述的微型两轴双光光电吊舱，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本实用新型的核心是提供了一种光电吊舱伺服系统器件选型和布局方案，以及使用该布局方案的微型微型两轴双光光电吊舱装置(即为微型两轴双光光电吊舱，下同)，具有体积小、重量轻的特点。

如图1所示，一种微型微型两轴双光光电吊舱装置，包括俯仰舱1、方位舱2、安装座3三个部分组成。俯仰舱1为球形，内置光电设备，绕俯仰轴转动。方位舱2为U形，内置伺服驱动系统，支撑俯仰舱1绕俯仰轴转动。安装座3用于与飞行器连接，支撑方位舱2绕方位轴转动。

如图2，俯仰舱1包含前壳11、可见光相机模组12、红外镜头13(在本方案中，可见光相机模组12和红外镜头13统称为双光模块)、镜框14、快门15、红外探测模块16、俯仰从动带轮17、中框18、图像处理模块19、导热板110、后壳111及紧固螺钉(即为紧固性，下同)组成。可见光相机模组 12通过螺钉固定在镜框14上，红外镜头13通过螺纹连接固定在镜框14上，快门15通过定位柱定位安装在镜框14和红外探测模块16之间，导热板110 通过螺钉固定在后壳111上，紧固螺钉依次穿过镜框14、红外采集模块16、中框18、图像处理模块19与后壳111固定在一起。前壳11通过螺钉固定在镜框14上，中框18左右两侧设置有俯仰轴，俯仰从带轮17通过螺钉固定在中框18左侧俯仰轴上，中框18右侧俯仰轴为中空轴，用于穿出电源及信号线缆。

俯仰舱1以中框18为中心，通过紧固件依次将镜框14、红外采集模块 16、中框18、图像处理模块19等4层结构与后壳111固定在一起，俯仰舱1 内结构紧凑，空间利用率高，在球形俯仰舱外径一定的情况下，相比一般采用螺钉逐层固定的方式，显著减小了螺钉数量，扩大红外采集模块16和图像处理模块19的PCB板上布置元器件的面积。

(俯仰舱1的补充介绍：中框18设置有定位筋，用于红外采集模块16 及镜框14的定位。)

方位舱2包含右壳21、锁紧螺母22、右板23、右轴承24、方位伺服模块25、下壳26、上盖27、主控模块28、俯仰伺服模块29、左板210、左轴承211、俯仰位置检测模块212、左壳213。右板23、方位伺服模块25、主控模块28、俯仰伺服模块29、左板210分别由定位孔定位通过螺钉固定在上盖 27上。俯仰舱1通过右轴承24、左轴承211安装在右板23、左板210，并由锁紧螺母22限制右轴承24外圈沿轴向向右滑动，由俯仰位置检测模块212 限制左轴承211外圈沿轴向向左滑动。右壳21通过螺钉固定在右板23，左壳 213通过螺钉固定在左板210上，下壳26通过螺钉固定在右板23和左板210 上。

(方位舱2的补充介绍：主控模块28中间设置有角度传感器，与方位检测轴34配合，用于检测方位舱的角度位置。俯仰位置检测模块212设置有角度传感器，与中框18左侧D形俯仰轴配合，用于检测俯仰舱1的角度位置。俯仰舱1的线缆通过中框18右侧中空俯仰轴、右板23前部的方形孔连接至主控模块28。位伺服模块25的线缆通过右板23后部的方形孔连接至主控模块28。俯仰位置检测模块212通过左板210连接至主控模块28。主控模块28 中部设置有穿线孔，主控模块28的线缆通过该穿线孔及安装座3中的方位从动带轮31、安装座轴承32、轴承盖板33、连接座35后引出。)

安装座3包含方位从动带轮31、安装座轴承32、轴承盖板33、方位检测轴34、连接座35。方位从动带轮31通过螺钉固定在连接座35上，安装座轴承32通过轴承盖板33安装在上盖27和方位从动带轮31、连接座35之间。

如图4所示，方位伺服模块25包含方位电机25a、方位减速器25b、方位支架25c、方位联轴块25d、方位主动带轮25e、方位轴承25f、方位皮带 25g。方位电机25a粘接在方位减速器25b上，方位减速器25b抱箍在方位支架25c上，方位联轴块25d通过螺钉固定在方位减速器25b的输出轴上。方位主动带轮25e带轮通过方位轴承25f安装在上盖27上，方位支架25c安装在上盖27上，并使得方位联轴块25d置于方位主动带轮25e的凹槽中。方位皮带25g安装在方位主动带轮25e和方位方位从动带轮31的带轮槽中。

如图6所示，俯仰伺服模块29包含俯仰电机29a、俯仰减速器29b、俯仰支架29c、俯仰联轴块29d、俯仰主动带轮29e、俯仰轴承29f、俯仰皮带 29g、俯仰销轴29h。俯仰电机29a粘接在俯仰减速器29b上，俯仰减速器29b 抱箍在俯仰支架29c上，俯仰联轴块29d通过螺钉固定在俯仰减速器29b的输出轴上。俯仰主动带轮29e带轮通过俯仰轴承29f、俯仰销轴29h安装在俯仰支架29c上，俯仰支架29c安装在上盖27上，并使得俯仰联轴块29d置于俯仰主动带轮29e的凹槽中。俯仰皮带29g安装在俯仰主动带轮29e和俯仰从动带轮17的带轮槽中。

方位电机25a和俯仰电机29a均选用微型无铁芯绕组直流电机，由于绕组无铁芯，相比带铁芯的直驱力矩电机具有体积小、重量轻、效率高的特点。方位减速器25b和俯仰减速器29b均选用精密行星减速器，体积小、重量轻，减速比选在100以上，配合带传动减速比选在2，伺服模块的减速比达到200 以上，大大降低了方位电机25a和俯仰电机29a输出力矩，同时有助于提高电机的伺服驱动精度。

如图7所示，俯仰伺服模块29采用带传动横向放置在方位舱内，区别于一般直驱方案将力矩电机放置在俯仰轴上，有利于减小俯仰舱1沿俯仰转轴方向的轴向尺寸，进而缩小球形俯仰舱3的直径；方位伺服模块25采用带传动放置在方位舱内，并使得方位电机25a输出轴远离方位转动轴，区别于一般直驱方案将方位电机放置在方位轴上，有利于减小方位舱2沿方位转动轴方向的长度(即光电吊舱的高度)。一般直驱方案方位电机采用中空轴用于穿线，穿线用中空轴的尺寸要求力矩电机径向尺寸足够大，进而影响到吊舱整体尺寸及重量，采用带传动将减速器输出轴和方位转轴分离，有利于增加方位转动轴的穿轴走线空间。

俯仰舱1为球形，方位舱2为U形，下壳26设置左右为平面、前后为柱面、下方为球面，保持吊舱整体外形为柱形，整体尽可能设置为流线形减少风阻对伺服的干扰。同时，下壳26下方球面和左右两侧平面结合处形成四个向下的角点，起向下导流作用，避免淋水时水流进入方位舱2损坏内部的电路模块。

(整体补充介绍：鉴于本方案过于紧凑无法使用导电滑环，使用普通导线穿过俯仰轴、方位轴来传输电流，导线限制不能连续回转，因此俯仰从带轮17和左板210上均设置有限位凸台，用于限制俯仰舱1绕俯仰轴转动的角度范围。上盖27和连接座35上均设置有限位凸台，用于限制方位舱2绕方位轴转动的角度范围。前壳11和中框18、中框18和后壳111、左壳213和上盖27、右壳21和上盖27、下壳26和上盖27配合处均设置止口，便于打胶密封处理；前壳11上与红外镜头13和可见光相机模组12配合的柱面设置有放置密封圈的沟槽，放置密封圈做防水处理。)

本方案的创新点：

1、俯仰伺服模块采用带传动将俯仰电机放置在方位舱内，区别于一般直驱方案将俯仰电机放置在俯仰轴上，有利于减小俯仰舱的直径；方位伺服模块采用带传动将方位电机放置在方位舱内，并使得方位电机轴远离方位转动轴，区别于一般直驱方案将方位电机放置在方位轴上，有利于减小方位舱的高度，同时有利于增加方位转动轴的穿轴走线空间；

2、方案选用微型无铁芯绕组直流电机搭配精密行星减速器，配合带传动进行伺服布局，减速比达到200以上，体积和重量远小于同等输出力矩的直驱电机；

3、俯仰舱内零部件的固定方式，螺钉依次穿过镜框14、红外采集模块 16、中框18、图像处理模块19固定在后壳111上，减少螺钉使用数量，结构紧凑，在俯仰舱外径一定的情况下，尽可能扩大红外采集模块和图像处理模块的PCB板布置元器件的面积；

4、外壳外形流线形兼有减少风阻和导流防溅水特点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，包括：俯仰舱(1)、方位舱(2)和安装座(3)；

所述方位舱(2)包括：方位舱壳体，及设置于所述方位舱壳体内的俯仰驱动模块，所述俯仰驱动模块包括：俯仰驱动件和俯仰主动传动件；所述俯仰舱(1)包括：俯仰舱壳体和俯仰被动传动件，所述俯仰被动传动件固定安装于所述俯仰舱壳体的俯仰轴；所述俯仰驱动件能够通过所述俯仰主动传动件驱使所述俯仰被动传动件带着所述俯仰舱壳体绕所述俯仰轴转动；

和/或，

所述方位舱(2)包括：方位舱壳体，及设置于所述方位舱壳体内的方位驱动模块，所述方位驱动模块包括方位驱动件和方位主动传动件；所述安装座(3)包括：连接座(35)、方位被动传动件、方位检测轴(34)和安装座轴承(32)，所述方位被动传动件固定安装于所述连接座(35)，所述安装座轴承(32)安装于所述方位被动传动件和所述连接座(35)之间；所述方位驱动件能够通过所述方位主动传动件驱使所述方位被动传动件带着所述连接座(35)绕所述方位检测轴(34)转动。

2.根据权利要求1所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述俯仰驱动模块为俯仰伺服模块(29)，所述俯仰主动传动件包括：俯仰主动带轮(29e)和俯仰皮带(29g)，所述俯仰被动传动件为俯仰从动带轮(17)，所述俯仰皮带(29g)安装在所述俯仰主动带轮(29e)和所述俯仰从动带轮(17)的带轮槽；

和/或，所述方位驱动模块为方位伺服模块(25)，所述方位主动传动件包括：方位主动带轮(25e)和方位皮带(25g)，所述方位被动传动件为方位从动带轮(31)；所述方位皮带(25g)安装在所述方位主动带轮(25e)和所述方位从动带轮(31)的带轮槽。

3.根据权利要求2所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述俯仰伺服模块(29)还包括：俯仰支架(29c)、俯仰联轴块(29d)、俯仰轴承(29f)和俯仰销轴(29h)；所述俯仰支架(29c)安装于所述方位舱壳体，所述俯仰主动带轮(29e)通过所述俯仰轴承(29f)和所述俯仰销轴(29h)安装于所述俯仰支架(29c)；所述俯仰驱动件安装于所述俯仰支架(29c)；所述俯仰联轴块(29d)的一端固定于所述俯仰驱动件的输出轴，另一端置于所述俯仰主动带轮(29e)的凹槽；

和/或，所述方位伺服模块(25)还包括：方位支架(25c)、方位联轴块(25d)和方位轴承(25f)；所述方位支架(25c)安装于所述方位舱壳体，所述方位主动带轮(25e)通过所述方位轴承(25f)安装于所述方位舱壳体；所述方位驱动件安装于所述方位支架(25c)；所述方位联轴块(25d)的一端固定于所述方位驱动件的输出轴，另一端置于所述方位主动带轮(25e)的凹槽。

4.根据权利要求3所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述俯仰驱动件包括：俯仰电机(29a)；所述俯仰电机(29a)为微型无铁芯绕组直流电机；

和/或，所述方位驱动件包括：方位电机(25a)；所述方位电机(25a)为微型无铁芯绕组直流电机。

5.根据权利要求4所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述俯仰驱动件还包括：俯仰减速器(29b)；所述俯仰电机(29a)粘接在所述俯仰减速器(29b)，所述俯仰减速器(29b)抱箍在所述俯仰支架(29c)，所述俯仰联轴块(29d)的一端固定于所述俯仰减速器(29b)的输出轴；

和/或，所述方位驱动件还包括：方位减速器(25b)；所述方位电机(25a)粘接在所述方位减速器(25b)，所述方位减速器(25b)抱箍在所述方位支架(25c)，所述方位联轴块(25d)的一端固定于所述方位减速器(25b)的输出轴；所述俯仰减速器(29b)和/或所述方位减速器(25b)为精密行星减速器。

6.根据权利要求1所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述俯仰舱(1)还包括：设置于所述俯仰舱壳体内的镜框(14)、红外探测模块(16)、图像处理模块(19)和紧固件；

所述俯仰舱壳体包括：前壳(11)、中框(18)和后壳(111)；

所述紧固件依次将所述镜框(14)、所述红外探测模块(16)、所述中框(18)、所述图像处理模块(19)与所述后壳(111)固定在一起，所述前壳(11)固定安装于所述镜框(14)。

7.根据权利要求6所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述俯仰舱(1)还包括：设置于所述俯仰舱壳体内的可见光相机模组(12)；所述可见光相机模组(12)固定安装于所述镜框(14)；

所述前壳(11)上同所述可见光相机模组(12)和/或所述镜框(14)配合的柱面设置有用于放置密封圈的沟槽。

8.根据权利要求1所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述方位舱壳体包括：左舱壳、中舱壳和右舱壳；

所述俯仰驱动模块和所述方位驱动模块两个中的一个安装固定在所述左舱壳与所述中舱壳之间，另一个安装固定在所述中舱壳和所述右舱壳之间；所述中舱壳与所述安装座(3)装配。

9.根据权利要求8所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述中舱壳包括：下壳(26)和上盖(27)；所述左舱壳、所述右舱壳装配于所述上盖(27)；

所述方位舱(2)还包括：主控模块(28)；所述主控模块(28)安装于所述上盖(27)，所述主控模块(28)设置有用于同所述方位检测轴(34)配合的方位角度传感器。

10.根据权利要求9所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述左舱壳包括：左壳(213)和左板(210)；所述右舱壳包括：右壳(21)和右板(23)；

所述俯仰驱动模块为俯仰伺服模块(29)；所述方位驱动模块为方位伺服模块(25)；

所述右板(23)、所述方位伺服模块(25)、所述俯仰伺服模块(29)与所述左板(210)分别通过定位孔定位安装于所述上盖(27)；所述左壳(213)固定安装在所述左板(210)；所述右壳(21)固定安装在所述右板(23)；所述下壳(26)固定安装在所述左板(210)与所述右板(23)之间；所述俯仰轴可转动设置于所述左板(210)与所述右板(23)之间；

所述方位舱(2)还包括：右轴承(24)和左轴承(211)；所述俯仰轴分别通过所述左轴承(211)与所述右轴承(24)安装在所述左板(210)和所述右板(23)。

11.根据权利要求10所述的微型两轴双光光电吊舱，其特征在于，所述方位舱(2)还包括：锁紧螺母(22)和俯仰位置检测模块(212)；

所述锁紧螺母(22)设置于所述右板(23)，用于限制所述右轴承(24)的内圈沿轴向向右滑动；所述俯仰位置检测模块(212)设置于所述左板(210)，用于限制所述左轴承(211)的外圈沿轴向向左滑动；所述俯仰舱壳体的左侧俯仰轴为D形轴；所述俯仰位置检测模块(212)设置有用于同所述D形轴配合的俯仰角度传感器。

12.一种侦查设备，包括：侦查设备本体和光电吊舱，其特征在于，所述光电吊舱为如权利要求1至11任意一项所述的微型两轴双光光电吊舱；

所述微型两轴双光光电吊舱的安装座(3)连接于所述侦查设备本体。

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