CN214930673U - 一种两轴调节光电吊舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种两轴调节光电吊舱，主壳体X轴方向的第一端设置后盖，第二端设置支撑盘，方位舱的方位固定轴座固定在支撑盘上，方位转动轴座通过方位电机驱动实现转动；俯仰舱通过俯仰电机提供俯仰转动的动力；光电探测模组固定安装在中轴座上，整个俯仰舱俯仰转动时可带动光电探测模组俯仰运动调节，当方位舱调节方位朝向时可以带动光电探测模组改变方位；各个部件的控制调节通过主电路板完成，本实用新型提供的两轴调节光电吊舱压缩了主壳体和方位舱所占用的高度方向空间，将安装位置设置在后盖，减少了光电吊舱的竖向高度，实现体积压缩。在本实用新型的具体实施例中，电机的外径小于轴承的外圈，两者实现高度共用，从而进一步压缩的体积。

Description

一种两轴调节光电吊舱

技术领域

本实用新型涉及光电稳定平台技术领域，更进一步涉及一种两轴调节光电吊舱。

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；光电吊舱是机载光电设备(如相机、激光测距仪)的载体，是光电侦察告警技术的重要组成部分，更是无人机侦察的核心装备，光电吊舱能够广泛用于陆地、海上、空中和空间的侦察中，其载体为车辆、舰艇、飞机和卫星等。

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。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。

市面上现有高精度吊舱往往体积大、重量大；大部分应用于作业的小型光电吊舱多采用方位轴在下俯仰轴在上的两轴两框架结构，不能更好的压缩空间提高空间利用率。

如何减小光电吊舱的体积，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种两轴调节光电吊舱，高度方向的占用更少，结构更加紧凑，具体方案如下：

一种两轴调节光电吊舱，包括：

主壳体，其X轴方向的第一端设置用于安装固定的后盖，第二端设置平行于X轴方向延伸的支撑盘；

方位舱，包括固定在所述支撑盘上的方位固定轴座，所述方位固定轴座上设置方位轴承，所述方位轴承上安装方位转动轴座，所述方位转动轴座在方位电机的驱动下能够相对于所述方位固定轴座围绕Z轴方向转动；

俯仰舱，包括中轴座，所述中轴座的两端分别设置俯仰轴承，所述俯仰轴承通过俯仰轴座安装于所述方位转动轴座上；所述中轴座在俯仰电机的驱动下相对于所述方位转动轴座围绕Y轴方向转动；

光电探测模组，固定安装在所述中轴座；

主电路板，安装在所述主壳体内，用于控制调节。

可选地，所述光电探测模组包括独立安装的可见光模组和红外机芯，所述可见光模组的光轴和所述红外机芯的光轴平行，所述可见光模组和所述红外机芯的连线平行于Y轴。

可选地，所述方位固定轴座上安装方位电路板，所述俯仰轴座上安装俯仰电路板；所述方位电路板和所述俯仰电路板上分别设置磁编码器。

可选地，所述俯仰舱包括外部罩设的圆筒形的护盖；

所述方位舱包括可拆卸安装的分壳体，所述分壳体包围所述俯仰舱沿Y轴方向的两端外部。

可选地，所述方位固定轴座、所述方位转动轴座、所述中轴座上分别设置用于穿过导线的通孔；

所述方位电机安装在所述方位轴承的内圈；所述俯仰电机安装在所述俯仰轴承的内圈；

所述俯仰电机的内转子、所述方位电机的内转子分别设置用于穿过导线的通孔；

所述光电探测模组、所述俯仰电路板和所述方位电路板上引出的导线穿过对应的通孔连接于所述主电路板；

所述方位电路板处设置用于收拢线束的方位集线架。

本实用新型提供一种两轴调节光电吊舱，主壳体X轴方向的第一端设置的后盖用于安装固定，固定在墙面等处，第二端设置的支撑盘用于安装方位舱，方位舱的方位固定轴座固定在支撑盘上，方位转动轴座通过方位轴承相对于方位固定轴座转动，方位转动轴座通过方位电机驱动实现转动；俯仰舱的中轴座的两端分别设置俯仰轴承，中轴座通过俯仰轴承相对于方位转动轴座围绕Y轴方向转动，通过俯仰电机提供俯仰转动的动力；由于光电探测模组固定安装在中轴座上，所以整个俯仰舱俯仰转动时可带动光电探测模组俯仰运动调节，当方位舱调节方位朝向时可以带动光电探测模组改变方位；各个部件的控制调节通过主电路板完成，本实用新型提供的两轴调节光电吊舱压缩了主壳体和方位舱所占用的高度方向空间，减少了光电吊舱的竖向高度，从而达到减少体积的作用。

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为本实用新型提供的两轴调节光电吊舱各部件的爆炸图；

图2为本实用新型提供的两轴调节光电吊舱装配完整的正视图；

图3为图2的左视方向剖面图；

图4为图2的正视方向剖面图。

图中包括：

主壳体1、后盖11、支撑盘12、方位舱2、方位固定轴座21、方位轴承22、方位转动轴座23、方位电机24、方位电路板25、分壳体26、方位集线架27、俯仰舱3、中轴座31、俯仰轴承32、俯仰轴座33、俯仰电机34、俯仰电路板35、护盖36、光电探测模组4、可见光模组41、红外机芯42、主电路板5。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种两轴调节光电吊舱，高度方向的占用更少，结构更加紧凑。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本实用新型的两轴调节光电吊舱进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本实用新型提供的两轴调节光电吊舱各部件的爆炸图；本实用新型以图1中X轴、Y轴、Z轴方向进行说明。图2为本实用新型提供的两轴调节光电吊舱装配完整的正视图；本实用新型的两轴调节光电吊舱包括主壳体1、方位舱2、俯仰舱3、光电探测模组4、主电路板5等结构。

主壳体1起支撑作用，在主体壳1上安装其他相应部件，并将主壳体1与外部支撑构件相对固定；主壳体1的X轴方向的第一端设置用于安装固定的后盖11，第二端设置平行于X轴方向延伸的支撑盘12，图1中的第一端为靠右的一端，第二端为靠左的一端；通常安装时X轴、Y轴位于水平面内，Z轴为竖直方向。后盖11与墙体表面或者其他机构的表面贴合，并通过螺栓等形式相对固定。支撑盘12大体为平板形状，边缘为圆弧，图1所示的支撑盘12平行于X轴、Y轴形成的平面。

图3为图2的左视方向剖面图；图4为图2的正视方向剖面图；方位舱2包括方位固定轴座21、方位轴承22、方位转动轴座23、方位电机24等结构，方位固定轴座21固定在支撑盘12上，因而方位固定轴座21相对于方位舱2固定，方位固定轴座21上设置方位轴承22，方位轴承22上安装方位转动轴座23；方位轴承22的内圈与外圈能够相对转动，方位固定轴座21和方位转动轴座23两者分别与方位轴承22的内圈与外圈其中一个相对固定，方位固定轴座21和方位转动轴座23两者之间能够相对转动，转轴沿Z轴方向延伸。

方位转动轴座23在方位电机24的驱动下能够相对于方位固定轴座21围绕Z轴方向转动，方位电机24提供转动的动力，调节整个方位舱2的方位角。

俯仰舱3包括中轴座31、俯仰轴承32、俯仰轴座33、俯仰电机34等结构，中轴座31为长度方向沿Y轴延伸的结构，中轴座31沿Y轴方向的两端分别设置俯仰轴承32，俯仰轴承32通过俯仰轴座33安装于方位转动轴座23上，俯仰轴座33相对于方位转动轴座23固定，也即俯仰轴座33相对于方位舱2固定连接；中轴座31在俯仰电机34的驱动下相对于方位转动轴座23围绕Y轴方向转动，仅需在中轴座31的一端处设置一个俯仰电机34即可实现俯仰驱动，调节中轴座31俯仰方向的角度。

光电探测模组4固定安装在中轴座31上，随中轴座31同步移动调节俯仰角度，方位舱2可带动中轴座31与光电探测模组4同步移动改变方位角。光电探测模组4用于探测外界的光信号。

主电路板5安装在主壳体1内，用于控制调节，主电路板5接收和输出信号。

结合图3所示，本实用新型提供的两轴调节光电吊舱的方位调节位置在上方，俯仰调节位置在下方，后盖11垂直于X轴，支撑盘12垂直于Z轴，整个主壳体1的竖向截面大体呈L形结构，主壳体1采用侧向固定的形式，主壳体1在方位舱2沿Z轴方向上所应用的空间更小，能够有效地降低整个光电吊舱竖向的高度，从而达到了减少整体体积占用的目的。

结合图1可知，由于光电探测模组4的方位角调节围绕Z轴转动，图3所示的光电探测模组4成像平面为YZ平面，因此在调节方位角时，图像始终保持正直，相对于沿Z轴调节方位角可防止图像倒置，降低了图像处理时的工作量，便于图像信号解算。

在上述方案的基础上，本实用新型的光电探测模组4包括独立安装的可见光模组41和红外机芯42，可见光模组41的光轴和红外机芯42的光轴平行，光轴垂直于Y轴方向；可见光模组41和红外机芯42的连线平行于Y轴，也即可见光模组41和红外机芯42采用横向布置的结构，进一步降低Z轴方向的尺寸。

方位固定轴座21上安装用于控制方位调节的方位电路板25，俯仰轴座33上安装俯仰电路板35，方位电路板25和俯仰电路板35分别与主电路板5信号连接。在方位电路板25和俯仰电路板35上分别设置磁编码器，磁编码器与其相对应的磁铁配合检测方位角；方位电路板25上固定安装方位磁编码器，其对应的磁铁固定在主壳体1上，当方位舱2转动时检测方位角；俯仰电路板35上固定安装俯仰磁编码器，其对应的磁铁固定在方位舱上，当俯仰舱3转动时检测俯仰角。

俯仰舱3包括外部罩设的圆筒形的护盖36，护盖36由两块圆弧半筒拼接形成，在护盖36上设置用于避让可见光模组41和红外机芯42的开孔。

方位舱2包括可拆卸安装的分壳体26，分壳体26包围俯仰舱3沿Y轴方向的两端外部，分壳体26的外形为球面结构，能够嵌入主壳体1内部。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本实用新型的方位固定轴座21、方位转动轴座23、中轴座31上分别设置用于穿过导线的通孔；俯仰电机34的内转子、方位电机24的内转子分别设置用于穿过导线的通孔；导线经过通孔从中心穿过，可以避免转动时导线产生缠绕。

方位电机24安装在方位轴承22的内圈；俯仰电机34安装在俯仰轴承32的内圈；方位电机24的外壳部分相对于方位轴承22的内圈固定，俯仰电机34的外壳部分相对于俯仰轴承32的内圈固定；方位电机24的外径小于方位轴承22的外径，俯仰电机34的外径小于俯仰轴承32的外径，因此电机与其对应的轴承实现了径向的尺寸共同，电机不会额外占用空间，有利于压缩体积。

光电探测模组4、俯仰电路板35和方位电路板25上引出的导线穿过对应的通孔连接于主电路板5；具体地，结合图1所示，光电探测模组4上引出的导线从中轴座31右侧中心的通孔穿出，穿过俯仰轴承32等结构，再分别经过方位固定轴座21、方位轴承22、方位转动轴座23、方位电机24等结构，最终连接到主电路板5上；从俯仰电路板35引出的导线分别经过方位固定轴座21、方位轴承22、方位转动轴座23、方位电机24等结构，最终连接到主电路板5上。

方位电路板25处设置用于收拢线束的方位集线架27，从光电探测模组4、俯仰电路板35和方位电路板25引出的三路线束经过方位集线架27收拢形成线束，使内部布线整洁。

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 (5)

1.一种两轴调节光电吊舱，其特征在于，包括：

主壳体(1)，其X轴方向的第一端设置用于安装固定的后盖(11)，第二端设置平行于X轴方向延伸的支撑盘(12)；

方位舱(2)，包括固定在所述支撑盘(12)上的方位固定轴座(21)，所述方位固定轴座(21)上设置方位轴承(22)，所述方位轴承(22)上安装方位转动轴座(23)，所述方位转动轴座(23)在方位电机(24)的驱动下能够相对于所述方位固定轴座(21)围绕Z轴方向转动；

俯仰舱(3)，包括中轴座(31)，所述中轴座(31)的两端分别设置俯仰轴承(32)，所述俯仰轴承(32)通过俯仰轴座(33)安装于所述方位转动轴座(23)上；所述中轴座(31)在俯仰电机(34)的驱动下相对于所述方位转动轴座(23)围绕Y轴方向转动；

光电探测模组(4)，固定安装在所述中轴座(31)；

主电路板(5)，安装在所述主壳体(1)内，用于控制调节。

2.根据权利要求1所述的两轴调节光电吊舱，其特征在于，所述光电探测模组(4)包括独立安装的可见光模组(41)和红外机芯(42)，所述可见光模组(41)的光轴和所述红外机芯(42)的光轴平行，所述可见光模组(41)和所述红外机芯(42)的连线平行于Y轴。

3.根据权利要求1所述的两轴调节光电吊舱，其特征在于，所述方位固定轴座(21)上安装方位电路板(25)，所述俯仰轴座(33)上安装俯仰电路板(35)；所述方位电路板(25)和所述俯仰电路板(35)上分别设置磁编码器。

4.根据权利要求3所述的两轴调节光电吊舱，其特征在于，所述俯仰舱(3)包括外部罩设的圆筒形的护盖(36)；

所述方位舱(2)包括可拆卸安装的分壳体(26)，所述分壳体(26)包围所述俯仰舱(3)沿Y轴方向的两端外部。

5.根据权利要求3所述的两轴调节光电吊舱，其特征在于，所述方位固定轴座(21)、所述方位转动轴座(23)、所述中轴座(31)上分别设置用于穿过导线的通孔；

所述方位电机(24)安装在所述方位轴承(22)的内圈；所述俯仰电机(34)安装在所述俯仰轴承(32)的内圈；

所述俯仰电机(34)的内转子、所述方位电机(24)的内转子分别设置用于穿过导线的通孔；

所述光电探测模组(4)、所述俯仰电路板(35)和所述方位电路板(25)上引出的导线穿过对应的通孔连接于所述主电路板(5)；

所述方位电路板(25)处设置用于收拢线束的方位集线架(27)。

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