CN216200456U - 一种光电吊舱密封结构及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光电吊舱密封结构和无人机，中框、前壳、后壳相互对接的边缘设置加宽连接边，增加接触部分的尺寸，在加宽连接边设置凹槽或者台阶，中框密封条被两个加宽连接边相互配合压装，实现稳定有效的密封效果；中框能够俯仰转动，中框的从动端固定连接俯仰轴座，从动轴承的外圈固定于俯仰轴座，内圈固定于俯仰轴；俯仰轴座和中框之间压装轴座密封圈，俯仰转动的过程中密封圈不与其他结构相对摩擦，保证密封的有效稳定。由电机内转子带动俯仰转动时，轴座密封圈没有相对摩擦，减小俯仰运动所需的驱动力，通过加宽连接边提升中框密封条的压装效果，更好地实现防水防尘效果。

Description

一种光电吊舱密封结构及无人机

技术领域

本实用新型涉及防水防尘领域，更进一步涉及一种光电吊舱密封结构。此外，本实用新型还涉及一种无人机。

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。

光电吊舱可以隔离飞行器姿势变化，使中间的光电球外壳稳定指向特定角度，保证光电球外壳内部的光学探测器能稳定成像。光电球外壳内有光学镜头、探测器等高精密元器件，光电球外壳通常需要气密，避免水气、粉尘、盐雾等进入光电球外壳内。光电球外壳主要对地成像，光电球外壳上下转动角度较大，以满足飞行器不同高度时光电吊舱对不同远近的目标进行探测。

光电球外壳具有较大上下俯仰角运动，光电球外壳对外连接电缆以实现采集的信号输出；通常光电球舱转轴的密封设计是采用动密封圈的方式，在支撑轴承附近设置动密封圈，光电球外壳内的电缆转轴中间开孔接出，该常规方案一直存在结构复杂、动密圈密封不可靠、装配困难的问题，由于动密封圈之间相对运动，增加了光电球外壳俯仰动作需要的驱动力。

对于本领域的技术人员来说，如何更好地实现防水防尘效果，减小俯仰运动所需的驱动力，是目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种光电吊舱密封结构，通过加宽连接边提升中框密封条的压装效果，更好地实现防水防尘效果；轴座密封圈没有相对摩擦，减小俯仰运动所需的驱动力，具体方案如下：

一种光电吊舱密封结构，包括中框、前壳、后壳，所述中框、所述前壳、所述后壳相互对接的边缘设置加宽连接边，所述加宽连接边设置凹槽或者台阶，用于配合压装中框密封条形成密封空间，该密封空间内安装光学模块；

所述中框的从动端固定俯仰轴座，使从动端与外界隔离，所述俯仰轴座和所述中框之间设置从动轴承，所述从动轴承的外圈固定于所述俯仰轴座，内圈固定于俯仰轴；所述俯仰轴座和所述中框之间压装轴座密封圈；

所述中框的主动端设置驱动电机和主动轴承，所述驱动电机的电机线圈固定在所述主动轴承的内圈，并安装于方位轴壳；电机的内转子固定于所述中框，所述主动轴承的外圈固定于所述中框；所述内转子带动所述中框俯仰转动。

可选地，所述电机线圈和所述内转子的中心分别设置过孔，所述光学模块的线缆从所述过孔中穿出。

可选地，所述中框主动端设置用于引出线缆的过孔，该过孔的边缘密封安装环形的密封垫，所述密封垫与线缆之间涂装密封胶。

可选地，所述俯仰轴座的中心设置过孔，其上安装密封膜。

可选地，所述光学模块包括可见光模组和红外模组，所述可见光模组和所述红外模组分别从所述前壳上开设的安装孔伸出；所述前壳的安装孔的侧壁设置加宽装配侧壁，所述加宽装配侧壁凹陷设置环形凹槽；

所述可见光模组的侧壁与其对应的安装孔内壁的环形凹槽通过可见光密封圈密封配合，所述红外模组的侧壁与其对应的安装孔内壁的环形凹槽通过红外密封圈密封配合。

可选地，所述光学模块包括相对于所述中框固定的镜头安装座，所述镜头安装座分别定位安装所述可见光模组和所述红外模组。

本实用新型还提供一种无人机，包括上述任一项所述的光电吊舱密封结构。

本实用新型提供一种光电吊舱密封结构和无人机，中框、前壳、后壳相互对接的边缘设置加宽连接边，增加接触部分的尺寸，在加宽连接边设置凹槽或者台阶，中框密封条被两个加宽连接边相互配合压装，实现稳定有效的密封效果；中框能够俯仰转动，中框的从动端固定连接俯仰轴座，从动轴承的外圈固定于俯仰轴座，内圈固定于俯仰轴；俯仰轴座和中框之间压装轴座密封圈，俯仰转动的过程中密封圈不与其他结构相对摩擦，保证密封的有效稳定。中框的主动端设置驱动电机和主动轴承，驱动电机的电机线圈固定在主动轴承的内圈，并安装于方位轴壳，电机的内转子固定于中框，主动轴承的外圈固定于中框；内转子带动中框俯仰转动。由电机内转子带动俯仰转动时，轴座密封圈没有相对摩擦，减小俯仰运动所需的驱动力，通过加宽连接边提升中框密封条的压装效果，更好地实现防水防尘效果。

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为本实用新型光电吊舱密封结构的爆炸图；

图2为图1中A部分的局部放大图；

图3为图1中B部分的局部放大图；

图4为本实用新型的光电吊舱密封结构在图1中XY平面的剖面图；

图5为图1中C部分的局部放大图；

图6为本实用新型的光电吊舱密封结构在图1中XZ平面的剖面图。

图中包括：

中框1、中框密封条11、密封垫12、俯仰轴盖13、前壳2、后壳3、俯仰轴座4、从动轴承41、俯仰轴42、轴座密封圈43、密封膜44、驱动电机 5、电机线圈51、内转子52、主动轴承6、端盖61、光学模块7、可见光模组71、红外模组72、可见光密封圈73、红外密封圈74、镜头安装座75。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种光电吊舱密封结构，通过加宽连接边提升中框密封条的压装效果，更好地实现防水防尘效果；轴座密封圈没有相对摩擦，减小俯仰运动所需的驱动力。

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，对本实用新型的光电吊舱密封结构进行详细的介绍说明。

图1为本实用新型光电吊舱密封结构的爆炸图；本实用新型的光电吊舱密封结构包括中框1、前壳2、后壳3等结构，三者相互拼接固定形壳体结构，内部安装各个部件。

中框1和前壳2相对固定连接，中框1和后壳3相对固定连接，在中框 1、前壳2、后壳3之间相互对接接触的边缘设置加宽连接边，加宽连接边的宽度大于中框1、前壳2、后壳3相应位置的壁厚，相当于三者相互对接的边缘位置增加了壁厚。

加宽连接边设置凹槽或者台阶，用于配合压装中框密封条11形成密封空间，该密封空间内安装光学模块7；图2为图1中A部分的局部放大图，图中表示在中框1的边缘处设置凹槽，边缘部分的截面呈“U”型，U型结构的两个侧壁可以卡装中框密封条11。图3为图1中B部分的局部放大图；在前壳2和后壳3的边缘分别设置台阶，边缘部分的截面呈“L”型，台阶部分与中框密封条11相互配合卡接压合。装配时，先将两组中框密封条11分别卡装到中框1边缘的凹槽内，再分别装配前壳2和后壳3，分别固定，前壳2 与一组中框密封条11压接固定，后壳3与一组中框密封条11压接固定。可以得知的是，也可以在前壳2和后壳3的边缘分别设置凹槽，而在中框1的边缘设置台阶，这些具体的结构都应包含在本实用新型的设计构思之内。

由于设置了加宽连接边，可以确保压合密封的有效性，提升密封的效果，中框1、前壳2和后壳3的主体部分可以采用薄壳结构。

中框1通过转动支撑结构安装于方位轴壳(图中未展示)，中框1可以相对于方位轴壳转动，中框1和方位轴壳相对转动连接的部分分别为主动端和从动端，主动端设有电机实现驱动，从动端仅保持转动连接。

中框1的从动端固定俯仰轴座4，俯仰轴座4与中框1相对固定为一体，两者之间没有相对转动，俯仰轴座4与中框1相对固定时，形成的整体与从动端的外界相互隔离，防止外界的杂质从俯仰轴座4进入。俯仰轴座4 和中框1之间设置从动轴承41，从动轴承41的外圈固定于俯仰轴座4，如图 4所示，为本实用新型的光电吊舱密封结构在图1中XY平面的剖面图，俯仰轴座4和中框1相互配合固定从动轴承41的外圈。

俯仰轴座4和中框1之间压装轴座密封圈43，结合图4所示，当轴座密封圈43位于俯仰轴座4和中框1之间的间隙处，防止灰尘从两者连接的缝隙处进入。从动轴承41的内圈固定于俯仰轴42，通常采用过盈配合，俯仰轴 42安装于方位轴壳，起到支撑作用；俯仰轴42保持固定不动，中框1可以相对于俯仰轴42围绕图4中的虚线转动。

由于轴座密封圈43相对于中框1和俯仰轴座4保持静止，为静密封，通过从动轴承41起到回转支撑的作用，相对于传统的采用动密封的方式，可以有效地降低俯仰转动过程中的摩擦力。

中框1的主动端设置驱动电机5和主动轴承6，驱动电机5包括电机线圈51和内转子52，驱动电机5的电机线圈51固定在主动轴承6的内圈，并安装于方位轴壳，电机线圈51不俯仰转动；电机的内转子52固定于中框 1，主动轴承6的外圈固定于中框1；内转子52转动时带动中框1俯仰转动，由主动轴承6提供回转支撑。

本实用新型的光电吊舱密封结构通过设置加宽连接边提升了压合密封的紧密程度，保证边缘密封的效果；通过中框1、俯仰轴座4、轴座密封圈 43、从动轴承41之间的相互配合，代替了原有的动密封结构，降低了俯仰回转的阻力。

在上述方案的基础上，本实用新型中框1的主动端和从动端均呈圆盘结构，以便于安装轴承等结构，主动端和从动端的圆盘结构并非仅限于光滑的平板，在其上可以布置相应的装配结构。

主动端和从动端之间通过弧形连接板连接为一体，结合图1所示，主动端的圆盘和从动端的圆盘之间通过两个相对设置的弧形曲面板相连为一体；前壳2和后壳3均为球面形壳体，外表面的主体为球形面，前壳2和后壳3 与中框1的主动端和从动端相配合的部分设置为平面结构。

结合图2所示，中框1的弧形曲面板边缘以及主动端、从动端的圆盘边缘分别设置凹槽，用于匹配安装中框密封条11，分别与前壳2和后壳3的边缘配合密封。

优选地，本实用新型在电机线圈51和内转子52的中心分别设置过孔，光学模块的线缆从过孔中穿出，俯仰转动时不对线缆产生影响。

中框1的主动端设置用于引出线缆的过孔，该过孔位于主动端圆盘的中心处，该过孔的边缘密封安装环形的密封垫12，密封垫12的外形与中框1 主动端过孔的外形相同，保持紧密贴合。线缆从密封垫12中穿过，线缆束的尺寸略小于密封垫的内圈尺寸，密封垫环绕压在线缆上，密封垫12与线缆之间涂装密封胶，以确保严密的密封效果。

主动轴承6的外圈通过端盖61压装于中框1，结合图1所示，端盖61 为圆环形的法兰盘，周向设置一圈连接孔，通过多个螺栓将主动轴承6的外圈固定于中框1的主动端。

俯仰轴座4的中心设置过孔，其上安装密封膜44，结合图1所示，密封膜44的边缘周向贴装在俯仰轴座4中心设置的过孔中，将俯仰轴座4中心设置的过孔封闭，与外界保持密封隔离。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本实用新型的光学模块7 包括可见光模组71和红外模组72，分别用于拍摄可见光和红外线，可见光模组71和红外模组72分别从前壳2上开设的安装孔向外伸出，可见光模组 71和红外模组72的检测端直接伸到密封吊舱之外，可避免水汽凝结形成水雾干扰检测。

前壳2的安装孔的侧壁设置加宽装配侧壁，加宽装配侧壁的厚度大于前壳2主体部分的厚度，结合图5所示，为图1中C部分的局部放大图，在加宽装配侧壁凹陷设置环形凹槽，在该环形凹槽内装配密封圈。

结合图6所示，为本实用新型的光电吊舱密封结构在图1中XZ平面的剖面图，可见光模组71的侧壁与其对应的安装孔内壁的环形凹槽通过可见光密封圈73密封配合，红外模组72的侧壁与其对应的安装孔内壁的环形凹槽通过红外密封圈74密封配合。

可见光密封圈73和红外密封圈74分别卡入各自对应的加宽装配侧壁设置的环形凹槽中，可见光密封圈73与可见光模组71的侧壁接触实现密封，红外密封圈74与红外模组72的侧壁接触实现密封。

光学模块7包括相对于中框1固定的镜头安装座75，镜头安装座75起到支撑定位的作用，通过螺栓或者卡扣的方式固定在中框1上；镜头安装座 75分别定位安装可见光模组71和红外模组72，分别对可见光模组71和红外模组72的内端部进行固定定位。可见光模组71的尺寸略小，可以额外增加一个辅助支架间接地固定于镜头安装座75。

中框1的主动端固定连接球面形的俯仰轴盖13，俯仰轴盖13的中部设置通孔，驱动电机的线缆以及光学模块7的电线均从俯仰轴盖13中部设置的通孔引出到外部。

本实用新型还提供一种无人机，包括上述的光电吊舱密封结构，该无人机能够实现相同的技术效果。

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 (7)

1.一种光电吊舱密封结构，其特征在于，包括中框(1)、前壳(2)、后壳(3)，所述中框(1)、所述前壳(2)、所述后壳(3)相互对接的边缘设置加宽连接边，所述加宽连接边设置凹槽或者台阶，用于配合压装中框密封条(11)形成密封空间，该密封空间内安装光学模块(7)；

所述中框(1)的从动端固定俯仰轴座(4)，使从动端与外界隔离，所述俯仰轴座(4)和所述中框(1)之间设置从动轴承(41)，所述从动轴承(41)的外圈固定于所述俯仰轴座(4)，内圈固定于俯仰轴(42)；所述俯仰轴座(4)和所述中框(1)之间压装轴座密封圈(43)；

所述中框(1)的主动端设置驱动电机(5)和主动轴承(6)，所述驱动电机(5)的电机线圈(51)固定在所述主动轴承(6)的内圈，并安装于方位轴壳；电机的内转子(52)固定于所述中框(1)，所述主动轴承(6)的外圈固定于所述中框(1)；所述内转子(52)带动所述中框(1)俯仰转动。

2.根据权利要求1所述的光电吊舱密封结构，其特征在于，所述电机线圈(51)和所述内转子(52)的中心分别设置过孔，所述光学模块的线缆从所述过孔中穿出。

3.根据权利要求2所述的光电吊舱密封结构，其特征在于，所述中框(1)主动端设置用于引出线缆的过孔，该过孔的边缘密封安装环形的密封垫(12)，所述密封垫(12)与线缆之间涂装密封胶。

4.根据权利要求1所述的光电吊舱密封结构，其特征在于，所述俯仰轴座(4)的中心设置过孔，其上安装密封膜(44)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的光电吊舱密封结构，其特征在于，所述光学模块(7)包括可见光模组(71)和红外模组(72)，所述可见光模组(71)和所述红外模组(72)分别从所述前壳(2)上开设的安装孔伸出；所述前壳(2)的安装孔的侧壁设置加宽装配侧壁，所述加宽装配侧壁凹陷设置环形凹槽；

所述可见光模组(71)的侧壁与其对应的安装孔内壁的环形凹槽通过可见光密封圈(73)密封配合，所述红外模组(72)的侧壁与其对应的安装孔内壁的环形凹槽通过红外密封圈(74)密封配合。

6.根据权利要求5所述的光电吊舱密封结构，其特征在于，所述光学模块(7)包括相对于所述中框(1)固定的镜头安装座(75)，所述镜头安装座(75)分别定位安装所述可见光模组(71)和所述红外模组(72)。

7.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的光电吊舱密封结构。

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