用于无人机的三轴云台的制作方法

1.本发明属于无人机挂载装置技术领域，尤其涉及用于无人机的三轴云台。


背景技术：

2.近年来，随着无人机技术飞速发展，无人机设备搭载可见光传感器、红外成像仪和照相机等检测设备，能够更加方便、快捷的实现侦查、航拍等任务，但由于无人机机体的振动容易干扰航拍设备的正常工作,影响航拍质量。为此设备常常需要增加三轴云台来改善机载设备的稳定性，实现设备在空中的角度调整需求。
3.随着应用场合越来越广泛，无人机搭载挂载的种类需求越来越多(规格尺寸各不相同)，而目前三轴云台多针对单一设备定制设计，无法适配其他挂载设备。但需要搭载多款挂载类型时，需要配备各自的三轴云台，造成极大的成本浪费的同时增加外出人员的作业负担。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够解决现有三轴云台无法适配挂载不同规格尺寸的设备等问题，具有能够适配不同规格尺寸的外部设备，适应范围更加广泛，同时减少制作成本以及减少工作人员工作负担的用于无人机的三轴云台。
5.本发明的目的采用如下技术方案实现：
6.用于无人机的三轴云台，包括：
7.航向角调节机构，用于调节云台航向角转动；
8.横滚角调节机构，与所述航向角调节机构垂直设置，用于调节云台横滚角转动；
9.俯仰角调节机构，与所述横滚角调节机构垂直设置，用于调节云台俯仰角转动；
10.连接座，设置于所述航向角调节机构上并用于与无人机固定连接；
11.负载座，设置于所述俯仰角调节机构上并用于连接外部挂载设备；
12.移动结构，所述横滚角调节机构通过所述移动结构安装于所述航向角调节机构上并能够沿着垂直于所述航向角调节机构的方向移动，所述俯仰角调节机构通过所述移动结构安装于所述横滚角调节机构上并能够沿着垂直于所述横滚角调节机构的方向移动。
13.进一步地，所述航向角调节机构包括航向轴和固定于所述航向轴上的航向电机；所述横滚角调节机构包括垂直于所述航向轴设置的横滚轴和固定于所述横滚轴上的横滚电机；所述俯仰角调节机构包括垂直于所述横滚轴设置的俯仰轴以及固定于所述俯仰轴上的俯仰电机，所述连接座设置于所述航向电机上，所述负载座设置于俯仰电机上。
14.进一步地，所述移动结构包括沿着一轴体长度方向设置的槽体以及固定于对应垂直轴体上的滑动部以及限位件，所述滑动部可沿着所述槽体开设方向移动，所述限位件可拆卸的设置于任一轴体上以用于限制所述滑动部移动。
15.进一步地，所述移动结构包括固定于任一角调节机构上固定板、盖合于所述固定
板上的轴体压紧板以及锁紧件，所述固定板和轴体压紧板盖合后中部形成一供所述横滚轴或俯仰轴移动的通道，所述锁紧件用于将所述横滚轴或俯仰轴限制固定于所述通道内。
16.进一步地，所述俯仰轴包括移动段以及垂直于移动段设置的负载段，所述移动段垂直于所述横滚轴，所述负载座固定于所述负载段的端部上。
17.进一步地，所述移动段上设有多条对应不同外部挂载设备的标记线。
18.进一步地，所述航向轴、横滚轴、俯仰轴均为中空结构。
19.进一步地，还包括定位结构，所述连接座通过所述定位结构固定于所述航向电机上，所述负载座通过所述定位结构固定于所述俯仰电机上。
20.进一步地，所述定位结构包括凹槽以及与所述凹槽适配的定位凸起，所述定位凸起设置于所述航向电机或俯仰电机上，所述连接座和负载座上开设有所述凹槽。
21.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
22.本发明的用于无人机的三轴云台在使用时，可先将负载设备安装在负载座上，之后通过移动结构对应移动调节横滚角调节机构和俯仰角调节机构，使得三轴云台能够与当下的负载设备重心调节平衡。最后通过连接座和无人机装配在一起，利用三个姿态角调节机构的协同动作实现飞行过程的增稳效果，满足场景应用需求。本方案通过上述设置，能够通过移动调节各个角调节机构的位置以此进行重心调节，达到适配不同负载设备的目的，使得平台应用范围更加广泛，同时无需订制平台，减少了制作成本以及工作人员外出的负担。
附图说明
23.图1是本发明用于无人机的三轴云台优选实施方式的爆炸示意图；
24.图2是本发明用于无人机的三轴云台优选实施方式的截面视图；
25.图3是图1中a的局部放大视图；
26.图4是本发明连接件的局部放大视图。
27.其中，图中各附图标记：
28.101、航向轴；102、航向电机；201、横滚轴；202、横滚电机；301、俯仰轴；3011、移动段；3012、负载段；3013、标记线；302、俯仰电机；40、连接座；50、负载座；60、移动结构；601、槽体；602、滑动部；603、限位件；604、固定板；605、轴体压紧板；606、锁紧件；701、凹槽；702、定位凸起。
具体实施方式
29.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
30.本发明参照图1-图4所示，包括用于调节云台航向角转动的航向角调节机构，与所述航向角调节机构垂直设置并用于调节云台横滚角转动的横滚角调节机构，与所述横滚角调节机构垂直设置并用于调节云台俯仰角转动的俯仰角调节机构，设置于所述航向角调节机构上并用于与无人机固定连接的连接座40，设置于所述俯仰角调节机构上并用于连接外部挂载设备的负载座50以及移动结构60，所述横滚角调节机构通过所述移动结构60安装于
所述航向角调节机构上并能够沿着垂直于所述航向角调节机构的方向移动，所述俯仰角调节机构通过所述移动结构60安装于所述横滚轴201上并能够沿着垂直于所述横滚角调节机构的方向移动。本方案在使用时，可先将负载设备安装在负载座50上，之后通过移动结构60对应移动调节横滚角调节机构和俯仰角调节机构，使得三轴云台能够与当下的负载设备重心调节平衡。最后通过连接座40和无人机装配在一起，利用三个姿态角调节机构的协同动作便可实现挂载飞行过程的增稳效果，满足场景应用需求。通过上述设置，能够通过移动调节各个角调节机构的位置以此进行重心调节，达到适配不同负载设备的目的，使得平台应用范围更加广泛，同时无需订制平台，减少了制作成本以及工作人员外出的负担。
31.作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
32.本实施例中，参照图1-图4所示，所述航向角调节机构包括航向轴101和固定于所述航向轴101上的航向电机102；所述横滚角调节机构包括垂直于所述航向轴101设置的横滚轴201和固定于所述横滚轴201上的横滚电机202；所述俯仰角调节机构包括垂直于所述横滚轴201设置的俯仰轴301以及固定于所述俯仰轴301上的俯仰电机302，所述连接座40设置于所述航向电机102上，所述负载座50设置于俯仰电机302上。通过上述设置，对多个角调节机构的具体结构进行限定说明，使得当电机转动后，对应连接的轴随着电机一并转动调节，最后来实现调节三轴云台姿态角的效果，结构简单且调节快速，响应及时。
33.结合上述多个角调节机构的具体设置，本发明提供一种移动结构60的具体实现方式，参照图1-图2所示，所述移动结构60包括沿着一轴体长度方向设置的槽体601以及固定于对应垂直轴体上的滑动部602以及限位件603，所述滑动部602可沿着所述槽体601开设方向移动，所述限位件603可拆卸的设置于任一轴体上以用于限制所述滑动部602移动。通过上述设置，一轴体可通过滑动部602沿着所述槽体601开设方向移动，最后当移动调节完成后，便可将限位件603安装固定在轴体上，起到限位固定的效果。该种方式不仅移动调节稳定顺畅，降低调节难度，同时通过限位件603的设置还能进一步的提高调节后的稳定性，防止调节后轴体继续发生移动，避免影响后续工作的正常运作。
34.结合上述多个角调节机构的具体设置，本发明提供另一种移动结构60的具体实现方式，参照图3所示，所述移动结构60包括固定于任一角调节机构上固定板604、盖合于所述固定板604上的轴体压紧板605以及锁紧件606，所述固定板604和轴体压紧板605盖合后中部形成一供所述横滚轴201或俯仰轴301移动的通道，所述锁紧件606用于将所述横滚轴201或俯仰轴301限制固定于所述通道内。通过上述设置，当固定板604和轴体压紧板605盖合完成后，此时横滚轴201或俯仰轴301可从中间的通道通过，最后当调节完成之后，便可通过锁紧件606穿过固定板604、轴体压紧板605将两者压紧固定以限制横滚轴201或俯仰轴301的移动。由此便在确保横滚轴201或俯仰轴301顺畅调节的同时，还能够将其定位固定，防止在后续工作过程中发生移动，提高三轴云台动作的稳定性。在其他实施方式中，移动结构60还可为伸缩杆等其他结构，并不局限于此。
35.结合上述多个角调节机构的具体设置，本实施例中，参照图1、图4所示，所述俯仰轴301包括移动段3011以及垂直于移动段3011设置于的负载段3012，所述移动段3011垂直于所述横滚轴201，所述负载座50固定于所述负载段3012的端部上。通过上述设置，俯仰轴301呈l型设置，该种形状能够使得负载设备安装在平台上后能够位于平台的中心处，确保负载设备的重心位于中部，避免影响平台飞行，同时移动段3011确保俯仰角调节机构仍能
够稳定的实现移动调节，增大适配范围。
36.结合上述俯仰轴301的具体结构设置，本实施例中，参照图1、图4所示，所述移动段3011上设有多条对应不同外部挂载设备的标记线3013。通过标记线3013的设置，当移动段3011移动到指定标记线3013位置时，此时便可准确的实现与该对应的挂载设备适配，减少工作人员调节移动的时间，提高调节效率。
37.结合上述多个角调节机构的具体设置，本实施例中，所述航向轴101、横滚轴201、俯仰轴301均为中空结构。通过上述设置，能够方便三轴云台的电线走线，确保电线不会影响各个姿态角调节机构的运作，同时也能够将电线封装保护，避免电线受到损坏，提高平台的使用寿命。
38.结合上述多个角调节机构的具体设置，本实施例中，参照图1、图4所示，还包括定位结构，所述连接座40通过所述定位结构固定于所述航向电机102上，所述负载座50通过所述定位结构固定于所述俯仰电机302上。通过定位结构的设置，能够使得连接座40和负载座50更快且更准确的安装在航向电机102和俯仰电机302上，减少安装定位难度，提高安装的工作效率，同时也提高了平台和无人机以及外部挂载设备连接的稳定性。
39.结合上述定位结构的设置，本实施例中，参照图4所示，所述定位结构包括凹槽701以及与所述凹槽701适配的定位凸起702，所述定位凸起702设置于所述航向电机102或俯仰电机302上，所述连接座40和负载座50上开设有所述凹槽701。通过上述设置，连接座40和负载座50在安装时，可通过定位凸起702和凹槽701的适配以此来实现与航向电机102或俯仰电机302的准确连接，由此提高了安装效率，同时也提高后续电机转动调节的准确性，工作效果更好。
40.在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
41.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.用于无人机的三轴云台，其特征在于，包括：航向角调节机构，用于调节云台航向角转动；横滚角调节机构，与所述航向角调节机构垂直设置，用于调节云台横滚角转动；俯仰角调节机构，与所述横滚角调节机构垂直设置，用于调节云台俯仰角转动；连接座(40)，设置于所述航向角调节机构上并用于与无人机固定连接；负载座(50)，设置于所述俯仰角调节机构上并用于连接外部挂载设备；移动结构(60)，所述横滚角调节机构通过所述移动结构(60)安装于所述航向角调节机构上并能够沿着垂直于所述航向角调节机构的方向移动，所述俯仰角调节机构通过所述移动结构(60)安装于所述横滚角调节机构上并能够沿着垂直于所述横滚角调节机构的方向移动。2.如权利要求1所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述航向角调节机构包括航向轴(101)和固定于所述航向轴(101)上的航向电机(102)；所述横滚角调节机构包括垂直于所述航向轴(101)设置的横滚轴(201)和固定于所述横滚轴(201)上的横滚电机(202)；所述俯仰角调节机构包括垂直于所述横滚轴(201)设置的俯仰轴(301)以及固定于所述俯仰轴(301)上的俯仰电机(302)，所述连接座(40)设置于所述航向电机(102)上，所述负载座(50)设置于俯仰电机(302)上。3.如权利要求2所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述移动结构(60)包括沿着一轴体长度方向设置的槽体(601)以及固定于对应垂直轴体上的滑动部(602)以及限位件(603)，所述滑动部(602)可沿着所述槽体(601)开设方向移动，所述限位件(603)可拆卸的设置于任一轴体上以用于限制所述滑动部(602)移动。4.如权利要求2所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述移动结构(60)包括固定于任一角调节机构上固定板(604)、盖合于所述固定板(604)上的轴体压紧板(605)以及锁紧件(606)，所述固定板(604)和轴体压紧板(605)盖合后中部形成一供所述横滚轴(201)或俯仰轴(301)移动的通道，所述锁紧件(606)用于将所述横滚轴(201)或俯仰轴(301)限制固定于所述通道内。5.如权利要求2所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述俯仰轴(301)包括移动段(3011)以及垂直于移动段(3011)设置的负载段(3012)，所述移动段(3011)垂直于所述横滚轴(201)，所述负载座(50)固定于所述负载段(3012)的端部上。6.如权利要求5所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述移动段(3011)上设有多条对应不同外部挂载设备的标记线(3013)。7.如权利要求2所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述航向轴(101)、横滚轴(201)、俯仰轴(301)均为中空结构。8.如权利要求2所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，还包括定位结构，所述连接座(40)通过所述定位结构固定于所述航向电机(102)上，所述负载座(50)通过所述定位结构固定于所述俯仰电机(302)上。9.如权利要求8所述的用于无人机的三轴云台，其特征在于，所述定位结构包括凹槽(701)以及与所述凹槽(701)适配的定位凸起(702)，所述定位凸起(702)设置于所述航向电机(102)或俯仰电机(302)上，所述连接座(40)和负载座(50)上开设有所述凹槽(701)。

技术总结
本发明提供一种用于无人机的三轴云台，属于无人机挂载装置，包括航向角调节机构，与航向角调节机构垂直设置的横滚角调节机构，与横滚角调节机构垂直设置的俯仰角调节机构，设置于航向角调节机构上的连接座，设置于俯仰角调节机构上的负载座以及移动结构，横滚角调节机构通过移动结构安装于航向角调节机构上并能够沿着垂直于航向角调节机构的方向移动，俯仰角调节机构通过移动结构安装于横滚角调节机构上并能够沿着垂直于横滚角调节机构的方向移动。本方案通过上述设置，能够通过移动调节各个角调节机构的位置以此进行重心调节，达到适配不同负载设备的目的，使得平台应用范围更加广泛，同时无需订制平台，减少了制作成本以及工作人员外出的负担。及工作人员外出的负担。及工作人员外出的负担。


技术研发人员：唐超锋 刘少一 赵瑞东
受保护的技术使用者：广州南方卫星导航仪器有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/17