一种无人机测绘用成像稳定挂架的制作方法

1.本实用新型涉及一种成像挂架设备，属无人机设备技术领域。


背景技术：

2.通过无人机设备在进行航拍、测绘等作业时，因无人机运行时自身产生的机械震动、无人机飞行中气流造成的干扰及无人机飞行姿态调整等因素，极易导致航拍、测绘设备的成像观测稳定性受到较大的影响，并因此导致航拍成像质量及精度受到极大的影响，同时也极易因震动等因素导致航拍、测绘设备受损，因此针对这一问题，当前开发了大量的无人机挂架设备，如专利申请号为“2018220110578”的“一种无人机多相机挂载装置”及专利申请号为“2019220639054”的“一种无人机用两轴陀螺稳定吊舱”，虽然可以一定程度满足对航拍、测绘承载作业及对无人机运行时的振动干扰进行抵御，但一方面均不同程度在设备结构相对独立，通用性和适用性差，往往仅能满足特此那个无人机设备或测绘、航拍设备使用的需要，使用灵活性及通用性差；另一方面也不同程度存在对机械震动抵御及吸收能力差，无法实现360
°
范围内作用力全面吸收减震作业的需要，且在减震作业时的控制精度相对较差，减震能力相对较弱，且设备结构自重及体积也相对较差，从而造成对航拍及测绘设备承载防护作业能力不足的同时，也导致无人机运行时需要消耗大量的有效载荷用以承载挂架，从而导致无人机的适航性、续航能力等均受到较大影响。
3.因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的无人机挂架设备，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

4.针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种灭火防护设备，本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成震动干扰影响，从而极大的提高了测绘作业的精度和质量；另一方面较传统的同类挂架设备，可实现360
°
全方位对震动作用力进行抵御和吸收作业，且减震调节控制精度高，同时有效有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。
5.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
6.一种无人机测绘用成像稳定挂架，包括承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘、球头铰链、驱动电机、调节电磁铁、调节弹簧、承载弹簧、三轴陀螺仪及驱动电路，承载基座板和连接板均为横断面呈矩形的板状结构，且承载基座板位于连接板上方，并通过球头铰链铰接，承载基座板、连接板均与球头铰链同轴分布，承载基座板、连接板之间呈0
°
—60
°
夹角，承载基座板、连接板间另通过至少四条调节弹簧连接，调节弹簧环绕球头铰链均布，其两端分别与承载基座板、连接板铰接，且调节弹簧轴线与承载基座板、连接板板面呈10
°
—60
°
夹角，连接板下端面与吊舱上端面间通过承载弹簧连接并同轴分布，承载弹簧至少两个，环绕
吊舱轴线均布并分别与吊舱上端面及连接板下端面垂直分布，吊舱为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，承载托盘为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面嵌于吊舱下端面内，承载托盘侧壁与吊舱侧壁间通过旋转轴铰接，且承载托盘槽底与吊舱上端面间呈0
°
—180
°
夹角，承载托盘其中一侧位置的旋转轴与驱动电机连接，驱动电机与吊舱外表面连接，调节电磁铁若干，其中若干调节电磁铁分别环绕球头铰链轴线均布在承载基座板下端面及连接板上端面，且承载基座板、连接板间的调节电磁铁对称分布在球头铰链两侧，承载弹簧上端面及下端面对应的连接板下端面及吊舱上端面均设一个调节电磁铁，各调节电磁铁间相互并联，并分别与驱动电路电气连接，三轴陀螺仪分别嵌于承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘内，并位于承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘重心位置处，且各三轴陀螺仪相互并联并均与驱动电路电气连接，驱动电路嵌于承载基座板上端面，并设至少一个接线端子。
7.进一步的，所述的承载基座板面积为连接板面积的1.1—1.5倍，且承载基座上端面设至少两条对称分布在承载基座板中点两侧的连接导向滑槽，所述承载基座板、连接板之间另设通过至少一个碟形弹簧连接，所述碟形弹簧包覆在球头铰链外，并位于调节电磁铁内测位置。
8.进一步的，所述的调节弹簧两端分别通过弹性铰链与承载基座板、连接板铰接，且调节弹簧位于承载基座板、连接板的调节电磁铁外。
9.进一步的，所述的吊舱上端面另设至少两个限位槽，所述限位槽轴线与吊舱轴线平行分布并嵌于相邻两承载弹簧之间位置，所述限位槽内设一条与限位槽同轴分布的导向杆，所述导向杆下半部嵌于限位槽内并与限位槽滑动连接，且导向杆上端面与连接板下端面垂直连接。
10.进一步的，所述的限位槽内设弹性气腔，所述弹性气腔与限位槽同轴分布，位于导向杆下端面于限位槽槽底之间位置，并分别与限位槽槽底及导向杆下端面相抵。
11.进一步的，所述的承载托盘通过旋转轴可进行0
°
—360
°
范围旋转，且承载托盘重心位置处另设一个加速度传感器，所述加速度传感器与驱动电路电气连接。
12.进一步的，所述驱动电路为基于dsp芯片、fpga芯片中任意一种为基础的电路系统中任意一种。
13.本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成震动干扰影响，从而极大的提高了测绘作业的精度和质量；另一方面较传统的同类挂架设备，可实现360
°
全方位对震动作用力进行抵御和吸收作业，且减震调节控制精度高，同时有效有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。
15.图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
16.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面
结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
17.如图1所示，一种无人机测绘用成像稳定挂架，包括承载基座板1、连接板2、吊舱3、承载托盘4、球头铰链5、驱动电机6、调节电磁铁7、调节弹簧8、承载弹簧9、三轴陀螺仪10及驱动电路11，承载基座板1和连接板2均为横断面呈矩形的板状结构，且承载基座板1位于连接板2上方，并通过球头铰链5铰接，承载基座板1、连接板2均与球头铰链5同轴分布，承载基座板1、连接板2之间呈0
°
—60
°
夹角，承载基座板1、连接板2间另通过至少四条调节弹簧8连接，调节弹簧8环绕球头铰链5均布，其两端分别与承载基座板1、连接板2铰接，且调节弹簧8轴线与承载基座板1、连接板2板面呈10
°
—60
°
夹角，连接板2下端面与吊舱3上端面间通过承载弹簧9连接并同轴分布，承载弹簧9至少两个，环绕吊舱3轴线均布并分别与吊舱3上端面及连接板2下端面垂直分布，吊舱3为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，承载托盘4为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面嵌于吊舱3下端面内，承载托盘4侧壁与吊舱3侧壁间通过旋转轴铰接，且承载托盘4槽底与吊舱3上端面间呈0
°
—180
°
夹角，承载托盘4其中一侧位置的旋转轴与驱动电机6连接，驱动电机6与吊舱3外表面连接，调节电磁铁7若干，其中若干调节电磁铁7分别环绕球头铰链5轴线均布在承载基座板1下端面及连接板2上端面，且承载基座板1、连接板2间的调节电磁铁7对称分布在球头铰链5两侧，承载弹簧9上端面及下端面对应的连接板2下端面及吊舱3上端面均设一个调节电磁铁7，各调节电磁铁7间相互并联，并分别与驱动电路11电气连接，三轴陀螺仪10分别嵌于承载基座板1、连接板10、吊舱3、承载托盘4内，并位于承载基座板1、连接板2、吊舱3、承载托盘4重心位置处，且各三轴陀螺仪10相互并联并均与驱动电路11电气连接，驱动电路11嵌于承载基座板1上端面，并设至少一个接线端子12。
18.本实施例中，所述的承载基座板1面积为连接板2面积的1.1—1.5倍，且承载基座1上端面设至少两条对称分布在承载基座板1中点两侧的连接导向滑槽13，所述承载基座板1、连接板12之间另设通过至少一个碟形弹簧14连接，所述碟形弹簧14包覆在球头铰链5外，并位于调节电磁铁7内测位置。
19.进一步优化的，所述承载基座板1、连接板2间另通过弹性连接带15连接，所述弹性连接带15为与承载基座板1同轴分布的管状结构。
20.同时，所述的调节弹簧8两端分别通过弹性铰链与承载基座板1、连接板2铰接，且调节弹簧8位于承载基座板1、连接板2的调节电磁铁7外。
21.需要注意的，所述的吊舱3上端面另设至少两个限位槽6，所述限位槽6轴线与吊舱3轴线平行分布并嵌于相邻两承载弹簧9之间位置，所述限位槽16内设一条与限位槽16同轴分布的导向杆17，所述导向杆17下半部嵌于限位槽16内并与限位槽16滑动连接，且导向杆17上端面与连接板2下端面垂直连接，且所述的限位槽16内设弹性气腔18，所述弹性气腔18与限位槽16同轴分布，位于导向杆17下端面于限位槽16槽底之间位置，并分别与限位槽16槽底及导向杆17下端面相抵。
22.本实施例中，所述的承载托盘4通过旋转轴可进行0
°
—360
°
范围旋转，且承载托盘4重心位置处另设一个加速度传感器19，所述加速度传感19器与驱动电路11电气连接。
23.进一步优化的，所述承载托盘4底部设定位夹具20，且所述定位夹具20与承载托盘4底部间滑动连接。
24.本实施例中，所述驱动电路11为基于dsp芯片、fpga芯片中任意一种为基础的电路
系统中任意一种。
25.本新型在具体实施中，首先对构成本新型的承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘、球头铰链、驱动电机、调节电磁铁、调节弹簧、承载弹簧、三轴陀螺仪及驱动电路进行组装，并在完成组装后的初始状态时，使吊舱、承载托构成矩形的腔体结构，然后将承载基座板通过其上端面的导向滑槽与无人机机腹连接，同时将驱动电路通过接线端子与无人机的飞控电路电气连接，最后将测绘、航拍设备与承载托盘通过定位夹具连接，并将测绘、航拍设备与无人机的飞控电路电气连接。即可完成本新型装配。
26.在随无人机进行测绘作业时，首先通过调节弹簧、承载弹簧对飞行作业时的冲击作用力直接进行减震作业，并通过调节弹簧与承载基座板、连接板铰接结构及调节弹簧轴线与承载基座板、连接板板面呈10
°
—60
°
夹角结构，达到对多个方向上的冲击震动作用力进行吸收减震的需要；同时通过沿数值方向上分布的各承载弹簧强化对竖直方向上作用力吸收减震的能力。
27.此外，在竖直方向上，另可通过限位槽和导向杆结构对震动方向进行约束导向，并通过弹性气腔进一步对竖直方向作用力进行减震吸收，从而进一步提高了本新型的减震作业能力。
28.除此之外，本新型在运行中，另可通过三轴陀螺仪及加速度传感器对承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘在随无人机运行时因受外力影响发生的偏移、受力方向进行精确检测，然后根据拍摄及测绘作业成像的要求，通过调整各调节电磁铁的磁场强度，一方面通过磁场达到对震动作用力进行吸收和减震的目的；另一方面通过磁场的非接触作用力，实现对承载基座板、连接板、吊舱间相对位置关系及定位限位作用力精确控制，从而到提高拍摄、测绘作业时设备运行定位精度和稳定性。
29.于此同时，调节电磁铁较传统的弹簧、弹性垫块、弹性伸缩杆等设备一方面运行状态调整精确灵活性和调节精确性好；另一方面调节电磁铁的结构体积及自重均小于传统的弹簧、弹性垫块、弹性伸缩杆等设备，从而在达到减震并提高设备测绘、拍摄设备运行稳定的同时，另有效的简化了挂架设备的结构体积，并降低了挂架设备的自重，从而有效节省了无人机系统的有效载荷，提高了无人机系统运行的适航性和续航能力。
30.本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成震动干扰影响，从而极大的提高了测绘作业的精度和质量；另一方面较传统的同类挂架设备，可实现360
°
全方位对震动作用力进行抵御和吸收作业，且减震调节控制精度高，同时有效有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。
31.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述无人机测绘用成像稳定挂架包括承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘、球头铰链、驱动电机、调节电磁铁、调节弹簧、承载弹簧、三轴陀螺仪及驱动电路，所述承载基座板和连接板均为横断面呈矩形的板状结构，承载基座板位于连接板上方，并通过球头铰链铰接，且承载基座板、连接板均与球头铰链同轴分布，所述承载基座板、连接板之间呈0
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—60
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夹角，所述承载基座板、连接板间另通过至少四条调节弹簧连接，所述调节弹簧环绕球头铰链均布，其两端分别与承载基座板、连接板铰接，调节弹簧轴线与承载基座板、连接板板面呈10
°
—60
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夹角，所述连接板下端面与吊舱上端面间通过承载弹簧连接并同轴分布，所述承载弹簧至少两个，环绕吊舱轴线均布并分别与吊舱上端面及连接板下端面垂直分布，所述吊舱为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，所述承载托盘为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面嵌于吊舱下端面内，所述承载托盘侧壁与吊舱侧壁间通过旋转轴铰接，且承载托盘槽底与吊舱上端面间呈0
°
—180
°
夹角，所述承载托盘其中一侧位置的旋转轴与驱动电机连接，所述驱动电机与吊舱外表面连接，所述调节电磁铁若干，其中若干调节电磁铁分别环绕球头铰链轴线均布在承载基座板下端面及连接板上端面，所述承载基座板、连接板间的调节电磁铁对称分布在球头铰链两侧，所述承载弹簧上端面及下端面对应的连接板下端面及吊舱上端面均设一个调节电磁铁，各调节电磁铁间相互并联，并分别与驱动电路电气连接，所述三轴陀螺仪分别嵌于承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘内，并位于承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘重心位置处，且各三轴陀螺仪相互并联并均与驱动电路电气连接，所述驱动电路嵌于承载基座板上端面，并设至少一个接线端子。2.根据权利要求1所述的一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述的承载基座板面积为连接板面积的1.1—1.5倍，且承载基座上端面设至少两条对称分布在承载基座板中点两侧的连接导向滑槽，所述承载基座板、连接板之间另设通过至少一个碟形弹簧连接，所述碟形弹簧包覆在球头铰链外，并位于调节电磁铁内测位置。3.根据权利要求1所述的一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述的调节弹簧两端分别通过弹性铰链与承载基座板、连接板铰接，且调节弹簧位于承载基座板、连接板的调节电磁铁外。4.根据权利要求1所述的一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述的吊舱上端面另设至少两个限位槽，所述限位槽轴线与吊舱轴线平行分布并嵌于相邻两承载弹簧之间位置，所述限位槽内设一条与限位槽同轴分布的导向杆，所述导向杆下半部嵌于限位槽内并与限位槽滑动连接，且导向杆上端面与连接板下端面垂直连接。5.根据权利要求4所述的一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述的限位槽内设弹性气腔，所述弹性气腔与限位槽同轴分布，位于导向杆下端面于限位槽槽底之间位置，并分别与限位槽槽底及导向杆下端面相抵。6.根据权利要求1所述的一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述的承载托盘通过旋转轴可进行0
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—360
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范围旋转，且承载托盘重心位置处另设一个加速度传感器，所述加速度传感器与驱动电路电气连接。7.根据权利要求1所述的一种无人机测绘用成像稳定挂架，其特征在于：所述驱动电路为基于dsp芯片、fpga芯片中任意一种为基础的电路系统中任意一种。

技术总结
本实用新型涉及一种无人机测绘用成像稳定挂架，包括承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘、球头铰链、驱动电机、三轴陀螺仪及驱动电路，承载基座板位于连接板上方，并通过球头铰链铰接，连接板下端面与吊舱上端面间连接，承载托盘上端面嵌于吊舱下端面内，承载托盘侧壁与吊舱侧壁间通过旋转轴铰接，三轴陀螺仪分别嵌于承载基座板、连接板、吊舱、承载托盘内，并与驱动电路电气连接。本新型一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成震动干扰影响；另一方面有效的简化了挂架设备的结构及自重，降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机的适航性。适航性。适航性。


技术研发人员：江勇
受保护的技术使用者：安阳迈杰航空科技有限公司
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2022/3/8