[發(fā)明專利]全向減震單自由度光電偵察平臺裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210366428.9
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102849219A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高慶嘉;白越;宮勛;孫強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: B64D47/00
• 分類號: B64D47/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王丹陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低空遙感和航拍技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全向減震單自由度光電偵察平臺裝置。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)固定翼飛行器相比，多旋翼無人飛行器因其具有升降地點不受場地限制、可定點懸停等特點得到蓬勃發(fā)展，并已廣泛應(yīng)用于航拍、偵察、搜救等領(lǐng)域。微小型多旋翼無人飛行器抗風(fēng)能力弱、穩(wěn)態(tài)精度低，特別是在懸停觀測時，飛行器的機體會存在不同方向的抖動，這些抖動如果不加以消減，會使光電成像設(shè)備難以穩(wěn)定，造成成像質(zhì)量變差。

光電偵察平臺作為飛行器承載光電成像設(shè)備的載體，是其關(guān)鍵部件之一，用于中、大型無人飛行器的光電偵察平臺技術(shù)較為成熟，但由于微小型多旋翼無人飛行器帶載能力小、尺寸小的特點，用于中、大型無人飛行器的光電偵察平臺技術(shù)則不能適用于微小型多旋翼無人飛行器。

目前，通用的做法是將光電偵察平臺通過垂直方向上安裝若干個阻尼器或緩沖器，然后懸掛到飛行器上，存在的問題是，只能消減單一方向的抖動，導(dǎo)致光電成像設(shè)備成像質(zhì)量較差；光電成像設(shè)備長期承受不同頻率的振動，容易損壞。由于微小型多旋翼無人飛行器可在空中指向任意水平方向并懸停拍攝目標(biāo)，因此用于微小型多旋翼無人飛行器的光電偵察平臺裝置多采用具有俯仰轉(zhuǎn)動的單自由度光電偵察平臺，現(xiàn)有的俯仰轉(zhuǎn)動機構(gòu)采用驅(qū)動電機加同步帶或齒輪組的方式進行轉(zhuǎn)動操縱，由于力臂較小，導(dǎo)致驅(qū)動電機的力矩大，驅(qū)動電機尺寸、質(zhì)量較大，并且同步帶或齒輪組受溫度影響較大，可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的光電偵察平臺裝置可靠性低，不能適用于微小型多旋翼無人飛行器的問題，本發(fā)明提供一種全向減震單自由度光電偵察平臺裝置。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

全向減震單自由度光電偵察平臺裝置，包括：

下端兩側(cè)各設(shè)置有第一連接塊和第二連接塊的支撐架；

與所述支撐架下端相連的用于固定光電成像設(shè)備的支撐板；

其特征在于，還包括全向減震機構(gòu)和俯仰轉(zhuǎn)動機構(gòu)，

所述全向減震機構(gòu)包括：與所述支撐架相連的底座；與飛行器固定相連的基座；一端通過球面副與基座相連，另一端與底座相連的第一氮氣彈簧、第四氮氣彈簧和第五氮氣彈簧；一端通過球面副與底座相連，另一端與基座相連的第二氮氣彈簧和第三氮氣彈簧；

所述俯仰轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括：固定在所述支撐架下端一側(cè)的驅(qū)動電機；與所述驅(qū)動電機相連的曲柄；通過球面副與曲柄相連的第一連桿；通過球面副與所述第一連桿相連的第二連桿；

所述第二連桿與所述支撐板相連，并通過轉(zhuǎn)動副與所述第一連接塊相連。

還包括：

套裝在固定所述基座的所有螺絲外側(cè)的緩沖圈；

固定在所述支撐架下端另一側(cè)并與所述轉(zhuǎn)動副同軸線安裝的電位計，用于反饋位置信號；

安裝在所述第二連接塊上的第一限位塊和第二限位塊，位置分布用于限制俯仰旋轉(zhuǎn)的最大正反角度。

所述緩沖圈采用低彈性橡膠或發(fā)泡海綿制成。

所述支撐架、支撐板和基座均采用碳纖維板、玻纖板或電木板制成。

所述第一氮氣彈簧的軸線與光電偵察平臺裝置的俯仰軸共面，且與俯仰軸成一夾角α，0°≤α≤45°，安裝初始位置的行程為總行程的1/3~1/2。

所述第二氮氣彈簧和第三氮氣彈簧的兩個軸線形成的平面與光電偵察平臺裝置的滾轉(zhuǎn)軸共面，且這兩個軸線分別與滾轉(zhuǎn)軸成一夾角β，0°≤β≤45°，安裝初始位置的行程均為總行程的1/3~1/2。

所述第四氮氣彈簧和第五氮氣彈簧的兩個軸線形成的平面與光電偵察平臺裝置的偏航軸平行，且這兩個軸線分別與偏航軸成一夾角θ，?0°≤θ≤45°，安裝初始位置行程為零。

所述第一氮氣彈簧、第二氮氣彈簧、第三氮氣彈簧、第四氮氣彈簧和第五氮氣彈簧的缸體均采用工程塑料制成。

所述球面副由球頭扣實現(xiàn)。

所述驅(qū)動電機選擇無刷直流電機或舵機。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、通過空間交錯布置的五個帶有球面副的氮氣彈簧組成的全向減震機構(gòu)，

既能夠消減拍攝過程中任意方向的振動，又避免了結(jié)構(gòu)過約束問題，提高成像設(shè)備成像質(zhì)量；

2、全向減震機構(gòu)利用了氮氣彈簧體積小、彈簧力大，并且在較長行程范圍內(nèi)，彈簧力保持不變的優(yōu)點，全向減震機構(gòu)不但結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，而且減震效果好，可靠性高；