[實用新型]穹頂型三軸萬向節

有效

• 申請號: 201720644740.8
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN207049546U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 金承禛;李相烈
• 申請（專利權）人: 韓華泰科株式會社
• 主分類號: F16M11/12
• 分類號: F16M11/12;F16M11/04;G03B17/56
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 王兆賡,張川緒

技術領域

本公開涉及一種用于無人機(UAV)的相機的萬向節結構，更具體地講，涉及一種穹頂型三軸可旋轉的萬向節。

背景技術

隨著無人機(UAV)越來越流行，對結合到UAV并隨UAV一起使用的相機的興趣有所增加。在UAV中使用的相機需要重量輕并且尺寸緊湊，使得UAV可在任何給定條件下長時間飛行的同時捕獲圖像，并可避免不必要的空氣阻力。

通常，在UAV中使用的相機具有維持水平的萬向節結構，以便即使在飛行期間發生位移和振動，也能平穩地捕獲圖像。萬向節結構包括可放置相機的底座部分和能夠使底座部分圍繞每個旋轉軸旋轉的電機，因此可允許相機的圖像拾取單元平穩地捕獲和形成圖像。

萬向節結構的構造可根據UAV的結構而改變。對于固定翼無人機，在圖1中所示的穹頂型萬向節可用于遠程監控和監視目的。然而，圖1的萬向節是能夠控制偏航旋轉和俯仰旋轉的兩軸萬向節，因此不能控制滾動旋轉。盡管圖1的萬向節具有穹頂型外殼并可因此免受干擾，但是圖1的萬向節不能在能夠做出急轉彎的飛行器(諸如，轉子葉片無人機或者直升機)中使用。

對于轉子葉片無人機，通常使用在圖2中所示的三軸萬向節，以應對六自由度振動。然而，從圖2清楚的是，三軸萬向節不具有用于保護內部的萬向節結構和相機免受外部環境影響的特定外殼，并因此會非常容易受到干擾。

為了處理與圖2的三軸萬向節相關聯的這個問題，在圖3中所示的三軸萬向節已被提出，其中，為了保護萬向節和相機免受干擾，為單個旋轉軸設置單個外殼。因為圖3的三軸萬向節針對多個旋轉軸中的每個旋轉軸具有外殼，并且針對多個旋轉軸中的每個旋轉軸具有防水/防塵結構，所以在多個旋轉軸中的每個旋轉軸的旋轉期間，摩擦力可能增大，因此需要能夠提供用于使旋轉軸旋轉的大力矩電機。出于這樣的原因，伺服電機通常用于旋轉軸。然而，因為需要使用由編碼器提供的測量來反饋控制伺服電機，并且伺服電機需要連接到齒輪以驅動旋轉軸，所以可能發生與齒輪頭有關的齒隙現象，并且這不利于減小整個三軸萬向節的重量和體積。

在三軸萬向節通過使用圖1的穹頂型外殼覆蓋圖2的三軸萬向節而形成以解決圖2的三軸萬向節的缺點的情況下，因為偏航旋轉軸、滾動旋轉軸和俯仰旋轉軸的排列順序，所以三軸萬向節的整個外殼的尺寸大大增加。

實用新型內容

本公開的示例性實施例提供一種穹頂型三軸可旋轉萬向節，以解決存在干擾時三軸可旋轉萬向節不平穩地被驅動并且不能使用小的驅動力來獲得期望的萬向節運動的技術問題。

然而，本公開的示例性實施例不限于在此闡述的那些示例性實施例。通過引用本公開的下面給出的具體實施方式，本公開的上面和其他的示例性實施例對本公開所屬領域的普通技術人員將變得更加清楚。

根據本公開的示例性實施例，提供一種三軸萬向節，所述三軸萬向節包括：第一外殼，容納提供偏航旋轉的偏航旋轉軸；第一支架，固定到第一外殼的外側，并從第一外殼的外側延伸；第二支架，安裝到俯仰旋轉軸，以能夠沿著俯仰方向旋轉，其中，俯仰旋轉軸通過第一支架被可旋轉地支撐；相機模塊，安裝到滾動旋轉軸，以能夠沿著滾動方向旋轉，其中，滾動旋轉軸被可旋轉地支撐在第二支架的內部；第二外殼，容納俯仰旋轉軸和滾動旋轉軸。

所述三軸萬向節還包括穹頂蓋，所述穹頂蓋容納第一外殼和第一支架。

第一支架包括第一橋和兩個第一延伸件，第一橋固定到第一外殼的外側，所述兩個第一延伸件從第一橋的兩端延伸，以可旋轉地支撐俯仰旋轉軸。

第二支架包括兩個第二延伸件和第二橋，所述兩個第二延伸件通過俯仰旋轉軸被可旋轉地支撐，第二橋連接所述兩個第二延伸件并支撐滾動旋轉軸。

第二支架包括兩個第二延伸件、第二橋和第三橋，所述兩個第二延伸件通過俯仰旋轉軸被可旋轉地支撐，第二橋連接所述兩個第二延伸件的第一端并支撐滾動旋轉軸，第三橋連接所述兩個第二延伸件的第二端并可旋轉地支撐相機模塊的第一端，從而相機模塊能夠圍繞滾動旋轉軸的方向旋轉。

第三橋的支撐相機模塊的部分是敞開的，以能夠借此傳播光。

所述三軸萬向節還包括結合到相機模塊的側部的激光測距儀(LRF)。

LRF結合到相機模塊的與俯仰旋轉軸平行的側部。

LRF結合到相機模塊的與俯仰旋轉軸正交的側部。

第一外殼還容納控制所述三軸萬向節的控制單元。

第二外殼被形成為以俯仰旋轉軸為中心的徑向環面。

滾動旋轉軸的旋轉角度在-30°至+30°的范圍內。