[發明專利]一種適用于定向通信天線的無人機機載增穩云臺系統

在審

• 申請號: 201811471512.0
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109606716A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 賈高偉;王建峰;林君燦;史涵意;郭正;侯中喜;陳清陽;魯亞飛;王鵬;鄧小龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B64D47/08
• 分類號: B64D47/08;B64C39/02;H01Q1/18
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明提供一種適用于定向通信天線的無人機機載增穩云臺系統，包括安裝架、俯仰機構、偏航機構與滾轉機構，通過俯仰件與俯仰電機組成俯仰機構，隨后在俯仰件上通過滾轉件與滾轉電機組成滾轉機構，最終在滾轉件上通過偏航件與偏航電機組成偏航機構。天線載荷采用吊裝模式安裝，運動過程中不會受到干涉，能實現與任意方向地面站的定向通信；吊裝模式安裝也能增強云臺系統的通用性，適用于不同尺寸的通信天線；通過三個相同動力組件來實現通信天線的仰俯、偏航與滾轉，實現快速裝配設計，在某一動力組件發生故障時能夠靈活替換；其中動力組件采用電機與齒輪組結合的模式，從而實現對大質量通信天線的準確快速定向和增穩。本發明應用于云臺通信領域。

技術領域

本發明涉及云臺系統，尤其涉及一種適用于定向通信天線的無人機機載增穩云臺系統。

背景技術

現有機載增穩云臺設備多為相機設計，由于相機本身特點，這類云臺如大疆的“禪思”云臺，均是使用底部托板來支撐載荷，載荷受云臺型號限制，不可隨意更換，通用性較差。直接將傳統相機增穩云臺應用在定向通信中繼平臺增穩運用上有這樣幾個問題：1、通信天線尺寸較相機比較大，現有的增穩云臺無法安裝，可以安裝天線的云臺整體尺寸較大，不適用用于小型固定翼無人機；2、天線需要根據實際應用場景進行更換，現有相機云臺多為部分型號相機專門設計，通用性不足；3、現有云臺轉軸連接處采用金屬滑環連接，當高頻通信線路經過滑環時會造成嚴重的頻譜泄露，影響通信質量。

發明內容

針對現有技術中增穩云臺無法適用于小型固定翼無人機上的大質量通信天線這一問題，本發明的目的是提供一種適用于定向通信天線的無人機機載增穩云臺系統，快速的實現與任意方向的地面站的定向通信，并增加對大質量通信天線的增穩效果，在無人機運動時，保證天線指向的穩定性。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

一種適用于定向通信天線的無人機機載增穩云臺系統，包括安裝架、偏航機構、滾轉機構與俯仰機構；

所述偏航機構包括偏航件與固定連接在安裝架底部的偏航電機，所述偏航件的一端與偏航電機的輸出端相連，所述滾轉機構固定連接在偏航件的另一端；

所述滾轉機構包括滾轉件與固定連接在偏航件上的滾轉電機，所述滾轉件的一端與滾轉電機的輸出端相連，所述俯仰機構固定連接在滾轉件的另一端；

所述俯仰機構包括俯仰件與固定連接在滾轉件上的俯仰電機，所述俯仰件的一端與俯仰電機的輸出端相連，所述俯仰件的另一端設有能夠安裝通信天線的安裝部；

所述偏航電機的輸出端與滾轉電機的輸出端相互垂直，所述滾轉電機的輸出端與俯仰電機的輸出端相互垂直。

作為上述技術方案的進一步改進，所述偏航電機的輸出端上、滾轉電機的輸出端上、俯仰電機的輸出端上均設有多級減速機構。

作為上述技術方案的進一步改進，所述多級減速機構包括相互嚙合的第一齒輪與第二齒輪以及相互嚙合的第三齒輪與第四齒輪，所述第二齒輪與第三齒輪同軸，三個所述第一齒輪分別固定連接在偏航電機的輸出端上、滾轉電機的輸出端上或俯仰電機的輸出端上，三個所述第四齒輪的齒輪軸上分別設有能夠連接偏航件、滾轉件或俯仰件的連接件。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一齒輪與第二齒輪的傳動比為1∶2～1∶2.5，所述第三齒輪與第四齒輪的傳動比為1∶4～1∶4.5。

作為上述技術方案的進一步改進，所述偏航件包括偏航部與連接部，所述偏航部與偏航電機的輸出端相連，所述連接部的一端與偏航部相連，另一端與滾轉電機相連，所述滾轉電機上的多級減速機構位于偏航部與滾轉電機之間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述滾轉件包括滾轉部與支撐部，所述滾轉部與滾轉電機的輸出端相連，所述支撐部的數量為兩個且對稱連接在滾轉部的兩端，所述俯仰電機固定連接在兩個支撐部上，所述俯仰電機上的多級減速機構位于兩個支撐部之間。