[實用新型]一種用于安裝微波雷達(dá)的云臺裝置及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202220547598.6
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN216994868U
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林明壯;袁家宏;鐘定云;李憑陽;王道偉;曹培;韓文霆;淡煦伽
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: B64D47/00
• 分類號: B64D47/00;G01S13/88;G01S7/02;F16F15/08;F16F15/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發(fā)明提供一種用于在無人機(jī)上搭載微波雷達(dá)的云臺裝置及其控制系統(tǒng)，該裝置包括云臺盒子、云臺蓋子、上臂、下臂、上臂蓋板、三相直流無刷電機(jī)一和三相直流無刷電機(jī)二；下臂一端通過三相直流無刷電機(jī)一與云臺盒子相接，一端通過三相直流無刷電機(jī)二與上臂相接；三相直流無刷電機(jī)一與下臂固定連接，三相直流無刷電機(jī)一轉(zhuǎn)動軸與云臺盒子連接；三相直流無刷電機(jī)二與上臂固定連接，三相直流無刷電機(jī)二轉(zhuǎn)動軸與下臂連接；上臂頂端與無人機(jī)底盤相連接。本發(fā)明具有水平和俯仰調(diào)整支撐裝置和系統(tǒng)，由結(jié)構(gòu)、硬件電路以及軟件程序控制協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)無人機(jī)飛行姿態(tài)的雷達(dá)入射角度保持以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及無人機(jī)云臺，特別涉及一種用于安裝微波雷達(dá)的云臺裝置及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微波雷達(dá)具有高分辨率、穿透力強(qiáng)和低功耗穿透性的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)土壤尤其是覆被土壤相關(guān)信息的獲取，實現(xiàn)對土壤信息的全天候、全天時監(jiān)測。而無人機(jī)微波遙感憑借運載便利、靈活性高、作業(yè)周期短、數(shù)據(jù)分辨率高等優(yōu)勢，有效克服了衛(wèi)星遙感技術(shù)受天氣影響大、時空分辨率較低、受過境周期限制等缺點，成為實現(xiàn)大面積農(nóng)田尺度快速、精準(zhǔn)感知土壤信息的新手段。然而，無人機(jī)機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)入射角、照射面積、幅寬，多光譜數(shù)據(jù)分辨率、重疊度等因素受無人機(jī)飛行姿態(tài)、飛行穩(wěn)定性及地面坡度的影響較大，必須具備專門云臺安裝微波雷達(dá)，實現(xiàn)微波雷達(dá)姿態(tài)保持、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

現(xiàn)有的機(jī)載云臺裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非標(biāo)件較多，加工成本高，產(chǎn)品外觀無法達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求。云臺結(jié)構(gòu)之間摩擦力的存在導(dǎo)致相對運動需要電機(jī)提供更大的動力，運行過程中進(jìn)行重心調(diào)節(jié)相對困難，云臺會發(fā)生劇烈地晃動，進(jìn)而造成搭載的微波雷達(dá)設(shè)備不穩(wěn)定，影響微波雷達(dá)數(shù)據(jù)的傳輸，同時在無人機(jī)工作期間由于無人機(jī)的抖動以及傾斜都會對數(shù)據(jù)傳輸和接收產(chǎn)生嚴(yán)重影響。鑒于以上問題，急需一種結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，性能穩(wěn)定的機(jī)載云臺結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，解決無人機(jī)機(jī)體姿勢不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)受地形變化影響大的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于安裝微波雷達(dá)的云臺裝置及其控制系統(tǒng)，通過姿態(tài)采集模塊對雷達(dá)俯仰角實時監(jiān)控，并通過電機(jī)驅(qū)動電路實時調(diào)整雷達(dá)俯仰角，以此解決云臺不穩(wěn)定，探測效果不好的技術(shù)難題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于安裝微波雷達(dá)的云臺裝置，所述云臺裝置固定于無人機(jī)的正下方，包括上臂、下臂、云臺盒子、減震單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和姿態(tài)調(diào)整單元，微波雷達(dá)固定于云臺盒子的下方；

所述減震單元連接上臂與無人機(jī)底盤安裝架，以實現(xiàn)減震功能；

所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括云臺主控制板，將微波雷達(dá)采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)诫娔X端；

所述姿態(tài)調(diào)整單元包括三相直流無刷電機(jī)一和三相直流無刷電機(jī)二，三相直流無刷電機(jī)一固定在下臂上，轉(zhuǎn)動軸為Y向，并與云臺盒子連接，三相直流無刷電機(jī)二固定在上臂的底端，轉(zhuǎn)動軸為X向，并與下臂連接，通過上臂與下臂之間以及下臂與云臺盒子之間的相對運動，使得微波雷達(dá)在無人機(jī)飛行過程中保持入射角與地面為45°俯角。

在一個實施例中，所述上臂呈倒L型，其頂部的水平臂用于與減震單元連接，所述下臂呈水平放置的L型，其一臂外側(cè)與所述三相直流無刷電機(jī)二的轉(zhuǎn)動軸連接，另一臂內(nèi)側(cè)固定所述三相直流無刷電機(jī)一。

在一個實施例中，所述減震單元包括上減震板、下減震板和若干減震柱，所述若干減震柱連接于上減震板和下減震板之間，所述上減震板與所述無人機(jī)底盤安裝架固定連接，所述下減震板與所述上臂固定連接。所述上減震板通過四個減震柱與下減震板固定；所述上減震板、下減震板使用碳纖維板制作，四個減震柱使用橡膠制作。

在一個實施例中，所述云臺盒子外形為長方體狀，內(nèi)部中空，所述云臺主控制板固定于云臺盒子內(nèi)部。