[发明专利]一种具有俘能功能的复合式减振云台

说明书

本发明公开一种具有俘能功能的复合式减振云台，属于主被动复合式减振装置，具体包括云台旋转臂、振动能量收集装置、减振调姿装置、夹持装置和相机保护罩。云台旋转臂上分别设有电机可实现云台的空间运动，所述振动能量收集装置基于压电效应可将云台振动的机械能转化为电能用以提高无人机的续航能力；所述减振调姿装置主要由调姿平台与一体化减振杆等组成，所述一体化减振杆包括主动减振结构与被动减振结构，通过主、被动减振的结合达到复合减振的目的，有效提高云台的减振性能，使成像更加稳定；最后通过对调姿平台结构的设计，同时基于并行计算简化求解一体化减振杆输出的位移进而有效改善了迟滞性问题。

技术领域

本发明涉及搭载相机的无人机辅助拍摄云台技术领域，特别涉及一种主被动复合减振技术。

背景技术

云台是用于辅助摄像机拍摄的支撑工作台，摄像机主要利用云台调整拍摄角度，通过云台在空间方向的调整，进而改变摄像机的镜头朝向，以实现对目标的摄像。然而无人机在飞行过程中不可避免的受到外界气流、电机噪音、无人机飞行惯性等来自不同频段的复杂干扰，造成机体振动，进而使得相机拍摄质量下降。同时现有云台的减振装置中很多存在一定的迟滞效应，无法灵敏的对外界产生的振动干扰做出反应。同时，无人机作为可携带摄像设备的高功率飞行器，在飞行过程中的电量消耗也成为一大问题，因此无人机的续航能力也是亟待解决的一大问题。

因此为了有效提高航拍相机成像质量，需对减振云台进行设计。目前云台减振技术中普遍采用安装减振球等被动减振装置或安装主动减振装置,以及对结构进行优化设计等方式来实现减振控制，但仍然存在着以下几个问题：

1.单方面的减振装置不足以实现宽频带的减振要求;

2.现有的大多数减振装置普遍存在严重的迟滞性问题;

3.无人机耗电高、续航能力差。

因此针对以上所列问题，设计一种拥有良好减振性能、能够在复杂环境下快速响应和在一定程度上提高无人机续航能力的复合型减振云台是十分必要的。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种具有俘能功能的复合式减振云台，以解决现有技术中云台存在的续航能力差,以及面对来自外界不同频段的复杂干扰产生的振动时，有效减振频带较窄和减振迟滞性等问题。

本发明所述的云台包括：云台旋转臂、振动能量收集装置、减振调姿装置、夹持装置和相机保护罩，所述的云台旋转臂包含横滚臂、俯仰臂、第一电机、第二电机、第三电机、重心调节装置和重心调节装置，所述的振动能量收集装置镶嵌于所述的云台旋转臂凹槽内，所述的相机保护罩两端的传动轴分别连接联轴器与所述的俯仰臂一端，联轴器与安装于所述的云台旋转臂上的所述的第三电机的转子连接，所述的减振调姿装置通过螺栓固定于所述的相机保护罩内部，所述的夹持装置固定于减振调姿装置的三块调姿平台上，且两者相互配合固定相机并调节相机位置。

本发明所述的云台旋转臂包括横滚臂、俯仰臂、第一电机、第二电机、第三电机、封盖、重心调节装置和重心调节装置，所述的横滚臂呈弧形且在上部设有调节滑槽，所述的重心调节装置安装于横滚臂上端调节滑槽内，所述的第一电机的转子固定于重心调节装置的滑块上，所述的俯仰臂呈U形且在中部设有调节滑槽I，所述的重心调节装置I安装于调节滑槽I内，所述的第二电机通过螺钉固定于横滚臂下端且转子固定于重心调节装置I的滑块I上，所述的第三电机固定于俯仰臂一端，其转子通过联轴器与相机保护罩相连，使得相机能够在电机的带动下做空间方向上的旋转运动，所述的封盖呈矩形且用于封闭振动能量收集装置中俘能单元所在的凹槽。