CN108725817A - 一种具有防抖功能的四轴无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防抖功能的四轴无人机，包括飞行装置、控制装置、安装座、连接座和四个机轴，安装座上的底部固定安装有云台；云台包括支架、第一万向节、第二万向节和第三万向节，摄像头固定安装于支架上；第一万向节的上端固定安装于安装座的底部，且第一万向节的下端通过第一转轴与第二万向节的上端铰接，第一转轴与支架的竖直截面垂直；第二万向节的下端通过第二转轴与第三万向节的上端铰接，第二转轴与支架的竖直截面平行，第一转轴和第二转轴相互垂直；第三万向节的下端固定安装于支架上；摄像头和支架的重心处于所述第三万向节的重心所处的轴线上，具有防止摄像头画面抖动，从而提高拍摄图片的清晰度的有益效果。

Description

一种具有防抖功能的四轴无人机

技术领域

本发明涉及一种无人机，尤其是指一种具有防抖功能的四轴无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。由于四轴无人机具有质量轻、结构简单，飞行性能优越，能够定点起飞、降落及在空中悬停等优点，目前已经在高空作业上有着广泛的应用，主要进行高空拍摄作业。

传统四轴无人机的摄像头需通过云台安装于机身上。但是无人机的云台与机身通常都是采用刚性连接，使得在无人机飞行过程中，外界气流的干扰和机身存在的机械抖动会通过云台的刚性结构传递给摄像头，造成摄像头画面抖动，从而影响拍摄图片的清晰度。

虽然现有无人机也设计有防抖结构。例如申请号为CN201710807316.5的无人机摄影摄像***及其位移补偿机构，其利用陀螺仪检测移动设备的轻微抖动，然后获取两个时刻的图像，通过检测这两个时刻的图像的像素差来得到补偿移动量，从而驱动设置在无人机上的位移补偿机构来达到防抖的目的。但是其采用的云台结构较复杂，体积大，机械故障率高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有四轴无人机的云台与机身通常都是采用刚性连接，使得在无人机飞行过程中，外界气流的干扰和机身存在的机械抖动会通过云台的刚性结构传递给摄像头，造成摄像头画面抖动，从而影响拍摄图片的清晰度的问题。提供一种结构简单、控制方便和飞行稳定的具有防抖功能的四轴无人机。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种具有防抖功能的四轴无人机，包括机身、飞行装置和控制装置，所述飞行装置至少设为四个，且飞行装置均匀分布于机身的外圆周上，所述控制装置安装于机身上，所述控制装置与所述飞行装置电连接；所述机身包括安装座、连接座和四个机轴，四个所述机轴的一端对称安装于安装座上，且四个机轴的轴线处在同一个平面上；所述飞行装置设为四个，且飞行装置通过连接座分别固定安装于四个机轴的另一端上；所述控制装置安装于安装座上；

所述安装座的底部固定安装有云台；所述云台包括支架、第一万向节、第二万向节和第三万向节，摄像头固定安装于所述支架上，且所述摄像头与控制装置电连接；所述第一万向节的上端固定安装于安装座的底部，且第一万向节的下端通过第一转轴与第二万向节的上端铰接，所述第一转轴与支架的竖直截面垂直；所述第二万向节的下端通过第二转轴与第三万向节的上端铰接，所述第二转轴与支架的竖直截面平行，所述第一转轴和第二转轴相互垂直；所述第三万向节的下端固定安装于所述支架上；所述摄像头和支架的重心处于所述第三万向节的重心所处的轴线上，且摄像头和支架的重心处于所述第三万向节的重心下方。

作为一种优选的方案，所述第一万向节的下部和第二万向节的上部开设有第一通孔，所述第一转轴插装入所述第一通孔而将第一万向节与第二万向节铰接在一起；所述第二万向节的下部和第三万向节的上部开设有第二通孔，所述第二转轴插装入所述第二通孔而将第二万向节与第三万向节铰接在一起。

作为一种优选的方案，所述支架上设有配重块，所述支架上开有第一长槽孔，所述配重块通过第一长槽孔固定安装在支架上；通过调节配重块的安装位置，所述摄像头、配重块和支架的重心处于所述第三万向节的重心所处的轴线上，且摄像头、配重块和支架的重心处于所述第三万向节的重心下方。

作为一种优选的方案，所述第一万向节与第二万向节的铰接处，以及所述第二万向节与第三万向节的铰接处设置有阻尼液。在机身发生抖动时，阻尼液用于防止所述支架也产生钟摆式摆动。

作为一种优选的方案，所述支架上开有第二长槽孔，所述第三万向节通过第二长槽孔固定安装于支架上。

作为一种优选的方案，所述配重块包括第一配重块和第二配重块，所述第一配重块固定安装于支架上，所述第二配重块通过第一长槽孔固定安装于支架上。

作为一种优选的方案，所述飞行装置包括电机和螺旋桨，所述电机固定安装于连接座上，螺旋桨固定安装于电机的输出端上。

作为一种优选的方案，所述第一转轴和第二转轴通过轴承分别安装于第一通孔和第二通孔内。

作为一种优选的方案，所述控制装置包括单片机或PLC。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明由于摄像头和支架的重心处于第三万向节的重心所处的轴线上，使支架在无人机发生低频抖动时能保持一个相对静止的状态，从而使安装于支架上的摄像头保持稳定而不会产生抖动的情况。具体的，在无人机的机身发生前后方向的低频抖动时，第二万向节与第三万向节的连接处保持锁死状态。此时第一万向节通过第一转轴绕着与第二万向节的连接处随着机身前后摆动。并且摄像头和支架的重心始终处于第三万向节的重心所处的轴线上，以及摄像头和支架的重心处于第三万向节的下方，使得第二万向节、第三万向节、支架和摄像头始终保持相对静止的状态。同样的，当无人机发生左右方向的抖动时，第一万向节与第二万向节的连接处保持锁死状态，此时第二万向节绕着与第三万向节的连接处转动，并且摄像头和支架的重心处于第三万向节的重心所处的轴线上，以及摄像头和支架的重心始终处于第三万向节的下方，使得第三万向节、支架和摄像头始终保持相对静止的状态，从而保证拍摄画面的清晰度。已根据你的修改进行修改。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具有防抖功能的四轴无人机的结构示意图；

图2是本发明具有防抖功能的四轴无人机的云台的结构示意图；

图3是本发明具有防抖功能的四轴无人机的万向节的结构示意图；

图4是本发明具有防抖功能的四轴无人机的第一万向节的结构示意图；

图5是本发明具有防抖功能的四轴无人机的云台的第二万向节的结构示意图；

图6是本发明具有防抖功能的四轴无人机的云台的第三万向节的结构示意图。

图中，1-机身；11-安装座；12-连接座；13-机轴；2-飞行装置；3-控制装置；5-云台；51-支架；511-第一长槽孔；512-第二长槽孔；52-第一万向节；53-第二万向节；54-第三万向节；55-第一转轴；56-第二转轴；57-第一通孔；58-第二通孔；59-轴承；配重块6；61-配重块1；62-配重块2；10-摄像头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1至图6，本实施例涉及四轴无人机，包括机身1、飞行装置2和控制装置3，所述飞行装置2和控制装置3安装于机身1上，所述控制装置3与所述飞行装置2电连接。所述控制装置3包括单片机或PLC。所述机身1包括安装座11、连接座12和四个机轴13，四个所述机轴的一端对称安装于安装座11上，且四个所述机轴13的轴线处在同一个平面上；所述飞行装置2设有四个，且飞行装置2通过连接座12分别固定安装于四个机轴13的另一端上；所述控制装置3安装于安装座11上；四个连接座12通过机轴13对称连接于安装座11上，使得飞行装置2能对称分布于安装座11的外圆周上。

所述安装座11的底部固定安装有云台5；如图4和图5所示，所述云台5包括支架51、第一万向节52、第二万向节53和第三万向节54，摄像头10固定安装于所述支架51上，且所述摄像头10与控制装置3电连接；所述第一万向节52的上端固定安装于安装座11的底部，且第一万向节52的下端通过第一转轴55与第二万向节53的上端铰接，所述第一转轴55与支架51的竖直截面垂直；所述第二万向节53的下端通过第二转轴56与第三万向节54的上端铰接，所述第二转轴56与支架51的竖直截面平行，所述第三万向节54的下端固定安装于所述支架51上；所述摄像头10和支架51的重心处于所述第三万向节54的重心所处的轴线上。所述第一转轴55和第二转轴56相互垂直。所述第一万向节52的下部和第二万向节53的上部开有第一通孔57，所述第一转轴55插装入所述第一通孔57而将第一万向节52与第二万向节53铰接在一起；所述第二万向节53的下部和第三万向节54的上部开有第二通孔58，所述第二转轴56插装入所述第二通孔58而将第二万向节53与第三万向节54铰接在一起。更佳的，所述第一转轴55和第二转轴56通过轴承59分别安装于第一通孔57和第二通孔58内。

由于摄像头10和支架51的重心处于第三万向节54的重心所处的轴线上，使支架51在无人机发生低频抖动时能保持一个相对静止的状态，从而使安装于支架51上的摄像头10保持稳定而不会产生抖动的情况。具体的，在无人机的机身1发生前后方向的低频抖动时，第二万向节53与第三万向节54的连接处保持锁死状态。此时第一万向节52通过第一转轴55绕着与第二万向节53的连接处随着机身1前后摆动。并且摄像头10和支架51的重心始终处于第三万向节54的重心所处的轴线上，以及摄像头10和支架51的重心处于第三万向节54的下方，使得第二万向节53、第三万向节54、支架51和摄像头10始终保持相对静止的状态。同样的，当无人机发生左右方向的抖动时，第一万向节52与第二万向节53的连接处保持锁死状态，此时第二万向节53绕着与第三万向节53的连接处转动，并且摄像头10和支架51的重心处于第三万向节54的重心所处的轴线上，以及摄像头10和支架51的重心始终处于第三万向节54的下方，使得第三万向节54、支架51和摄像头10始终保持相对静止的状态，从而保证拍摄画面的清晰度。

所述支架51上设有配重块6，所述支架51上开有第一长槽孔511，所述配重块6通过第一长槽孔511固定安装在支架51上；通过调节配重块6的安装位置，所述摄像头10、配重块6和支架51的重心处于所述第三万向节54的重心所处的轴线上，且所述摄像头10、配重块6和支架51的重心处于所述第三万向节54的重心下方。在调节时，通过调节配重块6在第一长槽孔511上的位置后，再将配重块6固定在支架51上，可以方便调节配重块6、摄像头10和支架51的重心位置，使三者的重心处于第三万向节54的重心所处的轴线上且所述摄像头10、配重块6和支架51的重心处于所述第三万向节54的下方，具有调节简单和方便优点。

所述支架51上开有第二长槽孔512，所述第三万向节通过第二长槽孔固定安装于支架上。通过调节第三万向节54在第二长槽孔512上的位置后固定在支架51上，可以方便调节第三万向节54在支架51的位置，使第三万向节54的重心与配重块6、摄像头10和支架51三者的重心位置在同一轴线上，且第三万向节的重心处于配重块6、摄像头10和支架51三者的重心的上方。

所述配重块6包括第一配重块61和第二配重块62，所述第一配重块61固定安装于支架51上，所述第二配重块62通过第一长槽孔511固定安装于支架51上。通过调节第二配重块62在第一长槽孔511上的位置后固定在支架51上，可以方便调节第一配重块61、第二配重块62、摄像头10和支架51的重心位置，使三者的重心处于第三万向节54的重心所处的轴线上，调节简单和方便。

所述第一万向节52与第二万向节53的铰接处，以及所述第二万向节53与第三万向节54的铰接处设置有阻尼液。在机身1发生抖动时，阻尼液用于防止所述支架51产生钟摆式摆动。

所述飞行装置2包括电机21和螺旋桨22，所述电机21固定安装于连接座12上，螺旋桨22固定安装于电机21的输出端上。控制装置3控制电机21工作，而电机21驱动螺旋桨22旋转而产生升力。该升力拉动机身1上升和/或水平移动。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：包括机身、飞行装置和控制装置，所述飞行装置至少设为四个，且飞行装置均匀分布于机身的外圆周上，所述控制装置安装于机身上，所述控制装置与所述飞行装置电连接；所述机身包括安装座、连接座和四个机轴，四个所述机轴的一端对称安装于安装座上，且四个机轴的轴线处在同一个平面上；所述飞行装置设为四个，且飞行装置通过连接座分别固定安装于四个机轴的另一端上；所述控制装置安装于安装座上；

所述安装座上的底部固定安装有云台；所述云台包括支架、第一万向节、第二万向节和第三万向节，摄像头固定安装于所述支架上，且所述摄像头与控制装置电连接；所述第一万向节的上端固定安装于安装座的底部，且第一万向节的下端通过第一转轴与第二万向节的上端铰接，所述第一转轴与支架的竖直截面垂直；所述第二万向节的下端通过第二转轴与第三万向节的上端铰接，所述第二转轴与支架的竖直截面平行，所述第一转轴和第二转轴相互垂直；所述第三万向节的下端固定安装于所述支架上；所述摄像头和支架的重心处于所述第三万向节的重心所处的轴线上，且摄像头和支架的重心处于所述第三万向节的重心下方。

2.根据权利要求1所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述支架上设有配重块，所述支架上开有第一长槽孔，所述配重块通过第一长槽孔固定安装在支架上；通过调节配重块的安装位置，所述摄像头、配重块和支架的重心处于所述第三万向节的重心所处的轴线上，且摄像头、配重块和支架的重心处于所述第三万向节的重心下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述支架上开有第二长槽孔，所述第三万向节通过第二长槽孔固定安装于支架上。

4.根据权利要求2所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述第一万向节的下部和第二万向节的上部开设有第一通孔，所述第一转轴插装入所述第一通孔而将第一万向节与第二万向节铰接在一起；所述第二万向节的下部和第三万向节的上部开设有第二通孔，所述第二转轴插装入所述第二通孔而将第二万向节与第三万向节铰接在一起。

5.根据权利要求2所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述配重块包括第一配重块和第二配重块，所述第一配重块固定安装于支架上，所述第二配重块通过第一长槽孔固定安装于支架上。

6.根据权利要求1或4所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述第一万向节与第二万向节的铰接处，以及所述第二万向节与第三万向节的铰接处设有阻尼液。

7.根据权利要求1所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述飞行装置包括电机和螺旋桨，所述电机固定安装于连接座上，螺旋桨固定安装于电机的输出端上。

8.根据权利要求1所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述第一转轴和第二转轴通过轴承分别安装于第一通孔和第二通孔内。

9.根据权利要求1所述的一种具有防抖功能的四轴无人机，其特征在于：所述控制装置包括单片机或PLC。