CN203780802U - 一种多镜头航空摄影稳定平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多镜头航空摄影稳定平台，包括吊臂机构、摄像平台、设置在摄像平台内的相机和陀螺仪；所述吊臂机构包括第一转动组件，并通过该第一转动组件与摄像平台连接，控制摄像平台在垂直于水平面的第一转动平面上转动；所述摄像平台内设有第二转动组件，控制该摄像平台在同时垂直于水平面和第一转动平面的第二转动平面上转动；所述陀螺仪设置在摄像平台上，并与第一转动组件和第二转动组件电连接，控制第一转动组件和第二转动组件的工作。相比于现有技术，本实用新型通过使用陀螺仪、第一转动组件和第二转动组件，实现摄像平台在二维平面上的调整，方便相机视轴的稳定，防止晃动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多镜头航空摄影稳定平台，特别是一种适合于小型低空遥感无人机的稳定平台。
背景技术
无人机低空遥感***在实现影像图制作的基础上，正在向摄影测量立体测图专用领域发展。依据航空摄影测量规范，用于摄影测量的无人机航空摄影***对有效载荷的姿态稳定度有着严格的量化要求。而飞机在航摄时会受到机体震动和空中杂散气流的影响，有效载荷会随之改变摄影姿态，造成航摄漏洞以及摄影测量交会角过小等严重问题。
针对上述问题，现有技术中通过使用独立的稳定平台实现无人机有效载荷的增稳控制。该平台式稳定***具有精度高计算简单响应快的优点。但是现有技术中的独立的稳定平台存在体积大、机械结构复杂、补偿范围小和价格昂贵的缺点；同时，独立的稳定平台一般仅适用于大型军用高端无人机。
实用新型内容
本实用新型在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多镜头航空摄影稳定平台。
本实用新型是通过以下的技术方案实现的：一种多镜头航空摄影稳定平台，包括吊臂机构、摄像平台、设置在摄像平台内的相机和陀螺仪；所述吊臂机构包括第一转动组件，并通过该第一转动组件与摄像平台连接，控制摄像平台在垂直于水平面的第一转动平面上转动；所述摄像平台内设有第二转动组件，控 制该摄像平台在同时垂直于水平面和第一转动平面的第二转动平面上转动；所述陀螺仪设置在摄像平台上，并与第一转动组件和第二转动组件电连接，控制第一转动组件和第二转动组件的工作。
相比于现有技术，本实用新型通过使用陀螺仪、第一转动组件和第二转动组件，实现摄像平台在二维平面上的调整，方便相机视轴的稳定，防止晃动。同时，通过使用陀螺仪可以省去了复杂的机械结构平台，同时具有体积小、重量轻、成本低和补偿范围更大的特点。
作为本实用新型的进一步改进，所述吊臂机构还包括一吊臂壳体；所述第一转动组件设置在该吊臂壳体内；该第一转动组件包括与陀螺仪电连接的舵机、主动齿轮、从动齿轮和驱动转轴；该主动齿轮的中心与舵机转轴连接；该从动齿轮与主动齿轮啮合连接；该驱动转轴设置在该从动齿轮中心；该驱动转轴贯穿该吊臂壳体的前后两侧，且其两端分别外露在吊臂壳体外并位于吊臂壳体的下端；该驱动转轴的两端与摄像平台连接。进一步，通过使用主动齿轮和从动齿轮配合使用，可以使舵机的单轴输出通过两齿轮的传动带动驱动转轴的转动，实现双轴转动。
作为本实用新型的进一步改进，所述吊臂壳体的纵截面为倒梯形。进一步，将吊臂壳体的纵截面设置成倒梯形，可以减少占用的空间和吊臂的重量，同时也可以提供吊臂的刚性强度。
作为本实用新型的进一步改进，所述摄像平台还包括平台壳体和梁架；该平台壳体包括上壳体和下壳体；该两上下壳体对扣连接，形成一容纳空间；该梁架设置在壳体内；该上壳体上设有一吊臂开口；所述吊臂壳体的下端穿过该吊臂开口，嵌设在该梁架上并通过该驱动转轴与梁架的中心连接；所述第二转动组件设置在上下两壳体的连接处。
作为本实用新型的进一步改进，所述摄像平台还包括一固定盖；该固定盖设置在上壳体与下壳体之间，并与该下壳体扣合连接；该陀螺仪设置在该固定盖上；该梁架位于固定盖的上方并位于上壳体内。进一步，通过固定盖可以将上下壳体分隔开来，避免内部器件的相互影响，同时可以承载陀螺仪和梁架。
作为本实用新型的进一步改进，所述下壳体内设有多个隔板；该隔板与下壳体的内壁连接，形成多个相机容纳槽；该相机容纳槽的底部分别设有摄像开口。进一步，通过设置隔板，方便容纳多个相机。
作为本实用新型的进一步改进，所述下壳体内设有两组相互垂直的隔板，成“十”字型分布；其中每组隔板包括两块相互平行的隔板，形成五个相机容纳槽；该容纳槽包括由两组隔板相交处所形成的中央容纳槽和分布在该中央容纳槽的四个方位上的侧面容纳槽；所述相机分别设置在该相机容纳槽内部。进一步，通过隔板将下壳体分隔成五个相机容纳槽，可以方便相机的安装和增加摄像角度范围。
作为本实用新型的进一步改进，所述下壳体的相对两内侧壁上分别设有固定板，且该下壳体的两相对外侧壁上分别设有一轴架板；所述第二转动组件部件包括两个与陀螺仪电连接的舵机和两个连接轴；所述两舵机分别通过螺钉与下壳体内的两固定板连接；该两连接轴的一端分别与轴架板相连接，该两连接轴的另一端分别与两舵机的转轴连接。进一步，通过两个舵机与连接轴的配合使用，实现摄像平台的在第二转动平面上的转动，实现调整。
作为本实用新型的进一步改进，所述两轴架板的外侧分别设有一侧壳体；该侧壳体同时与上壳体和下壳体连接；所述侧壳体与下壳体之间还设有一加强板。进一步，通过在两轴架板外侧安装侧壳体，可以使整个壳体更加紧固稳定。进一步，通过使用加强板可以加固上下壳体和侧壳体之间的连接和壳体的强度。
作为本实用新型的进一步改进，所述相机包括一设在中央容纳槽内的正向相机和四个设在侧面容纳槽内的倾斜相机；该正向相机的视轴方向垂直向下；所述四个倾斜相机的视轴方向与正向相机的视轴方向所形成的角度为30～45度。进一步，通过对五个相机的视轴角度的调整，实现摄像的多角度的捕捉，使整个摄像效果更加清晰。
本实用新型具有的优点和有益效果是：
1、本实用新型通过使用陀螺仪、第一转动组件和第二转动组件，实现摄像平台在二维平面上的调整，方便相机视轴的稳定，防止晃动。同时，通过使用陀螺仪可以省去了复杂的机械结构平台，同时具有体积小、重量轻、成本低和补偿范围更大的特点。
2、进一步，通过使用主动齿轮和从动齿轮配合使用，可以使舵机的单轴输出通过两齿轮的传动带动驱动转轴的转动，实现双轴转动。
3、进一步，通过对五个相机的视轴角度的调整，实现摄像的多角度的捕捉，使整个摄像效果更加清晰。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1是本实用新型的三轴陀螺的外部示意图。
图2是本实用新型的三轴陀螺的剖面图。
图3是本实用新型的三轴陀螺的***图。
图4是本实用新型的吊臂机构的结构示意图。
图5是本实用新型的摄像平台的下壳体的结构示意图。
具体实施方式
请同时参阅1～3，其中，图1是本实用新型的三轴陀螺的外部示意图，图2 是本实用新型的三轴陀螺的剖面图，图3是本实用新型的三轴陀螺的***图。
本实用新型的一种多镜头航空摄影稳定平台，包括吊臂机构1、摄像平台2、设置在摄像平台2内的相机3和陀螺仪4。所述吊臂机构1包括第一转动组件11，并通过该第一转动组件11与摄像平台2连接，控制摄像平台2在垂直于水平面的第一转动平面上转动。所述摄像平台2内设有第二转动组件24，控制该摄像平台2在同时垂直于水平面和第一转动平面的第二转动平面上转动；所述陀螺仪4设置在摄像平台2上，并与第一转动组件11和第二转动组件24电连接，控制第一转动组件11和第二转动组件24的工作。
请参阅图4，其为本实用新型的吊臂机构1的结构示意图。所述吊臂机构1包括第一转动组件11、吊臂壳体12和挂板13。具体的，所述吊臂壳体12的纵截面为倒梯形。所述挂板13设在在吊臂壳体12的上端。所述第一转动组件11设置在该吊臂壳体12内。该第一转动组件11包括与陀螺仪4电连接的舵机111、主动齿轮112、从动齿轮113和驱动转轴114；该主动齿轮112的中心与舵机111转轴连接；该从动齿轮113与主动齿轮112啮合连接；该驱动转轴114设置在该从动齿轮113中心；该驱动转轴114贯穿该吊臂壳体12的前后两侧，且其两端分别外露在吊臂壳体12外并位于吊臂壳体12的下端；该驱动转轴114的两端与摄像平台2连接。
所述摄像平台2包括平台壳体21、梁架22、固定盖23和第二转动组件24。所述平台壳体21包括上壳体211、下壳体212和两侧壳体213；该上壳体211和下壳体212对扣连接，形成一容纳空间。两侧壳体213设在该两上下壳体连接处的相对两侧，以固定连接两上壳体211和下壳体212。进一步，所述侧壳体213与下壳体212之间还设有一加强板2131。
请参阅图5，其为本实用新型的摄像平台2的下壳体212的结构示意图。具 体的，所述上壳体211上设有一吊臂开口2111。所述下壳体212内设有多个隔板2121；该隔板2121与下壳体212的内壁连接，形成多个相机容纳槽；该相机容纳槽的底部分别设有摄像开口。进一步，所述下壳体212内设有两组相互垂直的隔板2121，成“十”字型分布；其中每组隔板2121包括两块相互平行的隔板2121，形成五个相机容纳槽。具体的，所述容纳槽包括由两组隔板2121相交处所形成的中央容纳槽和分布在该中央容纳槽的四个方位上的侧面容纳槽。其中，所述相机3分别设置在该相机容纳槽内部。
所述下壳体212的相对两内侧壁上分别设有固定板2122，且该下壳体212的两相对外侧壁上分别设有一轴架板2123。具体的，所述侧壳体213设在两轴架板2123的外侧。
所述固定盖23设置在上壳体211与下壳体212之间，并与该下壳体212扣合连接；所述梁架22位于固定盖23的上方并位于上壳体211内。所述吊臂壳体12的下端穿过上壳体211的吊臂开口2111，嵌设在该梁架22上并通过该驱动转轴114与梁架22的中心连接；所述第二转动组件24设置在上下两壳体的连接处。
所述第二转动组件24包括两个与陀螺仪4电连接的舵机241和两个连接轴242；所述两舵机241分别通过螺钉与下壳体212内的两固定板2122连接。所述两连接轴242的一端分别与轴架板2123相连接，该两连接轴242的另一端分别与两舵机241的转轴连接。
所述陀螺仪4设置在该固定盖23上。并且，该陀螺仪4同时与第一转动组件11和第二转动组件24电连接，控制第一转动组件11和第二转动组件24的工作。
所述相机3包括一设在中央容纳槽内的正向相机3和四个设在在侧面容纳 槽内的倾斜相机3；该正向相机3的视轴方向垂直向下；所述四个倾斜相机3的视轴方向与正向相机3的视轴方向所形成的角度为30～45度。
本实用新型的多镜头航空摄影稳定平台可以安装在直升机等飞行器上；在遭遇气流影响产生的颠簸或晃动时，可以通过本实用新型的稳定平台自动调节位置，以保证摄像过程中的稳定。具体的，通过陀螺仪4检测摄像平台2的位置信息，当摄像平台2出现倾斜或晃动时，该陀螺仪4控制第一转动组件11和第二转动组件24进行工作。其中，该第一转动组件11的舵机111在接收到陀螺仪4的信号后，通过主动齿轮112和从动齿轮113控制驱动转轴114的转动；该驱动转轴114与梁架22连接，控制梁架22的转动，从而可以控制摄像平台2实现在第一转动平面上的转动，以调整摄像角度。同理，该第二转动组件24中的舵机241在接收到陀螺仪4的信号后，通过连接轴242控制轴架板2123的转动，从而可以控制该摄像平台2实现在第二转动平面上的转动，调整摄像角度。而因为该第一转动平面和第二转动平面时相互垂直的，所以可以实现在二维平面上的任意角度的调整。
本实用新型具有多种变形实施例，比如，所述的相机3的分布位置可以根据不同情况任意调整，也可以根据具体情况调整相机3的视轴角度。
相比于现有技术，本实用新型通过使用陀螺仪4、第一转动组件11和第二转动组件24，实现摄像平台2在二维平面上的调整，方便相机3视轴的稳定，防止晃动。同时，通过使用陀螺仪4可以省去了复杂的机械结构平台，同时具有体积小、重量轻、成本低和补偿范围更大的特点。
本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。
Claims (10)
1.一种多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：包括吊臂机构、摄像平台、设置在摄像平台内的相机和陀螺仪；所述吊臂机构包括第一转动组件，并通过该第一转动组件与摄像平台连接，控制摄像平台在垂直于水平面的第一转动平面上转动；所述摄像平台内设有第二转动组件，控制该摄像平台在同时垂直于水平面和第一转动平面的第二转动平面上转动；所述陀螺仪设置在摄像平台上，并与第一转动组件和第二转动组件电连接，控制第一转动组件和第二转动组件的工作。
2.根据权利要求1所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述吊臂机构还包括一吊臂壳体；所述第一转动组件设置在该吊臂壳体内；该第一转动组件包括与陀螺仪电连接的舵机、主动齿轮、从动齿轮和驱动转轴；该主动齿轮的中心与舵机转轴连接；该从动齿轮与主动齿轮啮合连接；该驱动转轴设置在该从动齿轮中心；该驱动转轴贯穿该吊臂壳体的前后两侧，且其两端分别外露在吊臂壳体外并位于吊臂壳体的下端；该驱动转轴的两端与摄像平台连接。
3.根据权利要求2所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述吊臂壳体的纵截面为倒梯形。
4.根据权利要求2所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述摄像平台还包括平台壳体和梁架；该平台壳体包括上壳体和下壳体；该两上下壳体对扣连接，形成一容纳空间；该梁架设置在壳体内；该上壳体上设有一吊臂开口；所述吊臂壳体的下端穿过该吊臂开口，嵌设在该梁架上并通过该驱动转轴与梁架的中心连接；所述第二转动组件设置在上下两壳体的连接处。
5.根据权利要求4所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述摄像平台还包括一固定盖；该固定盖设置在上壳体与下壳体之间，并与该下壳体扣合连接；该陀螺仪设置在该固定盖上；该梁架位于固定盖的上方并位于上壳体内。
6.根据权利要求5所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述下壳体内设有多个隔板；该隔板与下壳体的内壁连接，形成多个相机容纳槽；该相机容纳槽的底部分别设有摄像开口。
7.根据权利要求6所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述下壳体 内设有两组相互垂直的隔板，成“十”字型分布；其中每组隔板包括两块相互平行的隔板，形成五个相机容纳槽；该容纳槽包括由两组隔板相交处所形成的中央容纳槽和分布在该中央容纳槽的四个方位上的侧面容纳槽；所述相机分别设置在该相机容纳槽内部。
8.根据权利要求7所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述下壳体的相对两内侧壁上分别设有固定板，且该下壳体的两相对外侧壁上分别设有一轴架板；所述第二转动组件部件包括两个与陀螺仪电连接的舵机和两个连接轴；所述两舵机分别通过螺钉与下壳体内的两固定板连接；该两连接轴的一端分别与轴架板相连接，该两连接轴的另一端分别与两舵机的转轴连接。
9.根据权利要求8所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述两轴架板的外侧分别设有一侧壳体；该侧壳体同时与上壳体和下壳体连接；所述侧壳体与下壳体之间设有一加强板。
10.根据权利要求7所述多镜头航空摄影稳定平台，其特征在于：所述相机包括一设在中央容纳槽内的正向相机和四个设在侧面容纳槽内的倾斜相机；该正向相机的视轴方向垂直向下；所述四个倾斜相机的视轴方向与正向相机的视轴方向所形成的角度为30～45度。
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