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一种无人机的减振云台及无人机的制作方法

时间:2022-02-17 阅读: 作者:专利查询

一种无人机的减振云台及无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域,尤其涉及一种无人机的减振云台,还涉及一种使用该减振云台的无人机。


背景技术:

2.随着无人机技术的发展,无人机已在拍摄观察等方面得到了广泛的应用。无人机的云台可以搭载多类传感器或者摄像设备,能够实现影像实时传输,基于此可以用无人机进行拍摄、侦查、探测等工作。而无人机在飞行过程中,由于螺旋桨转动等原因,无人机的机身不可避免地会产生振动,并向云台传递,而且在无人机进行姿态调整时,由于惯性,云台组件也会晃动,从而造成传感器、摄像设备等电子设备的不稳定,从而影响拍摄质量,严重时甚至会造成云台减振失效并损坏电子设备。
3.为了解决这个问题,现在一般在云台平铺一个或数个减振球,电子设备通过平铺的减振球进行减振。但是,这种减振结构,只在无人机螺旋桨的某固定转动频率下减振效果好,一旦无人机进行加速或者减速,减振效率急剧下降,也就是,减振的频率范围小。因此,这种减振结构无法通用,使用在不同的无人机上,需要挨个进行调试,采用更换软硬程度不同的减振球或者其他手段,才能达到比较好的减振效果。总之,现有的云台,减振频率范围小,通用性差。


技术实现要素:

4.为了克服上述现有技术的不足,本实用新型提供了一种无人机的减振云台以及使用该减振云台的无人机,其一个方面解决了现有的云台减振频率范围小、通用性差的问题。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为:
6.一种无人机的减振云台,包括上下依次设置的第一支承件、第二支承件和第三支承件,所述第一支承件和第二支承件之间竖直地设有第一减振球,所述第一支承件和第二支承件之间还设有多个倾斜方向不同的第二减振球,所述第二支承件和第三支承件之间竖直地设有第三减振球,所述第二支承件和第三支承件之间还设有多个倾斜方向不同的第四减振球,所述第一支承件的一侧和第三支承件的一侧通过弹簧连接,所述第一支承件设有第一安装部,所述第一安装部所在的位置与弹簧所在的位置相对,所述第一安装部用于安装电子设备,所述第三支承件的下端设有第二安装部,所述第二安装部用于连接无人机的机身。
7.作为上述技术方案的改进,所述第二减振球的中心轴与竖直方向的夹角为30
°‑
60
°
,所述第四减振球的中心轴与竖直方向的夹角为30
°‑
60
°

8.作为上述技术方案的改进,以所述第一安装部和弹簧共同所在的方位平面为对称面,所述第一减振球、弹簧和所有的第二减振球共同组成对称结构,所述第二减振球、弹簧和所有的第四减振球也共同组成对称结构。
9.作为上述技术方案的改进,所述第二减振球的数量与第四减振球的数量相同,且
每个所述第二减振球和第四减振球在竖直方向上的位置相同;或者,所述第二减振球的数量与第四减振球的数量不同。
10.作为上述技术方案的改进,所述第二减振球的数量为奇数个,所述弹簧和所有的第二减振球沿周向均匀分布于第一减振球的周围;或者所述第二减振球的数量为偶数个,所有的第二减振球沿周向均匀分布于第一减振球的周围,所述弹簧位于其中两个第二减振球之间。
11.作为上述技术方案的改进,所述第四减振球的数量为奇数个,所述弹簧和所有的第四减振球沿周向均匀分布于第三减振球的周围;或者所述第四减振球的数量为偶数个,所有的第四减振球沿周向均匀分布于第三减振球的周围,所述弹簧位于其中两个第四减振球之间。
12.作为上述技术方案的改进,所述第一支承件包括第一水平板以及分别设于第一水平板侧面的n个第一上倾板,所述第一减振球的上端安装于第一水平板的中央位置,所有的所述第一上倾板分别连接n个第二减振球的上端,其中两个所述第一上倾板之间设有第一弹簧安装板,另两个所述第一上倾板之间设有载重安装板,所述第一弹簧安装板与载重安装板的位置相对,所述第一弹簧安装板设有第一挂轴,所述弹簧的上端挂设于第一挂轴,所述第一安装部设于载重安装板;其中,n为偶数。
13.作为上述技术方案的改进,所述第三支承件包括第二水平板以及分别设于第二水平板侧面的n个第一下倾板,所述第三减振球的下端安装于第二水平板的中央位置,所有的所述第一下倾板分别连接n个第四减振球的下端,其中两个所述第一下倾板之间设有第二弹簧安装板,所述第二弹簧安装板位于第一弹簧安装板的正下方,所述第二弹簧安装板设有第二挂轴,所述弹簧的下端挂设于第二挂轴。
14.作为上述技术方案的改进,所述第二支承件包括上下设置的第三水平板和第四水平板,所述第一减振球的下端安装于第三水平板的中央位置,所述第三减振球的上端安装于第四水平板的中央位置,所述第三水平板的侧面设有n个第二上倾板,所述第四水平板的侧面设有n个第二下倾板,所有所述第二下倾板的位置与所有第二上倾板的位置一一相对,所述第二上倾板位于第一上倾板的正上方,所述第二下倾板位于第一下倾板的正上方,所述第二下倾板与对应位置的第二上倾板连接,所有所述第二下倾板分别连接所有第四减振球的上端,所有所述第二上倾板分别连接所有第二减振球的下端。
15.一种无人机,包括机身以及上述的减振云台,所述机身设有多个支撑柱,所述机身通过支撑柱与第二安装部连接。
16.本实用新型其中一方面的有益效果有:
17.根据本公开的一方面,本无人机安装有本减振云台,本减振云台中的第三支承件通过支撑柱与无人机的机身连接,电子设备的安装位置设置在第一支承件,机身的高频振动通过支撑柱被分散到第三支承件的不同方位,从第三减振球和第四减振球经过的高频振动,由于第三减振球和第四减振球的缓冲,转化为低频振动,因此,传递到第二支承件的振动是低频的,低频振动经过第一减振球和第二减振球的又一层缓冲,又再次降低了振动频率,因此从第二支承件传递到第一支承件的振动,是更低频率的;而从弹簧经过的高频振动,由于弹簧的缓冲,转换为弹簧的弹性势能,从而转化为低频振动,低频振动在第一减振球和第二减振球的缓冲下,可再次降低振动频率;这样传递到第一安装部的振动频率就是
经过了多层过滤的超低频振动,因此具有更好的减振效果。而且,在实际使用过程中,并不一定是所有的减振球和弹簧均起作用,而且弹簧和减振球的形变可大可小,可缓冲的振动频率和幅度可大可小,各个方向的振动均能够缓冲,因此本减振云台适用于频率比较宽范围的振动,这样在螺旋桨的一个较大转动频率范围内,此减振云台均具有很好的减振效果。因此,无人机在不同的飞行状态下,或者在不同的无人机上,此减振云台均适用,通用性强。
附图说明
18.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明,其中:
19.图1是本实用新型的其中一个实施例的一个方向的立体示意图;
20.图2是本实用新型的其中一个实施例的另一个方向的立体示意图;
21.图3是本实用新型的其中一个实施例的俯视示意图。
具体实施方式
22.本实用新型公开了一种无人机,包括机身以及下述的减振云台,所述机身设有多个支撑柱,所述机身通过支撑柱与第二安装部31连接。
23.参见图1,本实用新型还公开了一种无人机的减振云台,包括上下依次设置的第一支承件1、第二支承件2和第三支承件3,所述第一支承件1和第二支承件2之间竖直地设有第一减振球4,所述第一支承件1和第二支承件2之间还设有多个倾斜方向不同的第二减振球5,所述第二支承件2和第三支承件3之间竖直地设有第三减振球6,所述第二支承件2和第三支承件3之间还设有多个倾斜方向不同的第四减振球7,所述第一支承件1的一侧和第三支承件3的一侧通过弹簧8连接,所述第一支承件1设有第一安装部11,所述第一安装部11所在的位置与弹簧8所在的位置相对,所述第一安装部11用于安装电子设备,所述第三支承件3设有第二安装部31,所述第二安装部31用于连接无人机的机身。
24.具体的,本无人机安装有本减振云台,本减振云台中的第三支承件3通过支撑柱与无人机的机身连接,电子设备的安装位置设置在第一支承件1,机身的高频振动通过支撑柱被分散到第三支承件3的不同方位,从第三减振球6和第四减振球7经过的高频振动,由于第三减振球6和第四减振球7的缓冲,转化为低频振动,因此,传递到第二支承件2的振动是低频的,低频振动经过第一减振球4和第二减振球5的又一层缓冲,又再次降低了振动频率,因此从第二支承件2传递到第一支承件1的振动,是更低频率的;而从弹簧8经过的高频振动,由于弹簧8的缓冲,转换为弹簧8的弹性势能,从而转化为低频振动,低频振动在第一减振球4和第二减振球5的缓冲下,可再次降低振动频率;这样传递到第一安装部11的振动频率就是经过了多层过滤的超低频振动,因此具有更好的减振效果。而且,在实际使用过程中,并不一定是所有的减振球和弹簧均起作用,而且弹簧和减振球的形变可大可小,可缓冲的振动频率和幅度可大可小,各个方向的振动均能够缓冲,因此本减振云台适用于频率比较宽范围的振动,这样在螺旋桨的一个较大转动频率范围内,此减振云台均具有很好的减振效果。因此,无人机在不同的飞行状态下,或者在不同的无人机上,此减振云台均适用,通用性强。
25.一般来说,在无人机正常飞行的时候,一层减振球可以达到比较好的减振效果。但是,在无人机调整飞行姿态的时候,无人机的动作比较大,由于惯性作用,传递到电子设备
的振动比正常飞行时大很多,因此只用一层减振球的效果就不理想,但现有的云台并没有考虑到这一点。本减振云台采用两层减振球,其中一层减振球在进行正向减振的过程中,若无人机改变飞行姿态,另一层的减振球可立即进行反向减振,这样,不论是无人机正常飞行时,电子设备与无人机的飞行姿态相同,还是无人机调整飞行姿态时,电子设备与无人机的飞行姿态相反,均有一层减振球、弹簧8进行主要的减振工作,从而增强了减振云台的减振效果。
26.而且,第一减振球4和第三减振球6为竖直状态,具有定轴心和竖直支撑的作用;多个第二减振球5和多个第四减振球7倾斜向不同的方向,对不同的方向均有支撑和缓冲作用,这样不论是哪个方向的振动,均能够得到很好的缓冲。
27.此外,由于第一支承件1和第三支承件3之间设置了第一减振球4和第二减振球5以及第三减振球6和第四减振球7这两层减振球,无论是正向振动还是反向振动,都有一层减振球可以进行缓冲,因此可以达到很好的双向减振效果,再加上弹簧8的减振及定心作用,这样不管无人机出于什么飞行状态,均可以达到很好的减振效果,第一安装部11处都比较平稳。
28.进一步的,弹簧8具有拉住第一支承件1、保持结构和稳定轴心的作用,避免第一支承件1向某一侧倾斜时使云台失稳。由于电子设备具有一定的重量,需要较强的拉力来稳定,因此电子设备安装在与弹簧8相对的位置。弹簧8可以根据电子设备的重量调整弹性大小,这样又可以增加本减振云台的普适性。
29.而且,本减振云台在中间设置了第二支承件2,且第二支承件2具有空间结构,这样在振动传递到第二支承件2后,第二支承件2上下的减振球和弹簧即可立即进行缓冲和修正,延缓了振动传递到第一安装部11的时间和速度,使小振动压根传递不到第一安装部11,保证电子设备平稳,也就是第二支承件2具有一定修正角度和延缓振动的功能,从而使电子设备更稳定。
30.而且,所述第二减振球5的中心轴与竖直方向的夹角为30
°‑
60
°
,所述第四减振球7的中心轴与竖直方向的夹角为30
°‑
60
°
。第二减振球5和第四减振球7设置得越接近竖直,对竖直方向的支撑力度越大,支撑越硬;相反的,第二减振球5和第四减振球7设置得越接近水平,对竖直方向的支撑力度越小,支撑越软。可根据电子设备的重量以及其他参数,来选择使用不同的夹角。
31.在本实施例中,为了平衡第二减振球5和第四减振球7对竖直和水平方向的支撑力,第二减振球5和第四减振球7的中心轴与竖直方向的夹角均优选45
°

32.具体的,第二减振球5的数量和位置有很多种设置,例如,所述第二减振球5的数量为奇数个,所述弹簧8和所有的第二减振球5沿周向均匀分布于第一减振球4的周围;或者所述第二减振球5的数量为偶数个,所有的第二减振球5沿周向均匀分布于第一减振球4的周围,所述弹簧8位于其中两个第二减振球5之间。这种均匀分布的设计,有利于云台的平衡。
33.类似的,第四减振球7的数量和位置有很多种设置,例如,所述第四减振球7的数量为奇数个,所述弹簧8和所有的第四减振球7沿周向均匀分布于第三减振球6的周围;或者所述第四减振球7的数量为偶数个,所有的第四减振球7沿周向均匀分布于第三减振球6的周围,所述弹簧8位于其中两个第四减振球7之间。这种均匀分布的设计,有利于云台的平衡。
34.这样,不论第二减振球5和第四减振球7的数量是奇数还是偶数,以所述第一安装
部11和弹簧8共同所在的方位平面为对称面,第一减振球4、弹簧8和所有的第二减振球5共同组成对称结构,第二减振球5、弹簧8和所有的第四减振球7也共同组成对称结构。这种对称结构,使第一支承件1、第二支承件2和第三支承件3受到的力是比较均匀的,有利于云台的稳定。
35.进一步的,所述第二减振球5的数量与第四减振球7的数量可以相同也可以不同。在本实施例中,所述第二减振球5的数量与第四减振球7的数量相同,且每个所述第二减振球5和第四减振球7在竖直方向上的位置相同。
36.具体的,所述第二减振球5的数量为三个,弹簧8和三个第二减振球5均匀分布于第一减振球4的四侧。类似的,所述第四减振球7的数量为三个,三个第四减振球7均匀分布于第三支承件3的四侧。这样,四个方位均有具有减振作用的部件,这样就可以过滤不同方向的振动,以满足无人机不同的飞行姿态。
37.参见图2-图3,所述第一支承件1包括第一水平板13以及分别设于第一水平板13四侧的四个第一上倾板14,所述第一上倾板14的下端连接第一水平板13,所述第一减振球4的上端安装于第一水平板13的中央位置,所有第一上倾板14分别连接四个第二减振球5的上端,其中两个所述第一上倾板14之间设有第一弹簧安装板15,另两个所述第一上倾板14之间设有载重安装板16,所述第一弹簧安装板15与载重安装板16的位置相对,所述第一弹簧安装板15的下部设有第一挂轴12,所述弹簧8的上端挂设于第一挂轴12,所述第一安装部11设于载重安装板16。弹簧8采用挂接的方式安装,便于组装和更换。
38.而且,弹簧8的数量可以设置为一个或者两个,若数量设置为一个,则弹簧8的上下两端分别挂在第一挂轴12和第二挂轴32的中间位置;若数量设置为两个,则两个弹簧8的上端分别挂在第一挂轴12的两端,两个弹簧8的下端分别挂在第二挂轴32的两端。总之,所有的弹簧8和第二减振球5共同组成对称结构,以保证云台自身内部受力均衡。
39.在本实施例中,第一安装部11为承载环,承载环的一侧通过螺钉与载重安装板16固定连接。
40.进一步的,所述第二支承件2包括上下设置的第三水平板21和第四水平板22,所述第一减振球4的下端安装于第三水平板21的中央位置,所述第三减振球6的上端安装于第四水平板22的中央位置,所述第三水平板21的四侧均设有第二上倾板23,所述第二上倾板23的下端连接第三水平板21,所述第四水平板22的四侧均设有第二下倾板24,所述第二下倾板24的上端连接第四水平板22,所有所述第二下倾板24的位置与所有第二上倾板23的位置一一相对,所述第二上倾板23位于第一上倾板14的正上方,所述第二下倾板24位于第一下倾板34的正上方,所述第二下倾板24的下端与对应位置的第二上倾板23的上端通过支撑板25连接,所有所述第二下倾板24分别连接四个第四减振球7的上端,所有所述第二上倾板23分别连接四个第二减振球5的下端。
41.而且,在未安装第一减振球4、第二减振球5、第三减振球6和第四减振球7时,第二上倾板23与第一上倾板14平行,第二下倾板24与第一下倾板34平行。
42.具体的,所述第三支承件3包括第二水平板33以及分别设于第二水平板33四侧的四个第一下倾板34,所述第一下倾板34的上端连接第二水平板33,所述第三减振球6的下端安装于第二水平板33的中央位置,所有所述第一下倾板34分别连接四个第四减振球7的下端,其中两个所述第一下倾板34之间设有第二弹簧安装板35,所述第二弹簧安装板35位于
第一弹簧安装板15的正下方,所述第二弹簧安装板35设有第二挂轴32,所述弹簧8的下端挂设于第二挂轴32。
43.而且,相邻两个第一下倾板34通过连接板36相互连接,第二弹簧安装板35设有其中一个连接板36,所述第二安装部31设于连接板36的下端。
44.本实施例中,第二安装部31为安装螺钉的螺纹孔或通孔,第三支承件3通过螺钉与机身的支撑柱连接,连接方式简单,且无需增加额外结构。当然,第二安装部31也可以是其他的连接结构。
45.需要注意的是,本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种部件或零件,但这些部件或零件不受这些术语的限制。这些术语仅用来区别一个部件或零件与另一部件或零件。术语诸如“第一”、“第二”和其他数值项在本文使用时不是暗示次序或顺序,除非由上下文清楚地指出。为了便于描述,本文使用空间相对术语,诸如“内部”、“外部”、“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“上部的”、“左”、“右”等,以描述本实施例中部件或零件的方位关系,但这些空间相对术语并不对技术特征在实际应用中的方位构成限制。
46.以上所述,只是本实用新型的较佳实施方式而已,但本实用新型并不限于上述实施例,只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果,都应属于本实用新型的保护范围。