三軸動態自穩云臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種三軸動態動態自穩云臺，屬于自穩云臺技術領域。
【背景技術】
[0002]飛行器、汽車、機器人、船舶等運載體上搭載的攝影，照相或檢測設備在運行過程中由于運載體本身的高頻振動或低頻抖動，會嚴重影響攝影，拍照或者檢測效果。因此在這中運載體上搭載攝影或檢測設備需要配置動態自穩云臺，用以消除抖動。動態自穩云臺大都是通過姿態傳感器檢測到攝影或檢測設備姿態的變化，然后通過控制相關的電機進行反向補償，從而保證了拍攝設備拍攝過程中的穩定性。
[0003]現有的三軸自穩云臺絕大部分的拓撲結構是偏航旋轉軸在最上面，其次是滾轉旋轉軸，最靠近拍攝設備的是俯仰旋轉軸。這種拓撲結構使得三軸云臺整體結構無法完全對稱，旋轉中心與結構重心無法重合。因此在拍攝設備受到外部環境影響，發生轉彎、懸停、上升、下降或傾斜時，云臺補償難度較大，云臺調整電機的控制難度較大。這會導致拍攝畫面模糊，檢測結果錯誤，補償調整過程中會產生較大的振動或者機身傾斜，反而影響到拍攝效果，無法滿足專業需求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有的穩定云臺中存在的穩定性能不夠，結構設計不合理，控制難度較大的缺陷，提出一種三軸動態自穩云臺及工作方法，能夠很好地解決上述問題。
[0005]一種三軸動態自穩云臺，其特征在于:包括支架及電機組件、避震組件、拍攝設備、控制組件；上述支架及電機組件包括外框、中框、內框，外框電機、中框電機、內框電機；其中外框電機固定在外框的第一端，外框電機連接軸與外框電機的輸出軸固連；外框電機輸出軸指向外框內側；中框位于外框內，中框第一端固定在外框電機連接軸上，中框第二端通過中框旋轉軸安裝在外框的第二端；中框電機固定在中框的第三端，中框電機連接軸與中框電機輸出軸固連；中框電機輸出軸指向中框內側；內框位于中框內，內框的第一端固定在中框電機連接軸上；內框第二端通過內框旋轉軸安裝在中框的第四端；內框電機固定在內框中心，內框電機連接軸與內框電機輸出軸固連；內框電機輸出軸指向內框外側；相機固定架與內框電機連接軸固連；拍攝設備固定在相機固定架內。上述中框第一端、第二端的連線于中框第三端、第四端的連線垂直相交；上述外框電機、中框電機、內框電機的軸線垂直相交于一點；上述避震組件安裝于外框頂部，外框頂部還具有與其他設備相連的連接部件；上述控制組件包括固定于拍攝設備的陀螺儀和處理器。
[0006]三軸動態自穩云臺的工作方法，其特征在于包括以下過程:利用陀螺儀檢測拍攝設備三個方向的角度、速度、加速度，將上述數據傳給處理器，處理器處理完畢后，將補償角度、電機速度傳遞給外框電機、中框電機、內框電機的驅動器進行實時補償。
[0007]本實用新型提出的三軸動態自穩云臺解決了偏航，滾轉，俯仰旋轉的三個旋轉軸不相交的問題，從而大大降低了三軸動態自穩云臺的控制難度。可用于無人機、運載體、汽車、機器人、船舶、攝影拍攝、手持設備等領域。
[0008]上述三軸動態自穩云臺，其特征在于:參與偏航旋轉的所有結構重心與偏航旋轉軸重合；參與俯仰旋轉的所有結構重心與俯仰旋轉軸重合；參與滾轉旋轉的所有結構重心與滾轉旋轉軸重合；上述的參與偏航旋轉的結構包括所述拍攝設備，所述相機固定架和所述內框電機連接軸；上述的參與俯仰旋轉的結構包括所述拍攝設備，所述內框旋轉軸、所述中框電機連接軸，還包括內框組件；上述的參與滾轉旋轉的結構包括所述拍攝設備，所述中框旋轉軸和所述外框電機連接軸，還包括內框組件和中框組件；上述的內框組件包括所述相機固定架，所述內框電機連接軸和所述內框；上述的中框組件包括所述內框旋轉軸，所述中框電機連接軸和所述中框；上述的外框組件包括所述中框旋轉軸,所述外框電機連接軸和所述外框。
[0009]本實用新型提出的三軸動態自穩云臺其偏航，滾轉，俯仰旋轉的重心分別落在三個旋轉軸上，使得云臺穩定性大大提高，使得控制更加方便簡單。
[0010]上述三軸動態自穩云臺，所述的避震組件包含若干組避震橡膠球組成的避震單兀；避震單兀沿內框電機輸出軸對稱。
[0011]本實用新型提出的三軸動態自穩云臺其避震組件的使用隔離了載體傳遞到云臺上的低頻振動，使得云臺自穩控制效果更好。
[0012]上述三軸動態自穩云臺，所述的外框電機、中框電機和內框電機為永磁同步電機或超聲電機。
[0013]本實用新型提出的三軸動態自穩云臺其三個旋轉軸上使用的電機既可以為永磁同步電機，也可以為超聲電機。因此云臺在使用時可以根據外在環境的不同，酌情選擇電機。使得云臺的適應性更好，使用范圍更廣。
【附圖說明】
[0014]圖1帶陀螺儀的動態自穩云臺裝配圖；
[0015]圖2帶陀螺儀的動態自穩云臺爆炸視圖；
[0016]圖3帶陀螺儀的動態自穩云臺軸線相交視圖；
[0017]附圖標號說明:1、避震組件,2、外框，3、外框電機，4、中框，5、中框電機，6、內框電機，7、內框，8、拍攝設備，9、控制組件，10、懸掛卡，11、避震橡膠球，12、橡膠球固定板，13、內框旋轉軸，14、內框電機連接軸，15、相機固定架，16、中框旋轉軸，17、中框電機連接軸，18、外框電機連接軸。
【具體實施方式】
[0018]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更清晰的理解，現在對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0019]本實用新型公開了一種帶陀螺儀的動態自穩云臺，包括避震組件、支架組件、電機組件、拍攝設備以及控制組件:所述的避震組件包含四組避震橡膠球；所述的支架組件包含內框，中框和外框三個框架結構；所述的電機組件包含超聲電機或者電磁電機及其驅動設備；所述的拍攝設備為相機或者攝像機等專用攝影器材；所述的控制組件包含處理器和姿態慣性傳感器。本實用新型所涉及的支架組件分為內框，中框和外