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一种无人机挂载转台装置

阅读：917发布：2022-07-26

专利汇可以提供一种无人机挂载转台装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种无人机挂载转台装置，包括安装在无人机机身下方的第一边框和第二边框，所述第一边框和第二边框之间设有装载板，所述装载板用于挂载载荷；所述装载板与第一边框和第二边框之间转动连接；所述第一边框上设有俯仰角度调节装置，所述俯仰角度调节装置用于调节装载板的俯仰角度。本实用新型所述的无人机挂载转台装置的设计方案使用的连接件较少，连接可靠，能够有效地利用机腹空间、降低转台重量及减少振动带来的螺栓脱落等情况的发生；设有俯仰角度调节装置，可以有效的调节装载板的俯仰角度。，下面是一种无人机挂载转台装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无人机挂载转台装置，其特征在于：包括安装在无人机机身上的支架框，所述支架框包括安装在无人机机身下方的第一边框(1)和第二边框(2)，所述第一边框(1)和第二边框(2)之间设有装载板(3)，所述装载板(3)用于挂载载荷；
所述装载板(3)与第一边框(1)和第二边框(2)之间转动连接；
所述第一边框(1)上设有俯仰角度调节装置，所述俯仰角度调节装置用于调节装载板(3)的俯仰角度。
2.根据权利要求1所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述第一边框(1)和第二边框(2)竖向平行设置；
所述第一边框(1)的上半部为长方形，下半部为倒三角形；所述俯仰角度调节装置包括俯仰伺服电机(11)，所述俯仰伺服电机(11)设置在第一边框(1)的外侧；所述俯仰伺服电机(11)设置在第一边框(1)的下半部一侧；所述第一边框(1)的下半部的靠近底部的中间位置设有俯仰轴孔(16)，所述俯仰轴孔(16)中设有主动俯仰组件(12)；
所述俯仰伺服电机(11)用于驱动主动俯仰组件(12)；
所述第二边框(2)的上半部为长方形，下半部为倒三角形；第二边框(2)的下半部也设有对应的俯仰轴孔(16)，并设有从动俯仰组件(21)。
3.根据权利要求2所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述主动俯仰组件(12)包括设置在俯仰轴孔(16)中的俯仰转轴，所述俯仰转轴的外侧设有一对啮合的渐开线圆柱齿轮，所述俯仰伺服电机(11)通过驱动渐开线圆柱齿轮驱动俯仰转轴；所述俯仰转轴的内侧端部设有俯仰支撑装置(121)；
所述从动俯仰组件(21)包括设置在第二边框(2)的俯仰轴孔(16)中的俯仰转轴，以及设置在俯仰转轴内侧的俯仰支撑装置(121)。
4.根据权利要求3所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述装载板(3)的两侧各开设一条条形限位槽(35)，每个条形限位槽(35)中都设有四个螺钉孔，所述装载板(3)的两侧通过固定螺栓(34)固定在俯仰支撑装置(121)上；
所述第一边框(1)的俯仰伺服电机安装位(14)的一侧还设有限位钉安装孔(15)，所述限位钉安装孔(15)用于安装限位钉，所述限位钉用于对装载板(3)俯仰角度的限位。
5.根据权利要求2所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述第一边框(1)的上半部设有三个方形减重槽(110)，下半部的俯仰电机安装位的一侧设有两个异形减重槽(13)；
所述第二边框(2)的上半部设有与所述第一边框(1)相同的三个方形减重槽(110)；所述第二边框(2)的下半部设有三个异形减重槽(13)。
6.根据权利要求5所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述第一边框(1)和第二边框(2)的上方竖向设有多个机身上板安装孔(19)，所述第一边框(1)和第二边框(2)的顶部通过螺栓固定在机身上板上；
所述第一边框(1)和第二边框(2)的中间位置横向开设一条条形滑槽(17)，所述条形滑槽(17)用于嵌入安装机身的下板；
所述条形滑槽(17)上设有多个凸台(18)，所述条形滑槽(17)贯穿凸台(18)，所述凸台(18)上设有下板安装孔，所述凸台(18)通过螺栓固定在机身下板上。
7.根据权利要求2所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述支架框还包括连接板(4)，所述连接板(4)设置在所述第一边框(1)和第二边框(2)之间，所述连接板(4)设置在第一边框(1)和第二边框(2)靠近机身的一端的端部；
所述连接板(4)的两侧设有凹台(43)，所述凹台(43)上设有连接孔(44)，所述第一边框(1)和第二边框(2)通过螺栓固定在连接板(4)的凹台(43)中，所述第一边框(1)和第二边框(2)都垂直于连接板(4)；
所述连接板(4)的上方通过螺栓固定在机身的上板上，下方通过螺栓固定在机身的下板上。
8.根据权利要求7所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述连接板(4)为长方形框架，所述长方形框架支架内设有三条竖向的连接筋，长方形框架内左右空间均匀布置；三条竖向连接筋通过两条斜拉筋(41)加固连接，筋板交汇处使用半圆角圆滑过渡。
9.根据权利要求1所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述装载板(3)上还设有方位角度调节装置，所述方位角度调节装置包括方位伺服电机(31)和方位组件(32)；
所述方位组件(32)包括方位转轴，所述装载板(3)上设有方位轴孔(36)，所述方位转轴设置在方位轴孔(36)中，所述方位转轴的上端外侧安装两个角接触球轴承，实现方位轴绕Z轴的转动自由度；
所述装载板(3)上设有方位伺服电机安装位，所述方位伺服电机(31)垂直安装在装载板(3)上，所述方位伺服电机(31)通过驱动一对啮合的渐开线圆柱齿轮驱动方位转轴转动。
10.根据权利要求9所述的无人机挂载转台装置，其特征在于：所述方位轴孔(36)的左右两侧各开设一个走线孔(33)，所述走线孔(33)用于底部电气硬件走线；
所述装载板(3)上还设有装载板减重槽(37)。

说明书全文

一种无人机挂载转台装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于无人机技术领域，尤其是涉及一种无人机挂载转台装置。

背景技术

[0002] 近些年无人机载荷作业技术飞速发展，为巡逻、安检、消防、测绘、监控等工作带来了诸多方便，也为后续的工作积累了一定的技术参考。无人机挂载作业相对人工作业具有
周期短，人员相对少，安全可靠，可悬停，任意地点起降等优点，可搭载可见光传感器、红外
成像仪和照相机等监测设备。

[0003] 无人机挂载飞行载荷需要考虑载荷的工作空间，载荷与机体的连接，载荷的调试范围，载荷安装的便利性，挂载结构的安全性等问题。因此设计一种新型无人机挂载转台装
置，满足伺服调试挂载功能，对于提高机载载荷的实际使用性具有重要意义。

[0004] 目前，无人机机载转动载荷的安装类型主要有吊舱和云台两种，吊舱多为封闭式，防水防雨，留有外边安装接口，可与直升机安装接口对接。吊舱多为两轴结构，即俯仰和方
位旋转，两个方向一般都非360°旋转。云台为开放式，载荷装配外罩再安装于云台之上，云
台有两轴和三轴之分，各个旋转方向均可做到360°旋转。吊舱和云台搭载的载荷尺寸和重
量均相对较小，对于搭载大载荷的云台和吊舱目前市面上的产品相对较少，多为大疆和零
度智控的产品。

[0005] 目前现有的无人机挂载转台装置的有效挂载空间和有效挂载质量都相对较小，不能满足大体积大质量载荷的挂载伺服转动作业飞行，不利于无人机有效挂载集成度高的多
功能大载荷的使用，故增强挂载转台装置的有效空间和有效伺服范围是无人机挂载技术的
重要发展方向之一，因此长筒外形载荷的安装作业是实际使用所考虑的因素之一；无人机
机身平台一般均含有起落架且机腹离地面高度较低，X轴和Z轴转动自由度空间更是受限制
(注：无人机Y轴为机头正方向)，故挂载转台的设计得充分考虑机身高度和转动的空间的问
题；无人机有效载荷重量是飞机的重要参数之一，有效载荷越大越利于飞行作业，故转台装
置要解决重量小型化的问题，为载荷腾出更大有效重量空间；在无人机飞行过程中，会存在
较大的振动，故要求挂载转台装置需具有高安全性和高可靠性，且为了实现载荷的快速安
装，挂载结构必须能够保证快速拆装，操作简便。
发明内容

[0006] 有鉴于此，本实用新型旨在提出一种无人机挂载转台装置，以解决现有的无人机的挂载装置挂载空间较小，转台姿态调节角度较小的情况。

[0007] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

[0008] 一种无人机挂载转台装置，包括安装在无人机机身上的支架框，所述支架框包括安装在无人机机身下方的第一边框和第二边框，所述第一边框和第二边框之间设有装载
板，所述装载板用于挂载载荷；

[0009] 所述装载板与第一边框和第二边框之间转动连接；

[0010] 所述第一边框上设有俯仰角度调节装置，所述俯仰角度调节装置用于调节装载板的俯仰角度。

[0011] 进一步的，所述第一边框和第二边框竖向平行设置；

[0012] 所述第一边框的上半部为长方形，下半部为倒三角形；所述俯仰角度调节装置包括俯仰伺服电机，所述俯仰伺服电机设置在第一边框的外侧；所述俯仰伺服电机设置在第
一边框的下半部一侧；所述第一边框的下半部的靠近底部的中间位置设有俯仰轴孔，所述
俯仰轴孔中设有主动俯仰组件；

[0013] 所述俯仰伺服电机用于驱动主动俯仰组件；

[0014] 所述第二边框的上半部为长方形，下半部为倒三角形；第二边框的下半部也设有对应的俯仰轴孔，并设有从动俯仰组件。

[0015] 进一步的，所述主动俯仰组件包括设置在俯仰轴孔中的俯仰转轴，所述俯仰转轴的外侧设有一对啮合的渐开线圆柱齿轮，所述俯仰伺服电机通过驱动渐开线圆柱齿轮驱动
俯仰转轴；所述俯仰转轴的内侧端部设有俯仰支撑装置；

[0016] 所述从动俯仰组件包括设置在第二边框的俯仰轴孔中的俯仰转轴，以及设置在俯仰转轴内侧的俯仰支撑装置。

[0017] 进一步的，所述装载板的两侧各开设一条条形限位槽，每个条形限位槽中都设有四个螺钉孔，所述装载板的两侧通过螺栓固定在俯仰支撑装置上；

[0018] 所述第一边框的俯仰伺服电机安装位的一侧还设有限位钉安装孔，所述限位钉安装孔用于安装限位钉，所述限位钉用于对装载板俯仰角度的限位。

[0019] 进一步的，所述第一边框的上半部设有三个方形减重槽，下半部的俯仰电机安装位的一侧设有两个异形减重槽；

[0020] 所述第二边框的上半部设有与所述第一边框相同的三个方形减重槽；所述第二边框的下半部设有三个异形减重槽。

[0021] 进一步的，所述第一边框和第二边框的上方竖向设有多个机身上板安装孔，所述第一边框和第二边框的顶部通过固定螺栓固定在机身上板上；

[0022] 所述第一边框和第二边框的中间位置横向开设一条条形滑槽，所述条形滑槽用于嵌入安装机身的下板；

[0023] 所述条形滑槽上设有多个凸台，所述条形滑槽贯穿凸台，所述凸台上设有下板安装孔，所述凸台通过螺栓固定在机身下板上。

[0024] 进一步的，所述支架框还包括连接板，所述连接板设置在所述第一边框和第二边框之间，所述连接板设置在第一边框和第二边框靠近机身的一端的端部；

[0025] 所述连接板的两侧设有凹台，所述凹台上设有连接孔，所述第一边框和第二边框通过螺栓固定在连接板的凹台中，所述第一边框和第二边框都垂直于连接板；

[0026] 所述连接板的上方通过螺栓固定在机身的上板上，下方通过螺栓固定在机身的下板上。

[0027] 进一步的，所述连接板为长方形框架，所述长方形框架支架内设有三条竖向的连接筋，长方形框架内左右空间均匀布置；三条竖向连接筋通过两条斜拉筋加固连接，筋板交
汇处使用R3圆角圆滑过渡。

[0028] 进一步的，所述装载板上还设有方位角度调节装置，所述方位角度调节装置包括方位伺服电机和方位组件；

[0029] 所述方位组件包括方位转轴，所述装载板上设有方位轴孔，所述方位转轴设置在方位轴孔中，所述方位转轴的上端外侧安装两个角接触球轴承，实现方位轴绕Z轴的转动自
由度；

[0030] 所述装载板上设有方位伺服电机安装位，所述方位伺服电机垂直安装在装载板上，所述方位伺服电机通过驱动一对啮合的渐开线圆柱齿轮驱动方位转轴转动。

[0031] 进一步的，所述方位轴孔的左右两侧各开设一个走线孔，所述走线孔用于底部电气硬件走线；

[0032] 所述装载板上还设有装载板减重槽。

[0033] 相对于现有技术，本实用新型所述的无人机挂载转台装置具有以下优势：

[0034] (1)本实用新型所述的无人机挂载转台装置的设计方案使用的连接件较少，连接可靠，能够有效地利用机腹空间、降低转台重量及减少振动带来的螺栓脱落等情况的发生；
支架框采用U型结构，设有俯仰调节装置和方位调节装置，不管是对长筒载荷还是其他载荷
都可以实现大角度俯仰调节和水平方位调节。

[0035] (2)本实用新型所述的无人机挂载转台装置即实现了挂载的俯仰角度调节，又实现了挂载的水平方位角度的调节，各个部件设计合理，充分利用了边框和装载板的空间。

[0036] (3)本实用新型所述的无人机挂载转台装置方位结构通过装载板安装方位角度调节装置，通过第一边框和第二边框安装俯仰角度调节装置；方位结构和俯仰结构实现在支
架框上的固定安装，联调伺服方位和俯仰驱动来实现挂载X轴和Z轴的转动。载荷挂载部位
位于方位结构的正下方，方位和俯仰转动角度范围均被包络于支架框的开口部位，本整体
框架式结构不仅能充分利用无人机的有限空间，而且能实现方位和俯仰两自由度的转动功
能。
附图说明

[0037] 构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在
附图中：

[0038] 图1为本实用新型实施例所述的无人机挂载转台装置整体结构图；

[0039] 图2为本实用新型实施例所述的无人机挂载转台装置正视结构图；

[0040] 图3为本实用新型实施例所述的支架框结构图；

[0041] 图4为本实用新型实施例所述的连接板结构图；

[0042] 图5为本实用新型实施例所述的装载板装配图；

[0043] 图6为本实用新型实施例所述的装载板结构图。

[0044] 附图标记说明：

[0045] 1-第一边框；11-俯仰伺服电机；12-主动俯仰组件；121-俯仰支撑装置；13-异形减重槽；14-俯仰伺服电机安装位；15-限位钉安装孔；16-俯仰轴孔；17-条形滑槽；18-凸台；
19-上板安装孔；110-方形减重槽；2-第二边框；21-从动俯仰组件；3-装载板；31-方位伺服
电机；32-方位组件；33-走线孔；34-固定螺栓；35-条形限位槽；36-方位轴孔；37-装载板减
重槽；4-连接板；41-斜拉筋；42-连接板减重槽；43-凹台；44-连接孔。

具体实施方式

[0046] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0047] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另
有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0048] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上
述术语在本实用新型中的具体含义。

[0049] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

[0050] 如图1，图2所示，一种无人机挂载转台装置，无人机包括上板和下板，上板和下板之间通过加强筋连接，机身开设U型槽，支架框设置在U型槽中，所述支架框包括安装在无人
机机身下方的第一边框1和第二边框2，所述第一边框1和第二边框2之间设有装载板3，所述
装载板3用于挂载载荷；

[0051] 所述装载板3与第一边框1和第二边框2之间转动连接；

[0052] 所述第一边框1上设有俯仰角度调节装置，所述俯仰角度调节装置用于调节装载板3的俯仰角度。所述第一边框1和第二边框2与装载板3之间呈U型结构。

[0053] 主体结构件材料为7075航空铝，材料性能优良；支架框最薄位置厚度为6mm，俯仰结构件最薄位置厚度为5mm，方位结构件最薄位置厚度为4mm，经力学计算分析均满足使用
要求；每个结构件为整块铝机板加工完成，不使用螺纹连接以及焊接等工艺连接，提高结构
件的整体安全系数。

[0054] 所述第一边框1和第二边框2竖向平行设置；第一边框1和第二边框2形状大致相似。第一边框1相较于第二边框2多了一个俯仰伺服电机11安装位，少了一个异形减重槽13。

[0055] 所述第一边框1的上半部为长方形，下半部为倒三角形；所述俯仰角度调节装置包括俯仰伺服电机11，所述俯仰伺服电机11设置在第一边框1的外侧；所述俯仰伺服电机11设
置在第一边框1的下半部一侧；所述第一边框1的下半部的靠近底部的中间位置设有俯仰轴
孔16，所述俯仰轴孔16中设有主动俯仰组件12；

[0056] 所述俯仰伺服电机11用于驱动主动俯仰组件12；

[0057] 所述第二边框2的上半部为长方形，下半部为倒三角形；第二边框2的下半部也设有对应的俯仰轴孔16，并设有从动俯仰组件21。

[0058] 所述主动俯仰组件12包括设置在俯仰轴孔16中的俯仰转轴，所述俯仰转轴的外侧设有一对啮合的渐开线圆柱齿轮，所述俯仰伺服电机11通过驱动渐开线圆柱齿轮驱动俯仰
转轴；所述俯仰转轴的内侧端部设有俯仰支撑装置121；俯仰转轴带动俯仰支撑装置121转
动，进而带动装载板3实现装载板3的俯仰调节。

[0059] 所述从动俯仰组件21包括设置在第二边框2的俯仰轴孔16中的俯仰转轴，以及设置在俯仰转轴内侧的俯仰支撑装置121。

[0060] 所述装载板3的两侧各开设一条条形限位槽35，每个条形限位槽35中都设有四个螺钉孔，所述装载板3的两侧通过螺栓固定在俯仰支撑装置121上；俯仰转轴带动俯仰支撑
装置121转动，进而带动装载板3实现装载板3的俯仰调节。

[0061] 所述第一边框1的俯仰伺服电机安装位14的一侧还设有限位钉安装孔15，俯仰伺服电机安装位14为凹陷的凹槽，凹槽中设有四个俯仰伺服电机11安装孔，所述限位钉安装
孔15用于安装限位钉，所述限位钉用于对装载板3俯仰角度的限位。

[0062] 如图1至图3所示，所述第一边框1的上半部设有三个方形减重槽110，下半部的俯仰电机安装位的一侧设有两个异形减重槽13；在关键受力点位置保留筋板造型，通过力学
仿真满足使用要求，经过实测该结构整体刚度和强度符合使用要求。

[0063] 所述第二边框2的上半部设有与所述第一边框1相同的三个方形减重槽110；所述第二边框2的下半部设有三个异形减重槽13。在关键受力点位置保留筋板造型，整体造型左
右对称布置。

[0064] 所述第一边框1和第二边框2的上方竖向设有多个机身上板安装孔19，所述第一边框1和第二边框2的顶部通过固定螺栓34固定在机身上板上；

[0065] 所述第一边框1和第二边框2的中间位置横向开设一条条形滑槽17，所述条形滑槽17用于嵌入安装机身的下板；

[0066] 所述条形滑槽17上设有多个凸台18，所述条形滑槽17贯穿凸台18，所述凸台18上设有下板安装孔，所述凸台18通过螺栓固定在机身下板上。通过上板安装孔19和条形滑槽
17、以及凸台18上的下班安装孔，实现边框与机身的连接。

[0067] 如图1至图4所示，所述支架框还包括连接板4，所述连接板4设置在所述第一边框1和第二边框2之间，所述连接板4设置在第一边框1和第二边框2靠近机身的一端的端部；

[0068] 所述连接板4的两侧设有凹台43，所述凹台43上设有连接孔44，所述第一边框1和第二边框2通过螺栓固定在连接板4的凹台43中，所述第一边框1和第二边框2都垂直于连接
板4；

[0069] 所述连接板4的上方设有安装孔，连接板4通过螺栓固定在机身的上板上，下方通过螺栓固定在机身的下板上。

[0070] 所述连接板4为长方形框架，所述长方形框架支架内设有三条竖向的连接筋，长方形框架内左右空间均匀布置；三条竖向连接筋通过两条斜拉筋41加固连接，筋板交汇处使
用R3圆角圆滑过渡。连接板4既起到连接第一边框1和第二边框2的作用，又通过螺栓与机身
固定，增加机身整体的稳定性。

[0071] 如图1，图2，图5，图6所示，所述装载板3上还设有方位角度调节装置，所述方位角度调节装置包括方位伺服电机31和方位组件32；方位角度调节装置是用于实现水平角度的
方位调节；

[0072] 所述方位组件32包括方位转轴，所述装载板3上设有方位轴孔36，所述方位转轴设置在方位轴孔36中，所述方位转轴的上端外侧安装两个角接触球轴承，实现方位轴绕Z轴的
转动自由度；挂载设置在方位转轴的下端。

[0073] 所述装载板3上设有方位伺服电机安装位，所述方位伺服电机31垂直安装在装载板3上，所述方位伺服电机31通过驱动一对啮合的渐开线圆柱齿轮驱动方位转轴转动，用于
实现方位伺服电机31输出动力到方位组件32中方位转轴的传递。

[0074] 所述方位轴孔36的左右两侧各开设一个走线孔33，所述走线孔33用于底部电气硬件走线；

[0075] 所述装载板3上还设有装载板减重槽37。

[0076] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型
的保护范围之内。

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一种无人机挂载转台装置

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