一种机载光电吊舱平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机载光电吊舱平台，包括平台系统、俯仰框架、方位框架，所述俯仰框架为平台内框架并跟随俯仰轴系运动、方位框架为平台外框架并跟随方位轴系运动；所述平台系统包括控制器以及与控制器相连接的电源、IMU/GPS感应器件、俯仰轴编码器、方位轴编码器、驱动器，所述控制器用于数据的接收和处理，电源用于供电。本实用新型专利技术可以跟踪无人机航行轨迹，实现无人机一次飞行范围扩大、高精度追踪、定姿、调姿的目的，进一步的在吊舱平台上添加蓝牙串口模块，实现无线距离通信，便于无人机飞行吊舱姿态的地面操控，同时在控制轴上安装减震器，避免机械噪声对吊舱各器件的影响，使其定姿更准确，成像更稳定。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学仪器
，尤其涉及了一种机载光电吊舱平台。
技术介绍
目前，国内所研制的光电吊舱精度最高可做到分级水平，而国外在这方面的指标已可以达到秒级水平。在国外，随着各种光学仪器与其他设备的不断发展，航空光电吊舱也在不断地换代更新，国外的机载光电系统发展历程长，技术力量雄厚，性能先进。美国、以色列、瑞典、英国、法国等国家对机载光电吊舱系统的研究引起了足够的重视，竞相开展机载光电吊舱系统的研究和生产。美国空军在指挥、控制、通讯、监视、侦察等方面的投资越来越大，在光电传感器领域的全球投资额也在逐年递增。各国的光电吊舱设备性能在不断地改善，其中法国有“VLOCAN\，\NAJIR\\NAJA\，英国研制了“海射手30\，意大利有NA18,NA30等，美国则具备975,985型的吊舱，以及瑞典、荷兰、德国等国均有研制自己的吊舱技术。机载光电吊舱系统的工作环境恶劣，载机在飞行时，飞行姿态的变化和机身振动等，都给光电吊舱带来巨大干扰。因此，光电吊舱的结构对吊舱的稳定性、可靠性具有重要影响。现有的吊舱存在以下缺陷：（1）单纯利用陀螺仪定姿，精度不高；（2）传统吊舱的控制是串口连接方式，不便于无人机载吊舱的大范围飞行工作；（3）传统吊舱实际工作中平台会接收到很多振动的噪声，影响吊舱控制系统的稳定性。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的就在于提供了一种机载光电吊舱平台，利用高精度IMU器件，综合陀螺仪，加速度计，磁感器，联合定姿，精度更高，可配合GPS器件，在降低IMU随时间和温度变化造成的偏差，同时可以跟踪无人机航行轨迹，实现无人机一次飞行范围扩大、高精度追踪、定姿、调姿的目的，进一步的在吊舱平台上添加蓝牙串口模块，实现无线距离通信，便于无人机飞行吊舱姿态的地面操控，同时在控制轴上安装减震器，避免机械噪声对吊舱各器件的影响，使其定姿更准确，成像更稳定。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是这样的：一种机载光电吊舱平台，包括平台系统、俯仰框架、方位框架，所述俯仰框架为平台内框架并跟随俯仰轴系运动、方位框架为平台外框架并跟随方位轴系运动；所述平台系统包括控制器以及与控制器相连接的电源、IMU/GPS感应器件、俯仰轴编码器、方位轴编码器、驱动器，所述控制器用于数据的接收和处理，电源用于供电；所述IMU/GPS感应器件设置于俯仰框架上，并将感应到的信号传输至控制器；所述驱动器包括俯仰驱动与方位驱动，所述俯仰驱动连接有俯仰轴电机、方位驱动连接有方位轴电机；所述俯仰轴编码器设置于与俯仰轴电机相对应的位置，且俯仰轴编码器用于测量出俯仰轴电机相对俯仰轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器；所述方位轴编码器设置于与方位轴电机相对应的位置，且方位轴编码器用于测量出方位轴电机相对方位轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器；所述俯仰轴系包括俯仰测角、俯仰轴，所述方位轴系包括方位测角、方位轴，所述方位测角与俯仰测角用于实时测定平台在方位轴系和俯仰轴系下的方位角。作为一种优选方案，所述控制器通过蓝牙传输模块与远端上位机相连接，用于进行数据的无线通信。作为一种优选方案，所述控制器与蓝牙传输模块集成为一控制和传输模块。作为一种优选方案，所述控制器与各传感器之间的通信通过串行接口RS422、RS232和RS485通信。作为一种优选方案，所述IMU/GPS感应器件包括IMU器件与GPS接收机，且GPS接收机用于追踪平台位置；所述IMU器件包括陀螺仪、加速度计和磁感应计，用于实时感应平台在惯性空间内的角速度、加速度及地磁的变化。作为一种优选方案，所述方位轴上设置有减震器。作为一种优选方案，所述方位轴处还设置有载机机械接口，该载机机械接口用于平台与载体的连接。作为一种优选方案，还包括载荷，用于所有模块的封装。与现有技术相比，本技术的有益效果：（1）利用高精度IMU器件、陀螺仪、加速度计、磁感器实现高精度的联合定姿；（2）配合使用GPS器件，降低IMU随时间和温度变化造成的偏差，同时可以跟踪无人机航行轨迹,实现实时定位，扩大了无人机一次飞行的范围，实现高精度的追踪、定姿和调姿；（3）添加了蓝牙串口模块，实现了短距无线通信，便于无人机飞行吊舱姿态的地面操控；（4）安装的减震器可以有效避免机械噪声对吊舱各器件的影响，实现更准确地定姿与成像。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中平台系统的结构框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。实施例：如图1、图2所示，一种机载光电吊舱平台，包括平台系统、俯仰框架、方位框架，所述俯仰框架为平台内框架并跟随俯仰轴系运动、方位框架为平台外框架并跟随方位轴系运动；所述平台系统包括控制器21以及与控制器21相连接的电源22、IMU/GPS感应器件7、俯仰轴编码器23、方位轴编码器24、驱动器25，所述控制器21用于数据的接收和处理，电源22用于供电；所述IMU/GPS感应器件7设置于俯仰框架上，并将感应到的信号传输至控制器21；所述驱动器25包括俯仰驱动8与方位驱动2，所述俯仰驱动8连接有俯仰轴电机26、方位驱动2连接有方位轴电机27；实施时，所述俯仰轴电机26、方位轴电机27均采用直流力矩电机；所述驱动器25采用脉宽调制(PWM)方式驱动电机工作，检测电机的电枢电流，反馈形成电流闭环，提高伺服系统的低速平稳性，驱动电路板上有两个布局相同的通道，即俯仰轴通道和方位轴通道。所述俯仰轴编码器23设置于与俯仰轴电机26相对应的位置，且俯仰轴编码器23用于测量出俯仰轴电机26相对俯仰轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器21；所述方位轴编码器24设置于与方位轴电机27相对应的位置，且方位轴编码器24用于测量出方位轴电机27相对方位轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器21；从而实现方位轴3、俯仰轴6的解耦和平台位置环路的闭环随动。所述俯仰轴系包括俯仰测角5、俯仰轴6，所述方位轴系包括方位测角1、方位轴3，所述方位测角1与俯仰测角5用于实时测定平台在方位轴系和俯仰轴系下的方位角。本技术优选所述控制器21通过蓝牙传输模块28与远端上位机29相连接，用于进行数据的无线通信；所述控制器21与蓝牙传输模块28集成为一控制和传输模块9；所述控制器21与各传感器之间的通信通过串行接口RS422、RS232和RS485通信；所述控制器21实现IMU器件30、GPS接收机31和方位编码器24、俯仰编码器23的数据接收和处理，通过蓝牙传输模块28对远端上位机29进行数据的无线通信，并把控制信号传输给直流力矩电机，实现稳定、快速和精确的控制；在平台中，控制器21通过FPGA系统实现；实施时，用导电滑环连接平台方位轴3的旋转部分和非旋转部分，使得平台方位轴3能够连续360°转动。本技术优选所述IMU/GPS感应器件7包括IMU器件30与GPS接收机31，且GPS接收机31用于追踪平台位置；所述IMU器件30包括陀螺仪、加速度计和磁感应计，用于实时感应平台在惯性空间内的角速度、加速度及地磁的变化；实施时，所述IMU器件30和GPS接收机31实时将这些信号作为反馈传输至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载光电吊舱平台，其特征在于：包括平台系统、俯仰框架、方位框架，所述俯仰框架为平台内框架并跟随俯仰轴系运动、方位框架为平台外框架并跟随方位轴系运动；所述平台系统包括控制器以及与控制器相连接的电源、IMU/GPS感应器件、俯仰轴编码器、方位轴编码器、驱动器，所述控制器用于数据的接收和处理，电源用于供电；所述IMU/GPS感应器件设置于俯仰框架上，并将感应到的信号传输至控制器；所述驱动器包括俯仰驱动与方位驱动，所述俯仰驱动连接有俯仰轴电机、方位驱动连接有方位轴电机；所述俯仰轴编码器设置于与俯仰轴电机相对应的位置，且俯仰轴编码器用于测量出俯仰轴电机相对俯仰轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器；所述方位轴编码器设置于与方位轴电机相对应的位置，且方位轴编码器用于测量出方位轴电机相对方位轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器；所述俯仰轴系包括俯仰测角、俯仰轴，所述方位轴系包括方位测角、方位轴，所述方位测角与俯仰测角用于实时测定平台在方位轴系和俯仰轴系下的方位角。

【技术特征摘要】
1.一种机载光电吊舱平台，其特征在于：包括平台系统、俯仰框架、方位框架，所述俯仰框架为平台内框架并跟随俯仰轴系运动、方位框架为平台外框架并跟随方位轴系运动；所述平台系统包括控制器以及与控制器相连接的电源、IMU/GPS感应器件、俯仰轴编码器、方位轴编码器、驱动器，所述控制器用于数据的接收和处理，电源用于供电；所述IMU/GPS感应器件设置于俯仰框架上，并将感应到的信号传输至控制器；所述驱动器包括俯仰驱动与方位驱动，所述俯仰驱动连接有俯仰轴电机、方位驱动连接有方位轴电机；所述俯仰轴编码器设置于与俯仰轴电机相对应的位置，且俯仰轴编码器用于测量出俯仰轴电机相对俯仰轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器；所述方位轴编码器设置于与方位轴电机相对应的位置，且方位轴编码器用于测量出方位轴电机相对方位轴系转动的角位移并把角位移传输至控制器；所述俯仰轴系包括俯仰测角、俯仰轴，所述方位轴系包括方位测角、方位轴，所述方位测角与俯仰测角用于实时测定平台在方位轴系和俯仰轴系下的方位角。2.根据权利要求1所述的一种机载光电吊...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贺平，
申请(专利权)人：苏州天地衡遥感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32