[发明专利]一种无框架球型云台装置

说明书

公开了一种无框架球型云台装置，包括：由上至下设置的球体、自调执行模块、仪表台。球体顶部设有安装座，球体侧部设有M个护架。并且，M个护架的一端抱住球体，另一端与仪表台相连。自调执行模块用于根据自调控制指令调节仪表台相对球体的位置，以使仪表台的惯性空间稳定。仪表台设有位姿测量模块、控制器。位姿测量模块用于测量云台的位移信息，并将所述位移信息发送至控制器。控制器用于根据所述位移信息生成自调控制指令，并将自调控制指令发送至自调执行模块。与现有的框架式云台相比，本发明的无框架云台装置占用空间小、移动灵活，并且可实现大范围的运动。

技术领域

本发明涉及机电控制技术领域，尤其涉及一种无框架球型云台装置。

背景技术

在高科技通讯、导航、火箭、卫星等技术领域中，运动载体(如雷达、卫星跟踪天线、红外探测仪、激光测距仪、摄像机等)往往需要进行自动跟踪探测任务。为实现自动跟踪，往往需要具有自调功能、能保持水平稳定的云台装置。

专利ZL00203193.0公开了一种多用途水平稳定平台，并具体公开了一种典型的云台结构，可保持当地水平面的稳定跟踪。专利申请201510683575.2公开了一种可变焦的航拍云台装置，并具体公开了一种双框架云台结构，可实现两个自由度的运动。可见，现有的云台大多采取框架结构，这种结构位置信息的测量简单、控制方便，但是由于存在框架，导致体积较大、转动角度受限。具体来说，框架式云台由于有多个转动关节，需要安装电机、滑环、转动角度测量元件等，导致整个结构占用的空间较大。并且，由于转动角度测量元件、滑环、电机等组件的大小直接影响了框架的最小尺寸，导致这种结构实现小型化困难。另外，由于各个转动关节之间可能存在相互干涉，导致转动范围经常受限，甚至有可能因空间限制无法安装滑环，从而不能实现全范围转动。

针对框架式云台存在的上述缺陷，亟需一种占用空间小、转动灵活、可实现大范围运动的新型云台装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新的无框架球型云台装置，以克服框架式云台存在的占用空间大、转动范围小、转动不灵活等缺陷。

本发明提出的无框架球型云台装置，包括：由上至下设置的球体、自调执行模块、仪表台；

所述球体顶部设有安装座，所述球体侧部设有M个护架；并且，所述M个护架的一端抱住球体，所述M个护架的另一端与仪表台相连；

所述自调执行模块用于根据自调控制指令调节仪表台相对球体的位置，以使仪表台的惯性空间稳定；

所述仪表台设有位姿测量模块、控制器；所述位姿测量模块用于测量云台的位移信息，并将所述位移信息发送至控制器；所述控制器用于根据所述位移信息生成自调控制指令，并将所述自调控制指令发送至自调执行模块；其中，M为大于等于3的整数。

优选的，所述自调执行模块包括：N个驱动轮、N个电机驱动器组合；

所述N个驱动轮与球体的侧部可靠接触，并且每个驱动轮通过驱动与一个对应的电机驱动器组合相连；

所述N个电机驱动器组合安装在仪表台上，用于根据控制器的自调控制指令带动驱动轮的转动；其中，N为大于等于3的整数。

优选的，N＝3，并且，三个驱动轮在围绕球体的水平圆周上等间距分布。

优选的，M＝3，并且三个护架在围绕球体的水平圆周上等间距分布。

优选的，所述位姿测量模块包括：三轴加速度计、三轴陀螺仪和GPS导航模块，用于实现云台的惯性空间位姿的测量。