[实用新型]一种双级驱动陀螺稳定云台

说明书

本实用新型公开了一种双级驱动陀螺稳定云台，包括从下到上依次设置的云台底座、粗稳伺服舱和精稳负载舱，所述云台底座通过粗稳方位减速机和粗稳方位电机连接粗稳伺服舱；所述粗稳伺服舱内设有粗稳俯仰电机和粗稳俯仰减速机，且粗稳俯仰电机通过粗稳俯仰减速机传动连接精稳负载舱；所述精稳负载舱内设有精稳方位电机，所述精稳方位电机通过“L”字型的连接支架连接精稳俯仰电机，所述精稳俯仰电机通过连接件连接有光电负载，所述光电负载上固定安装有传感控制板。本实用新型对光电负载的承载重量大、负载配置灵活，同时具有稳定精度高、系统成本低、密封性能好等优点，尤其适用于海事船载应用。

技术领域

本实用新型涉及云台控制技术领域，具体涉及一种双级驱动陀螺稳定云台。

背景技术

由于车船等载体的摇摆，使用常规监控云台拍摄出的画面非常的晃动难以满足要求。

传统的监控云台使用开环的步进电机驱动，精度低、速度慢、震动大，为了提高驱动效果将其升级为伺服式的闭环步进电机，能够显著提高云台的运动控制性能；但由于减速器和密封件的存在，闭环步进电机驱动的云台底座的稳定精度难以达到很高性能。

实用新型内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种对光电负载的承载重量大、负载配置灵活，同时具有稳定精度高、系统成本低、密封性能好等优点的双级驱动陀螺稳定云台，尤其适用于海事船载应用。

本实用新型提供一种双级驱动陀螺稳定云台，其技术方案如下：

一种双级驱动陀螺稳定云台，包括从下到上依次设置的云台底座、粗稳伺服舱和精稳负载舱，所述云台底座通过粗稳方位减速机和粗稳方位电机连接粗稳伺服舱；所述粗稳伺服舱内设有粗稳俯仰电机和粗稳俯仰减速机，且所述粗稳俯仰电机通过粗稳俯仰减速机传动连接所述精稳负载舱；所述精稳负载舱内的底部设有精稳方位电机，所述精稳方位电机通过“L”字型的连接支架连接精稳俯仰电机，所述精稳俯仰电机通过连接件连接有光电负载，所述光电负载上固定安装有传感控制板。

由于常规的监控云台通常使用开环的步进电机驱动，精度低、速度慢、震动大，为了提高驱动效果将其升级为伺服式的闭环步进电机，能够显著提高云台的运动控制性能；但由于有减速机构和密封件的存在，闭环步进电机驱动的云台底座的稳定精度难以达到很高性能，为了进一步提高稳定性能，本技术方案将精稳负载舱中的光电负载增加第二级稳定云台，精稳负载舱的位置在整个云台底座和粗稳伺服舱的上部，也可以将精稳负载舱的重心与粗稳伺服舱的俯仰轴线重合；以密封壳体的视窗光轴为回中方向，对光电负载的光轴实施较小角度范围的二级稳定，从而提高稳定精度；两级陀螺稳定结构相结合，兼顾了转动范围大、稳定精度高的优势，且使得产品还具有密封性能好、适应能力强、综合成本低等突出等优点，能够满足车载船载等远距离侦查的图像稳定要求；在本技术方案中，先根据采集的惯性运动数据进行数据解算，得到当前姿态角度和晃动速度，通过多组反馈控制算法，获得输出量分别驱动精稳负载舱和粗稳伺服舱内的电机实施稳定控制，抵消掉外部的运动保持图像稳定。

优选的，所述传感控制板上设有惯性传感器、第一单片机、第一驱动芯片和第一磁编码器芯片，所述惯性传感器紧贴光电负载，所述惯性传感器的信号输出端连接第一单片机的第一信号输入端，所述第一单片机的第一信号输出端连接第一驱动芯片的信号输入端，所述第一驱动芯片的信号输出端连接精稳俯仰电机的信号输入端，所述精稳俯仰电机轴上的磁钢靠近第一磁编码器芯片，所述第一磁编码器芯片的信号输出端连接第一单片机的第二信号输入端，所述第一单片机的第二信号输出端连接光电负载的信号输入端。

在本技术方案中，惯性传感器与光电负载固定连接，用于输出光电负载包括三轴角速度和三轴加速度的惯性运动数据，然后传输到第一单片机进行数据计算处理，该惯性传感器型号为BMI055，第一单片机是微处理器STM32系列的单片机，第一单片机处理完成后，控制第一驱动芯片驱动精稳俯仰电机实施运动，此时，第一磁编码器芯片靠近精稳俯仰电机轴上的磁钢，并将磁钢旋转角度数据发送回第一单片机作为反馈数据。