一种轻量化三防光电吊舱的制作方法

1.本实用新型涉及吊舱技术领域，尤其是涉及一种轻量化三防光电吊舱。


背景技术：

2.光电吊舱或光电转塔是陆、海、空无人装备的标配，其可以根据搭载设备的姿势变化，使成像装置稳定指向特定角度，保证成像装置能稳定成像，可用以执行航拍、监控、搜救以及侦查等任务。其中，光电吊舱多用于无人飞行器，光电转塔用于无人车车顶或舰艇舰岛，二者组成一样，只是叫法不同，以下统称为光电吊舱。光电吊舱设置有容纳光电载荷(可见光相机、红外相机等)及安装这些载荷的结构件的安装空间。光电载荷通常为高精密元器件，需要避免水汽、粉尘、盐雾等进入安装空间。现有技术中，由于光电吊舱小型化的发展趋势，其结构也多采用异形件的构型，且大多是两个壳体拼接成容纳光电载荷的空间，壳体的两侧还需要外接转动结构，结合面较多，这样就导致对光电吊舱的密封难度加大，密封效果差，且异形件的构型还存在结构复杂、加工困难、成本高等缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种轻量化三防光电吊舱，该光电吊舱具有密封效果好、结构简单、装配拆卸方便以及成本低等优势。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种轻量化三防光电吊舱，包括转动舱体、主连接件、副连接件以及连接各器件的导线，所述副连接件转动连接于所述主连接件，所述转动舱体转动连接于所述副连接件，所述转动舱体包括舱体外壳、光学载荷组件以及外壳安装板；
6.所述舱体外壳为一端开口的空心桶状，所述外壳安装板包括呈阶梯状连接的密封板和固定板，所述舱体外壳的开口端套设于所述密封板，且所述舱体外壳开口端的内环面与所述密封板的周面相接触，所述舱体外壳开口端的端面抵接于所述固定板，所述舱体外壳和所述外壳安装板的连接位置采用硅橡胶密封；所述光学载荷组件设置于所述舱体外壳和所述外壳安装板围设形成空间内。
7.进一步地，所述光学载荷组件包括光学载荷安装板以及装设于所述光学载荷安装板上的光学载荷；所述光学载荷安装板的两端分别连接于所述舱体外壳和所述外壳安装板，所述光学载荷安装板和所述舱体外壳的接口处采用胶密封。
8.进一步地，所述光学载荷包括红外热像仪和可见光摄像机；所述舱体外壳包括安装壳体、红外线视窗玻璃以及可见光视窗玻璃，所述红外线视窗玻璃和所述可见光视窗玻璃分别对应于所述红外热像仪和所述可见光摄像机的位置设置于所述安装壳体。
9.进一步地，所述舱体外壳和所述外壳安装板围设形成空间内填充有氮气。
10.进一步地，所述副连接件呈l形，包括相连接的第一副连接件和第二副连接件；
11.所述轻量化三防光电吊舱还包括x轴力矩电机，所述x轴力矩电机固设于所述第一副连接件，且所述x轴力矩电机的输出端连接于所述外壳安装板。
12.进一步地，所述x轴力矩电机呈中空结构，所述导线依次从所述x轴力矩电机、所述第一副连接件以及所述第二副连接件内穿出；
13.所述第一副连接件包括第一连接板和第一密封盖，所述第一连接板上导线穿出端的端面围绕所述导线的周向设置有第一密封槽，所述第一密封槽内灌注有硅橡胶，所述第一密封盖覆盖于所述第一连接板的端面，且覆盖于所述第一密封槽上；和/或，所述第二副连接件包括第二连接板和第二密封盖，所述第二连接板上导线穿入端的端面围绕所述导线的周向设置有第二密封槽，所述第二密封槽内灌注有硅橡胶，所述第二密封盖覆盖于所述第二连接板的端面，且覆盖于所述第二密封槽上。
14.进一步地，所述主连接件呈l形，包括相连接的第一主连接件和第二主连接件；
15.所述轻量化三防光电吊舱还包括y轴力矩电机，所述y轴力矩电机固设于所述第一主连接件，且所述y轴力矩电机的输出端连接于所述副连接件。
16.进一步地，所述y轴力矩电机呈中空结构，从所述副连接件穿出的导线依次从所述y轴力矩电机和所述第一主连接件穿至所述第二主连接件；
17.所述第一主连接件包括第三连接板和第三密封盖，所述第三连接板上导线穿出端的端面围绕所述导线的周向设置有第三密封槽，所述第三密封槽内灌注有硅橡胶，所述第三密封盖覆盖于所述第三连接板的端面，且覆盖于所述第三密封槽上；和/或，所述第二主连接件包括第四连接板和第四密封盖，所述第四连接板上导线穿入端的端面围绕所述导线周向设置有第四密封槽，所述第四密封槽内灌注有硅橡胶，所述第四密封盖覆盖于所述第四连接板的端面，且覆盖于所述第四密封槽上。
18.进一步地，所述光电吊舱还包括z轴旋转电机和减震基座，所述z轴旋转电机固设于所述减震基座，且所述z轴旋转电机的输出端连接于所述第二主连接件。
19.进一步地，所述减震基座包括基座、安装板以及连接于所述基座和所述安装板之间的空气阻尼器，所述z轴旋转电机连接于所述安装板。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型提供了一种轻量化三防光电吊舱，该光电吊舱包括转动舱体、主连接件、副连接件以及连接各器件的导线，副连接件转动连接于主连接件，转动舱体转动连接于副连接件。转动舱体包括舱体外壳、光学载荷组件以及外壳安装板，舱体外壳为一端开口的空心桶状，外壳安装板包括呈阶梯状连接的密封板和固定板，舱体外壳的开口端套设于密封板，且舱体外壳开口端的内环面与密封板的周面相接触，舱体外壳开口端的端面抵接于固定板，舱体外壳和外壳安装板的连接位置采用硅橡胶密封；光学载荷组件设置于舱体外壳和外壳安装板围设形成空间内。本实施例中，舱体外壳设置为一端开口的结构，简化了密封区域；舱体外壳开口端与外壳安装板接触配合，并在二者的连接位置采用硅橡胶密封，从而确保转动舱体内部的整体气密性，保证密封效果；本实施例提供的光电吊舱实现了防水、防尘、防盐雾的密封效果，能够适应多场合的工作要求，且该光电吊舱结构简单，装配拆卸方便，成本低，性价比高。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述
中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱的三维结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中转动舱体的装配图；
25.图3为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中舱体外壳的内部结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中转动舱体的三维结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中第一密封槽的位置结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中第二密封槽的位置结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中第三密封槽的位置结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中第四密封槽的位置结构示意图；
31.图9为本实用新型实施例提供的轻量化三防光电吊舱中导电滑环的位置结构示意图。
32.图标：
33.1-转动舱体；11-舱体外壳；111-限位凹槽；12-光学载荷组件；121-光学载荷安装板；122-光学载荷；13-外壳安装板；131-密封板；132-固定板；14-密封套环；
34.2-主连接件；21-第一主连接件；211-第三连接板；2111-第三密封槽；212-第三密封盖；22-第二主连接件；221-第四连接板；2211-第四密封槽；222-第四密封盖；
35.3-副连接件；31-第一副连接件；311-第一连接板；3111-第一密封槽；312-第一密封盖；32-第二副连接件；321-第二连接板；3211-第二密封槽；322-第二密封盖；
36.4-导线；
37.51-x轴力矩电机；52-y轴力矩电机；53-z轴旋转电机；
38.6-减震基座；61-基座；62-安装板；63-空气阻尼器；
39.7-导电滑环。
具体实施方式
40.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.参照图1，本实用新型实施例提供了一种轻量化三防光电吊舱，该光电吊舱包括转动舱体1、主连接件2、副连接件3以及连接各器件的导线4，副连接件3转动连接于主连接件2，转动舱体1转动连接于副连接件3。进一步参照图2，转动舱体1包括舱体外壳11、光学载荷组件12以及外壳安装板13，舱体外壳11为一端开口的空心桶状，外壳安装板13包括呈阶梯状连接的密封板131和固定板132，舱体外壳11的开口端套设于密封板131，且舱体外壳11开口端的内环面与密封板131的周面相接触，舱体外壳11开口端的端面抵接于固定板132，舱体外壳11和外壳安装板13的连接位置采用硅橡胶密封；光学载荷组件12设置于舱体外壳11和外壳安装板13围设形成空间内。本实施例中，舱体外壳11设置为一端开口的结构，从而减少结合面，简化密封区域；外壳安装板13设置为阶梯状结构，且舱体外壳11开口端与外壳安装板13接触配合，并在二者的连接位置采用硅橡胶密封，从而确保转动舱体1内部的整体气密性，保证密封效果；本实施例提供的光电吊舱实现了防水、防尘、防盐雾的密封效果，能够适应多场合的工作要求，且该光电吊舱结构简单，装配拆卸方便，成本低，性价比高。
44.可选地，舱体外壳11设置为圆桶状，以提高工作时的抗风阻性能。
45.进一步地，光学载荷组件12包括光学载荷安装板121以及装设于光学载荷安装板121上的光学载荷122；光学载荷安装板121的两端分别连接于舱体外壳11和外壳安装板13，光学载荷安装板121和舱体外壳11的接口处采用胶密封。
46.本实施例中，光学载荷安装板121的一端设置有螺纹连接板，舱体外壳11通过螺钉连接于螺纹连接板，且接口处采用螺纹胶密封。光学载荷安装板121的另一端通过螺钉连接于密封板131，并通过筋板加强连接强度。
47.可选地，光学载荷122包括红外热像仪和可见光摄像机，以适应全天候工作，满足多种工作需求；舱体外壳11包括安装壳体、红外线视窗玻璃以及可见光视窗玻璃，红外线视窗玻璃和可见光视窗玻璃分别对应于红外热像仪和可见光摄像机的位置设置于安装壳体。本实施例中，通过对光学载荷安装板121加工公差的约束，保证光学载荷安装的光轴对中精度；并且，红外热像仪和可见光摄像机可以根据需求选择性地安装于光学载荷安装板121。
48.为了提高密封性，红外线视窗玻璃和可见光视窗玻璃与安装壳体的连接位置采用硅橡胶灌封；安装壳体可采用3d打印技术一体成型。
49.可选地，舱体外壳11和外壳安装板13围设形成空间内填充有氮气，从而实现光电吊舱整体轻量化设计，更好的满足无人装备长续航的要求。
50.参照图3，舱体外壳11的内壁面设置有限位凹槽111，光学载荷安装板121的侧端插设于限位凹槽111。示例性地，舱体外壳11的内侧面相对设置有两个限位凹槽111，光学载荷安装板121相对的两侧分别插入两个限位凹槽111内，从而加固光学载荷安装板121和舱体外壳11之间的连接强度，保证光电吊舱能够安全可靠的使用。
51.参照图4，外壳安装板13中部开设有通孔，外壳安装板13远离舱体外壳11的一端设置有密封套环14；连接于光学载荷组件12的导线4依次从通孔和密封套环14内穿出，密封套
环14的出线口处灌装有硅橡胶。光电吊舱工作过程中，转动舱体1需要相对于副连接件3转动，进而带动连接于光学载荷组件12的导线4随之转动，设置密封套环14并在密封套环14的出线口处灌装有硅橡胶，能够确保在转动舱体1在工作过程中的气密性，提高密封效果。
52.参照图5和图6，副连接件3呈l形，包括相连接的第一副连接件31和第二副连接件32；该光电吊舱还包括x轴力矩电机51，x轴力矩电机51固设于第一副连接件31，且x轴力矩电机51的输出端连接于外壳安装板13。本实施例中，x轴力矩电机51能够带动转动舱体1围绕x轴旋转，旋转角度范围为正负90
°
(水平向前为0
°
)。
53.进一步地，x轴力矩电机51呈中空结构，导线4依次从x轴力矩电机51、第一副连接件31以及第二副连接件32内穿出。
54.参照图5，第一副连接件31包括第一连接板311和第一密封盖312，第一连接板311上导线穿出端的端面围绕导线4的周向设置有第一密封槽3111，第一密封槽3111内灌注有硅橡胶，第一密封盖312覆盖于第一连接板311的端面，且覆盖于第一密封槽3111上。
55.具体地，第一副连接件31靠近外壳安装板13的端面设置有第一电机放置槽，x轴力矩电机51设置于第一电机放置槽内；第一电机放置槽的槽底开设有供导线4走线的通孔；导线4依次从x轴力矩电机51和第一电机放置槽槽底的通孔进入第二副连接件32。
56.参照图6，第二副连接件32包括第二连接板321和第二密封盖322，第二连接板321上导线穿入端的端面围绕导线4的周向设置有第二密封槽3211，第二密封槽3211内灌注有硅橡胶，第二密封盖322覆盖于第二连接板321的端面，且覆盖于第二密封槽3211上。
57.参照图7和图8，主连接件2呈l形，包括相连接的第一主连接件21和第二主连接件22；该光电吊舱还包括y轴力矩电机52，y轴力矩电机52固设于第一主连接件21，且y轴力矩电机52的输出端连接于副连接件3。本实施例中，y轴力矩电机52能够带动副连接件3围绕y轴旋转，旋转角度范围为正负35
°
(水平为0
°
)。
58.进一步地，y轴力矩电机52呈中空结构，从副连接件3穿出的导线4依次从y轴力矩电机52和第一主连接件21穿至第二主连接件22。
59.参照图7，第一主连接件21包括第三连接板211和第三密封盖212，第三连接板211上导线穿出端的端面围绕导线4的周向设置有第三密封槽2111，第三密封槽2111内灌注有硅橡胶，第三密封盖212覆盖于第三连接板211的端面，且覆盖于第三密封槽2111上。
60.具体地，第一主连接件21靠近副连接件3的端面设置有第二电机放置槽，y轴力矩电机52设置于第二电机放置槽内；第二电机放置槽的槽底开设有供导线4走线的通孔；导线4依次从y轴力矩电机52和第二电机放置槽槽底的通孔进入第二主连接件22。
61.参照图8，第二主连接件22包括第四连接板221和第四密封盖222，第四连接板221上导线穿入端的端面围绕导线4周向设置有第四密封槽2211，第四密封槽2211内灌注有硅橡胶，第四密封盖222覆盖于第四连接板221的端面，且覆盖于第四密封槽2211上。
62.本实施例通过将x轴力矩电机51和y轴力矩电机52设置为中空结构，以供导线4的走线，无需另外开设走线孔，从而降低密封难度，简化密封区域，提高装置的气密性；结构骨架支撑部分(主连接件2和副连接件3)采用航空铝合金材料，轻质且强度高；支撑骨架内部采用了中空设计，不影响强度的同时，方便走线，减轻质量；结构骨架支撑部分通过多组密封槽和密封盖相配合，并在密封槽内灌注硅橡胶，进一步保证密封效果；而非强度支撑部分采用3d打印一体化成型的技术，可以兼容复杂的外形，且材质轻，强度满足要求。
63.进一步地，该光电吊舱还包括z轴旋转电机53和减震基座6，z轴旋转电机53固设于减震基座6，且z轴旋转电机53的输出端连接于第二主连接件22。本实施例中，z轴旋转电机53能够带动主连接件2围绕z轴进行360
°
的自由旋转。
64.本实施例中，减震基座6包括基座61、安装板62以及连接于基座61和安装板62之间的空气阻尼器63，z轴旋转电机53连接于安装板62，基座61连接于所要安装的外部设备。通过空气阻尼器63能够实现光电吊舱多自由度的振动减益。
65.参见图9，第二主连接件22内设置有电路控制板，从转动舱体1、副连接件3以及第一主连接件21内穿出的导线4连接于电路控制板；z轴旋转电机53为空心结构，z轴旋转电机53内设置有导电滑环7，从电路控制板引出的导线4通过导电滑环7向外穿出。本实施例通过导电滑环7连接静止部分导线和运动部分导线，避免在光电吊舱工作的过程中出现导线缠绕的问题，保证工作过程安全可靠。
66.本实用新型提供的轻量化三防光电吊舱具有以下优势：
67.1、气密性好，能够适应战争巷战、海上盐雾、陆上扬尘等多种极端场合；
68.2、转动舱体1内填充氮气，光电吊舱整体轻量化设计，更好的满足无人装备长续航的要求；
69.3、通过三组力矩电机平衡外界扰动，并通过空气阻尼器63实现光电吊舱多自由度的振动减益，能够稳定的实现多自由度、宽范围的视野观察；
70.4、集合了红外热像仪和可见光摄像机，能够满足全天候、多场景的任务需求，且红外热像仪和可见光摄像机可根据需求装卸，支持各功能的删减；
71.5、结构简单，装配拆卸方便，采用单元模块化设计，成本低，性价比高。
72.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。