一种航空摄影装置

技术领域

本发明涉及航拍设备领域，具体而言，涉及一种航空摄影装置。

背景技术

航空摄影，又称航拍，是指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影器摄取地面景物像片的技术。随着经济的飞速发展，信息技术发展日新月异，无人机也推陈出新，目前，无人机大量被用于摄像、拍照，比如绘测地形模型等，在航测过程中，无人机上安装的航测装置发挥了巨大作用，但是现有的航空摄影因结构限制，摄像头摄影角度限制，不能够及时多角度的全面了解目标区域的现实情况。

经研究发现，现有的航空摄影装置存在如下缺点：

拍摄范围窄，拍摄效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空摄影装置，其能够提高航拍范围，航拍效率高。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供一种航空摄影装置，包括：

飞行器、摄影器、支架和驱动机构，支架与飞行器连接，摄影器与支架转动连接；驱动机构包括驱动叶片、转动轴和联动单元，驱动叶片与转动轴连接，转动轴与支架转动连接，转动轴通过联动单元与摄影器连接，驱动叶片用于在飞行器飞行时带动转动轴转动，并通过联动单元将转动轴的旋转运动转换为摄影器相对于支架的往复摆动运动。

在可选的实施方式中，摄影器包括摄影器本体和均与摄影器本体连接的第一连接单元和第二连接单元，支架与第一连接单元转动绕第一轴线连接，联动单元与第二连接单元绕与第二轴线转动连接，第一轴线与第二轴线平行。

在可选的实施方式中，联动单元包括传动轮、环套、限位套和定向杆，环套套设在传动轮外且二者同圆心设置；转动轴与传动轮连接且二者偏心设置；限位套设有限位滑道，限位套与支架连接；定向杆的一端与环套转动连接，定向杆与限位滑道滑动配合，且定向杆与限位滑道在定向杆的周向上相对固定，定向杆的另一端与第二连接单元转动连接；转动轴用于带动传动轮转动，以带动环套摆动，从而带动定向杆相对于限位套滑动，进而通过定向杆带动摄影器本体相对于支架摆动。

在可选的实施方式中，传动轮设有插槽，插槽的槽壁设有第一键槽，转动轴的外周壁设有第二键槽，转动轴插接于插槽中并通过同时卡接于第一键槽和第二键槽中的连接键连接，以使转动轴与传动轮在转动轴的周向上相对固定。

在可选的实施方式中，定向杆的横截面形状为非圆形，对应的，限位滑道的横截面形状为非圆形；其中，定向杆的横截面为垂直于定向杆的长度方向的平面；限位滑道的横截面为垂直于限位滑道的长度方向的平面。

在可选的实施方式中，摄影器本体设有导槽，第二连接单元设置为转接头，转接头与导槽沿垂直于第二轴线的方向滑动配合，转接头与定向杆远离环套的一端转动连接；定向杆用于驱动转接头运动，以使转接头在限位滑道中滑动的同时带动摄影器本体摆动。

在可选的实施方式中，限位滑道设置为燕尾槽或“T”形槽。

在可选的实施方式中，航空摄影装置还包括驱动电机，驱动电机与飞行器连接，驱动电机的输出轴与传动轮连接，且与转动轴同轴设置，驱动电机用于带动传动轮转动。

在可选的实施方式中，航空摄影装置还包括转接单元，转接单元与传动轮连接，转动轴以及驱动电机的输出轴均与转接单元连接，且转动轴的扭矩终止于转接单元，以在转动轴通过转接单元带动传动轮转动时，输出轴保持静止；驱动电机的扭矩终止于转接单元，以在输出轴通过转接单元带动传动轮转动时，转动轴保持静止。

在可选的实施方式中，转接单元包括转接筒，转接筒的内筒壁设有在转接筒的轴线上间隔排布的第一棘齿环和第二棘齿环；转接筒贯穿传动轮并与传动轮偏心设置，转接筒与传动轮在转接筒的周向上保持相对固定；转动轴上设有第一棘爪，第一棘爪用于与第一棘齿环啮合，仅用于带动转接筒沿预设旋转方向转动；输出轴上设有第二棘爪，第二棘爪与第二棘齿环啮合，仅用于带动转接筒沿预设旋转方向转动。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供了一种航空摄影装置，在利用飞行器带动摄影器在空中进行拍摄作业时，在风力的作用下，驱动叶片转动，驱动叶片带动转动轴转动，从而通过转动轴以及联动单元带动摄影器运动，摄影器能够相对于支架绕二者的转动连接位置处往复地摆动，如此，在摄影器摆动过程中，其摄像头同步进行摆动运动，摄像头的摄像范围扩大，能够采集更加全面、广泛的图像信息，并且提高了航拍作业的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例的航空摄影装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的驱动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例的航空摄影装置的部分结构示意图；

图4为本发明实施例的转接单元的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例的转接单元的一视角的结构示意图；

图6为本发明实施例的转接单元的另一视角的结构示意图。

图标:

100-飞行器；101-支架；102-转动销；200-摄影器；201-摄像头；202-导槽；203-转接头；300-驱动机构；301-转动叶片；302-转动轴；303-传动轮；304-环套；305-限位套；306-定向杆；500-驱动电机；501-输出轴；600-转接单元；601-转接筒；602-第一棘齿环；603-第二棘齿环；604-第一棘爪；605-第二棘爪。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有的航拍装置，在无人机上设置摄像头201，无人机在设定航线上飞行，利用摄像头201采集设定区域的图像信息。摄像头201的采集范围是一定的，拍摄角度仅随着无人机的飞行路线的改变而相应的改变，如此，摄像头201的摄像范围窄，降低拍摄效率。

请参阅图1-图6，鉴于此，设计者设计了一种航空摄像装置，摄影器200的摄像头201不仅随着飞行器100的航线的改变而调整拍摄角度，还能够在飞行器100飞行过程中利用风力调整角度，摄影范围广，提高航拍效率。

本实施例中，航空摄影装置包括飞行器100、摄影器200、支架101和驱动机构300，支架101与飞行器100连接，摄影器200与支架101转动连接；驱动机构300包括驱动叶片、转动轴302和联动单元，驱动叶片与转动轴302连接，转动轴302与支架101转动连接，转动轴302通过联动单元与摄影器200连接，驱动叶片用于在飞行器100飞行时带动转动轴302转动，并通过联动单元将转动轴302的旋转运动转换为摄影器200相对于支架101的往复摆动运动。

本实施例中，在利用飞行器100带动摄影器200在空中进行拍摄作业时，在风力的作用下，驱动叶片转动，驱动叶片带动转动轴302转动，从而通过转动轴302以及联动单元带动摄影器200运动，摄影器200能够相对于支架101绕二者的转动连接位置处往复地摆动，如此，在摄影器200摆动过程中，其摄像头201同步进行摆动运动，摄像头201的摄像范围扩大，能够采集更加全面、广泛的图像信息，并且提高了航拍作业的效率。

本实施例中，可选的，飞行器100可以是无人机。

本实施例中，可选的，支架101设置为铝合金支架101，在满足强度的同时，质量轻，减小飞行器100的负载，降低飞行器100的功耗，且不易影响飞行器100的飞行稳定性。支架101包括两个支撑单元和一个连接杆，每个支撑单元包括两根斜杆，两根斜杆的一端与飞行器100的底部连接，且在飞行器100的宽度方向上具有间距，另一端均与连接杆连接。两个支撑单元在飞行器100的长度方向上具有间距，且连接杆沿飞行器100的长度方向延伸，连接杆位于飞行器100的宽度方向的中部位置。每个支撑单元与连接杆均构成三角架结构，稳定可靠。连接杆上设置有轴承，轴承的外圈与连接杆固定连接，转动轴302穿设在轴承的内圈中。

本实施例中，可选的，转动轴302设置为空心轴，转动轴302上设置有三个转动叶片301，每个转动叶片301均为弧形片，三个转动叶片301在转动轴302的周向上均匀间隔排布，在飞行器100飞行过程中，三个转动叶片301面向飞行器100的前方，受到的风力作用大，便于通过三个转动叶片301带动驱动轴转动。

通过将转动轴302设置为空心轴，减小整体重量。转动轴302直接穿设在轴承的内圈中，装配便捷。应当理解，为了提高转动轴302转动过程中的稳定性，可以在连接杆上设置多个同轴线设置的轴承，转动轴302同时穿设于多个轴承中。

本实施例中，可选的，联动单元包括传动轮303、环套304、限位套305和定向杆306，环套304设有圆孔，传动轮303为圆形轮，环套304套设在传动轮303外且二者同圆心设置。转动轴302与传动轮303连接且二者偏心设置；限位套305设有限位滑道，限位套305与支架101连接；定向杆306的一端与环套304转动连接，定向杆306与限位滑道滑动配合，且定向杆306与限位滑道在定向杆306的周向上相对固定，定向杆306的另一端与第二连接单元转动连接；转动轴302用于带动传动轮303转动，以带动环套304摆动，从而带动定向杆306相对于限位套305滑动，进而通过定向杆306带动摄影器200本体相对于支架101摆动。

进一步的，传动轮303设有插槽，插槽的槽壁设有第一键槽，转动轴302的外周壁设有第二键槽，转动轴302插接于插槽中并通过同时卡接于第一键槽和第二键槽中的连接键连接，以使转动轴302与传动轮303在转动轴302的周向上相对固定。

进一步的，定向杆306的横截面形状为非圆形，对应的，限位滑道的横截面形状为非圆形；其中，定向杆306的横截面为垂直于定向杆306的长度方向的平面；限位滑道的横截面为垂直于限位滑道的长度方向的平面。应当理解，限位滑道的横截面形状可以为矩形、椭圆形等。显然，定向杆306的横截面可以设置为与限位滑道的横截面相匹配的矩形或椭圆形等。定向杆306与限位滑道滑动配合，二者的横截面设置为非圆形，如此，定向杆306在限位滑道中仅相对于限位滑道沿限位滑道的延伸方向往复滑动，而不会相对于限位滑道转动，定向杆306不会使摄影器200产生扭矩，摄影器200摆动更加稳定。

应当理解，在其他实施例中，限位滑道可以设为通孔，定向杆306与通孔滑动配合即可。显然，通孔的横截面可以设置为非圆形。

此外，限位套305可以与飞行器100的底部连接，或者，限位套305与连接杆连接，限位套305上限位滑道的延伸方向沿垂直于飞行器100底部的方向，也即飞行器100水平飞行时，限位滑道为竖向设置。

本实施例中，可选的，摄影器200包括摄影器200本体、第一连接单元和第二连接单元。摄影器200本体的顶部设有导槽202，导槽202可以为燕尾槽或“T”形槽；当摄影器200本体与飞行器100装配后，导槽202沿飞行器100本体的长度方向延伸。第一连接单元设置为凸耳，凸耳上设置有插孔，第一连接单元与摄影器200本体的顶部连接。连接杆上设置有安装座，安装座上设置有通孔，凸耳和安装座配合，二者通过转动销102实现转动连接。转动销102的轴线垂直于连接杆且平行于飞行器100的底面，也即摄影器200本体绕转动销102的轴线与支架101转动配合，转动销102的轴线可以称作第一轴线。第二连接单元设置为转接头203，转接头203与导槽202沿导槽202的延伸方向滑动配合，且转接头203与定向杆306远离环套的一端转动连接，二者的转动轴302线为第二轴线，第一轴线和第二轴线平行。当定向杆306相对于限位滑道上下往复滑动时，定向杆306带动转接头203在导槽202中滑动时，定向杆306与转接头203相对转动，并且转接头203带动摄影器200本体绕第一轴线往复摆动，从而在飞行器100飞行过程中调整摄影器200本体的摄影角度。由于转接头203与定向杆306转动连接，且转接头203与导槽202滑动配合，在定向杆306上下往复滑动以带动摄影器200本体摆动时，定向杆306与摄影器200本体不会产生干涉，摄影器200本体运动平稳可靠。

在其他实施例中，航空摄像装置还包括驱动电机500，驱动电机500与飞行器100连接，驱动电机500的输出轴501与传动轮303连接，且与转动轴302同轴设置，驱动电机500用于带动传动轮303转动。如此，在转动叶片301带动摄影器200本体摆动的传动结构受阻时，可以通过驱动电机500直接带动传动轮303转动，从而通过传动轮303、环套304、限位套305和定向杆306的配合结构带动摄影器200本体往复摆动。也即，本实施例提供的摄影器200本体可以在联动单元的带动下往复上下摆动，显然，在其他实施例中，联动单元可以使摄影器200本体左右摆动。

进一步的，航空摄影装置还包括转接单元600，转接单元600与传动轮303连接，转动轴302以及驱动电机500的输出轴501均与转接单元600连接，且转动轴302的扭矩终止于转接单元600，以在转动轴302通过转接单元600带动传动轮303转动时，输出轴501保持静止；驱动电机500的扭矩终止于转接单元600，以在输出轴501通过转接单元600带动传动轮303转动时，转动轴302保持静止。如此设计，传动轮303单独通过驱动电机500或转动轴302带动，例如，通过驱动电机500带动传动轮303转动时，转动轴302不会转动，也即驱动电机500的扭矩不会直接传递至转动轴302，减小功耗。或者，通过转动轴302带动传动轮303转动时，驱动电机500的输出轴501不会转动，也即转动轴302的扭矩不会直接传递至驱动电机500的输出轴501，降低能量损耗。

进一步的，转接单元600包括转接筒601，转接筒601的内筒壁设有在转接筒601的轴线上间隔排布的第一棘齿环602和第二棘齿环603；转接筒601贯穿传动轮303并与传动轮303偏心设置，转接筒601与传动轮303在转接筒601的周向上保持相对固定；转动轴302上设有第一棘爪604，第一棘爪604用于与第一棘齿环602啮合，仅用于带动转接筒601沿预设旋转方向转动；输出轴501上设有第二棘爪605，第二棘爪605与第二棘齿环603啮合，仅用于带动转接筒601沿预设旋转方向转动。换句话说，当通过转动轴302沿预设旋转方向转动时，第一棘爪604与第一棘齿环602啮合，从而带动转接筒601转动，从而通过转接筒601带动传动轮303沿预设旋转方向转动，而此时，转接筒601沿预设旋转方向转动时，第二棘齿随转接筒601一起沿预设旋转方向转动，第二棘齿与第二棘爪605未啮合，第二棘爪605不会随第二棘齿一起转动，从而避免输出轴501一起转动。同理，第二棘爪605与第二棘齿环603啮合时，第二棘爪605能够在输出轴501的驱动下带动第二棘齿沿预设旋转方向转动，而第一棘齿环602不会带动第一棘爪604转动，转动轴302不会一起转动。

本实施例提供的航空摄影装置，摄影器200能够在飞行器100飞行时往复摆动，摄影面积大，范围广，作业效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。