[实用新型]基于MPU6050姿态传感器的电子机械稳定跟踪平台

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种跟踪平台，特别是涉及一种基于MPU6050姿态传感器的电子机械稳定跟踪平台。

背景技术：

精密稳定跟踪平台以实时检测平台姿态和位置变化为手段，通过一系列的电子机械传动机构精确保持动态姿态基准，利用图像探测设备实现对移动目标的自动跟踪，由于它有效地隔离了载体本身扰动，在航空侦查、海底探测、精密设备的检测等领域得到了广泛的应用。

由于能隔离载体导弹、飞机、战车、舰船扰动,不断测量平台姿态和位置的变化,精确保持动态姿态基准,并通过图像探测设备实现对机动目标自动跟踪,所以在现代武器系统中得到了广泛的应用。例如在弹箭制导导引头中,要求跟随主稳定的目标瞄准线能够隔离弹体角运动对武器射击线的扰动,通过安装在稳定跟踪平台上的图像探测装置获取稳定的目标图像,为大视场目标捕获和小视场目标识别与跟踪提供测量和计算基准,提高在行进间的发射命中率坦克、装甲战车等地面车辆需要频繁机动、停止、快速瞄准和行进间射击,其作战平台不仅应具有高度的机动能力,还应具备运动间稳定瞄准、跟踪、射击能力,稳定跟踪平台可用于安装昼视、夜视、测距功能三合一的观瞄设备,获取稳定的视场,使观察者能清楚地洞察战场情况雷达的天线体积庞大,经常受到各种各样的干扰,为了使其按预定规律搜索或实现目标跟踪,需要稳定系统来隔离这些干扰。在航空侦察摄影观测设备、机载目标指示器、空间遥感探测和海底声纳探测等深海作业场合,稳定跟踪平台都得到了广泛的应用。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可以拆解、通过摄像设备在X轴、Y轴、Z轴三个自由度方向的移动，实现摄像设备对目标物体的跟踪，具有体积小、精度高、成本低的基于MPU6050姿态传感器的电子机械稳定跟踪平台。

本实用新型的技术方案是：一种基于MPU6050姿态传感器的电子机械稳定跟踪平台，包括载机底座、驱动机构、传感器、控制器和摄像设备，所述设置在载机底座上的驱动机构与摄像设备连接，所述控制器与传感器连接并设置在载机底座上，所述驱动机构包括支架、连接板和驱动电机，所述驱动电机包括俯仰电机、滚转电机和偏转电机，所述连接板包括俯仰连接板、滚转连接板和偏转连接板，所述支架设置在载机底座上并与俯仰电机连接，所述俯仰电机通过俯仰连接板与滚转电机连接，所述滚转电机通过滚转连接板与偏转连接板连接，所述偏转连接板通过偏转电机与摄像设备连接，所述偏转电机与摄像设备之间设置有固定平台，所述传感器设置在固定平台上,所述驱动电机与电机驱动模块和电机测速模块连接，所述电机驱动模块和电机测速模块与控制器连接，所述控制器与电源模块连接。

所述俯仰连接板的一端设置有滚转电机固定板，所述偏转连接板为Z形结构，且与滚转连接板通过螺钉连接，所述俯仰电机与俯仰连接板之间设置有传动机构，所述滚转电机与滚转连接板之间设置有传动机构，所述偏转电机与固定平台之间设置有传动机构。

所述俯仰电机、滚转电机和偏转电机均为空心轴三相直流无刷电机，且均设置有电机测速模块。

所述电机测速模块包括A3144霍尔传感器、磁钢和LM393电压比较器，所述霍尔传感器设置在驱动电机上，且与LM393电压比较器连接，所述磁钢设置在传动机构上。

所述控制器为STM32F103RCT6单片机，所述传感器为MPU6050，所述电机驱动模块为SI4599芯片，所述电源模块包3S电池、78D33芯片和IRF9328芯片。

所述3S电池供电电压为12V，所述78D33芯片与3S电池连接并输出3V电压，所述IRF9328芯片与3S电池连接并输出12V电压。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型MPU-6050姿态传感器实时将固定平台姿态的变化传送给控制器，控制器依据PID算法输出控制信号，用来控制三个电机转向及转速，电机带动传动机构实现摄像设备在X轴、Y轴、Z轴三个自由度方向的移动，从而实现跟踪功能、具有体积小、精度高、成本低等特点。

2、本实用新型摄像设备在俯仰电机（X轴）、滚转电机（Y轴）和偏转电机（Z轴）方向上运动，使固定平台上携带的设备在地理坐标系上保持稳定，以消除由平台载机引起的相移，提高稳定性。

3、本实用新型传感器以MPU6050为核心元件，它集成了3轴MEMS陀螺仪、3轴MEMS加速度计，同时自带数字运动处理功能，从而减少了MCU复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷，可以直接从DMP寄存器中读出处理结果，响应速度快，体积小。