一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的制作方法

本实用新型涉及一种实验装置，特别涉及一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置。

背景技术：

模型火箭发射试验设备可模拟火箭点火、上升过程的运动状态等，在航天领域和科教领域有着广泛需求。

目前，常规的模型火箭由筒段、头锥、尾段、尾翼、发动机及固定架、降落伞等模块组成，发射后仅能目测飞行高度，无法获取第一手的飞行数据，也无法获取第一人称视角的飞行图像。如果在模型火箭上搭载摄像头和航电设备则能使用户获得更详尽的飞行图像和飞行数据，大大提高了模型火箭的观赏性和科技含量。因为模型火箭空间小且不能承重太大，对于搭载在其上的设备也在大小和重量上有着严格的要求，现有技术中的模型火箭没有合适的搭载装置，简单装载会造成重心控制效果差、隔振效果差、测量数据误差偏大等问题，不能满足监视设备和测量仪器的工作环境要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置，以解决现有技术中模型火箭摄像头和航电设备装载装置重心控制效果差、隔振效果差、测量数据误差偏大，不能满足监视设备和测量仪器工作环境要求的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置，所述装载装置为圆柱体，包括：第一底面、第二底面和侧面；

所述第一底面上设置有头锥卡槽，用于与所述模型火箭的头锥卡接；所述第二底面上设置有筒段卡槽，用于与所述模型火箭的筒段卡接；

在所述装载装置上设置有第一横隔板和第二横隔板，分别位于所述装载装置在侧面的不同高度的横截面上；所述第一横隔板靠近所述第一底面，所述第二横隔板靠近所述第二底面；

所述第一横隔板、所述第一底面、所述侧面围成的第一空间里设置有通信舱，所述通信舱装载有通信发射机；

所述第一横隔板、所述第二横隔板、所述侧面围成的第二空间里设置有电源舱和摄像头舱，所述电源舱设置有电源，所述摄像头舱装载有摄像头；

所述第二横隔板、所述第二底面、所述侧面围成的第三空间里设置有惯性仪器舱，所述惯性仪器舱装载有惯性测量仪器；

所述通信舱、所述电源舱、所述摄像头舱和所述惯性仪器舱在所述装载装置侧面都设有开口。

进一步的，

所述第一底面在远离第二底面的方向上延伸出第一圆柱形空心管，所述第一圆柱形空心管的直径小于所述装载装置的直径，使所述第一圆柱形空心管与所述装载装置的相交处形成环形台阶，所述第一圆柱形空心管即所述头锥卡槽；

所述第二底面在远离第一底面的方向上延伸出第二圆柱形空心管，所述第二圆柱形空心管的直径小于所述装载装置的直径，使所述第二圆柱形空心管与所述装载装置的相交处形成环形台阶，所述第二圆柱形空心管即所述筒段卡槽。

进一步的，所述惯性仪器舱中设置有卡槽，用于与所述惯性测量仪器卡接固定。

进一步的，所述装载装置的侧面在接近所述第二底面处具有向惯性仪器舱凸进的两个凸台，两个凸台对称分布于所述惯性仪器舱两侧，所述两个凸台各有一个向所述凸台本体内陷的所述卡槽，所述两个卡槽的位置相互对称。

进一步的，所述第一底面与所述装载装置的侧面相交处设有开口；在所述第一横隔板上，与所述摄像头舱对应的位置设有摄像头舱走线槽，所述摄像头舱走线槽旁边有一缺口；所述摄像头与所述通信发射机连接，所述惯性测量仪器与所述通信发射机采用并联电路连接。

进一步的，所述第一横隔板在所述通信舱对应位置的厚度加厚，所述第二横隔板在所述电源舱对应位置的厚度加厚；所述摄像头舱设有两个与所述第一横隔板和所述第二横隔板连接的侧壁。

进一步的，所述装载装置上设置有若干减重孔。

进一步的，所述减重孔分别设置于所述第一横隔板的加厚部位内和所述第二横隔板的加厚部位内，所述减重孔的延伸方向与所述第一底面平行，且分别穿透所述第一横隔板的加厚部位和所述第二横隔板的加厚部位；所述减重孔还分别设置于所述装载装置的侧面、所述摄像头舱对应的所述第二横隔板表面以及所述摄像头舱的侧壁内。

进一步的，所述装载装置采用高强度尼龙材料3D打印而成。

进一步的，所述惯性测量仪器包括陀螺仪、加速度计、地磁场传感器。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置具有以下优势：

本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置，包括：第一底面、第二底面和侧面；所述第一底面上设置有头锥卡槽，用于与所述模型火箭的头锥卡接；所述第二底面上设置有筒段卡槽，用于与所述模型火箭的筒段卡接；在所述装载装置上设置有第一横隔板和第二横隔板，分别位于所述装载装置在侧面的不同高度的横截面上；所述第一横隔板靠近所述第一底面，所述第二横隔板靠近所述第二底面。所述模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置结构设计合理，空间利用率高，重量小、重心控制效果好、隔振效果好，为用户获得更详尽、准确的飞行图像和飞行数据提供了良好的保障。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的东北轴测图；

图2为本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的后视图；

图3为本实用新型实施例所述的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置(未安装摄像头和航电设备状态)的东北轴侧图；

图4为本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的东南轴测图；

图5为本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的西南轴测图；

图6本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的西北轴测图。

附图标记：

1-第一底面；2-第二底面；3-侧面；4-头锥卡槽；5-筒段卡槽；6-第一横隔板；7-第二横隔板；8-通信舱；9-电源舱；10-摄像头舱；11-惯性仪器舱； 12-惯性仪器舱卡槽；121-第一卡槽；122-第二卡槽；13-第一凸台；14-第二凸台；15-第一开口；16-第二开口；17-摄像头舱走线槽；18-缺口；19-摄像头舱侧壁；20-第一加厚部位；21-第二加厚部位；22-第一减重孔组；23-第二减重孔组；24-第三减重孔组；25-第四减重孔组；26-第五减重孔；27-通信发射机； 28-电源；29-摄像头；30-惯性测量仪器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，其示出了本实用新型实施例所述的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的东北轴测图。该装载装置安装于模型火箭的头锥和筒段之间(图中未示出)，该装载装置包括：第一底面1、第二底面2和侧面3；所述第一底面1上设置有头锥卡槽4，用于与所述模型火箭的头锥卡接；所述第二底面2 上设置有筒段卡槽5，用于与所述模型火箭的筒段卡接；在所述装载装置上设置有第一横隔板6和第二横隔板7，分别位于所述装载装置在侧面3的不同高度的横截面上；所述第一横隔板6靠近所述第一底面1，所述第二横隔板7靠近所述第二底面2。所述第一横隔板6、所述第一底面1、所述侧面3围成的第一空间里设置有通信舱8，所述通信舱8装载有通信发射机27；所述第一横隔板6、所述第二横隔板7、所述侧面3围成的第二空间里设置有电源舱9和摄像头舱10，所述电源舱 9设置有电源28所述摄像头舱10装载有摄像头29；所述第二横隔板7、所述第二底面2、所述侧面3围成的第三空间里设置有惯性仪器舱11，所述惯性仪器舱11 装载有惯性测量仪器30；所述通信舱8、所述电源舱9、所述摄像头舱10和所述惯性仪器舱11在所述装载装置侧面3都设有开口。

其中，该装载装置头锥卡槽4和筒段卡槽5的设置使得本装载装置可以与模型火箭的头锥和筒段连接，有利于本装载装置在模型火箭本体内固定，与模型火箭成为一个整体，以防止在模型火箭高振动的飞行环境中该装载装置发生晃动或移动；所述摄像头舱10和所述通信舱8相邻的设计使摄像头29和通信发射机27的连接线路最短，有利于通信发射机采获取摄像头的图像数据，同时减轻线缆重量。通信发射机把获取到的图像数据调制为2.4G信号，所述信号通过地面接收机接收后通过USB电视棒即可在电脑上实时监视。其中所述电源28 为3.7V锂电池，同时为通信发射机、摄像头、惯性测量仪器供电，其电路连接线为杜邦线。另外，各舱室在所述装载装置侧面设置开口可以方便用户为各个舱室装载和拆卸航电设备，并且设置开口有利于所述装载装置减重。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置，包括：第一底面1、第二底面2和侧面3；所述第一底面1上设置有头锥卡槽4，用于与所述模型火箭的头锥卡接；所述第二底面2上设置有筒段卡槽5，用于与所述模型火箭的筒段卡接；在所述装载装置上设置有第一横隔板6和第二横隔板7，分别位于所述装载装置在侧面的不同高度的横截面上；所述第一横隔板6靠近所述第一底面1，所述第二横隔板7靠近所述第二底面2；所述第一横隔板6、所述第一底面1、所述侧面3围成的第一空间里设置有通信舱8，所述通信舱8设置有通信发射机；所述第一横隔板6、所述第二横隔板7、所述侧面3围成的第二空间里设置有电源舱9和摄像头舱10，所述电源舱9设置有电源，所述摄像头舱10设置有摄像头；所述第二横隔板7、所述第二底面2、所述侧面3围成的第三空间里设置有惯性仪器舱11，所述惯性仪器舱11设置有惯性测量仪器；所述通信舱8、所述电源舱9、所述摄像头舱10和所述惯性仪器舱11在所述装载装置侧面都设有开口。所述模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置将各个舱室巧妙融合在较小的装载装置中，结构设计合理，空间利用率高，能与火箭的头锥和筒段稳固结合。通过摄像头、电源、惯性测量仪器和通信发射机的合理部署，所述装载装置不仅能以第一人称实时记录飞行过程，并且能将视频发送给地面，而且能测试和记录飞行过程中的加速度、角速度、姿态等飞行数据，供事后分析。各功能舱室的开口设计方便摄像头和航电设备的取放，且整个装载装置重心控制效果好、隔振效果好，为用户获得更详尽、准确的飞行图像和飞行数据提供了良好的保障。

优选地，参照图1，所述第一底面1在远离第二底面2的方向上延伸出第一圆柱形空心管，所述第一圆柱形空心管的直径小于所述装载装置的直径，使所述第一圆柱形空心管与所述装载装置的相交处形成环形台阶，所述第一圆柱形空心管即所述头锥卡槽4；所述第二底面2在远离第一底面1的方向上延伸出第二圆柱形空心管，所述第二圆柱形空心管的直径小于所述装载装置的直径，使所述第二圆柱形空心管与所述装载装置的相交处形成环形台阶，所述第二圆柱形空心管即所述筒段卡槽5。

进一步参照图2，其示出了本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置的仰视图。可以清楚地看到，所述头锥卡槽4(即所述第一圆柱形空心管)与所述装载装置的第一底面1连接，且所述头锥卡槽4的直径小于所述第一底面1的直径，这样的设计使得所述装载装置可以更顺利、更牢固地与所述模型火箭的头锥卡接；所述筒段卡槽5也有同样的结构，所以也具有同样的优点。另外，所述头锥卡槽4和所述筒段卡槽5的圆柱形空心管结构也使得该装载装置减重。

优选地，参照图1，所述惯性仪器舱11中设置有卡槽12，用于与所述惯性测量仪器卡接固定。惯性测量仪器要准确测量火箭的飞行参数，如加速度和姿态的变化，需要对坐标系有一个准确的标定，而在惯性仪器舱中设置专用卡槽，使惯性测量仪器可以固定在惯性仪器舱中，保证了惯性测量仪器和火箭本体坐标系对齐，以防止惯性测量仪器在高振动的模型火箭飞行环境中发生移动从而使坐标系发生变化。

更优选地，进一步参照图3，其示出了本实用新型实施例所述的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置(未安装摄像头和航电设备状态)的东北轴测图。所述装载装置的侧面3在接近所述第二底面处具有向惯性仪器舱凸进的两个凸台，分别为第一凸台13和第二凸台14，两个凸台对称分布于所述惯性仪器舱两侧，所述两个凸台各有一个向所述凸台本体内陷的所述卡槽，分别为第一卡槽121和第二卡槽122，所述两个卡槽的位置相互对称。

如图3所示，所述第一凸台13中部向所述装载装置侧面方向呈半圆形凹进，所述第一卡槽121穿越所述半圆形凹进并在其长度方向贯通所述第一凸台13，所述第二凸台14并无半圆形凹进，所述第二卡槽122也在其长度方向贯通所述第二凸台14。

本实用新型中的所述惯性测量仪器可以为电路板和单片机形式，可以方便地插入第一卡槽121和第二卡槽122，且所述卡槽的尺寸与所述惯性测量仪器的尺寸可以相互配合。第一卡槽121和第二卡槽122的设计可以将惯性测量仪器很好地固定，有效防止惯性测量仪器在高振动的飞行环境中发生移动，保证了惯性测量单元和火箭本体坐标系对齐，确保了测量数据的准确性。

优选地，参照图1，所述第一底面1与所述装载装置的侧面3相交处设有第一开口15；进一步参照图2，所述开口15在所述装载装置上的对称位置处还设有第二开口16(第二开口16在图1中被头锥卡槽遮挡，从图3和另一个视角的西北轴测图图6中可以看到第二开口16)。进一步参照图4，图4示出了本实用新型提供的一种摄像头和航电设备的装载装置的东南轴测图，在所述第一横隔板6上，与所述摄像头舱10对应的位置设有摄像头舱走线槽17，所述摄像头舱走线槽17旁边有一缺口18；所述摄像头29和所述通信发射机27连接，所述惯性测量仪器30与所述通信发射机27采用并联电路连接。

在所述装载装置上增加第一开口15和第二开口16有减重的效果。摄像头舱走线槽17和缺口18位于所述摄像头舱的上部，所述摄像头和所述通信发射机连接，两者的连接线通过摄像头走线槽17及缺口18，进入摄像头舱10中，并将摄像头固定在摄像头舱10中。

所述摄像头和所述通信发射机相连，使所述摄像头采集到的飞行图像可以传输到所述通信发射机中，通信发射机将飞行图像又进一步发送到地面接收机中，从而使用户可以实时观看模型火箭的飞行图像。所述惯性测量仪器与所述通信发射机采用并联电路连接，两者共用一个电源，避免了使用多个电源造成所述装载装置承重过大。

优选地，所述第一横隔板6在所述通信舱8对应位置的厚度加厚，所述第二横隔板7在所述电源舱9对应位置的厚度加厚；所述摄像头舱10设有两个与所述第一横隔板6和所述第二横隔板7连接的侧壁19。

参照图3，第一横隔板6在通信舱8对应位置的厚度加厚，如图3中的第一加厚部位20，第二横隔板7在电源舱9对应位置的厚度加厚，如图3中的第二加厚部位21，这样的加厚设计一方面是为了使第一横隔板、第二横隔板具有更好的承托力去承托较重的通信发射机和电源，另一方面是为了方便设置减重孔。为摄像头舱10设置侧壁19，一方面是为了更好地将摄像头舱与其他舱室隔开，达到固定摄像头的目的，另一方面也是为了平衡所述装载装置的重量分布以平衡重心。

更优选地，所述装载装置上设置有若干减重孔。

参照图3，所述减重孔可以是图3中的横向减重孔组22、横向减重孔组23、减重孔组24、减重孔组25和一些纵向减重孔。本实用新型考虑到模型火箭搭载能力的限制，对整个装载装置进行减重优化，可以在保证设备重心分布的情况下做到结构紧凑，强度可靠。

更优选地，参照图3，所述减重孔分别设置于所述第一横隔板6的加厚部位20内和所述第二横隔板7的加厚部位21内，所述减重孔的延伸方向与所述第一底面1平行，且分别穿透所述第一横隔板6的加厚部位20和所述第二横隔板7的加厚部位21，如图3中的第一减重孔组22和第二减重孔组23；所述减重孔还设置在所述摄像头舱的侧壁内，如图3中的第三减重孔组24。参照图4，所述减重孔还分别设置于所述装载装置的侧面，如第四减重孔组25；进一步参照图5，其示出了本实用新型提供的一种摄像头和航电设备的装载装置的西南轴测图，可以更清楚的看到第四减重孔组25。参照图4，所述减重孔还设置于所述摄像头舱对应的所述第二横隔板表面，如第五减重孔26，所述第五减重孔 26从摄像头舱纵向向下，穿透所述惯性仪器舱的凸台13，使凸台13形成半圆形凹进。另外，图6示出了本实用新型提供的一种摄像头和航电设备的装载装置的西北轴测图，从图1-图6中还可以看到更多不同位置的减重孔，在此不再详述。总之，不同位置的、横向或纵向的减重孔不但有利于对整个装载装置进行减重优化，而且有利于平衡整个装载装置的重心，提高模型火箭飞行的平稳度。

优选地，所述装载装置采用高强度尼龙材料3D打印而成。尼龙具有优良的耐磨性、耐热性及电性能，机械强度高，能自熄，尺寸稳定性良好，而高强度尼龙因为添加了玻璃纤维、增韧剂等，材料的拉伸强度、弯曲强度、韧性有了大幅度的提高。选用高强度尼龙制作该装载装置，使整个装载装置的重量更轻，隔振效果增强，有利于其适应模型火箭发射、飞行、回收过程高振动的复杂力学环境。因为该装载装置的结构复杂精细，使用传统的机床和模具工艺制作很难达到设计标准，而3D打印能做到较高的精度和很高的复杂程度，可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件，所以优选采用3D打印制作该装载装置。

优选地，所述惯性测量仪器包括陀螺仪、加速度计、地磁场传感器。使用这些仪器能够快速求解出模型火箭的实时运动姿态，包括三维的加速度、角速度、磁场和角度等。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置，包括：第一底面、第二底面和侧面；所述第一底面上设置有头锥卡槽，用于与所述模型火箭的头锥卡接；所述第二底面上设置有筒段卡槽，用于与所述模型火箭的筒段卡接；在所述装载装置上设置有第一横隔板和第二横隔板，分别位于所述装载装置在侧面的不同高度的横截面上；所述第一横隔板靠近所述第一底面，所述第二横隔板靠近所述第二底面；所述模型火箭的摄像头及航电设备的装载装置将各种舱室巧妙融合在较小的装载装置中，结构设计合理，空间利用率高，能与火箭的头锥和筒段稳固结合。通过摄像头、电源、惯性测量仪器和通信发射机的合理部署，所述装载装置不仅能以第一人称实时记录飞行过程，并且能将视频发送给地面，而且能测试和记录飞行过程中的加速度、角速度、姿态等飞行数据。且整个装载装置重心控制效果好、隔震效果好，为用户获得更详尽、准确的飞行图像和飞行数据提供了良好的保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。