In luftiger Höhe: Kamera-stabilisierung mit maxon Antrieben

Bilder aus der Luft können für eine Vielzahl von Branchen und Unternehmen grosse Vorteile bringen. Meist werden erst von oben Dinge sichtbar, die man vom Erdboden aus nicht erkennen kann. Antriebe von maxon motor werden bei Kamerastabilisierungssystemen eingesetzt. 

Das Halo 2000 von Photo Higher ist ein Drei-Achsen-Kamerastabilisierungssystem aus 100 Prozent Carbonfaser. Für die Stabilisierung werden Motoren und Servosteuerungen von maxon eingesetzt. Bild © Photo Higher

Bergbauunternehmen erkunden beispielsweise Bergwerke aus der Luft, Öl- und Gasförderer überprüfen aus der Luft ihre Bohrinseln und Energieversorger ihre Hochspannungsleitungen. All diese Anwendungen haben eine grosse Herausforderung gemeinsam: Bei oft widrigen Umgebungsbedingungen muss die Kamera gegen den Wind, die entstehenden Turbulenzen und die Vibrationen des sie tragenden Luftfahrzeugs in stabiler Position gehalten werden. Dies ist der Einsatzbereich einer hochpräzise arbeitenden kardanischen Aufhängung zur Stabilisierung der Kamera. Mit dieser Aufhängung steht dem Nutzer eine stabile und ebene Plattform zur Verfügung, mithilfe derer sich ohne Störung Luftbilder von allerhöchster Qualität anfertigen lassen.

Das neuseeländische Unternehmen Photo Higher mit Sitz in Wellington hat sich auf die Konstruktion, Entwicklung und Fertigung hochpräziser kardanischer Kameraaufhängungen für senkrechtstartende Drehflügler-Drohnen spezialisiert. Die Aufhängungen von Photo Higher zeichnen sich durch geringes Gewicht, Leichtgängigkeit und hohe Stabilität aus. Ein Kernstück ist die Antriebseinheit der Stabilisierungsplattform, für die das Unternehmen kleine bürstenlose Gleichstrom-Servomotoren verwendet. Gegenstand der ursprünglichen Anforderung an die Antriebseinheit war eine spielfreie Servomotor-Getriebe-Kombination mit 40 min-1 und einem Ausgangsdrehmoment von 2 Nm. Das Gesamtgewicht von Motor und Getriebe durfte 100 g, die Gesamtlänge 50 mm nicht überschreiten.

Energieeffizienz für lange Erkundungsflüge

Bei Drohnenanwendungen spielt in der Regel der Energieverbrauch eine wichtige Rolle. Mit höherer Leistungsdichte und höherer Effizienz weisen die bürstenlosen Gleichstrom-Servomotoren von maxon im Vergleich zu anderen Motoren einen geringeren Energieverbrauch auf, und die Drohne kann länger in der Luft bleiben. Nach etlichen Versuchen mit diversen Antriebseinheiten, unter anderen dem Einsatz eines Winkelgetriebes, welches sich letztendlich als zu schwer erwies, wurde schliesslich eine ideale Lösung gefunden: der flache bürstenlose Gleichstrom-Servomotor maxon EC 32 flat, der die kardanische Aufhängung direkt antreibt. Dieser an die Bedürfnisse des Kunden angepasste Antrieb besitzt eine flache und kompakte Form und erfüllt die Anforderungen in Bezug auf Drehzahl und Drehmoment. Am wichtigsten ist jedoch der spielfreie Ausgang, der die Antriebe für den Einsatz in kardanischen Kameraaufhängungen zur perfekten Lösung macht. Unabhängig von Marke und Modell der verwendeten Kamera kann der Endnutzer bei der neuen Konstruktion die Aufhängung immer nachjustieren und den Schwerpunkt des gesamten Systems einstellen. Bei einem gut ausbalancierten System ermöglichen die Gleichstrom-Servomotoren bei minimalem Energieverbrauch schnelles Beschleunigen und gutes Ansprechverhalten.

Neben den bürstenlosen Gleichstrom-Servomotoren für die verschiedenen Kameraaufhängungen verwendet Photo Higher auch eine kundenspezifische maxon Servosteuerung für die Gleichstrommotoren. Einige Merkmale, darunter Platinenform, Steuerparameter, Verstärkung und Stecker, wurden speziell an die besonderen Gegebenheiten dieser Anwendung angepasst. Die Kameraaufhängungen der Modellreihen AV und Halo von Photo Higher wurden für anspruchsvolle Anwendungen entwickelt. So kann das System auch für Filmaufnahmen verwendet werden. In Kombination mit einer Drohne kann der Nutzer schnell hochauflösende Luftbilder und Geodaten erhalten. Neben Drohnen eignen sich auch Hubschrauber, Luftschiffe, Kräne, Boote usw. als Einsatzplattform für kardanische Kameraaufhängungen.