Mikroschrittmotoren für Kreiselstabilisator-Antriebe

Kamerasysteme für kleine Fluggeräte (sogenannte Drohnen) benötigen
für scharfe, wackelfreie Aufnahmen eine gyroskopisch beruhigte Aufhängung. ­
Ein dazu neuentwickelter, sehr leichter Kreiselstabilisator arbeitet mit Kleinschrittmotoren. Damit sind exakte Bilder bei geringem Eigengewicht des Kamerasystems möglich.

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Scharfe, wackelfreie Bilder und Filmaufnahmen gelingen am besten mit einem Stativ. Bereits bei Aufnahmen mit langsamer Bewegung wird das Bild unscharf. Noch extremer werden die Verzerrungen, wenn die Kamera in einem Fahrzeug oder gar Flugzeug angebracht ist. Vor allem bei kleinen Flugzeugen, beispielsweise den sogenannten Drohnen, die bei geringer Eigenmasse kaum eine selbsttätige Dämpfung gegen Wackeln bieten, sind Aufnahmegeräte auf eine zusätzliche Stabilisierung ­angewiesen. Eine kardanische, kreiselstabilisierte Montageplattform schafft hier Abhilfe. Sie darf aber nicht zu schwer ausfallen, schliesslich soll das Miniflugzeug beziehungsweise die Aufklärungsdrohne ja noch zügig abheben können. Kleinantriebe mit angepasstem Getriebe bieten hier die geeignete Lösung für eine leichte und zuverlässige (Kreisel-)Stabilisierung.

Im militärischen Bereich werden gerne unbemannte Flugzeuge (Drohnen) eingesetzt, um Aufklärungsarbeit zu leisten. Kosten grosse Drohnen aber schnell mal 2 bis 5 Mio. Euro, können kleinere Leicht- und Ultraleichtdrohnen schon für wenige zehn- bis hunderttausend Euro erstanden werden. Daher setzen zunehmend auch nichtmilitärische Anwender wie etwa Kartographen, Archäologen und verschiedene industrielle Explorationskonzepte auf diese flexiblen Aufklärer. Klein und preiswert be­deutet aber leider auch geringe Zuladung.

Die wichtigste Komponente für scharfe Bildaufnahmen im Flug ist nebst der Kamera die stabilisierte Montageplattform. Normale Stabilisierungen auf Kreiselbasis sind meist zu schwer für kleine Fluggeräte. Für diesen speziellen Einsatzzweck hat darum die Hood Technology Corp. aus Hood River, Oregon, eine neue Leichtbauweise entwickelt. Zusammen mit den Antriebsspezialisten von Micromo Electronics, einem Mitglied der Faulhaber-Gruppe, konn­te die Kreiselstabilisierung den kleinen Fliegern angepasst werden.

Neue Montageplattform mitlediglich 500 Gramm

Deutlich reduzierte Kosten bei Kauf und Unterhalt sprechen für immer kleinere mobile Drohnen, was auch einen grösseren Kundenkreis erlaubt. Damit diese Kleinflugzeuge oder Kleinhubschrauber mit durchschnittlich lediglich etwa 15 kg Gewicht auch über Stunden ihre Aufgabe erfüllen können, müssen sie eine lange Flugzeit erreichen. Der benötigte Treibstoff bringt aber Gewicht, das dann bei der Nutzlast fehlt. Kiloschwere kreiselstabilisierte Montageplattformen sind daher absolut ungeeignet.

Moderne CCD-Kameras bauen klein, leicht und benötigen nur wenig Strom. Das ist ideal für die Miniflieger. Da auch die Mechanik inzwischen grosse Fortschritte gemacht hat, kann eine neu entwickelte Montageplattform nun ebenfalls mit deutlich geringerem Gewicht auftrumpfen. Geringe Massen mit hoher Drehzahl erlauben eine ebenso gute Dämpfung wie bisherige schwere Kreisel. So bietet die erste, nur 500 g schwere Montageplattform für bis zu 200 g Nutzlast eine stabile Grund­lage. Dank kardanischer Aufhängung kann die innen montierte Kameraführung unabhängig von der Stabilisierung bewegt werden. Stromversorgung und Datentransfer laufen über leichtgängige Schleifringe. Für die erforderliche gleichförmige Bewegung der Kreisel und eine feinfühlig steuerbare Kameraführung sorgen zuverlässig Minischrittmotoren.