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近年来，随着无人机技术的飞速发展，无人机开始在各领域得到广泛的应用。作为无人机中特殊的一支，多旋翼无人直升机以其结构简单，造价亲民，操控性好等众多优点成为无人机家族中的一颗新星。而具有结构紧凑，减振性强的小型两轴云台很好的贴合了多旋翼无
人机的要求，已经成为众多多旋翼无人直升机的选择。作为多旋翼无人直升机平台上的重要部件，小型两轴光电平台的各部分零件的刚度和强度显得尤为重要，刚度或强度的不足将直接影响到平台的成像质量，甚至会影响到成像载荷的安全。如今，计算机仿真模拟技术已经在越来越多的设计领域发挥其重要作用。通过计算机有限元分析模拟技术，验证设计中的两轴云台的刚度及强度，并对其进行优化设计，在保证其刚度和强度的基础上，对其进行轻量化以满足无人机平台的要求。
该小型两轴云台以gopro3相机为光电载荷，并要求其具备较好的兼容性。俯仰轴与滚转轴分别以bgm2208 90T无刷电机驱动，相机框架后方安装mpu6050采集姿态数据。云台上方设置电路板，以Atmega328芯片为主控制器，驱动无刷电机芯片作出补偿，以减小扰动，稳定平台。
其结构可简要表示如图2所示。其中O点为相机框的质量中心，而横滚轴与俯仰轴在O点附近交汇。为了控制云台整体重量和尺寸，需要尽可能小的电机。而小电机产生的力矩有限，因此需要将横滚轴与俯仰轴的交汇点尽量置于相机框的质心附近，以尽可能减小其产生的偏心力矩。
在此云台结构上，存在着许多细小结构，这些特征结构主要起到连接、定位的作用，对整个框架的力学性能几乎没有影响。在有限元分析中，这些螺纹孔、凸台会产生相当数量的细小单元。这些细小单元一方面占用了大量的计算资源另一方面对计算结果只造成很有限的影响。因此，在建立有限元模型前，必须对框架结构进行简化处理。对于螺纹孔、凸台这类细小结构，进行忽略。
对于无刷电机，其内部结构复杂，对其进行分析会占用大量资源。然而其刚度远大于其他结构。将其内部简化为轴，虽然电机的刚度被极大的降低但对整体刚度的影响依然十分有限，同时能极大的缩短运算所需的时间。
经过简化后的模型与实际的模型虽不完全一致，对其刚度矩阵和质量矩阵造成了影响。但就该框架的刚度校验而言，影响是微小的。总体而言，在建立有限元模型前，对此框架结构进行简化是可行且有必要的。
在SolidWorks中导入三维模型，并对其进行简化。现将模型通过程序接口导入ANSYS Workbench 14.0。单击程序接口ANSYS 14.0，在下拉菜单中选择Workbench，将模型导入workbench中。在Engineering Data中添加材料铝合金，设置材料密度ρ=2.78xe3 Kg⁄m3。拉伸屈服强度为3.25×e8Pa，压缩屈服极限为3.25xe8Pa，在设置中，将Element Size设置位1xe-3 m。
