CN203202545U - 一种手持式单轴摄影稳定平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种手持式单轴摄影稳定平台，其具有工作轴线，并包括底架、电机件和控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述底架上设有与底架联接的并可绕所述工作轴线摆动的摄影机安装架，所述电机件与摄影机安装架联接并控制摄影机安装架的摆动动作，所述控制电路还与能检测底架的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接。本实用新型利用惯性传感器检测姿态，若底架转动，则可由控制电路控制电机件带动摄影机安装架绕工作轴线反向转动补偿位置，消除摄像时由于手抖或者走动带来的镜头左右摇晃，保持摄影机画面稳定。本实用新型结构简单、轻便，操控容易，调平迅速灵敏，本实用新型可广泛应用于摄影摄像领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种摄影/摄像的辅助器材，特别是一种手持式的摄影机稳定装置。
背景技术
当手持如摄影机等拍摄器材前行时，人体会自然晃动影响画面的稳定性，所以通常这时摄像者都会事先将摄影机安装在具有稳定镜头位置功能的支撑平台上，再提着或扛着该平台边移动边拍摄。目前市场上存在一些摄像稳定装置，譬如美国人Garrett Brown实用新型的、利用等弹性机械臂原理进行稳定的斯坦尼康，以及美国凯尼恩公司利用惯性飞轮原理开发的KS2系列摄像稳定陀螺仪等，都能够起到稳定拍摄设备的作用，在一定程度上满足了摄像稳定的需要。
然而，等弹性机械臂原理的斯坦尼康结构复杂，调整繁琐，重量较大，欠缺灵活性；惯性飞轮原理的陀螺稳定器也同样存在重量大、不够灵活的缺点，同时价格较高。传统的摄像稳定装置，并不足以满足手持式摄像活动中器材轻便灵活、调平敏感迅速的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种相比于现有的同类设备，结构更加简单紧凑、精度更高的手持式单轴摄影稳定平台。
本实用新型解决其技术问题的解决方案是：
一种手持式单轴摄影稳定平台，其具有工作轴线，并包括底架、电机件和控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述底架上设有与底架联接的并可绕所述工作轴线摆动的摄影机安装架，所述电机件与摄影机安装架联接并控制摄影机安装架的摆动动作，所述控制电路还与能检测底架的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述底架包括支撑板，支撑板包括分别位于电机件前部和后部的、板面互相平行的前支撑板和后支撑板，至少一块支撑板上设有滑轮或弧形导向槽；所述摄影机安装架包括连接杆以及月牙板，月牙板包括板面互相平行的、位置分别与前支撑板和后支撑板相对应的前月牙板和后月牙板，至少一块月牙板上设有与其所对应的支撑板上的滑轮或弧形导向槽相嵌套配合的弧形导向槽或滑轮，使任一块月牙板均可绕工作轴线作弧形摆动；通过连接杆将前后两块月牙板联接起来使二者摆动动作一致。
作为上述技术方案的进一步改进，前月牙板整体呈新月形，具有左右两角，板的下缘向下弯曲，板的上缘具有供摄影机安装的平面，弧形导向槽弯曲方向与所述下缘相同，其圆心角小于等于180度。
作为上述技术方案的进一步改进，所述滑轮为嵌于弧形导向槽中的、转轴与工作轴线平行的轴承组。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电机件与摄影机安装架的联接关系为带联接。
作为上述技术方案的进一步改进，电机件的输出端设有位于前月牙板下方的驱动轮，驱动轮抵靠于一皮带的带身上，该皮带的两头分别于与前月牙板的左右两角联接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述皮带为同步齿形带，驱动轮为同步齿轮，同步齿形带的带齿与同步齿轮的轮齿啮合。
作为上述技术方案的进一步改进，在前月牙板的左角或右角或左右两角上设有调整齿轮与用于将调整齿轮固定的调整螺钉，调整齿轮的轮齿与同步齿形带的端部轮齿啮合。
作为上述技术方案的进一步改进，同步齿轮的旁边设有与同步齿形带接触的张紧轮。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电机件包括执行电机以及检测执行电机运动信息的编码器，所述控制电路包括：微处理器，其用于接收编码器所检测来的执行电机运动信息、接收并解算从惯性传感器中反馈回来的角速度和加速度数据、最后获得需要的运动数据，输出驱动信号；驱动电路，其用于接收微处理器输出的驱动信号，驱动执行电机转动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述编码器为旋转编码器，所述执行电机为步进电机。
作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型还包括与驱动电路电连接、可手动控制执行电机转动的手动控制单元。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用惯性传感器检测姿态，若底架转动，则可由控制电路控制电机件带动摄影机安装架绕工作轴线反向转动补偿位置，消除手持式摄像时由于手抖或者走动带来的镜头左右摇晃，保持摄影机画面稳定。本实用新型结构简单、轻便，操控容易，调平迅速灵敏，本实用新型可广泛应用于摄影摄像领域。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本实用新型的轴测示意图；
图2是本实用新型的前视方向的剖视示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1～图2，一种手持式单轴摄影稳定平台，其具有工作轴线，并包括底架、电机件和控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述底架上设有与底架联接的并可绕所述工作轴线摆动的摄影机安装架，所述电机件与摄影机安装架联接并控制摄影机安装架的摆动动作，所述控制电路还与能检测底架的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接。
本实用新型使用时是置于现有的手持式摄影架上、与其配合使用的，由于惯性传感器能够检测多轴的角速度和加速度，且工作前可以先初始化，因此一般其可以安装于与底架固定联接的位置（例如电机件上、手持式摄影架、电路板上等处）即可，不必特别限制其位置。
进一步作为优选的实施方式，所述底架包括支撑板，支撑板包括分别位于电机件前部和后部的、板面互相平行的前支撑板11和后支撑板12，在这两块支撑板上，至少有一块是设有滑轮或弧形导向槽；所述摄影机安装架包括连接杆3以及月牙板，月牙板包括板面互相平行的、位置分别与前支撑板11和后支撑板12相对应的前月牙板21和后月牙板22，在这两块月牙板上，至少一块是设有与其所对应的支撑板上的滑轮或弧形导向槽相嵌套配合的弧形导向槽或滑轮，使任一块月牙板均可绕工作轴线作弧形摆动；通过连接杆3将前后两块月牙板联接起来使二者摆动动作一致。左右设置两根连接杆3，将前月牙板21和后月牙板22桥接起来，形成一个托架形状，该托架即成为供摄影机安装的平台。前支撑板11和后支撑板12上设置供手持式摄影架上的导轨穿入的通孔，这样就可以前后推动底架的位置，从而调节本实用新型以及镜头的前后位置。
进一步作为优选的实施方式，前月牙板21整体呈新月形，具有左右两角，板的下缘向下弯曲，板的上缘具有供摄影机安装的平面，弧形导向槽弯曲方向与所述下缘相同，其圆心角小于等于180度。由于手持式摄像通常左右晃动的幅度不大，不会超过180度，因此本实用新型特意将弧形导向槽设计成圆心角小于等于180度，这样基本就可以满足调稳的要求了。当摄影机安装架转到角度的极限时，滑轮顶到弧形导向槽的端部，摄影机安装架即停止相对摆动，不再继续沿原方向动作了。
进一步作为优选的实施方式，所述滑轮为嵌于弧形导向槽中的、转轴与工作轴线平行的轴承组4。轴承组4可使摆动动作更加顺畅，且具有限位作用。
进一步作为优选的实施方式，所述电机件与摄影机安装架的联接关系为带联接。除了带联接，还可以采用齿轮的方式联接。
进一步作为优选的实施方式，电机件的输出端设有位于前月牙板21下方的驱动轮，驱动轮抵靠于一皮带的带身上，该皮带的两头分别于与前月牙板21的左右两角联接，使驱动轮转动时，能通过皮带牵引带动前月牙板21绕工作轴线摆动。
进一步作为优选的实施方式，所述皮带为同步齿形带5，驱动轮为同步齿轮6，同步齿形带5的带齿与同步齿轮6的轮齿啮合。采用齿形带与齿轮的配合形式，进一步提高转动角度的精度。
进一步作为优选的实施方式，在前月牙板21的左角或右角或左右两角上设有调整齿轮7与用于将调整齿轮7固定的调整螺钉，调整齿轮7的轮齿与同步齿形带5的端部轮齿啮合。松开调整螺钉并转动调整齿轮7，可以牵动同步齿形带5，调整带的松紧度。通常为了提高结构的对称性，在前月牙板21的左角及右角均设置所述的调整齿轮7和调整螺钉。
进一步作为优选的实施方式，同步齿轮6的旁边设有与同步齿形带5接触的张紧轮8。张紧轮8有两个，对称布置在同步齿形带5外侧的左右两边，让同步齿形带5的包角更大，增大传动扭矩，防止带打滑。
进一步作为优选的实施方式，所述电机件包括执行电机9以及检测执行电机9运动信息的编码器，所述控制电路包括：微处理器，其用于接收编码器所检测来的执行电机9运动信息、接收并解算从惯性传感器中反馈回来的角速度和加速度数据、最后获得需要的运动数据，输出驱动信号；驱动电路，其用于接收微处理器输出的驱动信号，驱动执行电机9转动。
进一步作为优选的实施方式，所述编码器为旋转编码器，所述执行电机9为步进电机。采用小成本的步进电机加旋转编码器的电机件组成形式，可以替代成本高昂的成品伺服电机，但仍旧可组成闭环伺服系统，具有精确的转动角度控制功能。
进一步作为优选的实施方式，本实用新型还包括与驱动电路电连接、可手动控制执行电机9转动的手动控制单元。可以将手动控制单元的控制端设置在手持式摄影架的手柄位置，这样在不需要镜头调平的时候，摄像师可以手动控制镜头旋转，满足特别的摄像角度要求。
使用前，底架设置在外部的手持式摄影架上，摄影机安装在摄影机安装架上，这时候工作轴线平行于镜头轴线，编码器与惯性传感器初始化。当由于人走路等动作导致手持式摄影架左右晃动时，惯性传感器检测到底架的运动姿态，将采集到的姿态数据送至微处理器，编码器亦将此时电机的转轴位置数据送至微处理器，微处理器通过运动控制算法控制驱动电路，驱动电机的输出轴作出相应的反向转动运动，亦即使得前月牙板21反向摆动，带动整副摄影机安装架反向摆动，从而维持摄影机的水平姿态。
以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (12)
1.一种手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：其具有工作轴线，并包括底架、电机件和控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述底架上设有与底架联接的并可绕所述工作轴线摆动的摄影机安装架，所述电机件与摄影机安装架联接并控制摄影机安装架的摆动动作，所述控制电路还与能检测底架的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：所述底架包括支撑板，支撑板包括分别位于电机件前部和后部的、板面互相平行的前支撑板（11）和后支撑板（12），至少一块支撑板上设有滑轮或弧形导向槽；所述摄影机安装架包括连接杆（3）以及月牙板，月牙板包括板面互相平行的、位置分别与前支撑板（11）和后支撑板（12）相对应的前月牙板（21）和后月牙板（22），至少一块月牙板上设有与其所对应的支撑板上的滑轮或弧形导向槽相嵌套配合的弧形导向槽或滑轮，使任一块月牙板均可绕工作轴线作弧形摆动；通过连接杆（3）将前后两块月牙板联接起来使二者摆动动作一致。
3.根据权利要求2所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：前月牙板（21）整体呈新月形，具有左右两角，板的下缘向下弯曲，板的上缘具有供摄影机安装的平面，弧形导向槽弯曲方向与所述下缘相同，其圆心角小于等于180度。
4.根据权利要求3所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：所述滑轮为嵌于弧形导向槽中的、转轴与工作轴线平行的轴承组（4）。
5.根据权利要求3所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：所述电机件与摄影机安装架的联接关系为带联接。
6.根据权利要求5所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：电机件的输出端设有位于前月牙板（21）下方的驱动轮，驱动轮抵靠于一皮带的带身上，该皮带的两头分别于与前月牙板（21）的左右两角联接。
7.根据权利要求6所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：所述皮带为同步齿形带（5），驱动轮为同步齿轮（6），同步齿形带（5）的带齿与同步齿轮（6）的轮齿啮合。
8.根据权利要求7所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：在前月牙板（21）的左角或右角或左右两角上设有调整齿轮（7）与用于将调整齿轮（7）固定的调整螺钉，调整齿轮（7）的轮齿与同步齿形带（5）的端部轮齿啮合。
9.根据权利要求7所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：同步齿轮（6）的旁边设有与同步齿形带（5）接触的张紧轮（8）。
10.根据权利要求1所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：所述电机件包括执行电机（9）以及检测执行电机（9）运动信息的编码器，所述控制电路包括：
微处理器，其用于接收编码器所检测来的执行电机（9）运动信息、接收并解算从惯性传感器中反馈回来的角速度和加速度数据、最后获得需要的运动数据，输出驱动信号；
驱动电路，其用于接收微处理器输出的驱动信号，驱动执行电机（9）转动。
11.根据权利要求10所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：所述编码器为旋转编码器，所述执行电机（9）为步进电机。
12.根据权利要求10所述的手持式单轴摄影稳定平台，其特征在于：其还包括与驱动电路电连接、可手动控制执行电机（9）转动的手动控制单元。
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