CN105090691A - 一种挠性支撑下的摄像机抗摆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于挠性支撑下的摄像机抗摆装置，主要用于保证安装在柔索上的摄像机拍摄画面稳定。连接架中间为固定结构用于连杆定位，两端为C型夹紧结构，便于调节重心位置；抗摆机构拥有两个方向的转动自由度，柔索在运动过程中由于重心偏下可以使得连杆始终与地面保持垂直状态；行走结构急停或急加减速时，惯性载荷对连杆的转动力矩较大，电磁阻尼器将产生较大的阻尼力矩，将该方向自由度约束，形成刚性连接，抑制连杆的摆动；行走机构匀速运动过程中，阻尼器提供响应阻尼，衰减连杆的摆动能量，使摄像机尽量保持平稳。

Description

一种挠性支撑下的摄像机抗摆装置

技术领域

本发明涉及一种适用于挠性支撑下的摄像机抗摆装置，主要用于保证安装在柔索上的摄像机拍摄画面稳定。

背景技术

目前在广播电视及影视拍摄领域中，索道摄像机由于其拍摄视角独特，操作方便而日益受到广泛应用。由于索道的柔性，摄像机行走机构的加速运动、紧急停车可能使摄像机系统产生摇晃，使得拍摄画面无法满足影视要求。通常情况下与普通的摄像机平台只能隔离高频小幅度扰动，无法隔离柔性系统的大摆幅摇晃，使得摄像机无法正常进行拍摄。如果要克服这个缺点，必须有效的隔离柔性载体对摄像机系统的影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种挠性支撑下的摄像机抗摆装置，提高了摄像机在挠性支撑下的抗摆能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种挠性支撑下的摄像机抗摆装置，包括外框架、内框架、第一电磁阻尼器、第二电磁阻尼器、第三电磁阻尼器、第四电磁阻尼器、第一轴端组件、第二轴端组件、第三轴端组件、第四轴端组件、连接架、连杆、上连接法兰和下连接法兰；

外框架为矩形框架，内框架为矩形框架；内框架位于外框架的中心位置；

连接架为空心长方体，其上表面和下表面带有连接孔；

连接架中相对的一对侧面上带有C型连接孔；

连杆经连接架的上表面的连接孔和下表面的连接孔穿过连接架；

第一轴端组件包括第一转子轴、第一轴承座和第一支架；

第一转子轴为一体成型的，包括从右至左依次为带有倒角的长方体、第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱；带有倒角的长方体的横截面为正方形，第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径、第三圆柱的直径以及带有倒角的长方体的横截面边长；

第一电磁阻尼器套在第一转子轴的长方体上并与其固定连接；

第一支架将第一电磁阻尼器固定在内框架上；

第一转子轴套在第一轴承座内，第一转子轴相对第一轴承座可以周向转动；第一轴承座固定在内框架上；

第一转子轴上的第三圆柱通过连接架侧面的连接孔与连接架固定连接；

第二轴端组件包括第二转子轴、第二轴承座和第二电磁阻尼器支架；

第二转子轴为一体成型的，包括从右至左依次为带有倒角的长方体、第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱；带有倒角的长方体的横截面为正方形，第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径、第三圆柱的直径以及带有倒角的长方体的横截面边长；

第二电磁阻尼器套在第二转子轴的长方体上并与其固定连接；

第二支架将第二电磁阻尼器固定在外框架上；

第二转子轴套在第二轴承座内，第二转子轴相对第二轴承座可以周向转动；第二轴承座固定在外框架上；

第二转子轴通过其上的第三圆柱与内框架固定连接；

第三轴端组件包括第三转子轴、第三轴承座和第三支架；

第三转子轴的形状尺寸与第一转子轴相同；

第三电磁阻尼器套在第三转子轴的长方体上并与其固定连接；

第三支架将第三电磁阻尼器固定在内框架上；

第三转子轴套在第三轴承座内，第三转子轴相对第三轴承座可以周向转动；第三轴承座固定在内框架上；

第三转子轴上的第三圆柱通过连接架侧面的连接孔与连接架固定连接；

第四轴端组件包括第四转子轴、第四轴承座和第四电磁阻尼器支架；

第四转子轴的形状尺寸与第二转子轴相同；

第四电磁阻尼器套在第四转子轴的长方体上并与其固定连接；

第四支架将第四电磁阻尼器固定在外框架上；

第四转子轴套在第四轴承座内，第四转子轴相对第四轴承座可以周向转动；第四轴承座固定在外框架上；

第四转子轴通过其上的第三圆柱与内框架固定连接；

连杆为空心圆柱体，与连接架为间隙轴孔配合；

上连接法兰与连杆的顶端固定连接；

下连接法兰与连杆的底端固定连接。

工作过程是：

摄像机通过下连接法兰固定连接在连杆上，摄像机电池以及电子箱等附件通过上连接法兰固定连接在连杆上；

内框架、外框架、第一轴端组件、第二轴端组件、第三轴端组件以及第四轴端组件构成一个两自由度万向节机构。外框架通过钢丝绳连接在索道系统的行走机构上。行走机构在运动过程中摄像机由于受到惯性载荷的作用产生钟摆效应的同时带动第一电磁阻尼器、第二电磁阻尼器、第三电磁阻尼器以及第四电磁阻尼器转动，电磁阻尼器在转动过程中将耗散连杆以及摄像机的摆动能量，使摄像机在运动过程中不会起摆，使摄像机在运动过程中拍摄会面更加平顺。

本发明与现有技术的优点在于：

连接架中间为固定结构用于连杆定位，两端为C型夹紧结构，便于调节重心位置；抗摆机构拥有两个方向的转动自由度，柔索在运动过程中由于重心偏下可以使得连杆始终与地面保持垂直状态；行走结构急停或急加减速时，惯性载荷对连杆的转动力矩较大，电磁阻尼器将产生较大的阻尼力矩，将该方向自由度约束，形成刚性连接，抑制连杆的摆动；行走机构匀速运动过程中，阻尼器提供响应阻尼，衰减连杆的摆动能量，使摄像机尽量保持平稳。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一轴端组件的结构示意图；

图3为第一转子轴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种挠性支撑下的摄像机轴向稳定装置，包括外框架1、内框架2、第一电磁阻尼器3、第二电磁阻尼器4、第三电磁阻尼器5、第四电磁阻尼器6、第一轴端组件7、第二轴端组件8、第三轴端组件9、第四轴端组件10、连接架11、连杆12、上连接法兰13和下连接法兰14；

外框架1为矩形框架，内框架2为矩形框架；内框架2位于外框架1的中心位置；

连接架11为空心长方体，其上表面和下表面带有连接孔；

连接架11中相对的一对侧面上带有C型连接孔；

连杆11经连接架11的上表面的连接孔和下表面的连接孔穿过连接架11；

如图2所示，第一轴端组件7包括第一转子轴71、第一轴承座72和第一支架73；

如图3所示，第一转子轴71为一体成型的，包括从右至左依次为带有倒角的长方体、第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱；带有倒角的长方体的横截面为边长为10mm的正方形，第一圆柱的直径为12mm，第二圆柱的直径为14mm，长方体变长为为10mm；

第一电磁阻尼器3套在第一转子轴71的长方体上并与其固定连接；

第一支架73将第一电磁阻尼器3固定在内框架2上；

第一转子轴71套在第一轴承座72内，第一转子轴71相对第一轴承座72可以周向转动；第一轴承座72固定在内框架2上；

第一转子轴71上的第三圆柱通过连接架11侧面的连接孔与连接架11固定连接；

第二轴端组件8包括第二转子轴81、第二轴承座82和第二电磁阻尼器支架83；

第二转子轴81为一体成型的，包括从右至左依次为带有倒角的长方体、第一圆柱、第二圆柱和法兰；带有倒角的长方体的横截面为变长为10mm的正方形，第一圆柱的直径为12mm，第二圆柱的直径为14mm，法兰直径为30mm；

第二电磁阻尼器4套在第二转子轴81的长方体上并与其固定连接；

第二支架83将第二电磁阻尼器4固定在外框架1上；

第二转子轴81套在第二轴承座82内，第二转子轴81相对第二轴承座82可以周向转动；第二轴承座82固定在外框架1上；

第二转子轴81通过其上的第三圆柱与内框架2固定连接；

第三轴端组件9包括第三转子轴91、第三轴承座92和第三支架93；

第三转子轴91的形状尺寸与第一转子轴71相同；

第三电磁阻尼器5套在第三转子轴91的长方体上并与其固定连接；

第三支架93将第三电磁阻尼器5固定在内框架2上；

第三转子轴91套在第三轴承座92内，第三转子轴91相对第三轴承座92可以周向转动；第三轴承座92固定在内框架2上；

第三转子轴91上的第三圆柱通过连接架11侧面的连接孔与连接架11固定连接；

第四轴端组件10包括第四转子轴101、第四轴承座102和第四电磁阻尼器支架103；

第四转子轴101的形状尺寸与第二转子轴81相同；

第四电磁阻尼器4套在第四转子轴101的长方体上并与其固定连接；

第四支架103将第四电磁阻尼器4固定在外框架1上；

第四转子轴101套在第四轴承座102内，第四转子轴101相对第四轴承座102可以周向转动；第四轴承座102固定在外框架1上；

第四转子轴101通过其上的第三圆柱与内框架2固定连接；

连杆12为空心圆柱体，与连接架11为间隙轴孔配合；

上连接法兰13与连杆12的顶端固定连接；

下连接法兰14与连杆12的底端固定连接；

工作过程是：

摄像机通过下连接法兰14固定连接在连杆12上，摄像机电池以及电子箱等附件通过上连接法兰13固定连接在连杆12上；

内框架2、外框架1、第一轴端组件7、第二轴端组件8、第三轴端组件9以及第四轴端组件10构成一个两自由度万向节机构。外框架1通过钢丝绳连接在索道系统的行走机构上。行走机构在运动过程中摄像机由于受到惯性载荷F_I的作用产生钟摆效应的同时带动第一电磁阻尼器3、第二电磁阻尼器4、第三电磁阻尼器5以及第四电磁阻尼器6转动，电磁阻尼器在转动过程中将耗散连杆以及摄像机的摆动能量。此时摄像机的摆角为：

$F_{I}sin\mathrm{\φ}-Gl(1-cos\mathrm{\φ})-\frac{1}{2}\mathrm{\Ψ}\mathrm{\φ}=0$

其中：F_I为某一方向的惯性载荷；φ为连杆在某一自由度方向的摆角；G为摄像机重力；Ψ为阻尼器峰值力矩；l为装置旋转中心与相机重心的距离。

行走机构运动的最大加速度为2m/s²，相机中心距离抗摆装置摆动中心的距离为330mm，阻尼器的峰值力矩为4N/mm，摄像机在该方向的摆动角度为3^o。有效的抑制摄像机摆动幅度，使摄像机拍摄过程中更加平稳。

Claims (1)

1.一种挠性支撑下的摄像机抗摆装置，其特征在于：该装置包括外框架(1)、内框架(2)、第一电磁阻尼器(3)、第二电磁阻尼器(4)、第三电磁阻尼器(5)、第四电磁阻尼器(6)、第一轴端组件(7)、第二轴端组件(8)、第三轴端组件(9)、第四轴端组件(10)、连接架(11)、连杆(12)、上连接法兰(13)和下连接法兰(14)；

外框架(1)为矩形框架，内框架(2)为矩形框架；内框架(2)位于外框架(1)的中心位置；

连接架(11)为空心长方体，其上表面和下表面带有连接孔；

连接架(11)中相对的一对侧面上带有C型连接孔；

连杆(11)经连接架(11)的上表面的连接孔和下表面的连接孔穿过连接架(11)；

第一轴端组件(7)包括第一转子轴(71)、第一轴承座(72)和第一支架(73)；

第一转子轴(71)为一体成型的，包括从右至左依次为带有倒角的长方体、第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱；带有倒角的长方体的横截面为正方形，第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径、第三圆柱的直径以及带有倒角的长方体的横截面边长；

第一电磁阻尼器(3)套在第一转子轴(71)的长方体上并与其固定连接；

第一支架(73)将第一电磁阻尼器(3)固定在内框架(2)上；

第一转子轴(71)套在第一轴承座(72)内，第一转子轴(71)相对第一轴承座(72)可以周向转动；第一轴承座(72)固定在内框架(2)上；

第一转子轴(71)上的第三圆柱通过连接架(11)侧面的连接孔与连接架(11)固定连接；

第二轴端组件(8)包括第二转子轴(81)、第二轴承座(82)和第二电磁阻尼器支架(83)；

第二转子轴(81)为一体成型的，包括从右至左依次为带有倒角的长方体、第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱；带有倒角的长方体的横截面为正方形，第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径、第三圆柱的直径以及带有倒角的长方体的横截面边长；

第二电磁阻尼器(4)套在第二转子轴(81)的长方体上并与其固定连接；

第二支架(83)将第二电磁阻尼器(4)固定在外框架(1)上；

第二转子轴(81)套在第二轴承座(82)内，第二转子轴(81)相对第二轴承座(82)可以周向转动；第二轴承座(82)固定在外框架(1)上；

第二转子轴(81)通过其上的第三圆柱与内框架(2)固定连接；

第三轴端组件(9)包括第三转子轴(91)、第三轴承座(92)和第三支架(93)；

第三转子轴(91)的形状尺寸与第一转子轴(71)相同；

第三电磁阻尼器(5)套在第三转子轴(91)的长方体上并与其固定连接；

第三支架(93)将第三电磁阻尼器(5)固定在内框架(2)上；

第三转子轴(91)套在第三轴承座(92)内，第三转子轴(91)相对第三轴承座(92)可以周向转动；第三轴承座(92)固定在内框架(2)上；

第三转子轴(91)上的第三圆柱通过连接架(11)侧面的连接孔与连接架(11)固定连接；

第四轴端组件(10)包括第四转子轴(101)、第四轴承座(102)和第四电磁阻尼器支架(103)；

第四转子轴(101)的形状尺寸与第二转子轴(81)相同；

第四电磁阻尼器(4)套在第四转子轴(101)的长方体上并与其固定连接；

第四支架(103)将第四电磁阻尼器(4)固定在外框架(1)上；

第四转子轴(101)套在第四轴承座(102)内，第四转子轴(101)相对第四轴承座(102)可以周向转动；第四轴承座(102)固定在外框架(1)上；

第四转子轴(101)通过其上的第三圆柱与内框架(2)固定连接；

连杆(12)为空心圆柱体，与连接架(11)为间隙轴孔配合；

上连接法兰(13)与连杆(12)的顶端固定连接；

下连接法兰(14)与连杆(12)的底端固定连接。