CN105782661A - 云台 - Google Patents

Abstract

一种云台，其用于承载一成像装置。所述云台包括一第一支撑架和至少一重心调节单元。所述第一支撑架包括两个第一支柱和两个导行柱。两个所述导行柱大致垂直于两个所述第一支柱设置。两个所述导行柱用于承载所述成像装置。所述至少一重心调节单元设置于所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内。每个所述重心调节单元均包括一配重块，所述配重块在所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内运动。本发明的云台通过将所述至少一重心调节单元设置于所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内，从而可通过重心调节单元调节所述云台的重心。

Description

云台

本申请是国际申请号为PCT/CN2014/081047，国际申请日为2014年6月27日，进入中国国家阶段的申请号为201480002079.X，名称为“云台”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及拍摄设备领域，尤其涉及一种云台。

背景技术

云台是用于安装摄像机使用的支撑工作台，摄像机设置在云台上。通过对云台的调整，以调整摄像机的镜头，以实现正确对目标的摄像。所述云台可以兼容多种不同型号的摄像机或镜头，云台各轴重心可以调节。但是由于现有调节重心的结构，是利用云台结构的相对位移进行重心调节，由于结构件大多承重，造成结构件之间静摩擦力很大，使得相对运动困难。而且相对位移量很小时对重心的影像也非常大，造成重心调节困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可快速调节使重心平衡的云台。

本发明实施例是这样实现的，一种云台，其用于承载一成像装置。所述云台包括：

一第一支撑架包括两个第一支柱和两个导行柱，两个所述导行柱大致垂直于两个所述第一支柱设置，两个所述导行柱用于承载所述成像装置；和

至少一重心调节单元，所述至少一重心调节单元设置于所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内，每个所述重心调节单元均包括一配重块，所述配重块在所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内运动。

其中，所述至少一重心调节单元设置于两个所述第一支柱中的至少一个内。

其中，所述至少一重心调节单元设置于两个所述导行柱的至少一个内。

其中，所述至少一重心调节单元设置于两个所述第一支柱中的至少一个内和两个所述导行柱的至少一个内。

其中，每个所述重心调节单元还包括一螺纹杆以及一驱动装置，所述配重块穿设于所述螺纹杆且与所述螺纹杆相螺接，所述螺纹杆与所述配重块均设置于所述第一支柱和导行柱的至少其中之一内，所述驱动装置与所述螺纹杆的一端固定连接，并与所述第一支柱或导行柱相固接，当所述驱动装置驱动所述螺纹杆时，所述配重块随着所述螺纹杆的转动而沿着所述螺纹杆的长度方向移动。

其中，所述配重块的侧壁上开设有至少一收容槽，所述重心调节单元进一步包括至少一防滑块，每个所述防滑块对应收容于一所述收容槽内。

其中，所述螺纹杆包括一螺纹区和设置于所述螺纹区两侧的无纹区，所述螺纹区设置有外螺纹，所述无纹区无螺纹，每个所述重心调节单元进一步包括一锁合装置，所述锁合装置设置于所述螺纹杆一端的所述无纹区，用于将所述螺纹杆固设于所述第一支柱或所述导行柱中的至少其中之一内，所述驱动装置包括一主体部和一安装于所述主体部上的转轴，所述转轴能相对所述主体部相转动，所述螺纹杆的另一无纹区与所述转轴相固接。

其中，所述锁合装置包括一中心定位件和一用于收容所述中心定位件的锁合件，所述中心定位件的形状为圆形，其中心部开设有一第一贯穿孔，所述第一贯穿孔的直径大于或等于所述螺纹杆的无纹区的直径，同时小于所述螺纹区的直径，所述锁合件开设有一形状和尺寸均与所述中心定位件相匹配的定位槽，所述中心定位件收容于所述定位槽内且与所述锁合件相固接，所述锁合件的直径小于或等于所述第一支柱的内径，所述锁合装置固定于所述第一支柱内，所述螺纹杆一端的无纹区套设于所述第一贯穿孔内，并能在所述第一贯穿孔内转动。

其中，所述第一支柱和所述导行柱均为中空状，所述第一支柱和所述导行柱的内壁均设置内螺纹，所述驱动装置的主体部设置有外螺纹，所述驱动装置的外螺纹与所述内螺纹相配合，以使所述驱动装置与所述第一支柱或所述导行柱相固接。

其中，所述云台进一步包括一驱动部和一把持部，所述驱动部为一无刷电机，其转子连接于所述连接板，而定子固定于所述把持部，所述驱动部用于驱动所述第三支撑架旋转。

其中，所述第一支撑架还包括两个第一卡位装置，所述导行柱能够沿所述第一支柱的长度方向移动，且通过所述第一卡位装置固定于所述第一支柱。

其中，两个所述第一卡位装置均包括一卡持孔、两个分别设置于所述卡持孔两侧的收容部、以及一锁附件，所述卡持孔的轴向垂直于所述收容部的轴向，两个所述第一支柱分别套设于一所述卡持孔内，每个所述收容部分别用于收容所述导行柱的一端，以使两个所述导行柱大致平行设置，所述锁附件用于将所述第一卡位装置锁附于所述第一支柱。

相对于现有技术，本发明的云台进一步包括至少一重心调节单元，所述至少一重心调节单元设置于所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内，因此，所述云台可通过重心调节单元调节所述云台的重心。

附图说明

图1是本发明提供的云台的立体组装示意图。

图2是图1中的云台中的重心调节单元的立体组装示意图。

图3是图2中重心调节单元的立体分解示意图。

图4是图1中的云台的使用状态图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体实施方式对本发明的实现进行详细的描述。

请一并参阅图1至图3，本发明提供的一种云台100其用于承载一成像装置200（如图4）。所述成像装置200可以为相机、摄像机或镜头等。本实施例中，所述成像装置200为一相机。

所述云台100包括一第一支撑架10、一可移动地设置于所述第一支撑架10的锁紧装置20、一与所述第一支撑架10铰接且可驱动所述第一支撑架10转动的第二支撑架40、一与所述第二支撑架40铰接且可驱动所述第二支撑架40转动的第三支撑架40a、一驱动所述第三支撑架40a转动的驱动部40b、三个重心调节单元50、以及一把持部60。本实施例中，三个所述重心调节单元50中，其中两个所述重心调节单元50均设置于所述第一支撑架10用于分别调节所述第一支撑架10的重心，另外一个所述重心调节单元50设置于所述第三支撑架40a内，用于所述第三支撑架40a的重心。

所述第一支撑架10包括两个第一支柱11、两个导行柱12及两个第一卡位装置13。两个所述导行柱12垂直所述两个第一支柱11设置。两个所述导行柱12通过所述第一卡位装置13可沿所述第一支柱11的长度方向移动，且可通过所述第一卡位装置13将所述两个导行柱12固定于所述第一支柱11的任意位置。

具体地，所述第一支柱11为一圆柱状，每个所述第一支柱11均包括一连接端110与一远离所述连接端110的收容端110a。所述连接端110开设有一通孔111。本实施例中，所述通孔111的轴向大致垂直于所述第一支柱11的长度方向。所述通孔111内设置一转动轴112，可以理解的是，所述第一支柱11也可为其他形状。所述收容端110a的内壁设置有内螺纹（图未示）。

本实施例中，两个导行柱12均为圆柱状，可以理解的是，所述导行柱12也可为其他形状。其中一导行柱12的内壁设置有内螺纹（图未示）。

两个所述第一卡位装置13均包括一卡持孔130、两个分别设置于所述卡持孔130两侧的收容部132、以及一锁附件134。

所述卡持孔130的轴向大致垂直于所述收容部132的轴向。所述卡持孔130的形状和尺寸分别与所述第一支柱11的形状和尺寸相对应。两个所述第一支柱11分别套设于一所述卡持孔130内。

每个所述收容部132分别用于收容所述导行柱12的一端，以使两个所述导行柱12大致平行设置。

所述锁附件134用于将所述第一卡位装置13锁附于所述第一支柱11的任意位置。具体地，所述锁附件134为一锁扣，其采用金属材质。

所述锁紧装置20包括一可滑动地设置于所述导行柱12上的第一转接件23、以及一安装板24。所述安装板24固定于所述第一转接件23。本实施例中，所述安装板24通过螺栓固定于所述第一转接件23上。

为了可以调节所述第一转接件23滑动，所述第一转接件23包括相对设置的第一压块231和第二压块232，所述第一压块231与所述第二压块232之间形成两个圆形插槽230，所述导行柱12插入所述圆形插槽230内，所述第一压块231和所述第二压块232共同锁入第一螺钉233。锁紧所述第一螺钉233，所述第一转接件23固定于所述导行柱12上；松开所述第一螺钉233，所述第一转接件23在所述导行柱12上沿所述导行柱12长度方向滑动。

本实施方式中，所述第一螺钉233的螺帽固设于一第一扳手234，所述第一扳手234沿垂直所述第一螺钉233长度方向延伸，扳动所述第一扳手234按所述第一螺钉233锁紧方向旋转，即实现所述第一螺钉233的锁紧，反之，扳动所述第一扳手234按所述第一螺钉233锁紧方向反向旋转，即实现所述第一螺钉233的松开，进而调节所述第一转接件23的滑动与固定。当然，在其他实施方式中，所述第一转接件23还可以利用丝杆机构进行自动调节。

所述第二支撑架40包括两个第二支柱41、以及一第一驱动装置42。其中一所述第二支柱41直接与其中一所述第一支柱11的转动轴112相铰接；而另一所述第二支柱41通过所述第一驱动装置42与另一所述第一支柱11的转动轴112相铰接。具体地，所述第一驱动装置42固定于所述第二支柱41靠近所述第一支柱11的一端，所述第一驱动装置42的驱动轴（图未示）与其中一所述第一支柱11的转动轴112相固接，用于驱动所述转动轴112转动，以带动所述第一支撑架10转动。本实施例中，所述第一驱动装置42的驱动轴的轴向大致垂直于所述第二支柱42的长度方向。所述第一驱动装置42驱动所述第一支撑架10转动以调整成像装置200的拍摄角度以及及时调整转速大小以适应各种姿态。本实施例中，所述第一驱动装置42为无刷电机。可以理解的是，所述第一驱动装置42也可为有刷电机或马达等，并不限于本实施例。

所述第三支撑架40a包括一第三支柱43、一第二驱动装置44、以及一连接板45。所述第三支柱43的形状为中空柱状。所述第二驱动装置44转动连接于所述第二支柱41，用于驱动所述第二支撑架40转动。具体地，所述第二驱动装置44固定于所述第三支柱43的一端，所述第二驱动装置44的驱动轴（图未示）与所述第二支柱41相固接，用于驱动所述第二支柱41转动，以带动所述第二支撑架40转动。所述第三支柱43的另一端连接于所述连接板45。本实施例中，所述连接板45为中空柱状结构，其内设置有中空的圆柱形收容孔（图未示），所述收容孔的内壁设置有内螺纹（图未示）。所述连接板45大致垂直于所述第三支柱43并大致平行于所述第二驱动装置44的转轴。

本实施例中，所述驱动部40b为一无刷电机，其转子连接于所述连接板45，而定子固定于所述把持部60。所述驱动部40b用于驱动所述第三支撑架40a可以在水平方向360°旋转。

所述把持部60呈折弯杆状。具体地，所述把持部60包括第一连接部601、第一支撑部602和手持部603。所述第一支撑部602为一杆件，所述第一连接部601固定连接于所述第一支撑部602几何中心。所述第一连接部601连接于所述驱动部40b。

所述手持部603为两个柱形把手，所述手持部603固定于所述第一支撑部602两端。

所述把持部60固设一提手604，所述提手604固定于所述第一支撑部602一侧，相对所述第一连接部601设置，方便在不使用所述云台100时，可以随意携带，节省力量。当然，在其他实施方式中，所述把持部60还可以设置锁紧机构，从而固定于云梯上，实现利用机械自动移动所述云台100。

本实施例中，三个所述重心调节单元50分别设置于所述第一支柱11内、所述导行柱12内、以及所述连接板45内，分别用于调节所述第一支撑架10、所述第二支撑架40以及第三支撑架40a的重心。

具体地，所述重心调节单元50包括一螺纹杆51、一与穿设于所述螺纹杆51且与所述螺纹杆51相螺接的配重块52、两个防滑块53、一个锁合装置54、以及一驱动装置55。

本实施例中，所述螺纹杆51包括一螺纹区511和设置于所述螺纹区511两侧的无纹区512。所述螺纹区511设置有外螺纹510，而所述无纹区512无螺纹。所述螺纹杆51的长度大于所述第一支柱11的长度。

所述配重块52的形状与所述第一支柱11、所述导行柱12和所述连接板45的形状相匹配。本实施例中，仅与安装于所述第一支柱11内的配重块52为例。所述配重块52的形状对应为圆柱状，而且所述配重块52的外径等于所述第一支柱11的内径。所述配重块52的长度小于所述第一支柱11的长度。所述配重块52的中心部开设有一与所述螺纹杆51的外螺纹510相匹配的贯穿螺纹孔520。所述贯穿螺纹孔520的中心与所述配重块52的中心重合。所述配重块52的侧壁上开设有两个收容槽521。本实施例中，所述配重块52由金属材料制成。可以理解的是，所述配重块52也可由其他材料制成。

本实施例中，所述防滑块53由橡胶制成，所述防滑块53为圆环状，且所述防滑块53的外径略大于或等于所述第一支柱11的内径，两个防滑块53分别收容于所述收容槽521内，且抵持于所述第一支柱11与所述配重块52之间。所述防滑块53用于防止所述螺纹杆51转动时，所述配重块52随着一起转动。

可以理解的是，所述收容槽521和所述防滑块53的数量均不限于两个，其可根据需求而任意设定，如分别均为一个或两个以上。同一所述第一支柱11内设置所述防滑块53的数量也不限于一个，其可根据需求设置两个或两个以上，并不限于本实施例。

所述锁合装置54设置于所述螺纹杆51一端的所述无纹区512。所述锁合装置54用于将所述螺纹杆51固设于所述第一支柱11内。具体地，所述锁合装置51包括一中心定位件541和一用于收容所述中心定位件541的锁合件542。所述中心定位件541的形状为圆形，其中心部开设有一第一贯穿孔5410。所述第一贯穿孔5410的直径略大于或等于所述螺纹杆51的无纹区512的直径，同时小于所述螺纹区511的直径。所述锁合件542开设有一形状和尺寸均与所述中心定位件541相匹配的定位槽5423。所述中心定位件541收容于所述定位槽5423内且通过胶体与所述锁合件542相固接。所述锁合件542的直径略小于或等于所述第一支柱11的内径，所述锁合装置54通过胶水固定于所述第一支柱11内。可以理解的是，在其他实施例中，所述锁合装置54也可采用其他方式固定于所述第一支柱11内，如通过螺栓相固接。

本实施例中，所述驱动装置55为一马达，其包括一主体部551和一安装于所述主体部551上的转轴552。所述转轴552能相对所述主体部551相转动。所述主体部551的外壁设置有与所述第一支柱11的内螺纹相匹配的外螺纹5520。所述转轴552为中空圆柱状，所述螺纹杆51的另一无纹区512通过过盈配合的方式套设于所述转轴552内，并通过胶水相固接。在其他实施例中，所述螺纹杆51的无纹区512套设于所述转轴552内后，也可通进螺栓将两者相固定，并不限于本实施例。

组装时，先将所述锁合装置54组装并固定于所述第一支柱11内，再将两个防滑块53分别收容于两个所述收容槽521内，随后，将所述配重块52的贯穿螺纹孔520与所述螺纹杆51的螺纹区511相螺接，接着将螺接在一起的螺纹杆51和配重块52一起组装至所述第一支柱11内，所述螺纹杆51一端的无纹区512套设于所述第一贯穿孔5410内，并可在所述第一贯穿孔5410内转动，随后所述螺纹杆51的无纹区512套设于所述转轴552内，并与所述转轴552相固接，最后将所述驱动装置55的所述主体部551的外螺纹5520与所述第一支柱11的内螺纹相螺接，以使所述驱动装置55与所述第一支柱11相固接。

可以理解的是，实际应用中，也可采用其他的连接方式使所述驱动装置55与所述第一支柱11相固接，如通过螺栓连接或相焊接等方式。

其他两个所述重心调节单元50安装于所述导行柱12和所述连接板45的方式与上述重心调节单元50安装于所述第一支柱11的方式相似，在此，不在赘述。

使用时，其中一成像装置200固设于所述锁紧装置20上。为了增大所述成像装置200拍摄过程中的稳定性能，所述第一支撑架10、所述锁紧装置20、与所述成像装置200之间的重心应落在所述第一驱动装置42的旋转轴上。通过力学分析，当所述第一支撑架10、所述锁紧装置20、与所述成像装置200之间的重心应落在所述第一驱动装置42的驱动轴上时，所述第一支撑架10转动至任意角度均不会产生转动力矩，即所述第一支撑架10不会因为力矩而来回晃动，增加转动过程中的所述成像装置200的稳定性。

当所述云台100平稳运行时，所述第一支撑架10和所述成像装置200也处于动态平衡状态。而当所述第一支撑架10、所述锁紧装置20、与所述成像装置200之间的重心没有落在所述第一驱动装置42的旋转轴上时，驱动所述驱动装置55，由于所述配重块52通所述防滑块53与所述第一支柱11的内壁紧配合，因此，所述配重块52由于所述防滑块53与所述第一支柱44内壁之间的摩擦，不会随着所述驱动装置55的旋转而旋转，而会随着所述驱动装置55的旋转而沿着所述螺纹杆51的长度方向移动，以对所述第一支撑架10的重心进行微调,以使所述第一支撑架10、所述锁紧装置20、与所述成像装置200之间的重心落在所述第一驱动装置42的旋转轴上。

可以理解的是，在其他实施例中，也可将所述第一支柱11、所述导行柱12和所述连接板45以及所述配重块52制成长方体状、正方体状或其他一些不规则形状。此时，各个所述配重块52自身将所述螺纹杆51的转动转化为所述配重块52在所述第一支柱11、所述导行柱12和所述连接板45内的平动，并不限于本实施例。

可以理解的是，在其他实施例中，也可在两个第一支柱11内分别安装一所述重心调节单元50，并不限于本实施例。

可以理解的是，在其他实施例中，也可在两个所述导行柱12内分别安装一所述重心调节单元50。

可以理解的是，在其他实施例中，所述第一支撑架10、所述第二支撑架40和所述第三支撑架40a的至少其中之一设置所述重心调节单元50，并不限于本实施例。

本发明的云台进一步包括至少一重心调节单元，所述至少一重心调节单元设置于所述第一支柱、所述导行柱、和所述第三支撑架中的至少一个内，因此，所述云台可通过重心调节单元调节所述云台的重心。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种云台，其用于承载一成像装置，所述云台包括：

一第一支撑架包括两个第一支柱和两个导行柱，两个所述导行柱大致垂直于两个所述第一支柱设置，两个所述导行柱用于承载所述成像装置；和

至少一重心调节单元，所述至少一重心调节单元设置于所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内，每个所述重心调节单元均包括一配重块，所述配重块在所述第一支柱和所述导行柱中的至少一个内运动。

2.如权利要求1所述的云台，其特征在于：所述至少一重心调节单元设置于两个所述第一支柱中的至少一个内。

3.如权利要求1所述的云台，其特征在于：所述至少一重心调节单元设置于两个所述导行柱的至少一个内。

4.如权利要求1所述的云台，其特征在于：所述至少一重心调节单元设置于两个所述第一支柱中的至少一个内和两个所述导行柱的至少一个内。

5.如权利要求1所述的云台，其特征在于：每个所述重心调节单元还包括一螺纹杆以及一驱动装置，所述配重块穿设于所述螺纹杆且与所述螺纹杆相螺接，所述螺纹杆与所述配重块均设置于所述第一支柱和导行柱的至少其中之一内，所述驱动装置与所述螺纹杆的一端固定连接，并与所述第一支柱或导行柱相固接，当所述驱动装置驱动所述螺纹杆时，所述配重块随着所述螺纹杆的转动而沿着所述螺纹杆的长度方向移动。

6.如权利要求5所述的云台，其特征在于：所述配重块的侧壁上开设有至少一收容槽，所述重心调节单元进一步包括至少一防滑块，每个所述防滑块对应收容于一所述收容槽内。

7.如权利要求6所述的云台，其特征在于：所述螺纹杆包括一螺纹区和设置于所述螺纹区两侧的无纹区，所述螺纹区设置有外螺纹，所述无纹区无螺纹，每个所述重心调节单元进一步包括一锁合装置，所述锁合装置设置于所述螺纹杆一端的所述无纹区，用于将所述螺纹杆固设于所述第一支柱或所述导行柱中的至少其中之一内，所述驱动装置包括一主体部和一安装于所述主体部上的转轴，所述转轴能相对所述主体部相转动，所述螺纹杆的另一无纹区与所述转轴相固接。

8.如权利要求7所述的云台，其特征在于：所述锁合装置包括一中心定位件和一用于收容所述中心定位件的锁合件，所述中心定位件的形状为圆形，其中心部开设有一第一贯穿孔，所述第一贯穿孔的直径大于或等于所述螺纹杆的无纹区的直径，同时小于所述螺纹区的直径，所述锁合件开设有一形状和尺寸均与所述中心定位件相匹配的定位槽，所述中心定位件收容于所述定位槽内且与所述锁合件相固接，所述锁合件的直径小于或等于所述第一支柱的内径，所述锁合装置固定于所述第一支柱内，所述螺纹杆一端的无纹区套设于所述第一贯穿孔内，并能在所述第一贯穿孔内转动。

9.如权利要求8所述的云台，其特征在于：所述第一支柱和所述导行柱均为中空状，所述第一支柱和所述导行柱的内壁均设置内螺纹，所述驱动装置的主体部设置有外螺纹，所述驱动装置的外螺纹与所述内螺纹相配合，以使所述驱动装置与所述第一支柱或所述导行柱相固接。

10.如权利要求9所述的云台，其特征在于：所述云台进一步包括一驱动部和一把持部，所述驱动部为一无刷电机，其转子连接于所述连接板，而定子固定于所述把持部，所述驱动部用于驱动所述第三支撑架旋转。

11.如权利要求1所述的云台，其特征在于：所述第一支撑架还包括两个第一卡位装置，所述导行柱能够沿所述第一支柱的长度方向移动，且通过所述第一卡位装置固定于所述第一支柱。

12.如权利要求11所述的云台，其特征在于：两个所述第一卡位装置均包括一卡持孔、两个分别设置于所述卡持孔两侧的收容部、以及一锁附件，所述卡持孔的轴向垂直于所述收容部的轴向，两个所述第一支柱分别套设于一所述卡持孔内，每个所述收容部分别用于收容所述导行柱的一端，以使两个所述导行柱大致平行设置，所述锁附件用于将所述第一卡位装置锁附于所述第一支柱。