CN107676586A - 一种用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构 - Google Patents
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Abstract
用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，杆一一端连接在机架上另一端与杆二一端连接，杆二另一端与杆三一端连接，杆三另一端与杆四一端连接，杆四另一端连接在机架上，杆八一端连接在机架上另一端连接在第一滑套上，第一滑套套装在杆六上，杆九一端连接在机架上另一端与杆十的一端连接，杆十另一端与杆十一一端连接，杆十一另一端连接在第二滑套上，第二滑套套装在动臂上，转轴一端与轴承内圈固定安装，轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端连接在执行器上；动臂一端连接在杆六上，动臂另一端与斗杆一端连接，斗杆另一端连接在球体上，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中，施力杆一端连接在执行器上，施力杆另一端连接在滑块上，滑块嵌装在环轨板的轨槽中。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体是一种用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构。
背景技术
在电视技术日新月异的时代，摇臂摄像技术在综艺、体育、谈话类等节目中发挥了不可忽视的作用。它大大丰富了电视节目的镜头语言，增加了镜头画面的动感和多元化，给镜头画面增添了磅礴的气势和纵深空间感，使观众有身临其境的感觉；而且，由于摇臂摄像机的特有长臂优势，经常能拍到其他摄像机不能捕捉到的镜头。但是，传统摇臂机构因其自身结构的限制，会导致手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积、机构动力学性能较差等问题，由于机械手臂负荷量较轻，很难安装体积、重量较大的工作装置，高精确度也难保证。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、杆十一、第一圆柱销、第二圆柱销、第三圆柱销、第四圆柱销、滑块、环轨板、转轴、动臂、斗杆、轴承、内限位环、外限位环、施力杆、球体、圆柱螺旋线凹槽、执行器和机架；
杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一另一端通过轴向移动副与杆二一端连接形成伸缩杆，杆二另一端通过转动副二与杆三一端连接，杆三另一端通过转动副三与杆四一端连接，杆四另一端通过转动副四连接在机架上，
杆五一端通过转动副五连接在机架上，杆五另一端通过转动副六与杆六一端连接，杆六另一端通过转动副七与杆七一端连接，杆七另一端通过转动副八连接在机架上，
杆八一端通过转动副九连接在机架上，杆八另一端通过转动副十连接在第一滑套上，第一滑套套装在杆六上，
杆九一端通过转动副十一连接在机架上，杆九另一端通过轴向移动副与杆十的一端连接，杆十的另一端通过转动副十二与杆十一一端连接，杆十一另一端通过转动副十三连接在第二滑套上，第二滑套套装在动臂上，
所述转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与轴承内圈固定安装，轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在执行器上；
动臂一端通过转动副二十连接在杆六上，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端连接在球体上，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中，
施力杆一端通过转动副二十二连接在执行器上，施力杆另一端连接在滑块上，滑块嵌装在环轨板的轨槽中；
杆八上设有轴向滑槽，第一圆柱销一端嵌装在杆八的轴向滑槽中，第一圆柱销另一端固定在杆十上，
动臂上设有轴向滑槽，第二圆柱销一端嵌装在动臂的轴向滑槽中，第二圆柱销另一端固定在杆二上，
杆七上设有轴向滑槽，第三圆柱销一端嵌装在杆七的轴向滑槽中，第三圆柱销另一端固定在推拉杆一端，推拉杆另一端固定连接在环轨板上，推拉杆安装在限位套中，限位套固定在动臂上，
杆四上设有轴向滑槽，第四圆柱销一端嵌装在杆四的轴向滑槽中，第四圆柱销另一端固的在斗杆上。
进一步的，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。
进一步的，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。
进一步的，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。
进一步的，转动副九由伺服电机一驱动，和/或转动副十一由伺服电机二驱动，和/或转动副一由伺服电机三驱动。
进一步的，第一圆柱销、第二圆柱销、第三圆柱销和第四圆柱销的柱面与槽壁形成高副。
进一步的，第一圆柱销与杆十垂直、第二圆柱销与杆二垂直、第三圆柱销与推拉杆垂直、和第四圆柱销与斗杆垂直。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
本发明采用了新型连杆传动机构，不仅改善了机械臂的受力，而且降低了机械臂运动过程中的转动惯量和振动耦合，提高机械臂的承载能力，结构简单，制造成本低，实用性强。
附图说明
图1为本发明所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构的整体结构示意图。
图2为本发明所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构的限位件的动臂、滑块、环轨板和施力杆的装配示意图。
图3为本发明所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构的限位件的动臂、环轨板和施力杆的装配示意图。
图4为本发明所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构的转轴、轴承、动臂、内限位环和外限位环的装配示意图。图中，40为将内限位环固定在轴承外圈上的支撑杆。
图5为本发明所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构的杆九、杆十、杆八和第一圆柱销的装配示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，包括杆一1、杆二2、杆三3、杆四4、杆五5、杆六6、杆七7、杆八8、杆九9、杆十10、杆十一11、第一圆柱销51、第二圆柱销52、第三圆柱销53、第四圆柱销54、滑块86、环轨板89、转轴90、动臂91、斗杆92、轴承93、内限位环94a、外限位环94b、施力杆95、球体96、圆柱螺旋线凹槽97、执行器98、机架99、
杆一1一端通过转动副一101连接在机架99上，杆一1另一端通过轴向移动副与杆二2一端连接形成伸缩杆，杆二2另一端通过转动副二102与杆三3一端连接，杆三3另一端通过转动副三103与杆四4一端连接，杆四4另一端通过转动副四104连接在机架99上，
杆五5一端通过转动副五105连接在机架99上，杆五5另一端通过转动副六106与杆六6一端连接，杆六6另一端通过转动副七107与杆七7一端连接，杆七7另一端通过转动副八108连接在机架99上，
杆八8一端通过转动副九109连接在机架99上，杆八8另一端通过转动副十110连接在第一滑套上，第一滑套套装在杆六6上，
杆九9一端通过转动副十一111连接在机架99上，杆九9另一端通过轴向移动副与杆十10的一端连接，杆十10的另一端通过转动副十二112与杆十一11一端连接，杆十一11另一端通过转动副十三113连接在第二滑套上，第二滑套套装在动臂91上，
所述转轴90外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽97，转轴90一端与轴承93内圈固定安装，轴承93外圈固定在动臂91上，转轴90另一端通过转动副二十一121连接在执行器98上；
动臂91一端通过转动副二十120连接在杆六6上，动臂91另一端通过轴向移动副与斗杆92一端连接形成伸缩杆，斗杆92另一端连接在球体96上，球体96嵌装在圆柱螺旋线凹槽97中，
施力杆95一端通过转动副二十二122连接在执行器98上，施力杆95另一端连接在滑块86上，滑块86嵌装在环轨板89的轨槽中；
杆八8上设有轴向滑槽，第一圆柱销51一端嵌装在杆八8的轴向滑槽中，第一圆柱销51另一端固定在杆十10上，
动臂91上设有轴向滑槽，第二圆柱销52一端嵌装在动臂91的轴向滑槽中，第二圆柱销52另一端固定在杆二2上，
杆七7上设有轴向滑槽，第三圆柱销53一端嵌装在杆七7的轴向滑槽中，第三圆柱销53另一端固定在推拉杆85一端，推拉杆85另一端固定连接在环轨板89上，推拉杆85安装在限位套84中，限位套84固定在动臂91上，
杆四上设有轴向滑槽，第四圆柱销54一端嵌装在杆四4的轴向滑槽中，第四圆柱销54另一端固的在斗杆92上。
进一步的，还包括内限位环94a和外限位环94b，内限位环94a固定在从动轴承93外圈上，外限位环94b固定在动臂91上，内限位环94a和外限位环94b之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆72穿过环形限位轨道。
进一步的，动臂91、斗杆92和转轴90的轴线平行或共线。
进一步的，环轨板89的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块86安装在轨槽内腔中。
进一步的，转动副九109由伺服电机一驱动，和/或转动副十一111由伺服电机二驱动，和/或转动副一101由伺服电机三驱动。
进一步的，第一圆柱销51、第二圆柱销52、第三圆柱销53和第四圆柱销54的柱面与槽壁形成高副。
进一步的，第一圆柱销51与杆十10垂直、第二圆柱销52与杆二2垂直、第三圆柱销53与推拉杆85垂直、和第四圆柱销54与斗杆92垂直。
机架通过转动副安装在小车上。
Claims (8)
1.用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、杆十一、第一圆柱销、第二圆柱销、第三圆柱销、第四圆柱销、滑块、环轨板、转轴、动臂、斗杆、轴承、内限位环、外限位环、施力杆、球体、圆柱螺旋线凹槽、执行器和机架；
杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一另一端通过轴向移动副与杆二一端连接形成伸缩杆，杆二另一端通过转动副二与杆三一端连接，杆三另一端通过转动副三与杆四一端连接，杆四另一端通过转动副四连接在机架上，
杆五一端通过转动副五连接在机架上，杆五另一端通过转动副六与杆六一端连接，杆六另一端通过转动副七与杆七一端连接，杆七另一端通过转动副八连接在机架上，
杆八一端通过转动副九连接在机架上，杆八另一端通过转动副十连接在第一滑套上，第一滑套套装在杆六上，
杆九一端通过转动副十一连接在机架上，杆九另一端通过轴向移动副与杆十的一端连接，杆十的另一端通过转动副十二与杆十一一端连接，杆十一另一端通过转动副十三连接在第二滑套上，第二滑套套装在动臂上，
所述转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与轴承内圈固定安装，轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在执行器上；
动臂一端通过转动副二十连接在杆六上，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端连接在球体上，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中，
施力杆一端通过转动副二十二连接在执行器上，施力杆另一端连接在滑块上，滑块嵌装在环轨板的轨槽中；
杆八上设有轴向滑槽，第一圆柱销一端嵌装在杆八的轴向滑槽中，第一圆柱销另一端固定在杆十上，
动臂上设有轴向滑槽，第二圆柱销一端嵌装在动臂的轴向滑槽中，第二圆柱销另一端固定在杆二上，
杆七上设有轴向滑槽，第三圆柱销一端嵌装在杆七的轴向滑槽中，第三圆柱销另一端固定在推拉杆一端，推拉杆另一端固定连接在环轨板上，推拉杆安装在限位套中，限位套固定在动臂上，
杆四上设有轴向滑槽，第四圆柱销一端嵌装在杆四的轴向滑槽中，第四圆柱销另一端固的在斗杆上。
2.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。
3.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。
4.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。
5.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，转动副九由伺服电机一驱动，和/或转动副十一由伺服电机二驱动，和/或转动副一由伺服电机三驱动。
6.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，第一圆柱销、第二圆柱销、第三圆柱销和第四圆柱销的柱面与槽壁形成高副。
7.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，第一圆柱销与杆十垂直、第二圆柱销与杆二垂直、第三圆柱销与推拉杆垂直、和第四圆柱销与斗杆垂直。
8.如权利要求1所述的用于控制摄像机拍摄角度的摇臂机构，其特征在于，机架通过转动副安装在小车上。
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