CN109866838A - 摄影摄像电动行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄影摄像电动行走装置，涉及摄影摄像器材技术领域。它包括底板；安装插座内均安装有驱动机构；底板下端中部安装有水平的驱动电机；驱动轴的前后两端分别固定安装有端面齿轮；驱动壳内上部设置有转向装置；驱动壳内下部设置有驱动装置；所述的转向装置包括驱动壳内顶端中部固定安装的舵机；每个定位齿轮的下端面分别固定有弧形的启动块；所述的驱动装置包括转动安装在驱动壳内下端中部的驱动齿轮；左右两侧的主轴的下部均转动套接安装有行走圆盘；通孔内上下滑动有铁杆；凹槽内通过减震压簧滑动连接有行走支腿。本发明的有益效果是：不改变摄影摄像方向的前提下，可快速实现垂直换向行走等方向的平面移动。

Description

摄影摄像电动行走装置

技术领域

本发明涉及摄影摄像器材技术领域。

背景技术

在摄影摄像过程中，经常需要使用电动移动车，带动沉重的摄像机设备。一般的利用轨道铺设实现定路线的电动车移动，后者采用常规的车轮式电动移动设备进行承载移动。但是常规的电动行走设备不能实现快速的垂直换向行走，一般拍摄对象在前方，当路线转弯时，拍摄对象仍然需要在原始方向的前方，比如推进之后再平移的摄影操作，但是常规的车架结构在转弯时，需要整体转向移动，则会影响镜头的拍摄方向，而依靠反向转动调节镜头的方式，并不能保证获取稳定的拍摄方向，其他移动方向时，也会造成整体的角度变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种摄影摄像电动行走装置。不改变摄影摄像方向的前提下，可快速实现垂直换向行走等方向的平面移动。

本发明采用的技术方案是：提供一种摄影摄像电动行走装置，包括底板；底板下端的前后两侧均设置有安装插座；安装插座内均安装有驱动机构；底板下端中部安装有水平的驱动电机；驱动电机的输出端安装有主齿轮；在驱动电机左下侧，底板下端通过支架转动安装有驱动轴；驱动轴中部固定套接安装有传动齿轮；传动齿轮和主齿轮啮合连接；驱动轴的前后两端分别固定安装有端面齿轮；底板上端安装有缓冲基座；

所述的驱动机构包括与安装插座插接配合安装的驱动壳；驱动壳内上部设置有转向装置；驱动壳内下部设置有驱动装置；

所述的转向装置包括驱动壳内顶端中部固定安装的舵机；舵机的输出端安装有调节齿轮；驱动壳内顶端左右两侧分别垂直固定安装有主轴；主轴的上部均转动套接安装有定位齿轮；左右两侧的定位齿轮分别与调节齿轮啮合连接；每个定位齿轮的下端面分别固定有弧形的启动块；以舵机轴心为圆心位置，两个启动块关于舵机圆心对称分布；

所述的驱动装置包括转动安装在驱动壳内下端中部的驱动齿轮；左右两侧的主轴的下部均转动套接安装有行走圆盘；行走圆盘的外侧固定套接安装有行走齿轮；驱动齿轮与左侧的行走齿轮啮合连接；驱动齿轮通过一个换向齿轮与右侧的行走齿轮啮合传动；换向齿轮转动安装在驱动壳内下端；驱动壳下侧壁的左右两侧分别开有与行走圆盘位置对应的开窗；行走圆盘的端面上沿环形方向均匀开有多个通孔；通孔内上下滑动有铁杆；铁杆与启动块位置对应；铁杆下端开有凹槽；凹槽内通过减震压簧滑动连接有行走支腿；行走支腿向下穿过开窗；

前后两侧的端面齿轮分别与前后两侧的驱动齿轮啮合连接；底板下端设置有控制箱；控制箱内设置有处理器，驱动电机的控制电路和两个舵机的控制电路分别与处理器电连接；

所述的底板的上端中部开有安装槽；缓冲基座水平滑动安装在安装槽内；缓冲基座与安装槽的四周空隙内填充有缓冲条，缓冲基座依靠缓冲条与底板连接。

进一步优化本技术方案，摄影摄像电动行走装置的行走支腿的下部为“J”形。

进一步优化本技术方案，摄影摄像电动行走装置的定位齿轮上端面固定有环形的磁铁；磁铁端面与铁杆位置对应。

进一步优化本技术方案，摄影摄像电动行走装置的驱动壳上端均匀固定安装有缓冲压簧；缓冲压簧上端与安装基座顶端面接触。

本发明有益效果在于：

1、不同于传统移动结构，无需转向车轮，不改变摄影摄像方向的前提下，可快速实现垂直换向行走等方向的平面移动；

驱动机构带动底板实现快速换向的平面移动，且不改变底板正对的方向，没有车轮转动的动作。通过齿轮传动，驱动电机带动行走圆盘及行走支腿的水平绕轴转动，不同方位摩擦受力方向不同，依靠部分行走支腿下端与地面的摩擦提供行走动力，启动块控制在一定方位角度内行走支腿与地面接触，从而设定调节方向，启动块下方的铁杆受压，保证经过启动块对应位置的行走支腿与地面有效的下压接触形成滑动摩擦力，其他方位的行走支腿上方可移动，不能有效提供行走摩擦力；

转向装置通过舵机调控启动块的方位，调节行走支腿与地面摩擦力的合力方向，控制行走的方向，而没有车轮转向结构，整体没有转动。两个启动块圆心对称设置，与驱动装置的转动方向相配合。启动块为弧形，中部的最下端对应位置的行走支腿一般为最大的发力点，受到的摩擦力合力方向也为行走方向；

驱动装置中，驱动齿轮带动两个行走圆盘转动，通过一个换向齿轮的设置，两个行走圆盘的转动方向相反，能够形成力的对称稳定，一些干扰力有几率左右抵消。铁杆和行走支腿通过减震压簧连接，减震压簧的设置可提高行走支撑平稳性，行走支腿上部在铁杆的凹槽内，铁杆在通孔内滑动，将摩擦受力传递到行走圆盘，最终提供行走力；

底板上的缓冲基座可连接安装摄像摄像设备的支架等，通过缓冲条的连接设置，可起到一定的水平缓冲作用；

2、行走支腿下部成“J”形，可提高对路面的适应性，弧形部分对应受力方向，受阻碍时便于沿阻碍上滑抬升，同时能减少非启动块下方的行走支腿转动时的阻碍受力；

3、磁铁的设置可对下方的铁杆产生一定的磁性吸附力，使铁杆始终受到向上的抬升力，减少非启动块下方的行走支腿与地面的接触，同时铁杆与启动块的贴合滑动更稳定；

4、驱动块上缓冲压簧的设置有利于提高竖向的减震缓冲作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的底部结构示意图；

图3为本发明的驱动机构拆分结构示意图；

图4为本发明的驱动装置部分结构示意图；

图5为图4部分结构拆分示意图；

图6为本发明的行走支腿结构示意图；

图7为本发明的启动块控制行走方向原理示意图；

图8为本发明的驱动轴连接结构示意图；

图9为本发明的逻辑电路框图；

图中，1、底板；2、安装插座；3、驱动电机；4、主齿轮；5、驱动轴；6、传动齿轮；7、端面齿轮；8、驱动壳；9、舵机；10、调节齿轮；11、主轴；12、定位齿轮；13、启动块；14、驱动齿轮；15、行走圆盘；16、行走齿轮；17、换向齿轮；18、开窗；19、通孔；20、铁杆；21、凹槽；22、减震压簧；23、行走支腿；24、控制箱；25、安装槽；26、缓冲基座；27、缓冲条；28、磁铁；29、缓冲压簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-9所示，摄影摄像电动行走装置，包括底板1；底板1下端的前后两侧均设置有安装插座2；安装插座2内均安装有驱动机构；底板1下端中部安装有水平的驱动电机3；驱动电机3的输出端安装有主齿轮4；在驱动电机3左下侧，底板1下端通过支架转动安装有驱动轴5；驱动轴5中部固定套接安装有传动齿轮6；传动齿轮6和主齿轮4啮合连接；驱动轴5的前后两端分别固定安装有端面齿轮7；底板1上端安装有缓冲基座26；所述的驱动机构包括与安装插座2插接配合安装的驱动壳8；驱动壳8内上部设置有转向装置；驱动壳8内下部设置有驱动装置；所述的转向装置包括驱动壳8内顶端中部固定安装的舵机9；舵机9的输出端安装有调节齿轮10；驱动壳8内顶端左右两侧分别垂直固定安装有主轴11；主轴11的上部均转动套接安装有定位齿轮12；左右两侧的定位齿轮12分别与调节齿轮10啮合连接；每个定位齿轮12的下端面分别固定有弧形的启动块13；以舵机9轴心为圆心位置，两个启动块13关于舵机9圆心对称分布；所述的驱动装置包括转动安装在驱动壳8内下端中部的驱动齿轮14；左右两侧的主轴11的下部均转动套接安装有行走圆盘15；行走圆盘15的外侧固定套接安装有行走齿轮16；驱动齿轮14与左侧的行走齿轮16啮合连接；驱动齿轮14通过一个换向齿轮17与右侧的行走齿轮16啮合传动；换向齿轮17转动安装在驱动壳8内下端；驱动壳8下侧壁的左右两侧分别开有与行走圆盘15位置对应的开窗18；行走圆盘15的端面上沿环形方向均匀开有多个通孔19；通孔19内上下滑动有铁杆20；铁杆20与启动块13位置对应；铁杆20下端开有凹槽21；凹槽21内通过减震压簧22滑动连接有行走支腿23；行走支腿23向下穿过开窗18；前后两侧的端面齿轮7分别与前后两侧的驱动齿轮14啮合连接；底板1下端设置有控制箱24；控制箱24内设置有处理器，驱动电机3的控制电路和两个舵机9的控制电路分别与处理器电连接；所述的底板1的上端中部开有安装槽25；缓冲基座26水平滑动安装在安装槽25内；缓冲基座26与安装槽25的四周空隙内填充有缓冲条27，缓冲基座26依靠缓冲条27与底板1连接；行走支腿23的下部为“J”形；定位齿轮12上端面固定有环形的磁铁28；磁铁28端面与铁杆20位置对应；驱动壳8上端均匀固定安装有缓冲压簧29；缓冲压簧29上端与安装基座顶端面接触。

本发明在使用时，主要适用于摄影摄像的相对低速需求的拍摄电动行走，低速的行驶满足大部分拍摄的移动需求。对路面有一定的适应能力，但主要用于相对平整的路面，具有一定的小角度爬坡能力。不考虑高速行驶下的急刹车需求，驱动电机3可采用伺服电机等定位，也可根据需要增加常规的对行走圆盘15的刹车机构等。

驱动机构的行走和转向方式。驱动机构的行走方向即为底板1的行走方向，但是底板1不转向。驱动电机3通过齿轮啮合，带动左右两个行走圆盘15绕主轴11的转动，通过铁杆20带动行走支腿23的转动，但是行走支腿23下端是否与地面有效的摩擦接触提供行进力和方向，受启动块13的控制，即转向装置通过舵机9控制启动块13的位置从而控制行走方向。舵机9通过角度转动和定位控制，带动启动块13转动调节位置，当启动块13位置确定后，行走支腿23在转动时，经过启动块13的下端时，产生下移且上方启动块13进行支撑，同时借助减震压簧22的容量，行走支腿23下端与地面形成有效的支撑接触，同时转动过程形成摩擦，产生行走动力，而转过启动块13下方后，失去上方支撑，与地面接触较弱，不能产生有效摩擦力，不影响行走和支撑。行走支腿23的分布密度较大(为使图像清晰，附图中未密集设置)，启动块13也具有一定的长度，保证足够数量的行走支腿23进行有效支撑，且弧形设置，中部低位位置起决定作用，前后两侧弧面便于铁杆20的进入和滑出，更加平稳。虽然多个行走支腿23同时有效摩擦接触提供支撑和行走动力，但是中间位置起决定作用，同时合力会成为一个方向，可进行测算和测试确定。

如图7所示，以前侧驱动机构为例，启动块13位置调节配合行走支腿23进行方向调控。以驱动电机3顺时针转动为例，则左侧的行走圆盘15逆时针转动，右侧的行走圆盘15顺时针转动，舵机9带动两个定位齿轮12同步转动，启动块13同步调节，通过常规的受力分析，各位置的行走支腿23转动时能受到的摩擦力显而易见，启动块13决定何位置的摩擦力生效。即便出现方向小误差，摄影摄像的镜头方向仍然不会变化。前后两个驱动机构相同，原理相同，通过驱动轴5的连接，前后两侧的驱动齿轮14转动方向相反，但是可通过相同的受力分析可知，前后两侧的舵机9分别单独控制即可，使最后两个的驱动机构合力方向相同。

以前侧驱动机构为例分析，后侧驱动机构原理相同，启动块13所处位置不同，但是控制原理仍相同。比如由前进行走换向为向右行走，向前行走时，左侧的启动块13位于正左侧，右侧的启动块13位于正右侧，产生向前行进的摩擦力，虽然除正向位置方向单一向前，其他附近角度位置受到的切线方向力虽然不平行于前后方向，但是存在向前的分力，由于左右对称的设计，此时水平方向的分力存在但是会左右抵消(其他方向同理，合力显著，干扰的分力可抵消)，整体表现为受力向前，底板1向前移动；当需要垂直向右行走时，舵机9转动控制启动块13移动，为减少启动块13转动过程中的受力移动，可非常短暂的暂停驱动电机3工作(若不暂停，任意控制角度下，两侧的启动块13影响的角度方向是相同的，即合力受力方向一致且一直在变，只会可能造成短暂的方向时刻变化的小距离移动，如果驱动电机3转速极低，则影响会非常小，舵机9角度调整很快即可完整)，左侧的启动块13转动至最上侧，同步的，右侧的启动块13转动至最下侧，此时合力方向为向右，底板1跟随向右侧移动，实现垂直转弯不动头的操作。同理可知前后左右移动方向的控制，以及角度倾斜移动和弧线形移动等控制，依靠启动块13调控合力方向的改变，弧线移动时，则需要时刻变化移动方向，受到行走支腿23的密度和速度等影响，本发明不易实现精度较高的弧线移动和倾斜角度移动。

行走支腿23的下部采用“J”形弧面，弧面背部以及底端与地面接触，底端可通过防滑纹等提高摩擦受力。

磁铁28安装在定位齿轮12上，对铁杆20实现磁吸提升，若距离较大导致磁吸力不够，可将磁铁28安装在下端，启动块13部分覆盖磁铁28，配合启动块13的弧面，铁杆20更顺滑的与启动块13滑动接触。

驱动机构的安装可通过常规的安装结构进行稳定连接，同时减震机构起到减震作用。本文无需过多描述驱动机构的安装。移动电源可安装在底板1或驱动机构内进行供电。驱动轴5前后两侧分别穿过驱动壳8的侧壁，端面齿轮7在驱动壳8内，驱动齿轮14与端面齿轮7啮合连接。

定位齿轮12和行走圆盘15的上下定位可依靠轴肩和定位套管等常规机械零件。

铁杆20通过通孔19与行走圆盘15连接，每个通孔19下端均可连通限位套管，加大与铁杆20的滑动连接长度，保证力传递的稳定。且可通过收口等设置，铁杆20可上下滑动但是不会滑出。

处理器控制舵机9和驱动电机3的转动，可设定移动路线从而进行控制，也可设置外部的遥控设备，通过增设蓝牙模块等进行信号连接，以便于实现移动控制。

Claims (4)

1.一种摄影摄像电动行走装置，其特征在于：包括底板(1)；底板(1)下端的前后两侧均设置有安装插座(2)；安装插座(2)内均安装有驱动机构；底板(1)下端中部安装有水平的驱动电机(3)；驱动电机(3)的输出端安装有主齿轮(4)；在驱动电机(3)左下侧，底板(1)下端通过支架转动安装有驱动轴(5)；驱动轴(5)中部固定套接安装有传动齿轮(6)；传动齿轮(6)和主齿轮(4)啮合连接；驱动轴(5)的前后两端分别固定安装有端面齿轮(7)；底板(1)上端安装有缓冲基座(26)；

所述的驱动机构包括与安装插座(2)插接配合安装的驱动壳(8)；驱动壳(8)内上部设置有转向装置；驱动壳(8)内下部设置有驱动装置；

所述的转向装置包括驱动壳(8)内顶端中部固定安装的舵机(9)；舵机(9)的输出端安装有调节齿轮(10)；驱动壳(8)内顶端左右两侧分别垂直固定安装有主轴(11)；主轴(11)的上部均转动套接安装有定位齿轮(12)；左右两侧的定位齿轮(12)分别与调节齿轮(10)啮合连接；每个定位齿轮(12)的下端面分别固定有弧形的启动块(13)；以舵机(9)轴心为圆心位置，两个启动块(13)关于舵机(9)圆心对称分布；

所述的驱动装置包括转动安装在驱动壳(8)内下端中部的驱动齿轮(14)；左右两侧的主轴(11)的下部均转动套接安装有行走圆盘(15)；行走圆盘(15)的外侧固定套接安装有行走齿轮(16)；驱动齿轮(14)与左侧的行走齿轮(16)啮合连接；驱动齿轮(14)通过一个换向齿轮(17)与右侧的行走齿轮(16)啮合传动；换向齿轮(17)转动安装在驱动壳(8)内下端；驱动壳(8)下侧壁的左右两侧分别开有与行走圆盘(15)位置对应的开窗(18)；行走圆盘(15)的端面上沿环形方向均匀开有多个通孔(19)；通孔(19)内上下滑动有铁杆(20)；铁杆(20)与启动块(13)位置对应；铁杆(20)下端开有凹槽(21)；凹槽(21)内通过减震压簧(22)滑动连接有行走支腿(23)；行走支腿(23)向下穿过开窗(18)；

前后两侧的端面齿轮(7)分别与前后两侧的驱动齿轮(14)啮合连接；底板(1)下端设置有控制箱(24)；控制箱(24)内设置有处理器，驱动电机(3)的控制电路和两个舵机(9)的控制电路分别与处理器电连接；

所述的底板(1)的上端中部开有安装槽(25)；缓冲基座(26)水平滑动安装在安装槽(25)内；缓冲基座(26)与安装槽(25)的四周空隙内填充有缓冲条(27)，缓冲基座(26)依靠缓冲条(27)与底板(1)连接。

2.根据权利要求1所述的摄影摄像电动行走装置，其特征在于：行走支腿(23)的下部为“J”形。

3.根据权利要求1所述的摄影摄像电动行走装置，其特征在于：定位齿轮(12)上端面固定有环形的磁铁(28)；磁铁(28)端面与铁杆(20)位置对应。

4.根据权利要求1所述的摄影摄像电动行走装置，其特征在于：驱动壳(8)上端均匀固定安装有缓冲压簧(29)；缓冲压簧(29)上端与安装基座顶端面接触。