CN109941368B - 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；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；主轴的上部均转动套接安装有定位齿轮；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设置在驱动壳下端的驱动电机；行走圆盘的外侧固定套接安装有行走齿轮；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设置在驱动壳下端的驱动电机；驱动壳下端中部固定安装有机箱；驱动电机安装在机箱内，且驱动电机的输出端延伸至驱动壳内下部；驱动电机的输出端顶端安装有驱动齿轮；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；驱动壳内设置有控制箱；控制箱内设置有处理器，驱动电机和舵机二者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；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插座顶端面接触。

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为本发明的逻辑电路框图；

图中，1、底板；2、安装插座；3、驱动壳；4、舵机；5、调节齿轮；6、主轴；7、定位齿轮；8、启动块；9、驱动电机；10、机箱；11、驱动齿轮；12、行走圆盘；13、行走齿轮；14、换向齿轮；15、开窗；16、通孔；17、铁杆；18、凹槽；19、减震压簧；20、行走支腿；21、控制箱；22、安装槽；23、缓冲基座；24、缓冲条；25、磁铁；26、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1-8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上端安装有缓冲基座23；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3；驱动壳3内上部设置有转向装置；驱动壳3内下部设置有驱动装置；所述的转向装置包括驱动壳3内顶端中部固定安装的舵机4；舵机4的输出端安装有调节齿轮5；驱动壳3内顶端左右两侧分别垂直固定安装有主轴6；主轴6的上部均转动套接安装有定位齿轮7；左右两侧的定位齿轮7分别与调节齿轮5啮合连接；每个定位齿轮7的下端面分别固定有弧形的启动块8；以舵机4轴心为圆心位置，两个启动块8关于舵机4圆心对称分布；所述的驱动装置包括设置在驱动壳3下端的驱动电机9；驱动壳3下端中部固定安装有机箱10；驱动电机9安装在机箱10内，且驱动电机9的输出端延伸至驱动壳3内下部；驱动电机9的输出端顶端安装有驱动齿轮11；左右两侧的主轴6的下部均转动套接安装有行走圆盘12；行走圆盘12的外侧固定套接安装有行走齿轮13；驱动齿轮11与左侧的行走齿轮13啮合连接；驱动齿轮11通过一个换向齿轮14与右侧的行走齿轮13啮合传动；换向齿轮14转动安装在驱动壳3内下端；驱动壳3下侧壁的左右两侧分别开有与行走圆盘12位置对应的开窗15；行走圆盘12的端面上沿环形方向均匀开有多个通孔16；通孔16内上下滑动有铁杆17；铁杆17与启动块8位置对应；铁杆17下端开有凹槽18；凹槽18内通过减震压簧19滑动连接有行走支腿20；行走支腿20向下穿过开窗15；驱动壳3内设置有控制箱21；控制箱21内设置有处理器，驱动电机9和舵机4二者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22；缓冲基座23水平滑动安装在安装槽22；缓冲基座23与安装槽22的四周空隙内填充有缓冲条24，缓冲基座23依靠缓冲条24与底板1连接；行走支腿20的下部为“J”形；定位齿轮7上端面固定有环形的磁铁25；磁铁25端面与铁杆17位置对应；驱动壳3上端均匀固定安装有缓冲压簧26；缓冲压簧26上端与安装插座2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9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12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9，带动驱动齿轮11转动，从而带动左右两个行走圆盘12绕主轴6的转动，通过铁杆17带动行走支腿20的转动，但是行走支腿20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8的控制，即转向装置通过舵机4控制启动块8的位置从而控制行走方向。舵机4通过角度转动和定位控制，带动启动块8转动调节位置，当启动块8位置确定后，行走支腿20在转动时，经过启动块8的下端时，产生下移且上方启动块8进行支撑，同时借助减震压簧19的容量，行走支腿20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8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20的分布密度较大（为使图像清晰，附图中未密集设置），启动块8也具有一定的长度，保证足够数量的行走支腿20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17的进入和滑出，更加平稳。虽然多个行走支腿20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，启动块8位置调节配合行走支腿20进行方向调控。以驱动电机9顺时针转动为例，则左侧的行走圆盘12逆时针转动，右侧的行走圆盘12顺时针转动，舵机4带动两个定位齿轮7同步转动，启动块8同步调节，通过常规的受力分析，各位置的行走支腿20转动时能受到的摩擦力显而易见，启动块8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。

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8位于正左侧，右侧的启动块8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4转动控制启动块8移动，为减少启动块8转动过程中的受力移动，可非常短暂的暂停驱动电机9工作（若不暂停，任意控制角度下，两侧的启动块8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9转速极低，则影响会非常小，舵机4角度调整很快即可完整），左侧的启动块8转动至最上侧，同步的，右侧的启动块8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8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20的密度和速度等影响，本发明不易实现精度非常高的弧线移动和倾斜角度移动。

行走支腿20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25安装在定位齿轮7上，对铁杆17实现磁吸提升，若距离较大导致磁吸力不够，可将磁铁25安装在下端，启动块8部分覆盖磁铁25，配合启动块8的弧面，铁杆17更顺滑的与启动块8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。

定位齿轮7和行走圆盘12的上下定位可依靠轴肩和定位套管等常规机械零件。

铁杆17通过通孔16与行走圆盘12连接，每个通孔16下端均可连通限位套管，加大与铁杆17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17可上下滑动但是不会滑出。

处理器控制舵机4和驱动电机9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。前后两个驱动机构可通过两个处理器同步连接进行同步的控制，或可由一个处理器进行连接控制。

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）上端安装有缓冲基座（23）；

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（3）；驱动壳（3）内上部设置有转向装置；驱动壳（3）内下部设置有驱动装置；

所述的转向装置包括驱动壳（3）内顶端中部固定安装的舵机（4）；舵机（4）的输出端安装有调节齿轮（5）；驱动壳（3）内顶端左右两侧分别垂直固定安装有主轴（6）；主轴（6）的上部均转动套接安装有定位齿轮（7）；左右两侧的定位齿轮（7）分别与调节齿轮（5）啮合连接；每个定位齿轮（7）的下端面分别固定有弧形的启动块（8）；以舵机（4）轴心为圆心位置，两个启动块（8）关于舵机（4）圆心对称分布；

所述的驱动装置包括设置在驱动壳（3）下端的驱动电机（9）；驱动壳（3）下端中部固定安装有机箱（10）；驱动电机（9）安装在机箱（10）内，且驱动电机（9）的输出端延伸至驱动壳（3）内下部；驱动电机（9）的输出端顶端安装有驱动齿轮（11）；左右两侧的主轴（6）的下部均转动套接安装有行走圆盘（12）；行走圆盘（12）的外侧固定套接安装有行走齿轮（13）；驱动齿轮（11）与左侧的行走齿轮（13）啮合连接；驱动齿轮（11）通过一个换向齿轮（14）与右侧的行走齿轮（13）啮合传动；换向齿轮（14）转动安装在驱动壳（3）内下端；驱动壳（3）下侧壁的左右两侧分别开有与行走圆盘（12）位置对应的开窗（15）；行走圆盘（12）的端面上沿环形方向均匀开有多个通孔（16）；通孔（16）内上下滑动有铁杆（17）；铁杆（17）与启动块（8）位置对应；铁杆（17）下端开有凹槽（18）；凹槽（18）内通过减震压簧（19）滑动连接有行走支腿（20）；行走支腿（20）向下穿过开窗（15）；驱动壳（3）内设置有控制箱（21）；控制箱（21）内设置有处理器，驱动电机（9）和舵机（4）二者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（22）；缓冲基座（23）水平滑动安装在安装槽（22）；缓冲基座（23）与安装槽（22）的四周空隙内填充有缓冲条（24），缓冲基座（23）依靠缓冲条（24）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（20）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（7）上端面固定有环形的磁铁（25）；磁铁（25）端面与铁杆（17）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（3）上端均匀固定安装有缓冲压簧（26）；缓冲压簧（26）上端与安装插座（2）顶端面接触。

Images