CN111699339B - 手持云台 - Google Patents

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Abstract

一种手持云台，包括手柄(10)、第一轴组件(20)、扭转件(25)、第二轴组件(30)、第三轴组件(40)和承载件(50)；第一轴组件(20)包括第一连接臂(21)；扭转件(25)设于第一连接臂(21)；第二轴组件(30)包括第二连接臂(31)，第二连接臂(31)与扭转件(25)连接；第三轴组件(40)包括第三连接臂(41)，第三连接臂(41)与第二轴组件(30)连接第二连接臂(31)沿扭转件(25)转动，以使第二轴组件(30)及第三轴组件(40)收纳于手柄(10)的同一侧，处于收纳状态的第二连接臂(31)与第三连接臂(41)均位于扭转件(25)和手柄(10)的底部之间。通过设置扭转件(25)，收纳状态的手持云台的结构紧凑，体积小，便于包装和携带。

Description

手持云台
技术领域
本申请涉及云台技术领域，具体涉及一种手持云台。
背景技术
常规手持手机云台一般为三轴云台，包括三个电机，分别为控制俯仰运动的俯仰轴(Pitch轴)电机、控制平移运动的平移轴(YAW轴)电机以及控制横滚运动的横滚轴(Roll轴)电机，用于对手机拍摄中的增稳。常规手持手机云台不具备折叠功能，体积较大，不便于收纳和携带。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种手持云台，具备折叠功能，能缩小体积，便于收纳和携带。
本申请实施例提供一种手持云台，包括：
手柄，具有顶部、底部和位于所述顶部和所述底部之间的侧壁；
第一轴组件，包括设于所述手柄的顶部的第一转轴以及与所述第一转轴相连接的第一连接臂；
扭转件，设于所述第一连接臂；
第二轴组件，包括第二转轴以及第二连接臂，所述第二连接臂一端与所述扭转件连接，另一端与所述第二转轴连接；
第三轴组件，包括第三转轴及第三连接臂，所述第三连接臂一端与所述第二转轴连接，另一端与所述第三转轴连接；
承载件，设于所述第三转轴上，用于承载拍摄装置；
当所述手持云台在使用状态时，所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴的任意一个或多个转动以调节所述承载件的空间位置；
当所述手持云台从使用状态转换为收纳状态时，所述第二连接臂沿所述扭转件转动，以使所述第二轴组件及第三轴组件收纳于所述手柄的同一侧，处于收纳状态的所述第二连接臂与所述第三连接臂均位于所述扭转件和所述手柄的底部之间。
通过设置第一轴组件、第二轴组件和第三轴组件，使得手持云台具备三个自由度的转动，再通过设置扭转件，第二轴组件与扭转件相对转动以将手持云台从使用状态转换为收纳状态，且收纳状态的手持云台的结构紧凑，体积小，便于包装和携带。
附图说明
图1是一种实施例的手持云台在使用状态时的立体结构示意图；
图2是图1中手持云台的另一视角的结构示意图；
图3是一种实施例的手持云台在收纳状态时的立体结构示意图；
图4是图3的手持云台的另一视角的结构示意图；
图5是一种实施例的手持云台在收纳状态时的立体结构示意图；
图6是图5的手持云台的另一视角的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
传统的手持云台仅支持一个或两个自由度的转动。随着技术的发展，手持云台能实现三个自由度的转动的需求格外迫切，三个自由度的转动，能够满足用户在各种使用场景中平稳的进行拍摄。现有的三个自由度转动的手持云台体积较大，不便于包装携带。本申请实施例提供的手持云台在满足三个自由度转动的基础上，能将手持云台折叠为收纳状态，缩小体积，便于包装和携带。
请参考图1至图4，本申请实施例提供了一种手持云台，包括手柄10、第一轴组件20、扭转件25、第二轴组件30、第三轴组件40和承载件50。
手柄10具有顶部12、底部13和位于顶部12和底部13之间的侧壁11。手柄10大致呈圆柱状，并可根据人体工程学设置侧壁11的形状，便于手握持。顶部12用于与第一轴组件20连接，底部13可设充电接口，手柄10内可设有充电电池，通过充电接口为充电电池充电。
第一轴组件20包括设于手柄10的顶部12的第一转轴以及与第一转轴相连接的第一连接臂21。第一转轴因其位于手柄10的顶部12和第一轴组件20的第一连接臂21内部，外观不可视，故在说明书附图中未示出。后续的第二转轴和第三转轴因同样原因，外观不可视而未在附图中示出，后续不再说明。第一轴组件20相对手柄10转动，转动方向为绕手柄10的轴线A方向。第一转轴在本领域又称为航向电机或YAW(平移)轴。当手持云台处于使用状态时，第一转轴转动能使得手持云台搭载的拍摄装置在垂直于手柄10的轴线A的同一个平面内移动。
扭转件25设于第一连接臂21。扭转件25和第二轴组件30相对转动，能够使得手持云台从使用状态转换为收纳状态或从收纳状态转换为使用状态。
第二轴组件30包括第二转轴以及第二连接臂31，第二连接臂31第一端32与扭转件25连接，相对的第二端33与第二转轴连接。第二连接臂31在本领域中又称为航向臂，第二转轴又称为PITCH(俯仰)电机。当手持云台处于使用状态时，第二转轴转动能使得手持云台搭载的拍摄装置相对手柄10作俯仰运动，即拍摄装置在距离手柄10的顶部12的最远端和最近端之间来回往复运动，运动路径为圆形。
第三轴组件40包括第三转轴及第三连接臂41，第三连接臂41第一端42与第二转轴连接，相对的第二端43与第三转轴连接。第三连接臂41在本领域中又称为俯仰臂，第三转轴又称为ROLL(横滚)电机。当手持云台处于使用状态时，第三转轴转动能使得手持云台搭载的拍摄装置相对手柄10作横滚运动，即拍摄装置在距离手柄10的某个固定位置以自身为中心转动。
承载件50设于第三转轴上，用于承载拍摄装置60。其中，拍摄装置可以与承载件50为一体式结构，例如承载件50上设置的摄像头。拍摄装置也可以为与承载件50可拆卸的结构，本实施例的拍摄装置例如为智能手机、平板电脑、相机等。承载件50可以直接与第三转轴连接，也可以通过一横滚臂与第三转轴连接，横滚臂的延伸方向大致与第三转轴的延伸方向相同。
当手持云台在使用状态时，第一转轴、第二转轴和第三转轴的任意一个或多个转动以调节承载件50的空间位置。也就是说，每个转轴使得手持云台能够具有一个自由度，三个转轴使得手持云台具有三个自由度。
当手持云台从使用状态转换为收纳状态时，第二连接臂31沿扭转件25转动，以使第二轴组件30及第三轴组件40收纳于手柄10的同一侧。即第二轴组件30和第三轴组件40均位于手柄10的侧壁11的一侧。本实施例中，通常不会有第二轴组件30部分位于侧壁11的一侧，部分位于顶部12的一侧的情况，例外的实施例是，扭转件25位于第一连接臂21的中部时，第二连接臂31的第一端32的部分会位于手柄10的顶部12的一侧。
处于收纳状态的第二连接臂31与第三连接臂41均位于扭转件25和手柄10的底部13之间。
通过设置第一轴组件20、第二轴组件30和第三轴组件40，使得手持云台具备三个自由度的转动，再通过设置扭转件25，第二轴组件30与扭转件25相对转动以将手持云台从使用状态转换为收纳状态，且收纳状态的手持云台的结构紧凑，体积小，便于包装和携带。
手持云台从使用状态转换为收纳状态时，根据第二连接臂31沿扭转件25转动方向的不同，以及第二转轴和第三转轴转动的不同，当手持云台处于收纳状态时，手持云台具有不同多种不同的形态。下面介绍几种可能的实施例。
一种实施例中，请参考图3和图4，第二连接臂31沿扭转件25逆时针转动，使得承载件50位于第三连接臂41与手柄10的侧壁11之间。具体而言，请参考图3，过手柄10的轴线A和扭转件25的中点形成一参考平面C，第二连接臂31的延伸线B与参考平面C形成一夹角，该夹角的范围为0°-30°。也就是说，第二连接臂31以扭转件25为中心逆时针转动大于等于150°且小于等于180°的角度，再调整第二转轴，能够使得承载件50处于第三连接臂41和手柄10的侧壁11之间。此实施例的承载件25的位置合理，使得手持云台能够尽可能的缩小体积。当手持云台处于收纳状态时，请参考图3和图4，第二转轴的轴线与手柄10的侧壁11具有间隔距离。
本实施例中，也可以通过转动第二转轴，使得承载件50位于第三连接臂41背向手柄10的侧壁11的一侧。
通俗的说，第二连接臂31以扭转件25为中心逆时针转动大于等于150°且小于等于180°的角度，再调整第二转轴，使得承载件50相对手柄10可以向外也可以向里。
一种实施例中，请参考图5和图6，第二连接臂31沿扭转件25顺时针转动，承载件50位于第三连接臂41背向手柄10的侧壁11的第二端43。具体而言，参考图3示出的参考平面C和第二连接臂31的延伸线B，本实施例的第二连接臂31的延伸线B与参考平面C形成一夹角，该夹角的范围为0°-45°。也就是说，第二连接臂31以扭转件25为中心顺时针转动大于等于135°且小于等于180°，再调整第二转轴，能够使得承载件50位于第三连接臂41背向手柄10的侧壁11的第二端43。此实施例的手持云台相对于使用状态而言亦缩小了体积。请参考图5和图6，当手持云台处于收纳状态时，第三转轴的轴线与手柄10相交。
本实施例中，也可以通过转动第二转轴，使得承载件50位于第三连接臂41和手柄10的侧壁11之间。
通俗的说，第二连接臂31以扭转件25为中心顺时针转动大于等于135°且小于等于180°的角度，再调整第二转轴，使得承载件50相对手柄10可以向外也可以向里。
其他实施例中，无论第二连接臂31是顺时针还是逆时针转动，均可以通过调整第二转轴和第三转轴的转动方向，使得手持云台处于收纳状态时，承载件位于手柄10和第三连接臂41的侧面。此实施例不限制第二转轴和第三转轴的具体转动方式，也不限制承载件50的具体位置，应当理解，上述内容具有相当多的变形。
对于承载件25，承载件25既可集成有例如摄像头等拍摄装置，也可以与拍摄装置为分体式设计，拍摄装置可拆卸的安装在承载件上。下面介绍一种承载件25与拍摄装置60分体式设计的实施例。
请参考图1和图2，承载件50包括主体部52和两个相对的卡持部53。主体部52与第三转轴连接，两个卡持部53滑动连接在主体部52相对的两端，两个卡持部53之间形成容纳空间。该容纳空间用于安装拍摄装置60。
以拍摄装置60为智能手机为例，两个卡持部53相对的表面设有凹槽，智能手机的两个侧边分别容置在该凹槽内，除凹槽外，主体部53背向第三转轴的表面也可以与智能手机的背面紧贴，从而加强对智能手机的固定效果。智能手机安装后，智能手机的显示屏65背向主体部52，智能手机的背面设有摄像头61和闪光灯62，且摄像头61和闪光灯62位于卡持部53的容纳空间外，摄像头61用于拍摄，闪光灯62用于补光，显示屏65用于展示摄像头61拍摄的画面。智能手机的侧边还设有数据插口63，数据插口63用于与手持云台上的数据接口点连接，用户可以通过操作手持云台上的按钮控制智能手机的拍摄。数据插口63的一侧设有音频插口64，音频插口64可以为麦克风接口或者耳机接口。智能手机也可以设有操作按钮66，用户可使用手持云台调节智能手机的空间位置，并通过手动按压操作按钮66控制智能手机的拍摄。
当手持云台结束使用状态而转换为收纳状态时，先将拍摄装置60从卡持部53拆卸下来，再将第二连接臂31沿扭转部25转动。请参考图3和图4，一种实施例中，当手持云台处于收纳状态时，容纳空间收容部分手柄10，可进一步缩小收纳状态的手持云台的体积。请参考图5和图6，另一种实施例中，当手持云台处于收纳状态时，容纳空间背向手柄10。
一种实施例中，请参考图1，承载件50还包括滑动杆54，滑动杆54与卡持部53连接，且滑动杆54伸入主体部52内，并相对主体部52滑动连接。滑动杆54相对主体部52滑动，使得两个卡持部53相对主体部52伸缩运动，使得两个卡持部53之间的距离可以调节，从而可以卡持不同尺寸的拍摄装置。
一种实施例中，请参考图1，承载件50还包括延伸部51，延伸部51与主体部52和第三转轴连接。由于主体部52内需设置滑动杆54滑动的空间，难以满足与第三转轴连接的需求，故设置延伸部51，延伸部51内部具有足够的空间设置于第三转轴连接的结构，能够使得承载件50结构更稳定。当延伸部51的长度达到足够长时，延伸部51相当于前文中提到的横滚轴。
一种实施例中，请参考图1，延伸部51或主体部52上设有数据接口55，数据接口55用于与卡持在两个卡持部53之间的拍摄装置60电连接。可以通过数据线连接数据接口55和拍摄装置的数据插口63，从而实现手持云台与拍摄装置60的电连接，便于使用手持云台控制拍摄装置。应当理解，数据接口55可以为现有的常用接口，例如USB接口、TYPE-C接口、HDMI接口等，数据接口55与例如设在手柄10内的控制芯片电连接。
一种实施例中，请参考图2、图4和图6，手柄10的侧壁11上设有操作按钮15，操作按钮15与例如设在手柄10内的控制芯片电连接，用于控制手持云台处于使用状态时的承载件50的空间位置。即通过按压操作按钮15，可以控制第一转轴、第二转轴和第三转轴的任意一个或多个的转动。为了便于盲操，可在手柄10的侧壁11上突设操作部14，操作按钮15设于操作部14上。操作按钮15还可以用于控制拍摄装置60的拍摄操作，即操作按钮15的操作指令传递到控制芯片后，控制芯片与拍摄装置60通信并控制拍摄装置拍摄。此外，操作按钮15还可以控制手持云台从使用状态转换为收纳状态，即控制第二连接臂31沿扭转件25转动和第二转轴及第三转轴转动。
一种实施例中，手持云台上还设有锁止机构，锁止机构用于锁止第一转轴、第二转轴和第三转轴的任意一个或多个的转动。锁止机构的具体型式不限，只要能实现限制某个转轴转动的目的即可，可以采用常规的连接固定结构。如此，可以在手持云台处于使用状态时限制某些方向的运动，在收纳状态时使得手持云台的结构稳定。
下面介绍本申请中的部分零部件的结构。
一种实施例中，请参考图1至图3，第一连接臂21为套设在第一转轴表面的壳体结构，扭转件25设于壳体结构背向手柄10的端部或设于壳体结构的外周。当第一转轴转动时，壳体结构绕手柄10的轴线A转动。第一连接臂21的形状与手柄10的顶部12的形状对应，例如都为圆柱形，使得壳体结构的轴线与手柄10的轴线A重合，第一转轴的轴线同样为轴线A，轴线A为手柄10轴向上的几何中心的连线，使得第一连接臂21转动时以自身几何中心为圆心转动。第一连接臂21与手柄10的顶部12之间的连接位置处的缝隙尽可能的小，在该连接位置处可设置有防水结构。扭转件25设于第一连接臂21的壳体结构的端部，可不占用壳体结构的内部空间，便于设置第一转轴。扭转件25设于第一连接臂21的壳体结构的外周，第二连接臂31沿扭转件25的转动时，能减少对于第二连接臂31的干涉。
一种实施例中，请参考图2，第一轴组件20还包括延伸臂22，延伸臂22连接在第一连接臂21背向手柄10的表面，扭转件25设于延伸臂22远离第一连接臂21的一端。设置延伸臂22，使得扭转件25具有充足的设置空间，避免对第二连接臂31产生干涉。延伸臂22优选设置在第一连接臂21背向手柄10的表面的边缘位置，即延伸臂22相对于第一连接臂21的壳体结构偏心设置。当然，延伸臂22也可以设置在第一连接臂21背向手柄10的表面的中心位置。
一种实施例中，请参考图2和图4，第二连接臂31呈弯曲状，且与扭转件25连接的第一端32的弯曲弧度大于与第二转轴连接的第二端33的弯曲弧度。第二连接臂31的第一端32的弯曲弧度更大，能够使得第二连接臂31在沿扭转件25转动时，不会与第一连接臂21干涉。
一种实施例中，请参考图1，第三连接臂41与第二转轴连接的第一端42设有转动轮(即图1中附图标记42所指位置)，第三连接臂41连接在转动轮的偏心位置处。设置第三连接臂41连接转动轮的偏心位置，使得第二转轴转动时，承载件50能够产生相对手柄10的俯仰运动。第三连接臂41可以大致呈直线延伸，且延伸方向与第二转轴的轴线方向具有夹角而不平行，使得承载件50能够有更大的俯仰运动。
一种实施例中，请参考图1和图2，第一转轴、第二转轴和第三转轴的轴线延伸方向各不相同，第一转轴、第二转轴和第三转轴均可以为电机结构，包括定子和转子，且每个转轴的定子和转子分别与两个产生相对转动的结构连接。举例而言，第一转轴包括第一电机，第一电机的定子与手柄10的顶部12连接，转子与第一连接臂21连接；或者第一电机的转子与手柄10的顶部12连接，定子与第一连接臂21连接。定子和转子的位置可互换，后续说明时只列举一种方式，可以理解可以互换。第二转轴包括第二电机，第二电机的定子与第二连接臂31的第二端33连接，转子与第三连接臂41的第一端42连接。第三转轴包括第三电机，第三电机的定子与第三连接臂41的第二端43连接，转子与承载件50连接。
对于第一转轴、第二转轴和第三转轴的轴线的具体延伸方向，有相当多的可选实施例，只需实现前述的平移、俯仰和横滚运动即可，不再赘述。
一种实施例中，扭转件25设有第四转轴，第二连接臂31与第四转轴连接，第四转轴的轴线方向与手柄10的轴线方向正交。扭转件25和第一连接臂21类似，包括壳体结构和第四转轴，壳体结构与延伸臂22连接，且壳体结构包围在第四转轴的外表面。第四转轴可以为第四电机，定子与扭转件25的壳体结构连接，转子与第二连接臂31的第一端32连接。第四转轴的转动也可以通过手柄10的操作按钮15进行控制。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (17)

1.一种手持云台，其特征在于，包括
手柄，具有顶部、底部和位于所述顶部和所述底部之间的侧壁；
第一轴组件，包括设于所述手柄的顶部的第一转轴以及与所述第一转轴相连接的第一连接臂；
扭转件，设于所述第一连接臂；
第二轴组件，包括第二转轴以及第二连接臂，所述第二连接臂一端与所述扭转件连接，另一端与所述第二转轴连接；
第三轴组件，包括第三转轴及第三连接臂，所述第三连接臂一端与所述第二转轴连接，另一端与所述第三转轴连接；
承载件，设于所述第三转轴上，用于承载拍摄装置；
当所述手持云台在使用状态时，所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴的任意一个或多个转动以调节所述承载件的空间位置；
当所述手持云台从使用状态转换为收纳状态时，所述第二连接臂沿所述扭转件转动，以使所述第二轴组件及第三轴组件收纳于所述手柄的同一侧，处于收纳状态的所述第二连接臂与所述第三连接臂均位于所述扭转件和所述手柄的底部之间；
其中，当所述手持云台处于收纳状态时，所述第二转轴的轴线与所述手柄的侧壁具有间隔距离，和/或，所述第三转轴的轴线与所述手柄相交。
2.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述手持云台处于收纳状态时，所述承载件位于所述第三连接臂与所述手柄的侧壁之间。
3.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述手持云台处于收纳状态时，所述承载件位于所述第三连接臂背向所述手柄的侧壁的一端。
4.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述手持云台处于收纳状态时，所述承载件位于所述手柄和所述第三连接臂的侧面。
5.如权利要求1至4任一项所述的手持云台，其特征在于，所述承载件包括主体部和两个相对的卡持部，所述主体部与所述第三转轴连接，两个所述卡持部滑动连接在所述主体部相对的两端，两个所述卡持部之间形成容纳空间；当所述手持云台处于收纳状态时，所述容纳空间收容部分所述手柄，或所述容纳空间背向所述手柄。
6.如权利要求5所述的手持云台，其特征在于，所述承载件还包括滑动杆，所述滑动杆与所述卡持部连接，且所述滑动杆伸入所述主体部内，并相对所述主体部滑动连接。
7.如权利要求5所述的手持云台，其特征在于，所述承载件还包括延伸部，所述延伸部与所述主体部和所述第三转轴连接。
8.如权利要求7所述的手持云台，其特征在于，所述延伸部或所述主体部上设有数据接口，所述数据接口用于与卡持在两个所述卡持部之间的拍摄装置电连接。
9.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述第一连接臂为套设在所述第一转轴表面的壳体结构，所述扭转件设于所述壳体结构背向所述手柄的端部或设于所述壳体结构的外周；当所述第一转轴转动时，所述壳体结构绕所述手柄的轴线转动。
10.如权利要求9所述的手持云台，其特征在于，所述第一轴组件还包括延伸臂，所述延伸臂连接在所述第一连接臂背向所述手柄的表面，所述扭转件设于所述延伸臂远离所述第一连接臂的一端。
11.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述第二连接臂呈弯曲状，且与所述扭转件连接的一端的弯曲弧度大于与所述第二转轴连接的一端的弯曲弧度。
12.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述第三连接臂与所述第二转轴连接的一端设有转动轮，所述第三连接臂连接在所述转动轮的偏心位置处。
13.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴的轴线延伸方向各不相同，且每个转轴的定子和转子分别与两个产生相对转动的结构连接。
14.如权利要求9所述的手持云台，其特征在于，所述扭转件设有第四转轴，所述第二连接臂与所述第四转轴连接，所述第四转轴的轴线方向与所述手柄的轴线方向正交。
15.如权利要求14所述的手持云台，其特征在于，所述扭转件设置在所述壳体结构背向所述手柄的表面的偏心位置。
16.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述手柄上设有操作按钮，所述操作按钮用于控制所述手持云台处于使用状态时的承载件的空间位置。
17.如权利要求1所述的手持云台，其特征在于，所述手持云台上还设有锁止机构，所述锁止机构用于锁止所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴的任意一个或多个的转动。
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