CN113124288B - 一种可转换自由度具备动态平衡的球转轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可转换自由度具备动态平衡的球转轴结构，该球转轴包括：能容纳球转轴在内腔转动的外壳体、止滑圈、松紧推块，其特征在于；球转轴分为左、中、右三个部件，左部件有钮簧卡槽及凸形轴，中部件外侧有钮簧卡槽和圆孔，可供左部件的凸轴穿越圆孔外与右部件螺孔进行连接固定，即可变成一个完整的球形体，利用左、右部件面积较大的原理与止滑圈接触，产生松紧度及定位的效果，由于中部件面积较小进而达到延迟阻力的效果，因此可进行移动拍摄及动态平衡操作，需要对其锁紧固定时，可调整锁紧推块旋钮即可锁紧固定，实现万向定位移动拍摄的二自由度和三自由度的转换及动态平衡效果，该球转轴具有易转换操作便捷的优点。

Description

一种可转换自由度具备动态平衡的球转轴结构

技术领域

本发明涉及球转轴的技术领域，特别涉及二自由度和三自由度转换及动态平衡定位的技术领域。

背景技术

随着人工智能时代来临，机械自动化及机器手臂，包括电子数码产品，使用球转轴结构来达到二自由度及三自由度空间的转换、承载、移动极为广泛。最常见的照相机及摄像机使用的球型云台的球转轴，大部分只能静态定位拍摄，或者需要把球体调整到固定位置才能对准插销孔，将插销插入球体孔内，才能定位实现移动拍摄，使用上极为不便，且在垂直水平移动拍摄时，不能随意调整左右角度，因此有需要研发一种全新的球转轴结构，让它不需要使用插销，没有角度限制，可随意将球转轴定位实现移动拍摄，让角度多元化，转换二自由度及三自由度变得更简单易用。

发明内容

针对上述的技术不足之处，本发明提供了一种，万向自由定位球转轴，球转轴中间部件自带了移动和动态平衡的功能，是一种万向转换二自由度和三自由度的球转轴结构。

为实现上述目的，本发明提供一种球转轴转换二自由度及三自由度的移动拍摄和动态平衡结构，因此鉴于传统球型云台的球转轴不能同时满足拍照和自由度转换的拍摄缺点，于是设计人苦思冥想解决之道，经过长时间无数次的测试与修改后，终于成功研究出本发明，目的在于让使用者在转换二自由度及三自由度时更简易，实现照相机拍照到摄像机移动拍摄能在同一个球型云台上实现转换，进而发明了球型云台球的球转轴新结构，实现照相机和摄像机彼此能通用到球型云台上，确保在静止和移动拍摄过程中保持平稳性的动态平衡功能，避免出现晃动现象，并且能实现万向转换，无需任何插销固定，球转轴在任何角度都可实现万向锁紧球转轴，利用球转轴中间部件实现动态平衡，进行移动拍摄，也可以加装摇杆进行大镜头移动拍摄，运用云台及三脚架本身强大的功能，发挥更好的摄影技巧。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

云台的球转轴分为左、中、右三个部件，左部件外侧设有钮簧固定卡槽及凸型轴，轴前部有螺纹，中部件外侧设有钮簧固定卡槽，将钮簧装入左部件固定卡槽内，在将凸型轴穿出中部件圆孔的另一面，与右部件内的螺孔连接固定，将上述三个部件连接固定后，就成为一个完整的球转轴，该球转轴可运用云台内的松紧推块旋钮，自由万向固定球转轴，利用左、右两个部件较大的面积与止滑圈接触产生较大的松紧及定位效果，而由于中部件与止滑圈接触的面积较小，还有滑动的空间，利用钮簧的弹力实现动态平衡的效果，如需调整松紧度，只需调整云台的松紧推块旋钮即可，操作简单容易掌握。

如果使用本发明结构，球转轴不需要先定位及加装插销来固定球体，只需使用本结构的球转轴，就可自由万向定位并且随意操作二自由度和三自由度的转换。

现有技术相比所具有的明显便利效果。

目前球型云台，要做到稳定的动态移动拍摄功能，还是有角度的局限，并且在转换二自由度和三自由度的移动拍摄前，需要重新将球体定位，才能顺利将插销插入球体表面轨道孔内才能进行定位和移动，而插销定位后球体只能保持垂直移动不能左右偏移调整，不能随意变换不同角度的垂直移动拍摄，本发明的球转轴不需要重新定位插销孔，也不需要使用插销来定位，可万向自由定位球转轴，让移动拍摄的角度多元化，操作更简易。

本发明结构运用在照相机与摄像机所使用的云台球转轴上，使照相机及摄像机更好的通用在同一个球体云台上，云台更能实现互相兼容，免去携带不同云台及三脚架的麻烦，利用云台本身球转轴良好的稳定特性来兼容拍照及动态移动拍摄，可以增加拍摄质量，还可以按承重需求将云台球转轴直径做大，就可承重更大型的摄影器材。

对本领域的技术人员来说，如采用了以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变或变形，而所有的这些改变以及形变，都应该属于本发明专利要求的保护范围之内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明所述可转换自由度具备动态平衡的球转轴结构示意图；

图2为本发明的球转轴与云台分解图；

图3为为本球转轴分解图。

附图标号说明：

１００、夹座体；１０１、快装板；１０２、夹座体锁紧钮；１０３、摇杆；１０４、摇杆锁紧螺丝；２１０、全景锁紧钮；２１１、全景钮支撑杆；２１２、全景钮固定螺母；２１３、全景钮固定孔；２１４、外壳体；２１５、主旋钮固定圈；２１６、主旋钮螺杆；２１７、主旋钮固定件；２１８、主旋钮；２２0、止滑圈；２２１、球体托盘；２２２、松紧推块；２２３、全景固定圈；２２４、全景底座；３０１、左球转轴片；３０２、钮簧；３０３、中间球转轴片；３０４、右边球转轴片；３０５、中心轴；３０６、左球轴片钮簧卡槽；３０７、夹座连接螺孔；３０８、中间球转轴钮簧卡槽；３０９、球转轴内孔；３１０、右球转轴固定螺孔。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种可转换自由度具备动态平衡的球转轴结构。

请参考图1、图2、图3，本发明提供一种动态平衡球转轴结构，包括云台的外壳体214，所述快装板101可连接固定在相机底部，在将相机底部的快装板插入夹座体100，与云台进行连接固定，可固定支撑照相机，可以利用主旋钮218转动松紧推块222将球体托盘221上撑，可将合并组装后的球转轴的三个部件进行锁紧放松调整，可以利用左球转轴片301与中间球转轴片303内的钮簧302实现动态平衡，球转轴可随意滑动角度后，利用左球转轴片301、右球转轴片304两边较大面积达到优先锁紧及定位效果，让中间球转轴片303可以进行移动拍摄及动态平衡操作，如需调整中间球转轴片303的动态平衡弹力和定位，只需调整主旋钮218的松紧度即可。

请参考图3，所述左球转轴片301需进行钮簧的固定卡槽加工，中心轴305前端需要加工螺纹，中间球转轴片303需要加工中间球转轴钮簧卡槽308及加工球转轴内孔309，钮簧302按卡槽规格形状加工，右球转轴片304需加工内孔螺纹。

请参图1、图2、图3，所述中心轴３０５进行阻尼液涂抹，先把钮簧放入左球轴片钮簧卡槽３０６内固定，然后把中心轴３０５穿过球转轴内孔３０９，再把中心轴３０５螺纹旋入与右球转轴片304的右球转轴固定螺孔内固定成一个整体的球体，把止滑圈２２０、中间球转轴片３０３、球体托盘，松紧推块２２２，全景固定圈２２３，依序放入外壳体２１４内，然后将全景底座２２４与外壳体２１４连接固定，将全景固定旋钮部件全景钮固定螺母２１２、全景钮支撑杆２１１、全景锁紧钮２１０连接固定到全景固定孔２１３，再将主旋钮部件主旋钮固定圈２１５、主旋钮螺杆２１６、主旋钮固定件２１７、主旋钮２１８连接固定，把球转轴与夹座１００连接，最后把摇杆１０３通过摇杆锁紧螺丝１０４与夹座１００连接完成上述组合即可完成。

综合上述，本发明提供了一种云台的球转轴，可转换二自由度和三自由度的移动拍摄及动态平衡结构，本发明将球转轴体分解成三个部件后，加装钮簧后再组合恢复原形，利用了球体自身的面积来分配三个部件的止动松紧效果，进而将三个部件的动态分工控制，从而达到球转轴自由转动及二自由度和三自由度的转换，进一步提高摄影过程中的拍摄质量，确保相机移动的平稳性，避免其出现晃动，从而保证了相机照片和摄像的拍摄质量；且本发明还具有球体云台稳定的操控性及体积小自重轻携带方便的特性。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案，以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变，以及变形都应该属于本发明权利的要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种可转换自由度具备动态平衡的球转轴结构，其特征在于，球体云台的球转轴是可转换二自由度和三自由度并具备动态平衡的结构，所述球转轴分为左球转轴片（301）、中间球转轴片（303）、右球转轴片（304）三个部件，左球转轴片（301）表面有左球轴片钮簧卡槽（306）和中心轴（305），中间球转轴片（303）设有中间球转轴钮簧卡槽（308），将钮簧（302）放入左球转轴片的左球轴片钮簧卡槽（306）内固定，再将左球转轴片的中心轴（305）穿入中间球转轴片的球转轴内孔（309）内，中心轴（305）前端螺纹贯穿中间球转轴片（303）与右球转轴片（304）的右球转轴固定螺孔（310）连接固定，左、中、右三个部件合并锁紧固定后，成为完整的云台球转轴结构，将球转轴装入外壳体（214）内，利用外壳体内的松紧推块（222）推动球体托盘(221)将球转轴往止滑圈（220）挤压，让左球转轴片（301）和右球转轴片（304）产生定位，此时中间球转轴片（303）可实现球转轴前后移动，为实现自由度转换，将球转轴分解成三个部件，再重新组合成一体，让中间球转轴片（303）的转动及动态平衡功能独立出来，利用了三个部件与止滑圈（220）接触面积不同而产生不同的定位效果：利用左球转轴片（301）、右球转轴片（304）较大的面积，与止滑圈（220）接触时产生较大的止滑效果，进而率先锁紧定位，而中间球转轴片（303）与止滑圈接触面积较小，进而延迟锁紧定位，利用中间球转轴片（303）进行移动拍摄，实现二自由度和三自由度的转换，调整主旋钮（218）的松紧度实现对中间球转轴片（303）的动态平衡力调整及中间球转轴片（303）的定位。

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