CN204790588U - 三轴陀螺仪稳定器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴陀螺仪稳定器，包括脚架、支撑组件及手持架，支撑组件包括旋转轴臂、横滚臂、搭载架及旋转轴底座，旋转轴臂具有竖架和横架，竖架下端部设有第一电机座，第一电机座内安装有第一电机；横滚臂具有旋转架和侧架，旋转架连接第一电机，其中一个侧架端部设有第二电机座，第二电机座内安装有第二电机；搭载架包括环形面框，环形面框下端部设有下托架板，环形面框两侧设有支撑杆，其中一支撑杆连接第二电机，另一支撑杆通过转轴件转动连接侧架端部；旋转轴底座内安装有第三电机，第三电机连接横架端部；手持架由横杆及手柄构成，横杆插固在旋转轴底座两侧。本实用新型结构稳固、设计合理，且调试、操控简便。

Description

三轴陀螺仪稳定器

技术领域

本实用新型涉及一种摄像辅助设备，尤其涉及一种手持的三轴陀螺仪稳定器。

背景技术

三轴陀螺仪稳定器是一种摄像辅助设备，又称手持云台、机载云台，可用于手持拍摄、航拍、摇臂拍摄、车载拍摄等，可满足多领域的影像拍摄需求，因其不需架设轨道即可让摄像机于动态时平稳摄取影像，而广受欢迎。

随着摄影行业的不断发展，对摄影质量的要求也越来越高，目前市面上的三轴陀螺仪稳定器有以下几个缺点：1.结构设计不够合理，需要借助配重块来调节重心达到增稳的目的，这就导致设备重量增大，同时也增加设备的调试时间，导致拍摄效果达不到要求。2.配合使用的电池需要定制，这就导致电池价格高、通用性较差。3.带有电子陀螺芯片的设备由于需要电缆连接线路，导致外部飞线较多，可操控性差，而且一台设备有时需要多人配合才能操作完成镜头画面，人员成本高。

因此，如何设计一种结构稳固、操作简便的三轴陀螺仪稳定器，是业界亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提出一种三轴陀螺仪稳定器，结构稳固、设计合理，且调试、操控简便。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：一种三轴陀螺仪稳定器，包括脚架、设于脚架上端的支撑组件及设于支撑组件上的手持架，所述支撑组件包括旋转轴臂、横滚臂、搭载架及旋转轴底座，所述旋转轴臂具有竖架和设于竖架上端一侧的横架，竖架下端部设有第一电机座，第一电机座内安装有输出端以平行于横架方向为转轴的第一电机；所述横滚臂呈U字形且具有旋转架和设于旋转架两端的侧架，旋转架中部连接第一电机输出端，并由第一电机驱动横滚臂航向旋转，侧架背向第一电机的方向设置，在其中一个侧架端部设有第二电机座，第二电机座内安装有输出端以平行于旋转架方向为转轴的第二电机；所述搭载架包括用于装入摄像机镜头的环形面框，所述环形面框下端部朝向旋转架的一侧设有用于放置摄像机的下托架板，环形面框两侧凸出设有支撑杆，其中一支撑杆连接第二电机输出端，另一支撑杆则通过转轴件转动连接相对应的侧架端部，并由第二电机和转轴件驱动搭载架俯仰旋转；所述旋转轴底座内安装有输出端以平行于竖架方向为转轴的第三电机，所述第三电机输出端连接横架端部，并由第三电机驱动旋转轴臂横滚旋转；所述手持架由一横杆及设于横杆一端的手柄构成，所述横杆另一端插固在旋转轴底座垂直于横架的两侧。

所述脚架具有支杆和插固于支杆末端的杆座，所述旋转轴臂的竖架底端且位于第一电机座两侧对称设有脚架座，所述支杆首端斜向插固于脚架座，所述杆座朝向横架的方向水平摆放。

所述旋转轴底座平行于横架的两侧延伸有底座架，底座架外端部安装有安装板，所述安装板侧面固定有可通用于摄像机电池的电池座，两安装板上端部之间连接有一提手部，其中一个安装板上端部设有用于固定显示装置的托脚。

所述电池座内设有电源保护模块，电池座一侧设有电源开关。

所述横杆靠近手柄一端安装有第一摇杆控制按键，所述提手部一端安装有第二摇杆控制按键。

所述旋转轴臂的竖架上安装有电子陀螺芯片装置，电子陀螺芯片装置为本设备控制系统的中央处理模块；所述搭载架和旋转轴底座上分别设有用于反馈设备方位坐标信息给中央处理模块的第一、第二传感器，中央处理模块同时接收第一、第二摇杆控制按键的操作信号，并输出指令信号分别控制驱动第一、第二和第三电机旋转。

所述搭载架的环形面框上端部设有上托架板，上托架板上安装有高清视频解码装置。

所述转轴臂、横滚臂、搭载架及旋转轴底座之间的连接部上均设有调节键，所述调节键由长条形刻度孔及插接在该刻度孔内的螺纹件构成，所述螺纹件通过调节其在刻度孔的安装位置，从而改变相应两部件之间的位置间距。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.更加合理、稳固、简洁的结构设计：脚架有效地保护搭载设备，搭载设备的装配方式也更加稳固，使得拍摄画面稳定流畅；所有线路连接均通过构架内部管道实现；

2.通过高精度电子陀螺芯片采用先进的控制系统，利用精准的PID算法来估算横滚、俯仰及航向三个方向的电机旋转角度，使误差在0.1度之内，以达到最佳的稳定效果。同时还设有高清视频解码装置，便于观看、监视；

3.采用铝合金材料和碳纤维材料制造，以达到最大强度、最轻质量的要求；

4.配合控制系统设计有多个摇杆控制按键，实现单人即可操作设备，操控简便；

5.设计有电池座，能够配合使用市面上最普遍的摄像机电池，通用性强，且还增设有电源保护模块，以保障电池的过放，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的侧面结构示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的脚架和旋转轴臂结构示意图；

图4为本实用新型较佳实施例的横滚臂和搭载架结构示意图；

图5为本实用新型较佳实施例的旋转轴底座结构示意图；

图6为本实用新型较佳实施例的手持架结构示意图；

图7为本实用新型较佳实施例的电源座和提手部结构示意图；

图8为图1中A部分的结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。

请参见图1和图2，本实用新型较佳实施例设计的一种三轴陀螺仪稳定器，包括脚架10、支撑组件20、手持架30和电池座40，支撑组件20连接在脚架10的上端，手持架30和电池座40设于支撑组件20上。

请参见图3，脚架10是由杆座101和支杆102构成，杆座101垂直插固在支杆102的末端，杆座101水平放置在平面上，支杆102斜向固定连接在支撑组件20上，脚架10相对于支撑组件20对称设置有两个，用于稳固支撑整台设备。

支撑组件20主要包括旋转轴臂21、横滚臂22、搭载架23及旋转轴底座24。旋转轴臂21是由一竖架211及连接于竖架211上端一侧的横架212构成，在竖架211的下端部设置有第一电机座213，第一电机座213内安装有第一电机（图中未标示），第一电机输出以平行于该横架212方向为转轴的旋转力矩。在竖架211的底端位于第一电机座213的两侧对称设置有斜向下开口的脚架座214，脚架10的支杆102首端斜向插固在脚架座214内，杆座101朝向横架212的方向水平摆放。

请参见图4，横滚臂22呈U字形，且具有旋转架221及垂直设于旋转架221两端的侧架222，旋转架221的中部固定连接于第一电机的输出端，并由第一电机驱动横滚臂22航向旋转，航向旋转即以平行于横架212方向为转轴旋转；侧架222背向第一电机的方向设置，在其中一个侧架222的端部设置有第二电机座223，第二电机座223内安装有第二电机25，第二电机25输出以平行于旋转架221方向为转轴的旋转力矩。搭载架23安装在两侧架222之间，搭载架23用于安装摄像机60，搭载架23包括一环形面框231，环形面框231用于装入摄像机60的镜头，在环形面框231下端部朝向旋转架221的方向设置有下托架板232，用于承托固定摄像机60的底部；在环形面框231的两侧凸出设置有支撑杆233，其中一侧支撑杆233固定连接于第二电机25的输出端，另一侧支撑杆233通过转轴件234转动连接相对应的侧架222端部，并由第二电机25和转轴件234驱动搭载架23俯仰旋转，俯仰旋转即以平行于旋转架221方向为转轴旋转。

请参见图5，旋转轴底座24固定安装在旋转轴臂21的横架212上端，旋转轴底座24由相互盖合的上、下底座构成，在其内部安装有第三电机26，第三电机26输出以平行于竖架211方向为转轴的旋转力矩。第三电机26的输出端固定连接横架22的端部，并由第三电机26驱动旋转轴臂21横滚旋转，横滚旋转即以平行于竖架211方向为转轴旋转。

请参见图6，一对手持架30对称安装在旋转轴底座24垂直于横架212的两侧，手持架30由一横杆301及垂直固定于横杆301一端的手柄302构成，横杆301的另一端插固在旋转轴底座24的两侧。在横杆301上靠近手柄302的一端安装有第一摇杆控制按键31，用于控制相应电机驱动部件旋转。

请参见图5和图7，两个电池座40对称设于旋转轴底座24平行于横架212的两侧，在旋转轴底座24的两侧延伸有底座架241，在底座架241的端部安装有与其垂直的安装板401，安装板401的侧面固定安装电池座40，电池座40内配合装有通用于摄像机的电池，电池用于给设备提供工作电压。同时为了保护电池，在电池座40的内部还设有电源保护模块，防止电池过放。在两安装板401的上端部之间连接有一提手部50，在提手部50的一端安装有第二摇杆控制按键51，用于控制相应电机驱动部件旋转。在靠近第二摇杆控制按键51的安装板401上端部还设置有托脚402，托脚402的上端固定安装显示装置70，用于显示画面。在电池座40的一侧设置有用于控制启闭的电源开关403，控制整台设备的开启、关闭。

更进一步地，为了使显示装置70能够达到高清的显示效果，如图4所示，在搭载架23的环形面框231上端部设置有上托架板235，在上托架板235上固定有HDMI转AV高清视频解码装置27，HDMI转AV高清视频解码装置27连接于摄像机60和显示装置70之间。

更进一步地，在旋转轴臂21的竖架211上还固定安装有高精度电子陀螺芯片装置28，如图1所示，电子陀螺芯片装置28是本设备控制系统的中央处理模块，在搭载架23和旋转轴底座24上分别设置有与中央处理模块相连接的第一、第二传感器，用于反馈设备的方位坐标信息给中央处理模块，中央处理模块还同时接收第一、第二摇杆控制按键的操作信号，并输出指令信号分别控制驱动第一、第二和第三电机实现三个方向的旋转。中央处理模块利用精准的PID算法来估算横滚、俯仰及航向三个方向的电机旋转角度，使误差在0.1度之内，以达到最佳的稳定效果。同时，上述所有器件的线路连接均通过设备结构的各种架体和杆体的内腔管道实现。

更进一步地，本实用新型的结构件均采用铝合金材料和碳纤维材料制造，以达到最大强度、最轻质量的要求。同时为了便于调节设备的重心，在转轴臂21、横滚臂22、搭载架23及旋转轴底座24之间的连接部上均设置有调节键，该调节键由长条形刻度孔及插接在该刻度孔内的螺纹件构成，该螺纹件通过调节其在刻度孔的安装位置，从而改变相应两部件之间的位置间距。请参见图8，在用于固定HDMI转AV高清视频解码装置27的上托架板235上亦设置有长条形刻度孔236，在刻度孔236内插接有螺纹扣件237，通过调节螺纹扣件237在刻度孔236的安装位置，进而调节摄像机60的重心，最终起到增稳的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三轴陀螺仪稳定器，包括脚架、设于脚架上端的支撑组件及设于支撑组件上的手持架，所述支撑组件包括旋转轴臂、横滚臂、搭载架及旋转轴底座，其特征在于，

所述旋转轴臂具有竖架和设于竖架上端一侧的横架，竖架下端部设有第一电机座，第一电机座内安装有输出端以平行于横架方向为转轴的第一电机；

所述横滚臂呈U字形且具有旋转架和设于旋转架两端的侧架，旋转架中部连接第一电机输出端，并由第一电机驱动横滚臂航向旋转，侧架背向第一电机的方向设置，在其中一个侧架端部设有第二电机座，第二电机座内安装有输出端以平行于旋转架方向为转轴的第二电机；

所述搭载架包括用于装入摄像机镜头的环形面框，所述环形面框下端部朝向旋转架的一侧设有用于放置摄像机的下托架板，环形面框两侧凸出设有支撑杆，其中一支撑杆连接第二电机输出端，另一支撑杆则通过转轴件转动连接相对应的侧架端部，并由第二电机和转轴件驱动搭载架俯仰旋转；

所述旋转轴底座内安装有输出端以平行于竖架方向为转轴的第三电机，所述第三电机输出端连接横架端部，并由第三电机驱动旋转轴臂横滚旋转；

所述手持架由一横杆及设于横杆一端的手柄构成，所述横杆另一端插固在旋转轴底座垂直于横架的两侧。

2.根据权利要求1所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述脚架具有支杆和插固于支杆末端的杆座，所述旋转轴臂的竖架底端且位于第一电机座两侧对称设有脚架座，所述支杆首端斜向插固于脚架座，所述杆座朝向横架的方向水平摆放。

3.根据权利要求1或2所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述旋转轴底座平行于横架的两侧延伸有底座架，底座架外端部安装有安装板，所述安装板侧面固定有可通用于摄像机电池的电池座，两安装板上端部之间连接有一提手部，其中一个安装板上端部设有用于固定显示装置的托脚。

4.根据权利要求3所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述电池座内设有电源保护模块，电池座一侧设有电源开关。

5.根据权利要求3所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述横杆靠近手柄一端安装有第一摇杆控制按键，所述提手部一端安装有第二摇杆控制按键。

6.根据权利要求5所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述旋转轴臂的竖架上安装有电子陀螺芯片装置，电子陀螺芯片装置为本设备控制系统的中央处理模块；所述搭载架和旋转轴底座上分别设有用于反馈设备方位坐标信息给中央处理模块的第一、第二传感器，中央处理模块同时接收第一、第二摇杆控制按键的操作信号，并输出指令信号分别控制驱动第一、第二和第三电机旋转。

7.根据权利要求1所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述搭载架的环形面框上端部设有上托架板，上托架板上安装有高清视频解码装置。

8.根据权利要求1所述的三轴陀螺仪稳定器，其特征在于，所述转轴臂、横滚臂、搭载架及旋转轴底座之间的连接部上均设有调节键，所述调节键由长条形刻度孔及插接在该刻度孔内的螺纹件构成，所述螺纹件通过调节其在刻度孔的安装位置，从而改变相应两部件之间的位置间距。