CN206370881U - 手持拍摄稳定器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种手持拍摄稳定器，包括：操控拍摄的手柄，以及消除拍摄中抖动的防抖装置；所述手柄内置有主控制模块、电机控制模块，以及能够实时获取手柄姿态的姿态传感器；主控制模块与手柄姿态传感器电连接；所述防抖装置包括：镜头固定装置、三个轴向电机，以及连接各轴向电机的电机固定臂；镜头固定装置内还安装有可实时获取镜头姿态的镜头姿态传感器，镜头姿态传感器通过主控制模块与电机控制模块电连接。本实用新型依靠手柄姿态传感器和镜头姿态传感器获取双方的具体位置，而且依据主控制模块的计算和位置矫正数据控制轴向电机旋转，以起到稳定拍摄装置的作用。

Description

手持拍摄稳定器

技术领域

本实用新型涉及数码设备制造技术，尤其涉及一种手持拍摄稳定器，属于手持设备制造技术领域。

背景技术

随着互联网架构的不断发展，互联网视频交互变得越来越流行。特别是网络直播平台的兴起，更使得视频拍摄成为人们休闲娱乐社交不可或缺的一部分；同时，随着硬件的不断更新换代，部分智能终端已开始配备4K镜头。

然而，现有技术中，由于非专业领域的普通大众使用手机以及运动相机拍摄时，难免镜头抖动较大，导致视频质量大打折扣，从而无法充分发挥4K镜头的画质优势。所以，现有技术中亟需一种可以解决手机拍摄抖动技术问题的手持设备。

实用新型内容

本实用新型提供一种适用于长期使用、可全方位多角度防抖并且坚固耐用的手持拍摄稳定器。

本实用新型的手持拍摄稳定器，包括：操控拍摄的手柄，以及消除拍摄中抖动的防抖装置；所述手柄内置有主控制模块、电机控制模块，以及能够实时获取手柄姿态的手柄姿态传感器；主控制模块与手柄姿态传感器电连接；

所述防抖装置包括：镜头固定装置、三个轴向电机，以及连接各轴向电机的电机固定臂；三个轴向电机的电机轴分别相互垂直，且分别为第一轴向电机、第二轴向电机和第三轴向电机；两个电机固定臂分别为第一电机固定臂和第二电机固定臂；

第一电机固定臂通过第一轴向电机与所述手柄的顶端相连，第二电机固定臂通过第二轴向电机与第一电机固定臂相连，镜头固定装置通过第三轴向电机与第二电机固定臂相连；

镜头固定装置内还安装有可实时获取镜头姿态的镜头姿态传感器，镜头姿态传感器通过主控制模块与电机控制模块电连接。

如上所述的手持拍摄稳定器，其中，所述手柄内还设置有：按键模块、供电模块和无线通讯模块；主控制模块分别与按键模块、电机控制模块，以及无线通讯模块电连接。

如上所述的手持拍摄稳定器，其中，手柄背部设有电池仓，手柄底部设有USB充电接口。

如上所述的手持拍摄稳定器，其中，所述手柄姿态传感器的安装方向与第一轴向电机平行或垂直。

如上所述的手持拍摄稳定器，其中，所述供电模块包括Boost升压电路和稳压LDO电路；

Boost升压电路与电机控制模块电连接，稳压LDO电路分别与主控制模块、按键模块和无线通讯模块电连接。

如上所述的手持拍摄稳定器，其中，所述镜头姿态传感器的安装方向与镜头主体垂直或者平行。

本实用新型的手持拍摄稳定器，依靠手柄姿态传感器和镜头姿态传感器获取双方的具体位置，而且依据主控制模块的计算和位置矫正数据控制轴向电机旋转，以起到稳定拍摄装置的作用。三个轴向电机，以及连接各轴向电机的电机固定臂，分别相互串联，能够对镜头固定装置的变量进行补正，从而保证了不管如何移动手柄，拍摄装置都能保持稳定的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例手持拍摄稳定器的立体图；

图2是本实用新型实施例手持拍摄稳定器的分解图；

图3是本实用新型实施例的电机固定臂与电机的结构分解图；

图4是本实用新型实施例的手持拍摄稳定器的功能控制示意图；

图5是本实用新型实施例的手持拍摄稳定器的算法逻辑示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例的手持拍摄稳定器，包括：操控拍摄的手柄1，以及消除拍摄中抖动的防抖装置；所述手柄1内置有主控制模块、电机控制模块，以及能够实时获取手柄姿态的手柄姿态传感器12；主控制模块与手柄姿态传感器12电连接；

所述防抖装置包括：镜头固定装置5、三个轴向电机，以及连接各轴向电机的电机固定臂；三个轴向电机的电机轴分别相互垂直，且分别为第一轴向电机6、第二轴向电机7和第三轴向电机8；两个电机固定臂分别为第一电机固定臂9和第二电机固定臂10；

第一电机固定臂9通过第一轴向电机6与所述手柄1的顶端相连，第二电机固定臂10通过第二轴向电机7与第一电机固定臂9相连，镜头固定装置5通过第三轴向电机8与第二电机固定臂10相连；

镜头固定装置5内还安装有可实时获取镜头姿态的镜头姿态传感器13，镜头姿态传感器13通过主控制模块与电机控制模块电连接。

优选的，所述手柄姿态传感器12的安装方向与第一轴向电机平行或垂直。所述镜头姿态传感器13的安装方向与镜头主体垂直或者平行。

如图4，本实施例的手持拍摄稳定器，所述手柄内还设置有：按键模块、供电模块和无线通讯模块；主控制模块分别与按键模块、电机控制模块，以及无线通讯模块电连接。

优选的，所述供电模块包括Boost升压电路和稳压LDO电路；Boost升压电路与电机控制模块电连接，稳压LDO电路分别与主控制模块、按键模块和无线通讯模块电连接。

如图1和图2，本实施例的手持拍摄稳定器，手柄1背部设有电池仓3，手柄1底部设有USB充电接口4；即本实用新型同时提供可实时充电以及可更换电池的续航方案。

具体的，所述手柄1顶面的控制区2位于手柄上方位置，用户通过手指即可操控防抖装置，从而控制镜头11拍摄。具体地，控制区2设置有电源开关，模式切换开关，方向控制按钮，以及状态指示灯。用户通过长按电源开关，可开启或关闭所述手持拍摄稳定器。用户通过单击所述模式切换开关，可切换镜头11跟随或锁定模式，具体地，模式切换包括但不限于航向跟随，航向俯仰跟随，锁定模式。用户通过方向控制按钮，可随时调整镜头11的航向角度和俯仰角度，本实施例还提供一种镜头11回中的控制方式，通过双击切换开关，镜头11的角度将返回初始角度居中。具体地，根据不同需求，所述开关及按钮包括但不限于拨动开关，转动开关，滑动开关，轻触开关或摇杆。所述状态指示灯分别对应显示稳定器当前工作模式。同时，使用单独的状态指示灯表示稳定器的实时状态。启动时，所述手持拍摄稳定器处于较准状态，状态指示灯闪烁，直至完全开启，状态指示灯常亮。当检测到稳定器处于不宜开启的状态，状态指示灯保持闪烁。状态指示灯闪烁还包括电量不足等警告信号，以及其他未定义的异常情况。见图1。

所述手柄底壳设有电池仓3，其与所述手柄1尾部的USB充电转接板的电池输入插座电连接。所述USB充电板包括USB标准接口，电池输入插座，电源输出插座。所述电源输出插座与供电模块电连接。

所述供电模块通过Boost升压电路提供电机控制模块的电源部分，同时通过稳压LDO电路供给其他模块的电源部分。进一步地，所述供电模块还包括充放电管理，电池过充、过放、短路等保护机制。见图4。

所述无线通讯模块工作于从机模式，其接受主机端发过来的命令，通过透明传输的方式转发至主控制模块。命令的类别包括但不限于，获取信息命令，设置参数命令，镜头控制命令。所述镜头控制类命令将通过主控制模块驱动电机控制模块从而可控制镜头的角度，工作模式等等。因此，通过所述无线通讯模块，可实现各种远程控制的实时交互功能。见图4.

所述手柄1内置手柄姿态传感器12，安装方向与第一轴向电机平行或垂直。所述手柄姿态传感器12设置有输入输出转接插座。输入插座与主控制模块电连接，输出插座则与镜头姿态传感器13电连接。所述姿态传感器之间采用串行总线通信架构，主控模块与总线上的姿态传感器为主从逻辑关系。见图1、图4。

所述串行总线通信架构基于标准TTL-UART接口，采用单主机，多从机的通信模式。所述主机为主控模块，从机包括但不限于姿态传感器，电机控制模块。在同一时间，只允许单一从机向主机发送数据。从机不主动向主机发送数据，只有主机向指定从机发送指定请求之后，指定从机才会对主机做出响应。主机通过指定的ID识别不同的从机，通信的数据包括但不限于状态信息、姿态数据、PID控制数据等等。

所述防抖装置包括镜头固定装置5，第一轴向电机6，第二轴向电机7，第三轴向电机8，以及连接第一、第二轴向电机的第一电机固定臂9，连接第二、第三轴向电机的第二电机固定臂10。所述轴向电机的数量至少为三轴，当上一轴向电机转子旋转时，会带动下一轴向电机定子在该轴向移动相应的角度，以此类推。因此经过多个轴向电机的配合，可任意控制镜头11的空间方向。见图1、图4。

所述电机固定臂10包括电机护壳部分17和电机支撑臂10部分。电机护壳17内嵌有铜柱18，其位置与电机定子和电机转子的安装螺丝孔位19对应。安装时，螺丝20头部与电机护壳17之间设有一层薄钢板21，薄钢板21设有孔位，与电机孔位对应。螺丝20依次穿过薄钢板21，铜柱18，拧入电机螺丝孔19，使得电机与电机固定臂10之间的受力支点在螺丝20头部与薄钢板21之间，同时几个螺丝安装位受力相互制衡。基于此设计，所述电机固定臂10材质既可为金属件或非金属件。所述电机支撑臂10连接两个电机护壳，使得电机护壳之间相互垂直。所述第一电机固定臂的电机支撑臂9宽度须保证整个防抖装置的重心处在第一轴向电机6上。所述第一电机固定臂的电机支撑臂9长度可允许第二电机固定臂10向下旋转90°。所述第二电机固定臂的电机支撑臂10宽度可允许镜头固定装置5向前翻转90°。所述第二电机固定臂的电机支撑臂10长度须保证镜头11在水平方向接近自然平衡。图3为电机固定臂与电机的结构分解图.

所述镜头固定装置5包括电机护壳部分14，水平横臂15和镜头固定夹部分16。其中电机护壳部分结构14与电机固定臂的电机护壳部分相同。所述水平横臂15连接电机护壳与镜头固定夹16，其长度决定了镜头固定夹16在水平方向的位置。所述镜头固定夹16通过上下方向将镜头主体夹紧。通过调整所述镜头固定夹16的固定螺丝位置，可调整镜头主体11在垂直方向的平衡。最后，通过调整所述镜头主体11在水平方向的位置，使整个防抖装置达到接近自然平衡的状态。见图2。

所述镜头固定装置5还安装了能够实时获取镜头姿态的镜头状态传感器13，其姿态数据经过算法处理后反馈给各个轴向上的电机输出相应的PID控制变量，电机基于PID控制算法使固定装置上的镜头11保持在各轴向都平衡稳定的姿态。进一步地，所述镜头姿态传感器13可安装在所述水平横臂15内部，即与镜头主体平行；也可以安装在电机护壳14旁边，即与镜头主体垂直。图5为该算法逻辑示意图。

如图4和图5；所述手持拍摄稳定器采用了动态PID控制算法，同时结合多传感器数据融合，使整个系统在现有技术的基础上工作更可靠，稳定，更适合普通大众的使用。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术的科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及/等等/包括但不限于”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (9)

1.一种手持拍摄稳定器，其特征在于，包括：操控拍摄的手柄，以及消除拍摄中抖动的防抖装置；所述手柄内置有主控制模块、电机控制模块，以及能够实时获取手柄姿态的手柄姿态传感器；主控制模块与手柄姿态传感器电连接；

所述防抖装置包括：镜头固定装置、三个轴向电机，以及连接各轴向电机的电机固定臂；三个轴向电机的电机轴分别相互垂直，且分别为第一轴向电机、第二轴向电机和第三轴向电机；两个电机固定臂分别为第一电机固定臂和第二电机固定臂；

第一电机固定臂通过第一轴向电机与所述手柄的顶端相连，第二电机固定臂通过第二轴向电机与第一电机固定臂相连，镜头固定装置通过第三轴向电机与第二电机固定臂相连；

镜头固定装置内还安装有可实时获取镜头姿态的镜头姿态传感器，镜头姿态传感器通过主控制模块与电机控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述手柄内还设置有：按键模块、供电模块和无线通讯模块；主控制模块分别与按键模块、电机控制模块，以及无线通讯模块电连接。

3.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，手柄背部设有电池仓，手柄底部设有USB充电接口。

4.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述手柄姿态传感器的安装方向与第一轴向电机平行或垂直。

5.根据权利要求2所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述供电模块包括Boost升压电路和稳压LDO电路；

Boost升压电路与电机控制模块电连接，稳压LDO电路分别与主控制模块、按键模块和无线通讯模块电连接。

6.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述镜头姿态传感器的安装方向与镜头主体垂直或者平行。

7.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述电机固定臂与轴向电机通过螺丝固定，螺丝头部与电机固定臂的电机护壳之间设有一层薄钢板，使得电机与固定臂之间的受力支点在螺丝与薄钢板之间；电机固定臂为金属件或非金属件。

8.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述手柄姿态传感器和镜头姿态传感器之间采用串行总线通信架构，所选串行总线通信架构包括但不限于第三姿态传感器模块、日志记录模块、FOC电机控制模块、视频/图片拍摄控制模块。

9.根据权利要求1所述的手持拍摄稳定器，其特征在于，所述电机控制变量为动态变化的PID参数；通过实时侦测手柄姿态，算法动态调整PID参数。