CN210687719U - 一种结构紧凑的稳定器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种结构紧凑的稳定器，通过一个控制器控制多个电机驱动单元，分别驱动对应的电机转动，有效减少硬件体积，使得整体结构小型化，结构更加紧凑，有效降低成本。同时，采用一个控制器进行控制，有效减少了多个控制芯片间的可能出现的信号串扰，增强了控制芯片的稳定性及抗干扰能力，省掉多控制器控制方式的芯片之间通信延时，提高控制精度。本实用新型采用三轴陀螺仪和三轴加速度计同时检测拍摄设备的运动状态，检测更精准，提高检测的成功率。

Description

一种结构紧凑的稳定器

技术领域

本实用新型涉及拍摄用电子设备技术领域，尤其涉及一种结构紧凑的稳定器。

背景技术

稳定器是用于实现拍摄设备的固定，调节拍摄设备的姿态和使拍摄设备稳定保持在确定的姿态上，从而实现拍摄设备的稳定、流畅的拍摄。

目前市面有出现了许多的用于拍摄的稳定器，特别是三轴的使用较为广泛。现有的控制三轴稳定器的方式是：1.三个电机配备有三个电机驱动单元，每个电机驱动单元驱动一个单独的电机，每个电机驱动单元配备单独的控制器单元进行电机控制，即三个电机驱动单元配备三个控制器单元进行对应控制。2.或者一个控制器单元驱动两个的电机驱动单元，例如一个控制器单元驱动两个电机驱动单元，即三个电机驱动单元配备两个控制器进行对应控制。这种至少两个驱动控制器的方式存在的缺点在于：多个控制器控制相应多个驱动单元，造成硬件体积较大，结构比较难小型化，结构不够紧凑，且成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑的稳定器，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种结构紧凑的稳定器，包括机构件、用于调整机构件位置的电机、以及控制电机运动的控制系统，所述电机至少设置有两个，所述控制系统包括一个控制器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、以及与电机数量相匹配的电机驱动单元和磁编码器，所述三轴陀螺仪、三轴加速度计、电机驱动单元和磁编码器均与控制器连接。

进一步，所述机构件包括手柄、连接臂和承载件，所述连接臂通过第一电机转动安装在手柄顶端，所述承载件通过第二电机转动安装在连接臂顶端；所述承载件包括支撑臂和用于承载拍摄设备的载具，所述载具通过第三电机转动安装在支撑臂的一端上，所述支撑臂的另一端安装在第二电机上；所述电机驱动单元包括第一电机驱动单元、第二电机驱动单元和第三电机驱动单元，所述磁编码器包括第一磁编码器、第二磁编码器和第三磁编码器；所述第一磁编码器设置在第一电机上，与第一电机上的永磁体相互感应，测量第一电机的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；所述第二磁编码器设置在第二电机上，与第二电机上的永磁体相互感应，测量第二电机的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；所述第三磁编码器设置在第三电机上，与第三电机上的永磁体相互感应，测量第三电机的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；所述第一电机与第一电机驱动单元电连接，第二电机与第二电机驱动单元电连接，第三电机与第三电机驱动单元电连接。

进一步，所述第一电机驱动单元和第一磁编码器设置在第一电路板上，所述第一电路板安装在手柄顶端内部。

进一步，所述第二电机驱动单元、第二磁编码器和控制器设置在第二电路板上，所述第二电路板安装在连接臂的顶端内部。

进一步，所述第三电机驱动单元、第三磁编码器、三轴陀螺仪和三轴加速度计均设置在第三电路板上，所述第三电路板安装在支撑臂靠近载具的一端内部。

进一步，所述控制器与三轴陀螺仪和三轴加速度计均通过I接口或SPI接口电连接。

进一步，所述控制器与第一磁编码器、第二磁编码器和第三磁编码器均通过 I接口、SPI接口或PWM接口电连接。

进一步，所述连接臂的顶端设置有限位凸起，所述支撑臂上设置有与限位凸起相对应的限位片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过一个控制器控制多个电机驱动单元，分别驱动对应的电机转动，有效减少硬件体积，使得整体结构小型化，结构更加紧凑，有效降低成本。

同时，采用一个控制器进行控制，有效减少了多个控制芯片间的可能出现的信号串扰，增强了控制芯片的稳定性及抗干扰能力，省掉多控制器控制方式的芯片之间通信延时，提高控制精度。本实用新型采用三轴陀螺仪和三轴加速度计同时检测拍摄设备的运动状态，检测更精准，提高检测的成功率。

附图说明

图1是本实用新型一种结构紧凑的稳定器的结构示意图一；

图2是本实用新型一种结构紧凑的稳定器的结构示意图二；

图3是本实用新型一种结构紧凑的稳定器的控制系统电路框图；

其中，手柄1、连接臂2、第一电机3、第二电机4、支撑臂5、载具6、第三电机7、限位凸起8、限位片9。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1-图2所示，本实用新型的一种结构紧凑的稳定器，包括机构件、用于调整机构件位置的电机、以及控制电机运动的控制系统，电机至少设置有两个，控制系统包括一个控制器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、以及与电机数量相匹配的电机驱动单元和磁编码器，三轴陀螺仪、三轴加速度计、电机驱动单元和磁编码器均与控制器连接。本实用新型中的一个控制器可以有控制两个电机、三个电机或者四个电机等多种情况，本实施以一个控制器控制三个电机为例进行说明。

具体的，机构件包括手柄1、连接臂2、承载件，连接臂2通过第一电机3 转动安装在手柄1顶端，承载件通过第二电机4转动安装在连接臂2顶端；承载件包括支撑臂5和用于夹持拍摄设备的载具6，载具6通过第三电机7转动安装在支撑臂5的一端上，支撑臂5的另一端安装在第二电机4上；电机驱动单元包括第一电机驱动单元、第二电机驱动单元、第三电机驱动单元，磁编码器包括第一磁编码器、第二磁编码器、第三磁编码器；第一磁编码器设置在第一电机3上，与第一电机3上的永磁体相互感应，测量第一电机3的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；第二磁编码器设置在第二电机4上，与第二电机4上的永磁体相互感应，测量第二电机4的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；第三磁编码器设置在第三电机7上，与第三电机7上的永磁体相互感应，测量第三电机7的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；第一电机3与第一电机驱动单元电连接，第二电机 4与第二电机驱动单元电连接，第三电机7与第三电机驱动单元电连接。

具体的，第一电机驱动单元和第一磁编码器设置在第一电路板上，第一电路板安装在手柄1顶端内部。第二电机驱动单元、第二磁编码器和控制器设置在第二电路板上，第二电路板安装在连接臂2的顶端内部。第三电机驱动单元、第三磁编码器、三轴陀螺仪和三轴加速度计均设置在第三电路板上，第三电路板安装在支撑臂5靠近载具6的一端内部。

控制器与三轴陀螺仪和三轴加速度计均通过I2C接口或SPI接口电连接。控制器与第一磁编码器、第二磁编码器和第三磁编码器均通过I2C接口、SPI接口或PWM接口电连接。

连接臂2的顶端设置有限位凸起8，支撑臂5上设置有与限位凸起8相对应的限位片9。限位凸起8和限位片9相配合，使支撑臂5在第二电机4上只能进行180度旋转。

如图3所示，本实用新型的三轴陀螺仪和三轴加速度计用于监测拍摄设备当前姿态信息，并将拍摄设备的当前姿态信息传递到控制器，该拍摄设备包括相机、手机、摄像机等拍摄设备；控制器将拍摄设备的当前姿态信息和各电机的转动速率和转动角度进行处理后，输出控制信号控制第一电机驱动单元驱动第一电机转动，控制第二电机驱动单元驱动第二电机转动，控制第三电机驱动单元驱动第三电机转动，从而控制拍摄设备运动。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：包括机构件、用于调整机构件位置的电机、以及控制电机运动的控制系统，所述电机至少设置有两个，所述控制系统包括一个控制器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、以及与电机数量相匹配的电机驱动单元和磁编码器，所述三轴陀螺仪、三轴加速度计、电机驱动单元和磁编码器均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述机构件包括手柄(1)、连接臂(2)和承载件，所述连接臂(2)通过第一电机(3)转动安装在手柄(1)顶端，所述承载件通过第二电机(4)转动安装在连接臂(2)顶端；所述承载件包括支撑臂(5)和用于承载拍摄设备的载具(6)，所述载具(6)通过第三电机(7)转动安装在支撑臂(5)的一端上，所述支撑臂(5)的另一端安装在第二电机(4)上；所述电机驱动单元包括第一电机驱动单元、第二电机驱动单元和第三电机驱动单元，所述磁编码器包括第一磁编码器、第二磁编码器和第三磁编码器；所述第一磁编码器设置在第一电机(3)上，与第一电机(3)上的永磁体相互感应，测量第一电机(3)的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；所述第二磁编码器设置在第二电机(4)上，与第二电机(4)上的永磁体相互感应，测量第二电机(4)的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；所述第三磁编码器设置在第三电机(7)上，与第三电机(7)上的永磁体相互感应，测量第三电机(7)的转动速率和转动角度并将该转动速率和转动角度传递到控制器；所述第一电机(3)与第一电机驱动单元电连接，第二电机(4)与第二电机驱动单元电连接，第三电机(7)与第三电机驱动单元电连接。

3.根据权利要求2所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述第一电机驱动单元和第一磁编码器设置在第一电路板上，所述第一电路板安装在手柄(1)顶端内部。

4.根据权利要求3所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述第二电机驱动单元、第二磁编码器和控制器设置在第二电路板上，所述第二电路板安装在连接臂(2)的顶端内部。

5.根据权利要求4所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述第三电机驱动单元、第三磁编码器、三轴陀螺仪和三轴加速度计均设置在第三电路板上，所述第三电路板安装在支撑臂(5)靠近载具(6)的一端内部。

6.根据权利要求5所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述控制器与三轴陀螺仪和三轴加速度计均通过I2C接口或SPI接口电连接。

7.根据权利要求6所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述控制器与第一磁编码器、第二磁编码器和第三磁编码器均通过I2C接口、SPI接口或PWM接口电连接。

8.根据权利要求7所述的一种结构紧凑的稳定器，其特征在于：所述连接臂(2)的顶端设置有限位凸起(8)，所述支撑臂(5)上设置有与限位凸起(8)相对应的限位片(9)。

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