CN211118405U - 相机拍摄角度调节设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相机拍摄角度调节设备，包括：相机云台、六自由度机械臂和相机转动座；其中，六自由度机械臂的一端与相机云台相连，六自由度机械臂的另一端与相机转动座相连；相机拍摄角度调节设备还包括：固定连接于相机转动座的拍摄角度测量传感器；与拍摄角度测量传感器电连接的第一控制芯片；与第一控制芯片和六自由度机械臂分别电连接的驱动机构。本实用新型的技术方案能解决现有技术中相机的拍摄角度受限，难以全面拍摄到图像的问题。

Description

相机拍摄角度调节设备

技术领域

本实用新型涉及拍摄技术领域，尤其涉及一种相机拍摄角度调节设备。

背景技术

随着经济发展，生活中相机或带有摄像头的设备越来越常见。通常为了对物体进行拍摄，需要使用三脚架或手持固定杆将相机固定至一定位置，从而完成物体的拍摄。然而上述拍摄方式中，相机位置相对固定，在需要摄取不同方位的图像时，上述方式中相机的拍摄角度和拍摄位置限制极大，很难在短时间内进行调整。

为了解决上述问题，现有技术中通常使用万向球调节相机的转动角度。具体地，在相机固定平台上设置万向球固定座，在万向球固定座内设置一万向球，然后通过万向球固定连接相机，通过万向球的转动以调节相机在空间中的转动角度，即能够调节相机的拍摄角度。此种方式能够迅速改变相机的拍摄角度。

然而，上述使用万向球调节相机转动角度的方式中，因为万向球的转动幅度受到万向球固定座的限制，这样连接在万向球上的相机的摄像头难以对准到靠近万向球固定座区域，这样导致相机的拍摄角度受限，相机难以全方位地拍摄到空间中的图像。

实用新型内容

本实用新型提供一种相机拍摄角度调节设备，旨在解决现有技术中相机的拍摄角度受限，难以全方位拍摄到空间中图像的问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提出了一种相机拍摄角度调节设备，包括：

相机云台、六自由度机械臂和相机转动座；其中，六自由度机械臂的一端与相机云台相连，六自由度机械臂的另一端与相机转动座相连；相机拍摄角度调节设备还包括：固定连接于相机转动座的拍摄角度测量传感器；与拍摄角度测量传感器电连接的第一控制芯片；与第一控制芯片和六自由度机械臂分别电连接的驱动机构。

优选地，所述相机云台包括：

云台底座，云台底座上固定连接有第二控制芯片；

固定连接于云台底座的偏航轴；

通过第一L形连接支架与偏航轴相连的横滚轴；

通过第二L形连接支架与横滚轴相连的俯仰轴；

俯仰轴上设有机械臂固定平台，机械臂固定平台上固定连接有反馈控制模块，反馈控制模块与第二控制芯片电连接；

第二控制芯片还与偏航轴、横滚轴及俯仰轴电连接。

优选地，所述六自由度机械臂包括：

连接于相机云台的第一臂杆，第一臂杆远离相机云台的一端连接有第一臂杆转轴；

与第一臂杆转轴相连的第二臂杆，第二臂杆远离第一臂杆的一端连接有第二臂杆转轴；

与第二臂杆转轴相连的第三臂杆，第三臂杆远离第二臂杆的一端连接有转动座转轴；

第一臂杆转轴、第二臂杆转轴和转动座转轴分别与驱动机构电连接。

优选地，驱动机构包括：与第一控制芯片电连接的第一转轴驱动电机，第一转轴驱动电机与第一臂杆转轴电连接；

以及，与第一控制芯片电连接的第二转轴驱动电机，第二转轴驱动电机与第二臂杆转轴电连接。

优选地，所述六自由度机械臂的末端臂杆为可伸缩臂杆。

优选地，所述转动座转轴横向插接于第三臂杆；转动座转轴的一端连接相机转动座，转动座转轴的另一端连接有激光测距传感器；其中，激光测距传感器还与第一控制芯片电连接。

优选地，所述相机拍摄角度调节设备还包括：固定于相机转动座内的防抖保护器，防抖保护器包括：

固定于相机转动座的阻尼器机壳；

穿设于阻尼器机壳、且与阻尼器机壳两端固定的固定螺栓；

套接于固定螺栓、且与所阻尼器机壳相抵接的减震弹簧；

填充于阻尼器机壳内部的弹性塑料球。

优选地，所述相机转动座包括：

相机卡位夹板，相机卡位夹板的卡位面上形成有多条卡位槽；

以及，连接于相机卡位夹板上、且与卡位槽相垂直的相机夹件。

优选地，所述相机拍摄角度调节设备，还包括：固设于相机云台的机械臂底座，机械臂底座通过底座转轴于相机云台转动相连。

本申请技术方案提供的相机拍摄角度调节设备中，六自由度机械臂的一端与相机云台相连，另一端通过相机转动座相连，该相机转动座用于固定相机。这样当需要调节相机角度时，相机云台固定不动，六自由度机械臂能够在空间中自由移动相机转动座，即自由移动相机，使得相机能够拍摄空间中的任意位置的画面，并且相机转动座连接在六自由度机械臂上，且相机转动座能够绕着六自由度机械臂的末端臂杆的中轴线转动，这样相机能够自由调节拍摄角度，以实现对空间中各方位物件的拍摄的功能。本申请技术方案提供的相机拍摄角度调节设备，解决了现有技术中的相机难以拍摄到空间中全方位图像的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种相机拍摄角度调节设备的结构示意图；

图2是图1所示实施例提供的一种相机云台的结构示意图；

图3是图1所示实施例提供的一种六自由度机械臂的结构示意图；

图4是图1所示实施例提供的一种相机转动座的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种防抖保护器的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种相机卡位夹板的结构示意图。

标号	名称	标号	名称
				1	相机云台	2	六自由度机械臂
3	相机转动座	4	拍摄角度测量传感器
				5	第一控制芯片	6	驱动机构
7	激光测距传感器	8	防抖保护器
				9	机械臂底座	10	底座转轴
101	云台底座	102	第二控制芯片
				103	偏航轴	104	第一L形连接支架
105	横滚轴	106	第二L形连接支架
				107	俯仰轴	108	机械臂固定平台
109	反馈控制模块	201	第一臂杆
				202	第一臂杆转轴	203	第二臂杆
204	第二臂杆转轴	205	第三臂杆
				206	转动座转轴	301	相机卡位夹板
302	卡位槽	303	相机夹件
				601	第一转轴驱动电机	602	第二转轴驱动电机
801	阻尼器机壳	802	固定螺栓
				803	减震弹簧	804	弹性塑料球

本实用新型目的的实现、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

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本实用新型中如涉及“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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

现有技术中的相机拍摄角度调节设备常用万向球等装置连接相机，以调节相机的拍摄角度，然而现有技术中的相机拍摄角度调节设备会导致相机的拍摄角度受限，难以完全拍摄到空间中的图像。

为了解决上述问题，本实用新型下述实施例提供的相机拍摄角度调节设备采用六自由度机械臂移动相机，调节相机的拍摄角度，从而使得相机获得不受限制的拍摄角度，能够任意拍摄空间中的图像。

具体请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种相机拍摄角度调节设备的结构示意图，如图1所示，该相机拍摄角度调节设备包括：

相机云台1、六自由度机械臂2和相机转动座3。相机云台1是相机的底座，具有支撑作用，六自由度机械臂2连接在相机云台1上，通过六自由度机械臂2的摆动，能够自由调节相机的拍摄角度，实现相机任意拍摄角度的切换，进而使得相机能够拍摄到任意角度的画面，而相机转动座3用于承载和固定相机，相机转动座3能够绕着六自由度机械臂2的末端臂杆转动，从而快速调节相机拍摄画面的旋转角度。

其中，六自由度机械臂2的一端与相机云台1相连，六自由度机械臂2的另一端与相机转动座3相连。

六自由度机械臂2的一端与相机云台1相连，从而能够通过相机云台1固定该六自由度机械臂2以及该机械臂所连接的相机转动座3等结构，并且六自由度机械臂2的另一端与相机转动座3相连，这样六自由度机械臂2能够在空间中任意摆动，实现相机拍摄角度的快速切换，同时相机转动座3能够绕着六自由度机械臂2的末端臂杆转动，这样通过相机转动座3的转动能够快速调节相机拍摄画面的旋转角度。

另外，如图1所示，该相机拍摄角度调节设备还包括：固定连接于相机转动座3的拍摄角度测量传感器4。

该拍摄角度测量传感器4固定连接于相机转动座3，即该拍摄角度测量传感器4与相机的安装位置相同，这样拍摄角度测量传感器4能够准确测量相机的拍摄角度。

与拍摄角度测量传感器4电连接的第一控制芯片5；与第一控制芯片5和六自由度机械臂2分别电连接的驱动机构6。

拍摄角度测量传感器4在准确测量相机的拍摄角度后，可以将相机的拍摄角度信息发送至第一控制芯片5，通过第一控制芯片5的计算，判断该相机的拍摄角度是否达到预设拍摄角度范围，然后通过驱动机构6驱动六自由度机械臂2调节相机的位置和旋转角度，进而调节相机的拍摄角度。

本申请技术方案提供的相机拍摄角度调节设备中，六自由度机械臂2的一端与相机云台1相连，另一端通过相机转动座3相连，该相机转动座3用于固定相机。这样当需要调节相机角度时，相机云台1固定不动，六自由度机械臂2能够在空间中自由移动相机转动座3，即自由移动相机，使得相机能够拍摄空间中的任意位置的画面，并且相机转动座3连接在六自由度机械臂2上，且相机转动座3能够绕着六自由度机械臂2的末端臂杆的中轴线转动，这样相机能够自由调节拍摄角度，以实现对空间中各方位物件的拍摄的功能。本申请技术方案提供的相机拍摄角度调节设备，解决了现有技术中的相机难以拍摄到空间中全方位图像的问题。

其中，相机云台1是六自由度机械臂2、相机转动座3和相机的承载和固定机构，这样相机云台1的位置需要固定，从而避免相机拍摄角度的大幅改变。为了实现该效果，参见图2，图2为图1实施例所示的相机云台1的结构示意图，如图2所示，该相机云台1具体包括：

云台底座101，云台底座101上固定连接有第二控制芯片102；

固定连接于云台底座101的偏航轴103；

通过第一L形连接支架104与偏航轴103相连的横滚轴105；

通过第二L形连接支架106与横滚轴105相连的俯仰轴107；

俯仰轴107上设有机械臂固定平台108，机械臂固定平台108上固定连接有反馈控制模块109，反馈控制模块109与第二控制芯片102电连接；

第二控制芯片102还与偏航轴103、横滚轴105及俯仰轴107电连接。

偏航轴103、横滚轴105、俯仰轴107、第一L形连接支架104和第二L形连接支架106构成了一个类似于三轴陀螺仪的结构。偏航轴103、横滚轴105和俯仰轴107可以分别描述空间中的三维向量(x，y，z)，偏航、横滚和俯仰借用航空界的叫法，可对应绕x，y，z轴的旋转值。相机云台1是可以移动的，这样，固定于相机云台1上机械臂固定平台108上的机械臂则可能会随着相机云台1的移动而偏斜，从而导致相机的拍摄角度变化。为了解决该问题，反馈控制模块109固定连接于机械臂固定平台108上，即反馈控制模块109与六自由度机械臂2的连接位置相同，这样，反馈控制模块109能够检测六自由度机械臂2的偏斜角度，进而将该偏斜角度信息发送至第二控制芯片102，通过第二控制芯片102发送控制信号，控制偏航轴103、横滚轴105和俯仰轴107转动，进而任意调节机械臂固定平台108的角度，对六自由度机械臂2的偏斜角度进行反向纠正。

综上，通过反馈控制模块109固定连接于机械臂固定平台108，这样反馈控制模块109能够感知到六自由度机械臂2的偏斜角度，然后将该偏斜角度信息发送至第二控制芯片102，通过第二控制芯片102控制偏航轴103、横滚轴105和俯仰轴107的转动，从而反向纠正六自由度机械臂2的偏斜角度，实时稳定相机的拍摄画面。

如图3所示，六自由度机械臂2包括：

连接于相机云台1的第一臂杆201，第一臂杆201远离相机云台1的一端连接有第一臂杆转轴202；

与第一臂杆转轴202相连的第二臂杆203，第二臂杆203远离第一臂杆201的一端连接有第二臂杆转轴204；

与第二臂杆转轴204相连的第三臂杆205，第三臂杆205远离第二臂杆203的一端连接有转动座转轴206；

第一臂杆转轴202、第二臂杆转轴204和转动座转轴206分别与驱动机构6电连接。

第一臂杆201连接于相机云台1，能够绕着相机云台1的连接点转动，第二臂杆203与第一臂杆转轴202相连，能够绕着第一臂杆转轴202转动；第三臂杆205与第二臂杆转轴204相连，该第三臂杆205能够绕着第二臂杆转轴204转动，并且转动座转轴206与第三臂杆205远离第二臂杆203的一端相连，能够绕着第三臂杆205的中轴线转动；通过驱动机构6驱动第一臂杆转轴202、第二臂杆转轴204和转动座转轴206，能够使得该六自由度机械臂2在空间中任意摆动，从而使得相机能够拍摄空间中任意区域的画面。

其中，如图3所示，所述六自由度机械臂2的末端臂杆为可伸缩臂杆。通过设置六自由度机械臂2的末端臂杆为可伸缩臂杆，能够调节相机与被拍摄物的距离，使得相机能够更加清晰地拍摄图像。

与六自由度机械臂2对应，驱动机构6包括：与第一控制芯片5电连接的第一转轴驱动电机601，第一转轴驱动电机601与第一臂杆转轴202电连接；该第一转轴驱动电机601用于驱动第一臂杆转轴202转动。

以及，与第一控制芯片5电连接的第二转轴驱动电机602，第二转轴驱动电机602与第二臂杆转轴204电连接，该第二转轴驱动电机602用于驱动第二臂杆转轴204转动。

另外，如图4所示，转动座转轴206横向插接于第三臂杆205；转动座转轴206的一端连接相机转动座3，转动座转轴206的另一端连接有激光测距传感器7；其中，激光测距传感器7还与第一控制芯片5电连接。

转动座转轴206横向插接于第三臂杆205，这样通过调节转动座转轴206能够调节相机转动座3的摆动幅度，进而调节相机的拍摄角度，同时转动轴转轴的一端连接相机转动座3，另一端连接激光测距传感器7，这样激光测距传感器7的激光发射角度与相机的拍摄角度相同，从而能够精确测量相机与被拍摄物之间的距离，第一控制芯片5通过该激光测距传感器7测量得到的距离，能够控制相机的聚焦程度以及微调六自由度机械臂2的摆动幅度。

另外，如图5所示，相机拍摄角度调节设备还包括：固定于相机转动座3内的防抖保护器8，防抖保护器8包括：

固定于相机转动座3的阻尼器机壳801；

穿设于阻尼器机壳801、且与阻尼器机壳801两端固定的固定螺栓802；

套接于固定螺栓802、且与所阻尼器机壳801相抵接的减震弹簧803；

填充于阻尼器机壳801内部的弹性塑料球804。

通过固定螺栓802能够对相机进行限位，并且设置套接于固定螺栓802，且与阻尼器机壳801相抵接的减震弹簧803，能够减少相机的上下方向的振荡幅度；并且在阻尼器机客内部填充弹性塑料球804，能够减少相机前后方向的振动幅度。

优选地，如图6所示，所述相机转动座3包括：

相机卡位夹板301，相机卡位夹板301的卡位面上形成有多条卡位槽302；

以及连接于相机卡位夹板301上、且与卡位槽302相垂直的相机夹件303。

相机卡位夹板301能够对相机进行卡位，具体在相机卡位夹板301的卡位面形成多条卡位槽302，通过卡位槽302卡接相机，在与卡位槽302相垂直的位置设置相机夹件303，能够夹住相机，避免相机从相机转动座3上滑落。

另外，如图1所示，本实施例提供的相机拍摄角度调节设备除了上述提到的设备外还包括：固设于相机云台1的机械臂底座9，机械臂底座9通过底座转轴10于相机云台1转动相连。

通过设置机械臂底座9，能够使得六自由度机械臂2绕着相机云台1的中心转动，从而调节相机的拍摄位置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种相机拍摄角度调节设备，其特征在于，包括：

相机云台(1)、六自由度机械臂(2)和相机转动座(3)；其中，所述六自由度机械臂(2)的一端与所述相机云台(1)相连，所述六自由度机械臂(2)的另一端与所述相机转动座(3)相连；

所述相机拍摄角度调节设备还包括：固定连接于所述相机转动座(3)的拍摄角度测量传感器(4)；与所述拍摄角度测量传感器(4)电连接的第一控制芯片(5)；与所述第一控制芯片(5)和所述六自由度机械臂(2)分别电连接的驱动机构(6)。

2.根据权利要求1所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，所述相机云台(1)，包括：

云台底座(101)，所述云台底座(101)固定连接有第二控制芯片(102)；

固定连接于所述云台底座(101)的偏航轴(103)；

通过第一L形连接支架(104)与所述偏航轴(103)相连的横滚轴(105)；

通过第二L形连接支架(106)与所述横滚轴(105)相连的俯仰轴(107)；

所述俯仰轴(107)上设有机械臂固定平台(108)，所述机械臂固定平台(108)上固定连接有反馈控制模块(109)，所述反馈控制模块(109)与所述第二控制芯片(102)电连接；

所述第二控制芯片(102)还与所述偏航轴(103)、所述横滚轴(105)及所述俯仰轴(107)电连接。

3.根据权利要求1所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，所述六自由度机械臂(2)，包括：

连接于所述相机云台(1)的第一臂杆(201)，所述第一臂杆(201)远离所述相机云台(1)的一端连接有第一臂杆转轴(202)；

与所述第一臂杆转轴(202)相连的第二臂杆(203)，所述第二臂杆(203)远离所述第一臂杆(201)的一端连接有第二臂杆转轴(204)；

与所述第二臂杆转轴(204)相连的第三臂杆(205)，所述第三臂杆(205)远离所述第二臂杆(203)的一端连接有转动座转轴(206)；

所述第一臂杆转轴(202)、所述第二臂杆转轴(204)和所述转动座转轴(206)分别与所述驱动机构(6)电连接。

4.根据权利要求3所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，所述驱动机构(6)，包括：

与所述第一控制芯片(5)电连接的第一转轴驱动电机(601)，所述第一转轴驱动电机(601)与所述第一臂杆转轴(202)电连接；

以及，与所述第一控制芯片(5)电连接的第二转轴驱动电机(602)，所述第二转轴驱动电机(602)与所述第二臂杆转轴(204)电连接。

5.根据权利要求3所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，所述转动座转轴(206)横向插接于所述第三臂杆(205)；

所述转动座转轴(206)的一端连接所述相机转动座(3)，所述转动座转轴(206)的另一端连接有激光测距传感器(7)；其中，

所述激光测距传感器(7)还与所述第一控制芯片(5)电连接。

6.根据权利要求1所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，还包括固定于所述相机转动座(3)内的防抖保护器(8)，所述防抖保护器(8)包括：

固定于所述相机转动座(3)的阻尼器机壳(801)；

穿设于所述阻尼器机壳(801)、且与所述阻尼器机壳(801)两端固定的固定螺栓(802)；

套接于所述固定螺栓(802)、且与所阻尼器机壳(801)相抵接的减震弹簧(803)；

填充于所述阻尼器机壳(801)内部的弹性塑料球(804)。

7.根据权利要求1所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，所述相机转动座(3)包括：

相机卡位夹板(301)，所述相机卡位夹板(301)的卡位面上形成有多条卡位槽(302)；

以及，连接于所述相机卡位夹板(301)上、且与所述卡位槽(302)相垂直的相机夹件(303)。

8.根据权利要求1所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，所述六自由度机械臂(2)的末端臂杆为可伸缩臂杆。

9.根据权利要求1所述的相机拍摄角度调节设备，其特征在于，还包括：

固设于所述相机云台(1)的机械臂底座(9)，所述机械臂底座(9)通过底座转轴(10)于所述相机云台(1)转动相连。

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