CN219734810U - 一种高精度三维云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度三维云台，包括夹紧机构、上锁止机构、上调节机构、下调节机构和下锁止机构；夹紧机构固定在上锁止机构的顶部，用于快速固定相机或摄像机；上锁止机构固定在上调节机构的顶部，可沿第一虚拟轴转动并锁定；上调节机构固定在下调节机构的顶部，可沿第二虚拟轴转动；下调节机构固定在下锁止机构上，可沿第三虚拟轴转动；下锁止机构可沿第四虚拟轴转动并锁定；其中，第一、第四虚拟轴均与第二、第三虚拟轴异面垂直，且上、下调节机构均采用蜗轮蜗杆机构调节转动角。具有操作简单、成本低、维修方便、三维角度调节的精准度高等优点，能够进行更精准的三维角度调节，从而精准控制相机、摄像机的角度。

Description

一种高精度三维云台

技术领域

本实用新型涉及拍摄设备技术领域，具体涉及一种高精度三维云台。

背景技术

随着相机等摄影设备的普及和人民生活水平的提高，摄影爱好着越来越多，对摄影的质量要求越来越高。某些情况下，为保证拍摄效果，会使用云台作为辅助工具，特别是专业摄影领域要求多次曝光合成时，需要使用三维云台(区别于普通相机云台)。

三维云台通过三个不同方向的锁扣来确定相机的方向，承重性能好，即能够以较轻的云台固定相对较重的设备，又能够比较精确地调整角度；另外，三维云台还能精细调节、精准构图，结构设计符合人体工程学原理，使用非常的方便。但是在调整过程中比较复杂，专业性高。现有三维云台三维角度调节精准度稍差(上文中已提到“能够比较精确地调整角度”，因此精准度稍差)，所以其精准控制相机角度的能力尚有不足，不能完全满足极限摄影需求；调节过程比较慢，不能一步到位；若采用电控调节，则存在设备成本高、易损坏等问题。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种高精度三维云台，利用两组锁扣和两组蜗轮蜗杆来控制三维角度的调节，解决上述的一个或多个问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高精度三维云台，包括夹紧机构、上锁止机构、上调节机构、下调节机构和下锁止机构；夹紧机构固定在上锁止机构的顶部，用于快速固定相机或摄像机；上锁止机构固定在上调节机构的顶部，可沿第一虚拟轴转动并锁定；上调节机构固定在下调节机构的顶部，可沿第二虚拟轴转动；下调节机构固定在下锁止机构上，可沿第三虚拟轴转动；下锁止机构可沿第四虚拟轴转动并锁定；其中，第一、第四虚拟轴均与第二、第三虚拟轴异面垂直，且上、下调节机构均采用蜗轮蜗杆机构调节转动角。

进一步地，夹紧机构包括快装板、夹紧主体、活动凹槽板、夹紧螺杆、夹紧旋钮；快装板的顶部设有用于连接相机、摄像机的外连螺杆，两侧各设有一个夹紧凹槽；活动凹槽板活动设置在夹紧主体的一侧，可沿着靠近和远离夹紧主体的方向平移；夹紧主体和活动凹槽板的顶部相向的一侧均设有与夹紧凹槽相适配的夹紧凸楞；夹紧螺杆一端旋合在夹紧主体的侧部，另一端穿过活动凹槽板后与夹紧旋钮旋合，并通过止退螺帽固定。

进一步地，上锁止机构包括环形件、上锁止轴体、上盖、上锁止螺杆、上锁止扳手；环形件固定在上调节机构的顶部；上锁止轴体可沿轴线转动的设置在环形件内，且与夹紧机构连接；上盖为顶部缩径的筒件，外部设有角度刻度，下部套在环形件外，上部缩径扣在上锁止轴体的顶部边缘；上锁止螺杆的内端穿过上盖侧部后旋合在环形件侧部且与上锁止轴体的侧部相抵接，外端安装有上锁止扳手。

进一步地，上调节机构包括上调节固定主体、上调节活动主体、上调节主动蜗杆、上调节从动涡轮；上调节固定主体安装在下调节机构上，顶部设有向下凹的下弧形面，下弧形面中部为空腔，空腔两侧位于下弧形面下部的位置设有两条平行的弧形槽；上调节活动主体的下部设有与下弧形面相适配的上弧形面以及与弧形槽相适配的弧形板，弧形板伸入到弧形槽内；上调节主动蜗杆可转动地设置在上调节固定主体上，其轴线与弧形槽的回转轴线呈异面垂直；上调节从动涡轮安装在上调节活动主体的底部并与上调节主动蜗杆啮合，其回转轴线与弧形槽的回转轴线共线。

进一步地，下调节机构包括下调节固定主体、下调节活动主体、下调节主动蜗杆和下调节从动涡轮；下调节固定主体设有一根可转动的下调节横轴；下调节活动主体两侧设置有向下延伸的连接臂，两个连接臂分别与下调节横轴的两端连接；下调节主动蜗杆可转动地固定在下调节活动主体上，其轴线与弧形槽的回转轴线平行；下调节从动涡轮设置在下调节固定主体上并与下调节主动蜗杆啮合，其回转轴线与下调节横轴的轴线共线。

进一步地，下锁止机构包括下锁止主体、下锁止轴体、下锁止螺杆、下锁止扳手；下锁止主体为环形结构件；下锁止轴体可转动地安装在下锁止主体内；下锁止螺杆的内端与下锁止主体的侧部旋合并可与下锁止轴体的侧部相抵接，外端安装有下锁止扳手。

本实用新型具有如下优点：

采用两组锁扣和两组精密配合的蜗轮蜗杆机构来进行三维角度的调节，尤蜗轮蜗杆机构结构简单，因此操作简单、成本低、维修方便；而且蜗轮蜗杆机构的精度高，因此三维角度调节的精准度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的另一视向的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的夹紧机构的爆炸视图；

图7为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的夹紧机构的另一视向的爆炸视图；

图8为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的上锁止机构的示意图；

图9为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的上锁止机构的爆炸视图；

图10为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的上调节机构的示意图；

图11为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的上调节机构的爆炸视图；

图12为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的上调节机构的部分爆炸图；

图13为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的上调节机构的局部视图；

图14为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的下调节机构的示意图；

图15为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的下调节机构的爆炸视图；

图16为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的下锁止机构的爆炸试图；

图17为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的下锁止机构与下调节固定主体的连接关系示意图；

图18为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的下锁止机构的局部结构展示图；

图19为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的一种使用效果图；

图20为本实用新型实施例提供的高精度三维云台的另一种使用效果图。

图中：1-快装板，2-夹紧主体，3-活动凹槽板，4-夹紧螺杆，5-夹紧旋钮，6-外连螺杆，7-夹紧凹槽，8-夹紧凸楞，9-止退螺帽，10-弹簧销，11-安装孔，12-定位孔，13-复位弹簧，14-螺栓孔，15-环形件，16-上锁止轴体，17-上盖，18-上锁止螺杆，19-上锁止扳手，20-螺纹孔，21-上锁止螺套，22-上调节固定主体，23-上调节活动主体，24-上调节主动蜗杆，25-上调节从动涡轮，26-弧形槽，27-弧形板，28-上调节旋钮，29-限位柱，30-上调节水平仪，31-下调节固定主体，32-下调节活动主体，33-下调节主动蜗杆，34-下调节从动涡轮，35-下调节横轴，36-下调节旋钮，37-手柄，38-观察窗，39-下调节水平仪，40-下锁止主体，41-下锁止轴体，42-下锁止螺杆，43-下锁止扳手，44-下锁止螺套，45-外连螺纹孔，46-弹性挡圈，47-螺栓。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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做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。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-20所示，本实施例提供了一种高精度三维云台，包括自上而下的夹紧机构、上锁止机构、上调节机构、下调节机构和下锁止机构。夹紧机构上与相机、摄像机等连接，下与上锁止结构连接。上锁止机构为可沿竖轴(此处指第一虚拟轴，当上调节机构、下调节机构均为0°角时，该竖轴为竖向；当上调节机构、下调节机构的角度变动后，该竖轴的方向也随之变动)转动并锁定的机构，上与夹紧机构相连，下与上调节机构相连；可采用现有的锁扣结构，也可采用其它结构。上调节机构为可沿横轴(指第二虚拟轴，与上述的竖轴异面垂直)转动并锁定的机构，上接上锁止机构，下连下调节机构；本实施例中，上调节机构采用精密配合的蜗轮蜗杆机构，上调节机构的活动部设有涡轮，固定部设有与涡轮啮合的蜗杆，转动蜗杆时，与之啮合的涡轮转动，从而使活动部绕涡轮的轴线(第二虚拟轴)转动或摆动一定角度，相应的，活动部侧部设有角度刻线，使用者能够看到旋转的角度。下调节机构为可沿另一横轴(指第三虚拟轴，与上述的第一、第二虚拟轴均异面垂直)转动并锁定的机构，上接上调节机构，下连下锁止机构；本实施例中，下调节机构采用蜗轮蜗杆机构，下调节机构的活动部设有蜗杆，固定部设有蜗杆轮啮合的涡轮，转动蜗杆时，蜗杆与涡轮发生作用，由于涡轮是固定不动的，因此蜗杆所在的活动部绕涡轮的轴线转动或摆动一定角度，相应的，固定部侧部设有角度刻线，活动部设有观察窗，使用者能够看到旋转的角度。下锁止机构为可沿另一竖轴(指第四虚拟轴，与上述的第二、第三虚拟轴均异面垂直；当上调节机构、下调节机构均为0°角时，该竖轴与上述的第一虚拟轴可以平行，也可以共线，一般是共线的)转动并锁定的机构，上接下调节机构，下与三脚架等外部结构连接；可采用现有的锁扣结构，也可采用其它结构。

采用两组锁扣和两组精密配合的蜗轮蜗杆机构来进行三维角度的调节，尤蜗轮蜗杆机构结构简单，因此操作简单、成本低、维修方便；而且蜗轮蜗杆机构的精度高，因此三维角度调节的精准度高；辅之角度刻线，进一步提高三维角度调节精度。相较现有三维云台，本实施例的高精度三维云台能够进行更精准的三维角度调节，从而精准控制相机、摄像机的角度。

夹紧机构包括快装板1、夹紧主体2、活动凹槽板3、夹紧螺杆4、夹紧旋钮5。快装板1的顶部设有用于连接相机、摄像机的外连螺杆6，两侧各设有一个夹紧凹槽7；活动凹槽板3活动设置在夹紧主体2的一侧，可沿着靠近和远离夹紧主体2的方向平移；夹紧主体2和活动凹槽板3的顶部相向的一侧均设有与夹紧凹槽7相适配的夹紧凸楞8；夹紧螺杆4一端旋合在夹紧主体2的侧部，另一端穿过活动凹槽板3后与夹紧旋钮5旋合，并通过止退螺帽9固定。正旋夹紧旋钮5，其迫使活动凹槽板3向夹紧主体2移动，从而两个夹紧凸楞8嵌入到快装板1的夹紧凹槽7中，随着夹紧旋钮5被旋紧，最终将快装板1固定在夹紧主体2和活动凹槽板3的顶部；反旋夹紧旋钮5后，可以快速拆卸快装板1。为防止快装板1沿着夹紧凹槽7的长度方向滑动以及对快装板1进行定位，夹紧主体2下侧安装有弹簧销10，弹簧销10的主体与夹紧主体2过盈配合，弹簧销10的弹头从夹紧主体2上表面露出后插入到快装板1的下表面，夹紧主体2、快装板1设有相应的安装孔11或定位孔12。活动凹槽板3与夹紧主体2采用嵌合形式活动连接，如夹紧主体2及活动凹槽板3的侧部设置相适配的凹字结构，在嵌合结构内安装有复位弹簧13，松开夹紧旋钮5后，活动凹槽板3在复位弹簧13的作用下远离夹紧主体2，相应的，嵌合结构内设有安装复位弹簧13的槽或孔。夹紧主体2的中部设有螺栓孔14，通过穿设的螺栓47与下方的上锁止机构连接。

上锁止机构包括环形件15、上锁止轴体16、上盖17、上锁止螺杆18、上锁止扳手19。环形件15一体固定在上调节活动主体23的顶部，且上调节活动主体23的顶部设有沉孔；上锁止轴体16(其轴线为第一虚拟轴)安装在环形件15和沉孔中并可沿轴线转动，上表面设有与夹紧主体2中部的螺栓孔14相对应的螺纹孔20，还设有与弹簧销10的主体相对应的安装孔11，弹簧销10的主体一部分与夹紧主体2过盈配合，另一部分与上锁止轴体16过盈配合；上盖17为顶部缩径的筒件，外部设有角度刻度，夹紧主体2在对应0刻度的位置也设有一个标线，上盖17的下部套在环形件15外，上盖17的上部缩径扣在上锁止轴体16的顶部边缘；上锁止螺杆18的内端穿过上盖17侧部后旋合在环形件15侧部，且内端能够与上锁止轴体16的侧部相抵接，外端安装有上锁止扳手19。通过搬动上锁止扳手19，可以旋进、旋出上锁止螺杆18，实现对上锁止轴体16的锁定和解锁，锁定后，上锁止轴体16不能绕其轴线转动。在本实施例中，上锁止机构还包括一根上锁止螺套21，其内外均有螺纹，外螺纹与环形件15旋合，内螺纹与上锁止螺杆18旋合。在本实施例中，上锁止螺杆18的外端为棱形头，相应的上锁止扳手19的套孔也为菱形孔，上锁止螺杆18的外端旋合一颗螺钉实现上锁止螺杆18和上锁止扳手19的连接，可以自由调节上锁止扳手19的角度。可选的，上锁止螺杆18的外端为菱形头和圆柱头的组合，菱形头靠外，圆柱头靠内，菱形头的最大尺寸不大于圆柱头的直径；相应的，上锁止扳手19的套孔也为圆柱孔和菱形孔的组合。

上调节机构包括上调节固定主体22、上调节活动主体23、上调节主动蜗杆24、上调节从动涡轮25。上调节固定主体22安装在下调节活动主体32上(两者连接为一体，可视为一个整体)，上调节固定主体22顶部设有向下凹的球形或倒卧圆柱形的下弧形面，下弧形面中部为空腔，空腔两侧位于下弧形面下部的位置设有两条平行的弧形槽26，弧形槽26两端与上调节固定主体22外连通；上调节活动主体23的下部设有与下弧形面相适配的上弧形面以及与弧形槽26相适配的弧形板27，弧形板27伸入到弧形槽26内，如此，上调节活动主体23可相对上调节固定主体22进行摆动(实质是上调节活动主体23绕弧形槽26的回转轴线转动，弧形槽26的回转轴线为第二虚拟轴)；上调节主动蜗杆24可转动地固定在上调节固定主体22上，两端伸出上调节固定主体22外并安装有上调节旋钮28，其轴线与弧形槽26的回转轴线呈异面垂直；上调节从动涡轮25安装在上调节活动主体23的底部并与上调节主动蜗杆24啮合，其回转轴线与弧形槽26的回转轴线共线。在上调节活动主体23的底部还设有限位柱29，当上调节活动主体23摆动到一定角度后，限位柱29与上调节固定主体22的内壁想碰触，此时上调节活动主体23不能继续沿该方向摆动。上调节活动主体23的侧部设有上调节水平仪30，水平仪位于上弧形面的上侧，该侧还设有标线；相应的，标线下的上调节固定主体22的侧部设有角度刻度。

下调节机构包括下调节固定主体31、下调节活动主体32、下调节主动蜗杆33和下调节从动涡轮34。下调节固定主体31设有一根可转动的下调节横轴35(其轴线为第三虚拟轴)，该横轴与上调节从动涡轮25的回转轴呈异面垂直；下调节活动主体32两侧设置有向下延伸的连接臂，两个连接臂分别与下调节横轴35的两端连接；下调节主动蜗杆33可转动地固定在下调节活动主体32上(本实施例中，由于上调节固定主体22与下调节活动主体32视为一体，因此，下调节主动蜗杆33也可以可转动地固定在上调节固定主体22上)，其轴线与弧形槽26的回转轴线平行，一端伸出上调节固定主体22外并安装有下调节旋钮36，其中，下调节旋钮36的外侧设置有可折叠收合的手柄37(也称为扭矩放大器)；下调节从动涡轮34设置在下调节固定主体31上并与下调节主动蜗杆33啮合，其回转轴线与下调节横轴35的轴线共线。在连接臂上设有观察窗38，相应的，在下调节固定主体31上设有角度刻度，当下调节活动主体32绕下调节横轴35转动(摆动)时，透过观察窗38可了解角度变化；在观察窗38的上部，设有下调节水平仪39。

下锁止机构包括下锁止主体40、下锁止轴体41、下锁止螺杆42、下锁止扳手43。下锁止主体40为环形结构件，下锁止轴体41(其轴线为第四虚拟轴)可转动地安装在下锁止主体40内，下锁止螺杆42的内端与下锁止主体40的侧部旋合并可与下锁止轴体41的侧部相抵接，下锁止螺杆42的外端安装有下锁止扳手43。通过搬动下锁止扳手43，可以旋进、旋出下锁止螺杆42，实现对下锁止轴体41的锁定和解锁，锁定后，下锁止轴体41不能绕其轴线转动。在本实施例中，下锁止机构还包括一根下锁止螺套44，其内外均有螺纹，外螺纹与下锁止主体40旋合，内螺纹与下锁止螺杆42旋合。在本实施例中，下锁止螺杆42的外端为棱形头，相应的下锁止扳手43的套孔也为菱形孔，下锁止螺杆42的外端旋合一颗螺钉实现下锁止螺杆42和下锁止扳手43的连接，可以自由调节下锁止扳手43的角度。可选的，下锁止螺杆42的外端为菱形头和圆柱头的组合，菱形头靠外，圆柱头靠内，菱形头的最大尺寸不大于圆柱头的直径；相应的，下锁止扳手43的套孔也为圆柱孔和菱形孔的组合。在本实施例，下锁止主体40与下调节固定主体31连接为一体；下锁止轴体41设有外连螺纹孔4520，通过该孔与三脚架等连接；下锁止轴体41顶部周侧设有卡槽，卡槽内设有弹性挡圈46，通过弹性挡圈46进行限位，防止下锁止轴体41与下锁止主体40脱离。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种高精度三维云台，其特征在于，包括夹紧机构、上锁止机构、上调节机构、下调节机构和下锁止机构；夹紧机构固定在上锁止机构的顶部，用于快速固定相机或摄像机；上锁止机构固定在上调节机构的顶部，可沿第一虚拟轴转动并锁定；上调节机构固定在下调节机构的顶部，可沿第二虚拟轴转动；下调节机构固定在下锁止机构上，可沿第三虚拟轴转动；下锁止机构可沿第四虚拟轴转动并锁定；其中，第一、第四虚拟轴均与第二、第三虚拟轴异面垂直，且上、下调节机构均采用蜗轮蜗杆机构调节转动角。

2.根据权利要求1所述的高精度三维云台，其特征在于，夹紧机构包括快装板、夹紧主体、活动凹槽板、夹紧螺杆、夹紧旋钮；快装板的顶部设有用于连接相机、摄像机的外连螺杆，两侧各设有一个夹紧凹槽；活动凹槽板活动设置在夹紧主体的一侧，可沿着靠近和远离夹紧主体的方向平移；夹紧主体和活动凹槽板的顶部相向的一侧均设有与夹紧凹槽相适配的夹紧凸楞；夹紧螺杆一端旋合在夹紧主体的侧部，另一端穿过活动凹槽板后与夹紧旋钮旋合，并通过止退螺帽固定。

3.根据权利要求1所述的高精度三维云台，其特征在于，上锁止机构包括环形件、上锁止轴体、上盖、上锁止螺杆、上锁止扳手；环形件固定在上调节机构的顶部；上锁止轴体可沿轴线转动的设置在环形件内，且与夹紧机构连接；上盖为顶部缩径的筒件，外部设有角度刻度，下部套在环形件外，上部缩径扣在上锁止轴体的顶部边缘；上锁止螺杆的内端穿过上盖侧部后旋合在环形件侧部且与上锁止轴体的侧部相抵接，外端安装有上锁止扳手。

4.根据权利要求1所述的高精度三维云台，其特征在于，上调节机构包括上调节固定主体、上调节活动主体、上调节主动蜗杆、上调节从动涡轮；上调节固定主体安装在下调节机构上，顶部设有向下凹的下弧形面，下弧形面中部为空腔，空腔两侧位于下弧形面下部的位置设有两条平行的弧形槽；上调节活动主体的下部设有与下弧形面相适配的上弧形面以及与弧形槽相适配的弧形板，弧形板伸入到弧形槽内；上调节主动蜗杆可转动地设置在上调节固定主体上，其轴线与弧形槽的回转轴线呈异面垂直；上调节从动涡轮安装在上调节活动主体的底部并与上调节主动蜗杆啮合，其回转轴线与弧形槽的回转轴线共线。

5.根据权利要求4所述的高精度三维云台，其特征在于，下调节机构包括下调节固定主体、下调节活动主体、下调节主动蜗杆和下调节从动涡轮；下调节固定主体设有一根可转动的下调节横轴；下调节活动主体两侧设置有向下延伸的连接臂，两个连接臂分别与下调节横轴的两端连接；下调节主动蜗杆可转动地固定在下调节活动主体上，其轴线与弧形槽的回转轴线平行；下调节从动涡轮设置在下调节固定主体上并与下调节主动蜗杆啮合，其回转轴线与下调节横轴的轴线共线。

6.根据权利要求1所述的高精度三维云台，其特征在于，下锁止机构包括下锁止主体、下锁止轴体、下锁止螺杆、下锁止扳手；下锁止主体为环形结构件；下锁止轴体可转动地安装在下锁止主体内；下锁止螺杆的内端与下锁止主体的侧部旋合并可与下锁止轴体的侧部相抵接，外端安装有下锁止扳手。