KR102040146B1 - Multi-axis gimbal device with self-adjusting function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 짐벌장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촬상장치의 기울기 및 회전방향을 감지하는 가속도센서 및 회전력을 제공하는 모터를 포함하여, 3축 이상의 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gimbal device, and more particularly, to a multi-axis gimbal device having a three-axis or more self-adjusting function, including an acceleration sensor for detecting the tilt and rotation direction of the image pickup device and a motor for providing a rotational force.
짐벌(Gimbal)은 본디 하나의 축을 중심으로 물체가 회전할 수 있게 해 흔들림을 줄여주는 구조물을 말한다. 짐벌은 순간의 흔들림이 큰 문제를 일으키는 분야에 많이 쓰이는데, 대표적으로 선박, 잠수함 등에 쓰이는 내비게이션 또는 로켓 엔진 등이 있다.Gimbal is a structure that reduces the shaking by allowing an object to rotate about one axis. Gimbal is widely used in areas where momentary shaking is a big problem, such as navigation or rocket engines used in ships, submarines, and the like.
뿐만 아니라, 최근에는 카메라를 이용해 동영상을 찍는 일이 늘어나면서 짐벌은 촬영 영역에도 보편적으로 사용되고 있다. 짐벌은 스마트폰, 액션캠의 발전과 함께 진화하고 있다. 휴대하기 편하고 사용법이 간편한 스마트폰과 액션캠 사용이 늘면서 촬영에 안정감을 더해주는 짐벌이 인기를 끌기 시작한 것이다. 또한, 짐벌은 동영상 촬영용 카메라는 물론 드론용 카메라와도 결합해 쓰이고 있다.In addition, with the recent increase in video recording with a camera, gimbals are widely used in the shooting area. Gimbal is evolving with the development of smartphones and action cams. With the increasing use of smartphones and action cams, which are easy to carry and use, gimbals that add stability to shooting have begun to gain popularity. Gimbal is also used in conjunction with drone cameras as well as video cameras.
짐벌은 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw)라는 3개의 축을 중심으로 회전한다. 이 구성축의 움직임에 따라 짐벌에 달린 모터를 통해 움직임을 조절해 흔들림을 잡는 것이다. 이 3개의 축을 모두 보정하는지, 그렇지 않은지에 따라 짐벌의 성능이 달라진다. 3축 짐벌은 모터가 3개 달린 짐벌로서, 롤축, 피치축은 물론 요축도 보정이 가능하므로, 영상이 아주 안정적이다. 이와 같은 3축 짐벌장치를 효과적으로 활용하기 위해선, 촬영장치의 기울임 등에 대하여 방향 또는 기울기를 조정하는 기술이 필수적이다. The gimbal rotates around three axes: pitch, roll, and yaw. According to the movement of this component axis, the gimbal adjusts the movement to catch the shake. The gimbal's performance depends on calibrating all three axes. The three-axis gimbal is a gimbal with three motors. The roll axis, pitch axis, and yaw axis can be corrected, so that the image is very stable. In order to effectively utilize such a three-axis gimbal device, a technique for adjusting the direction or the inclination with respect to the inclination of the imaging device is essential.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0090973호(명칭: 3축 흔들림 보정장치가 구비된 영상촬영 짐벌기구)에 따른 기존의 짐벌은, 자이로센서 또는 구동 모터 등이 탑재되어 있다. 즉, 자이로센서를 통해 카메라의 회전방향이나 기울어짐 등을 측정하고, 모터의 토크와 힘을 조절하여 이용해 회전과 기울어짐을 조정하는 방식으로 항상 수평을 유지할 수 있게 한다.The existing gimbal according to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0090973 (name: image photographing gimbal mechanism with a three-axis shake correction device) is equipped with a gyro sensor or a driving motor. In other words, by measuring the rotation direction and tilt of the camera through the gyro sensor, and by adjusting the torque and force of the motor to adjust the rotation and tilt so that it can always be kept horizontal.
다만, 위와 같은 기술에 의할 경우에는, 장착된 촬상장치의 조정 가능한 밸런스 폭이 굉장히 제한적이라는 문제가 있다. 또한, 별도의 전자제어방식을 요하므로 사용자의 번거로움이 따르며, 반복되는 조정에 의하여 장비의 성능 또는 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있어 문제된다.However, when the above technique is used, there is a problem that the adjustable balance width of the mounted image pickup device is very limited. In addition, since a separate electronic control method is required, user's hassle is caused, and repeated adjustments may negatively affect the performance or life of the equipment.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가속도센서를 포함하여, 3축 이상의 축을 기준으로 자기 조정기능을 갖는 짐벌장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a gimbal device having a self-adjusting function based on three or more axes, including an acceleration sensor.
본 발명의 일 측면은 사용자가 파지할 수 있는 핸들 부분을 제공하는 프레임부; 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측에는 촬상장치가 장착되는 제1하우징; 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측이 상기 제1하우징의 타측과 결합되는 제2하우징; 상기 제1하우징의 일측에서 촬상장치가 장착되도록 형성되며, 촬상장치가 제1축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1조정부; 상기 제1하우징의 타측에서 상기 제2하우징 일측과 결합되도록 형성되며, 상기 제1하우징이 제2축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제2조정부; 상기 제2하우징의 타측에서 상기 프레임부의 일단과 결합되도록 형성되며, 상기 제2하우징이 이동 가능하도록 형성되는 제3조정부; 장착된 촬상장치의 중력가속도를 감지하여 기울기를 측정하는 가속도센서; 및 상기 제1조정부, 상기 제2조정부 및 상기 제3조정부를 제어하여, 촬상장치의 회전방향 또는 기울기를 보정하는 제어부를 포함하고, 상기 제1축방향, 상기 제2축방향 및 상기 제3축방향은 상호 직교하는 방향으로 형성되는, 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치을 제공한다.One aspect of the invention provides a frame portion for providing a handle portion that can be gripped by the user; A first housing formed by bending at a predetermined angle and having an imaging device mounted on one side thereof; A second housing formed by bending at a predetermined angle and having one side coupled to the other side of the first housing; A first adjustment unit formed to mount the imaging device on one side of the first housing, and configured to move the imaging device along a first axis direction; A second adjustment part formed to be coupled to one side of the second housing at the other side of the first housing, and configured to move the first housing along a second axis direction; A third adjustment part formed to be coupled to one end of the frame part at the other side of the second housing, and configured to move the second housing; An acceleration sensor that detects a gravitational acceleration of the mounted imaging device and measures an inclination; And a control unit for controlling the first adjusting unit, the second adjusting unit, and the third adjusting unit to correct the rotation direction or the inclination of the imaging device, wherein the first axis direction, the second axis direction, and the third axis are included. The direction provides a multi-axis gimbal device having a self-adjusting function, which is formed in directions perpendicular to each other.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 일정한 간격을 두고, 상기 가속도센서의 측정값을 수신하고, 촬상장치의 회전방향 또는 기울기를 자가 보정하는 것일 수 있다.In one embodiment, the control unit may receive a measurement value of the acceleration sensor at regular intervals, and may self-correct the rotational direction or inclination of the imaging device.
일 실시예에 있어서, 상기 제1조정부는, 촬상장치와 체결되어, 상기 제1 축방향을 따라 촬상장치와 일체로 움직이는 제1체결부; 상기 제1체결부의 상기 제1축방향을 따른 이동을 안내하는 제1가이드부; 일측에 상기 제1체결부가 결합되어, 상기 제1가이드부를 따라 이동하도록 형성되며 제1벨트부; 및 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제1벨트부에 동력을 전달하는 제1모터부를 더 포함하는 것일 수 있다.In an embodiment, the first adjustment unit may include: a first fastening unit engaged with the image capturing apparatus and moving integrally with the image capturing apparatus along the first axial direction; A first guide part for guiding movement along the first axial direction of the first fastening part; A first belt part coupled to one side of the first fastening part and moving along the first guide part; And a first motor part configured to include one or more motors to transmit power to the first belt part.
일 실시예에 있어서, 상기 제2조정부는, 상기 제1하우징의 상기 제2축방향에 따른 이동을 안내하는 제2가이드부; 상기 제2가이드부를 따라 이동하도록 형성되는 제2벨트부; 상기 제2벨트부의 일측에 결합되며, 상기 제2하우징의 일측과 체결되는 제2체결부; 및 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제2벨트부에 동력을 전달하는 제2모터부를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the second adjustment portion, the second guide portion for guiding the movement along the second axial direction of the first housing; A second belt part formed to move along the second guide part; A second fastening part coupled to one side of the second belt part and fastened to one side of the second housing; And a second motor unit configured to include one or more motors to transmit power to the second belt unit.
일 실시예에 있어서, 상기 제3조정부는, 상기 제2하우징의 상기 제3축방향에 따른 이동을 안내하는 제3가이드부; 상기 제3가이드부를 따라 이동하도록 형성되는 제3벨트부; 상기 제3벨트부의 일측에 결합되며, 상기 프레임부의 일단과 체결되는 제3체결부; 및 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제3벨트부에 동력을 전달하는 제3모터부를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the third adjustment portion, the third guide portion for guiding the movement in the third axial direction of the second housing; A third belt part formed to move along the third guide part; A third fastening part coupled to one side of the third belt part and fastened to one end of the frame part; And a third motor unit configured to include one or more motors to transmit power to the third belt unit.
일 실시예에 있어서, 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측이 상기 제2하우징의 타측과 결합되고, 타측이 상기 프레임부의 일단과 결합되는 제3하우징; 및 상기 제3하우징의 타측에서 상기 프레임부의 일단과 결합되도록 형성되며, 상기 제3하우징이 제4축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제4조정부를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the third housing is formed bent at a predetermined angle, one side is coupled to the other side of the second housing, the other side is coupled to one end of the frame portion; And a fourth adjusting part which is formed to be coupled to one end of the frame part at the other side of the third housing and is formed to be movable in the fourth axial direction.
일 실시예에 있어서, 상기 제4조정부는, 상기 제4축방향으로의 상기 제3하우징의 이동을 안내하는 제4가이드부; 상기 제4가이드부를 따라 이동하도록 형성된 제4벨트부; 하나 이상의 모터로 형성되어 상기 제4벨트부에 동력을 전달하는 제4모터부; 및 상기 제4벨트부 일측과 결합하여, 상기 프레임부의 일단과 체결되는 제4체결부를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the fourth adjustment unit, the fourth guide portion for guiding the movement of the third housing in the fourth axis direction; A fourth belt part formed to move along the fourth guide part; A fourth motor part formed of at least one motor to transfer power to the fourth belt part; And a fourth fastening part coupled with one side of the fourth belt part and fastened to one end of the frame part.
본 발명의 일 측면에 따르면, 3축 이상의 다축을 기준으로 하여 촬상장치의 기울기 및 회전방향을 조정할 수 있으므로, 촬상장치의 정밀한 보정을 구현할 수 있다.According to an aspect of the present invention, since the inclination and the rotation direction of the imaging device can be adjusted based on the multi-axis of three or more axes, accurate correction of the imaging device can be realized.
또한, 일정한 간격을 두고 촬상장치을 자기조정하게 되므로, 사용자가 짐벌을 직접 확인하고 보정하여야 하는 번거로움을 덜 수 있으며, 짐벌장치의 성능 유지 및 수명 연장 효과가 있다.In addition, since the self-adjusting the image pickup device at regular intervals, the user has to check and correct the gimbal directly, and there is an effect of maintaining the performance and extending the life of the gimbal device.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects, and include all effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 다축 짐벌장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다축 짐벌장치의 다른 각도에서의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1조정부를 다양한 각도로 각각 나타내는 사시도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2, 3 및 4조정부를 다양한 각도로 각각 나타내는 사시도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가속도센서의 전면과 후면을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view of a multi-axis gimbal device according to the present invention.
2 is a perspective view from another angle of the multi-axis gimbal device according to the present invention.
3 is a perspective view and a side view of the first adjustment unit according to the present invention, respectively, at various angles.
4 is a perspective view and a side view of the second, third and fourth adjustment units according to the present invention, respectively, at various angles.
5 is a perspective view showing the front and rear of the acceleration sensor according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치를 각기 다른 각도에서 도시한 사시도이다.1 and 2 are perspective views showing the multi-axis gimbal device having a self-adjusting function according to an embodiment of the present invention from different angles.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다축 짐벌장치는, 사용자가 파지할 수 있는 핸들 부분을 제공하는 프레임부(10); 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측에는 촬상장치가 장착되는 제1하우징(20); 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측이 상기 제1하우징(20)의 타측과 결합되는 제2하우징(30)를 포함하여, 장착된 촬상장치 기울기 및 회전방향의 3축 조정이 가능하도록 구성된다.As shown, the multi-axis gimbal device of the present invention, the
상기 프레임부(10)는, 본 발명을 사용자가 짐벌장치를 파지할 수 있는 핸들 부분, 즉 손잡이 부분을 제공한다. 짐벌장치의 핸들 수는 스마트폰, 액션캠 등과 같이 비교적 소형의 촬상장치와 사용할 것인지, 또는 영상 촬영용 고급 카메라 등과 같이 상대적으로 중대형의 촬상장치와 사용될 것인지에 따라 결정된다.The
원핸드 짐벌은 사용자가 한손으로 사용하는 짐벌로서, 가장 대중적인 짐벌이다. 원핸드 짐벌은 주로 스마트폰, 액션캠 등과 연결해 사용하며, 개인방송과 같이 혼자서 간편하게 촬영함에 적합하다. 투핸드 짐벌은 손잡이가 2개 달려 있어 두 손으로 파지하여 촬영하는 짐벌을 말한다. 투핸드 짐벌에는 영상촬영용 카메라나 DSLR 등을 장착해 사용하게 된다. 두 손으로 파지하기 때문에 상대적으로 안정도가 높다는 장점은 있으나, 무게로 인해 오래 사용하기 어렵고 고가라는 단점이 있다. 다만, 원핸드 짐벌 역시 DSLR 등이 장착되어 이용될 수 있음은 당연하다.One-hand gimbals are gimbals that users use with one hand and are the most popular gimbals. One-hand gimbals are mainly used in connection with smartphones, action cams, etc., and are suitable for easy shooting alone, such as personal broadcasting. A two-handed gimbal is a gimbal that is held with two hands and shoots with two handles. Two-hand gimbals will be equipped with video cameras or DSLRs. It has the advantage of relatively high stability because it is held by two hands, but it is difficult to use long and expensive due to the weight. Of course, one-hand gimbal can also be used with a DSLR.
도 1 및 도 2를 참조할 때, 상기 프레임부(10)이 제공하는 핸들 부분은 원핸드 짐벌의 형상으로 구현될 수 있다. 다만, 이는 상기 프레임부(10)의 핸들부분을 한정하는 것은 아니며, 사용자 또는 사용환경의 필요에 따라 투핸드 짐벌의 형상 또는 그 이상이 적용될 수 있음은 당연하다.1 and 2, the handle portion provided by the
상기 제1하우징(20)은, 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측에는 사용하고자 하는 촬상장치가 안착된다. 짐벌에 사용되는 촬상장치는 호환기기에 따라, 크게 스마트폰용, 액션캠용, 카메라용 등으로 구분할 수 있다. 일반적인 짐벌은 전술한 스마트폰이나, 액션캠, 카메라 등을 탈착해서 사용하지만, 필요에 따라서는 짐벌일체형카메라가 장착될 수 있다.The
보다 상세하게 본 발명의 자기조정 기능을 설명하자면, 본 발명의 다축 짐벌장치는 상기 제1하우징(20)의 일측에서 촬상장치가 장착되도록 형성되어, 촬상장치가 제1축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1조정부(100); 상기 제1하우징(20)의 타측에서 상기 제2하우징(30)의 일측과 결합되도록 형성되며, 상기 제1하우징(20)이 제2축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제2조정부(200); 상기 제2하우징(30)의 타측에서 상기 프레임부(10)와 결합되도록 형성되며, 상기 제2하우징(30)이 이동 가능하도록 형성되는 제3조정부(300); 장착된 촬상장치의 중력가속도를 감지하여 기울기를 측정하는 가속도센서(500); 및 상기 제1조정부(100), 상기 제2조정부(200) 및 상기 제3조정부(300)를 제어하여, 촬상장치의 기울기 및 회전방향을 보정하는 제어부(600)를 포함하여 구성된다.In more detail, the self-adjusting function of the present invention, the multi-axis gimbal device of the present invention is formed so that the imaging device is mounted on one side of the
이때, 상기 제1축방향, 상기 제2축방향 및 상기 제3축방향은 상호 간에 직교하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 제1축방향, 상기 제2축방향 및 상기 제3축방향은 각각 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw)의 3개축을 구성하여, 이를 중심으로 하여 장착된 촬상장치의 기울기 및 회전방향을 조정(calibration)한다.In this case, the first axial direction, the second axial direction and the third axial direction is characterized in that formed in a direction perpendicular to each other. That is, the first axial direction, the second axial direction, and the third axial direction constitute three axes of pitch, roll, and yaw, respectively, and are mounted on the center. Calibrate the tilt and direction of rotation.
도 5는 본 발명의 상기 가속도센서(500)를 상세하게 도시한 사시도이다.5 is a perspective view showing in detail the
기존의 짐벌과 달리, 본 발명의 짐벌장치는 자이로센서가 아닌 상기 가속도센서(500)가 적용된다. 자이로센서와 가속도센서(500)는, 기본적으로 움직이는 물체의 자세를 측정할 때 많이 쓰이는 센서로서, 최근에는 스마트폰에 장착되어 사용자의 움직이는 모션을 감지하여 다양한 반응을 수행하게 하는 등 일반 수요자의 실생활에서도 상용되고 있는 센서이다. Unlike conventional gimbals, the gimbal device of the present invention is applied to the
가속도센서(500, Accelerometer)는 말 그대로 가속도를 측정하는 센서이다. 가속도센서(500)가 3축이라 함은, 감지대상이 3차원 상에서 움직일 때, 3축에서 가속도를 측정할 수 있다는 의미이다. 이와 달리, 자이로센서는 시간당 회전하는 각도를 의미하는 각속도를 측정하는 센서이다. 가속도센서(500)는 특정 모션이 발생하고 시간이 지난 뒤에 중력가속도의 성분만을 통해 각도를 추정하여 상대적으로 정확한 값을 얻을 수 있는 반면, 자이로센서는 누적오차가 발생하게 된다.
본 발명의 상기 가속도센서(500)는 3축의 가속도를 측정하는 센서가 적용된다. 상기 3축 가속도센서(500)는 촬상장치에 얼마만큼의 중력가속도가 걸리는지를, 각 축에 걸리는 중력가속도의 크기로 반환하는 방식으로, 하나의 센서만으로 촬상장치의 회전방향이나 기울어짐 등을 측정하여, 위 정보를 상기 제어부(600)에 송신할 수 있다.The
상기 가속도센서(500)에 의한 기울어짐 및 회전방향 정보를 수신한 상기 제어부(600)는, 촬상장치의 회전 및 기울어짐을 상쇄 보안하도록 상기 제1조정부(100), 상기 제2조정부(200) 및 상기 제3조정부(300)를 제어하여, 촬상장치가 항상 수평을 유지하거나 원하는 방향을 바라볼 수 있게 한다.The controller 600 receiving the inclination and the rotation direction information by the
본 발명의 상기 제어부(600)는 소정의 간격을 두고, 상기 가속도센서(500)의 측정값을 수신하고, 촬상장치의 회전방향 또는 기울기를 자가 보정하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 제어부(600)가 촬상장치를 자가보정함으로써, 사용자는 일정한 간격을 두고 촬상장치의 회전방향 또는 기울기를 직접 확인하고, 짐벌장치를 보정하여야 하는 번거로움으로부터 자유로워 질 수 있다.The control unit 600 of the present invention is characterized by receiving a measurement value of the
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 상기 제1조정부(100)를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the
상기 제1조정부(100)는, 상기 제1하우징(20)의 일측에서 촬상장치가 장착되어 제1축방향을 따라 이동 가능하도록 형성된다. 보다 상세하게 상기 제1조정부(100)는, 촬상장치와 체결되어, 상기 제1 축방향을 따라 촬상장치와 일체로 움직이는 제1체결부(110); 상기 제1체결부(110)의 상기 제1축방향을 따른 이동을 안내하는 제1가이드부(120); 일측에 상기 제1체결부(110)가 결합되어, 상기 제1가이드부(120)를 따라 이동하도록 형성되며 제1벨트부(130); 및 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제1벨트부(130)에 동력을 전달하는 제1모터부(140)를 더 포함할 수 있다.The
상기 제1체결부(110)는 상기 제1하우징(20)의 일측에 안착하는 촬상장치와 직접 체결되어 일체로 이동하는 구성이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1체결부(110)는 본체가 관통형성되며, 위 관통된 부분을 통과하여 촬상장치와 고정되기 위하여 돌출형성된 결합구(111)를 더 포함할 수 있다.The
도시된 바와 같이, 상기 결합구(111)는 나사산의 형태로 형성되어, 나사산의 본체부분이 상기 제1체결부(110)의 본체를 관통하여, 관통 이후 돌출된 부분이 촬상장치와 고정결합될 수 있으며, 상기 제1체결부(110) 본체의 후면에는 암나사가 체결되어 보다 견고한 결합을 도모할 수 있다. 다만, 이는 상기 결합구(111)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 상기 결합구(111)가 나사산의 형태뿐만 아니라 다양한 형태로 적용될 수 있음은 당연하다.As shown in the drawing, the
상기 결합구(111)를 통하여 촬상장치와 직접 체결된 상기 제1체결부(110)는 상기 제1벨트부(130)의 일측에 연결되어, 촬상장치와 일체로 움직일 수 있다. The
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1가이드부(120)는 상기 제1체결부(110)가, 촬상장치와 일체로서, 상기 제1축방향으로 이동하도록 안내하는 역할을 한다. 이에 따라 상기 제1가이드부(120)의 내부는 상기 제1체결부(110)가 수용되도록 중공으로 형성되되, 제1축방향을 따라 상기 제1체결부(110)가 이동할 수 있는 통로를 갖도록 연장되어 형성된다.As shown in FIG. 3, the
상기 제1벨트부(130)는 상기 제1가이드부(120)의 외주면에 대응하여, 선회하도록 움직이는 컨베이어 벨트로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 벨트부는 일측에 상기 제1체결부(110)와 결합된 채로, 상기 제1체결부(110)를 상기 제1가이드부(120)의 안내에 따라 이동시키는 역할을 한다. The
도 3을 참조할 때, 상기 제1벨트부(130)는 내주면을 따라 요철형상으로 형성되며, 상기 제1체결부(110)도 상기 제1벨트부(130)의 내주면에 끼움결합되는 요철형상을 포함하도록 형성될 수 있다. 위와 같은 끼움결합구조를 통하여 상기 제1체결부(110)는 상기 제1벨트부(130)와 더욱 견고한 결합을 구현할 수 있으며, 촬상장치의 상기 제1축방향을 따른 이동의 신뢰성을 확보할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 제1벨트부(130)는 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제1벨트부(130)에 동력을 전달하는 역할을 한다. 보다 구체적으로는, 상기 제1벨트부(130)의 내주면에 상기 하나 이상의 모터가 각각 형성되며, 각각의 상기 모터가 토크, 즉 회전력을 제공함으로써 상기 제1벨트부(130)의 컨베이어 벨트에 동력을 제공한다.The
도 3과 같이, 상기 제1모터부(140)는 상기 제1벨트부(130)의 각각 모서리 부분에 4개의 모터를 포함하도록 형성될 수 있으며, 이외에도 상기 제1벨트부(130)에 동력을 제공할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만, 보다 정밀한 방향 및 기울기 보정을 위하여 상기 하나 이상의 모터는 균일한 거리를 두고 이격되도록 형성됨이 바람직할 것이다.As shown in FIG. 3, the
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 상기 제2조정부(200) 및 상기 제3조정부(300)를 상세하게 설명한다. Hereinafter, the
상기 제2조정부(200)는, 상기 제1하우징(20)의 상기 제2축방향에 따른 이동을 안내하는 제2가이드부(220); 상기 제2가이드부(220)를 따라 이동하도록 형성되는 제2벨트부(230); 상기 제2벨트부(230)의 일측에 결합되며, 상기 제2하우징(30)과 체결되는 제2체결부(210); 및 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제2벨트부(230)에 동력을 전달하는 제2모터부(240)를 더 포함할 수 있다.The
상기 제1하우징(20)의 일측에 촬상장치가 체결되도록 형성되어, 촬상장치가 일체로 움직이는 상기 제1조정부(100)와 달리, 상기 제2조정부(200)는 상기 제1하우징(20)의 타측에 형성되어, 상기 제1하우징(20)의 상기 제2축방향에 따른 이동을 조정한다.Unlike the
상기 제2체결부(210)는 본체가 관통형성되는 관통구(211,311,411)를 더 포함할 수 있으며, 상기 관통구(211,311,411)를 통해 상기 제2하우징(30)의 일단이 관통 투입되어 체결된다. 위와 같이 상기 관통구(211,311,411)에 관통 투입된 상기 제2하우징(30)의 일단은, 상기 제2조정부(200) 내에서 상기 제2모터부(240)의 회전축으로서 기능을 한다.The second fastening portion 210 may further include through holes 211, 311 and 411 through which the main body is formed, and one end of the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2가이드부(220)는 상기 제1하우징(20)이 상기 제2축방향으로 이동하도록 안내하는 역할을 한다. 이에 따라 상기 제2가이드부(220)의 내부는 상기 제2체결부(210)가 수용되도록 중공으로 형성되되, 제2축방향을 따라 상기 제1하우징(20)이 이동할 수 있도록 하는 통로를 갖도록 연장되어 형성된다.As shown in FIG. 4, the second guide part 220 serves to guide the
상기 제2벨트부(230)는 상기 제2가이드부(220)의 외주면에 대응하여, 선회하도록 움직이는 컨베이어 벨트로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 벨트부는 일측에 상기 제2체결부(210)와 결합된 채로, 상기 제1하우징(20)를 상기 제2가이드부(220)의 안내에 따라 이동시키는 역할을 한다. The second belt portion 230 may be formed as a conveyor belt that moves to rotate in correspondence with the outer circumferential surface of the second guide portion 220. That is, while the second belt part is coupled to the second fastening part 210 on one side, the second belt part serves to move the
도 4를 참조할 때, 상기 제2벨트부(230)는 내주면을 따라 요철형상으로 형성되며, 상기 제2체결부(210)도 상기 제2벨트부(230)의 내주면에 끼움결합되는 요철형상을 포함하도록 형성될 수 있다. 위와 같은 끼움결합구조를 통하여 상기 제2체결부(210)는 상기 제2벨트부(230)와 더욱 견고한 결합을 구현할 수 있으며, 상기 제1하우징(20)의 상기 제2축방향을 따른 이동의 신뢰성을 확보할 수 있다.Referring to FIG. 4, the second belt portion 230 is formed in an uneven shape along an inner circumferential surface, and the second fastening portion 210 is also fitted into an inner circumferential surface of the second belt portion 230. It may be formed to include. Through the fitting structure as described above, the second fastening portion 210 can realize a more firm coupling with the second belt portion 230, and the movement of the
상기 제2벨트부(230)는 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제2벨트부(230)에 동력을 전달하는 역할을 한다. 보다 구체적으로는, 상기 제2벨트부(230)의 내주면에 상기 하나 이상의 모터가 각각 형성되며, 각각의 상기 모터가 토크, 즉 회전력을 제공함으로써 상기 제2벨트부(230)의 컨베이어 벨트가 이동할 수 있는 동력을 제공한다.The second belt portion 230 is configured to include one or more motors, and serves to transfer power to the second belt portion 230. More specifically, the one or more motors are respectively formed on the inner circumferential surface of the second belt portion 230, and the conveyor belt of the second belt portion 230 moves by providing the torque, that is, the rotational force of each motor. Provides the power to
도 4와 같이, 상기 제2모터부(240)는 상기 제2벨트부(230)의 각각 모서리 부분에 4개의 모터를 포함하도록 형성될 수 있으며, 이외에도 상기 제2벨트부(230)에 동력을 제공할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만, 보다 정밀한 정밀한 방향 및 기울기 보정을 위하여 상기 하나 이상의 모터는 균일한 거리를 두고 이격되도록 형성됨이 바람직할 것이다.As shown in FIG. 4, the second motor part 240 may be formed to include four motors at each corner of the second belt part 230. In addition, the second motor part 240 may provide power to the second belt part 230. It may be implemented in various forms that can be provided. However, the one or more motors may be formed to be spaced apart at a uniform distance in order to precisely correct direction and tilt correction.
상기 제3조정부(300)는, 상기 제2하우징(30)의 상기 제3축방향에 따른 이동을 안내하는 제3가이드부(320); 상기 제3가이드부(320)를 따라 이동하도록 형성되는 제3벨트부(330); 상기 제3벨트부(330)의 일측에 결합되며, 상기 제3하우징(40)과 체결되는 제3체결부(310); 및 하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제3벨트부(330)에 동력을 전달하는 제3모터부(340)를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 상기 제3조정부(300)의 구체적인 구성은, 4를 참조하여 앞서 설명한 상기 제2조정부(200)의 구체적인 구성과 동일하게 이해될 수 있다.The specific configuration of the
전술한 바와 같이, 상기 제1축방향, 상기 제2축방향 및 상기 제3축방향은 각각 상호 직교하는 방향으로서, 촬상장치를 조정하기 위한 각각 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw) 축을 각각 구성한다.As described above, the first axial direction, the second axial direction, and the third axial direction are directions perpendicular to each other, respectively, such as pitch, roll, and yaw for adjusting the imaging device. ) Configure each axis.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시형태를 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
본 발명의 짐벌장치는, 소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측이 상기 제2하우징(30)의 타측과 결합되고, 타측이 상기 프레임부(10)와 결합되는 제3하우징(40)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2하우징(30)과 상기 프레임부(10)의 사이에 상기 제3하우징(40)이 추가적으로 구성될 수 있다.The gimbal device of the present invention is bent at a predetermined angle, the
이때, 상기 제3하우징(40)의 타측에 상기 프레임부(10)와 결합되도록 형성되며, 상기 제3하우징(40)이 제4축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제4조정부(400)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제3하우징(40)을 구성함으로써, 전술한 3축 이외의 하나의 축을 추가적으로 조정하는 것이 가능해진다.In this case, the fourth adjusting
기존의 3축을 통하여 촬상장치의 기울기를 측정한 경우와 비교하여, 하나의 축을 더함으로써 보다 정밀한 촬상장치의 회전방향 또는 기울기의 보정이 가능해진다. 위와 같은 일 실시예는 상대적으로 움직임이 큰 촬영현장에서 정밀한 촬영이 요구되는 경우에 더욱 효과적이다.Compared to the case where the tilt of the imaging device is measured through the existing three axes, the addition of one axis makes it possible to more accurately correct the rotation direction or the tilt of the imaging device. One embodiment as described above is more effective in the case where precise shooting is required in a relatively large shooting field.
상기 제4조정부(400)는, 상기 제4축방향으로의 상기 제3하우징(40)의 이동을 안내하는 제4가이드부(420); 상기 제4가이드부(420)를 따라 이동하도록 형성된 제4벨트부(430); 하나 이상의 모터로 형성되어 상기 제4벨트부(430)에 동력을 전달하는 제4모터부(440); 및 상기 제4벨트부(430) 일측과 결합하여, 상기 프레임부(10)와 체결되는 제4체결부(410)를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 상기 제4조정부(400)의 구체적인 구성은, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 상기 제2조정부(200) 및 상기 제3조정부(300)의 구체적인 구성과 동일하게 이해될 수 있다.The detailed configuration of the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention.
10: 프레임부
20: 제1하우징
30: 제2하우징
40: 제3하우징
100: 제1조정부
110: 제1체결부
111: 결합구
120: 제1가이드부
130: 제1벨트부
140: 제1모터부
200: 제2조정부
210: 제2체결부
211: 관통구
220: 제2가이드부
230: 제2벨트부
240: 제2모터부
300: 제3조정부
310: 제3체결부
311: 관통구
320: 제3가이드부
330: 제3벨트부
340: 제3모터부
400: 제4조정부
410: 제4체결부
411: 관통구
420: 제4가이드부
430: 제4벨트부
440: 제4모터부
500: 가속도센서
600: 제어부10: frame part
20: first housing
30: 2nd housing
40: Third housing
100: first adjusting unit
110: first connection
111: coupler
120: first guide part
130: first belt portion
140: the first motor unit
200: second adjusting unit
210: second connection
211: through hole
220: second guide part
230: second belt portion
240: second motor unit
300: third adjustment unit
310: third connection
311: through hole
320: third guide part
330: third belt portion
340: third motor unit
400: fourth adjusting unit
410: fourth connection
411: through hole
420: fourth guide part
430: fourth belt portion
440: fourth motor unit
500: acceleration sensor
600: control unit
Claims (7)
소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측에는 촬상장치가 장착되는 제1하우징;
소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측이 상기 제1하우징의 타측과 결합되는 제2하우징;
상기 제1하우징의 일측에서 촬상장치가 장착되도록 형성되며, 촬상장치가 제1축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1조정부;
상기 제1하우징의 타측에서 상기 제2하우징 일측과 결합되도록 형성되며, 상기 제1하우징이 제2축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제2조정부;
상기 제2하우징의 타측에서 상기 프레임부의 일단과 결합되도록 형성되며, 상기 제2하우징이 제3축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제3조정부;
장착된 촬상장치의 중력가속도를 감지하여 기울기를 측정하는 가속도센서; 및
상기 제1조정부, 상기 제2조정부 및 상기 제3조정부를 제어하여, 촬상장치의 회전방향 또는 기울기를 보정하는 제어부를 포함하고,
상기 제1축방향, 상기 제2축방향 및 상기 제3축방향은 상호 직교하는 방향으로 형성되되,
상기 제어부는 일정한 간격을 두고, 상기 가속도센서의 측정값을 수신하고, 촬상장치의 회전방향 또는 기울기를 자가 보정하고,
상기 제1조정부는,
촬상장치와 체결되어, 상기 제1 축방향을 따라 촬상장치와 일체로 움직이는 제1체결부;
상기 제1체결부의 상기 제1축방향을 따른 이동을 안내하는 제1가이드부;
일측에 상기 제1체결부가 결합되어, 상기 제1가이드부의 외주를 따라 형성된 폐루프 회전경로를 자체적으로 회전하는 제1벨트부; 및
하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제1벨트부에 동력을 전달하는 제1모터부를 더 포함하며,
상기 제1가이드부는 상기 제1벨트부에 의한 회전운동을, 상기 제1체결부의 상기 제1축방향을 따른 직선운동으로 전환하는, 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치.A frame portion providing a handle portion that can be gripped by a user;
A first housing formed by bending at a predetermined angle and having an imaging device mounted on one side thereof;
A second housing formed by bending at a predetermined angle and having one side coupled to the other side of the first housing;
A first adjustment unit formed to mount the imaging device on one side of the first housing, and configured to move the imaging device along a first axis direction;
A second adjustment part formed to be coupled to one side of the second housing at the other side of the first housing, and configured to move the first housing along a second axis direction;
A third adjustment part formed to be coupled to one end of the frame part at the other side of the second housing, and configured to move the second housing along a third axial direction;
An acceleration sensor that detects a gravitational acceleration of the mounted imaging device and measures an inclination; And
And a controller for controlling the first adjusting unit, the second adjusting unit, and the third adjusting unit to correct a rotation direction or inclination of the imaging device.
The first axial direction, the second axial direction and the third axial direction are formed in a direction perpendicular to each other,
The control unit receives the measured value of the acceleration sensor at regular intervals, and self-corrects the rotation direction or inclination of the imaging device,
The first adjustment unit,
A first fastening part engaged with the imaging device and integrally moving with the imaging device along the first axial direction;
A first guide part for guiding movement along the first axial direction of the first fastening part;
A first belt part coupled to one side of the first fastening part to rotate the closed loop rotation path formed along an outer circumference of the first guide part; And
It is configured to include one or more motors, further comprising a first motor unit for transmitting power to the first belt portion,
And the first guide portion converts the rotational movement by the first belt portion into a linear movement along the first axial direction of the first fastening portion.
상기 제2조정부는,
상기 제1하우징의 상기 제2축방향에 따른 이동을 안내하는 제2가이드부;
상기 제2가이드부의 외주를 따라 형성된 폐루프 회전경로를 자체적으로 회전하는 제2벨트부;
상기 제2벨트부의 일측에 결합되며, 상기 제2하우징의 일측과 체결되는 제2체결부; 및
하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제2벨트부에 동력을 전달하는 제2모터부를 더 포함하며,
상기 제2가이드부는 상기 제2벨트부에 의한 회전운동을, 상기 제2체결부의 상기 제2축방향을 따른 직선운동으로 전환하는 것을 특징으로 하는, 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치.The method of claim 1,
The second adjustment unit,
A second guide part for guiding a movement in the second axial direction of the first housing;
A second belt part which itself rotates a closed loop rotation path formed along an outer circumference of the second guide part;
A second fastening part coupled to one side of the second belt part and fastened to one side of the second housing; And
It is configured to include one or more motors, further comprising a second motor unit for transmitting power to the second belt portion,
And said second guide portion converts the rotational movement by said second belt portion into a linear movement along said second axial direction of said second fastening portion.
상기 제3조정부는,
상기 제2하우징의 상기 제3축방향에 따른 이동을 안내하는 제3가이드부;
상기 제3가이드부의 외주를 따라 형성된 폐루프 회전경로를 자체적으로 회전하는 제3벨트부;
상기 제3벨트부의 일측에 결합되며, 상기 프레임부의 일단과 체결되는 제3체결부; 및
하나 이상의 모터를 포함하도록 구성되어, 상기 제3벨트부에 동력을 전달하는 제3모터부를 더 포함하며,
상기 제3가이드부는 상기 제3벨트부에 의한 회전운동을, 상기 제3체결부의 상기 제3축방향을 따른 직선운동으로 전환하는 것을 특징으로 하는, 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치.The method of claim 4, wherein
The third adjustment unit,
A third guide part for guiding a movement in the third axial direction of the second housing;
A third belt part which itself rotates a closed loop rotation path formed along an outer circumference of the third guide part;
A third fastening part coupled to one side of the third belt part and fastened to one end of the frame part; And
It is configured to include one or more motors, further comprising a third motor unit for transmitting power to the third belt unit,
And the third guide portion converts the rotational movement by the third belt portion into a linear movement along the third axial direction of the third fastening portion.
소정의 각도로 절곡되어 형성되며, 일측이 상기 제2하우징의 타측과 결합되고, 타측이 상기 프레임부의 일단과 결합되는 제3하우징; 및
상기 제3하우징의 타측에서 상기 프레임부의 일단과 결합되도록 형성되며, 상기 제3하우징이 제4축방향을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제4조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치.The method of claim 5,
A third housing formed by bending at a predetermined angle, one side of which is coupled to the other side of the second housing, and the other side of which is coupled to one end of the frame part; And
And a fourth adjustment unit formed to be coupled to one end of the frame unit at the other side of the third housing, and configured to move the third housing along the fourth axial direction. Multi-axis gimbal device.
상기 제4조정부는,
상기 제4축방향으로의 상기 제3하우징의 이동을 안내하는 제4가이드부;
상기 제4가이드부의 외주를 따라 형성된 폐루프 회전경로를 자체적으로 회전하는 제4벨트부;
하나 이상의 모터로 형성되어 상기 제4벨트부에 동력을 전달하는 제4모터부; 및
상기 제4벨트부 일측과 결합하여, 상기 프레임부의 일단과 체결되는 제4체결부를 더 포함하며,
상기 제4가이드부는 상기 제4벨트부에 의한 회전운동을, 상기 제4체결부의 상기 제4축방향을 따른 직선운동으로 전환하는 것을 특징으로 하는, 자기조정 기능을 갖는 다축 짐벌장치.The method of claim 6,
The fourth adjustment unit,
A fourth guide part for guiding movement of the third housing in the fourth axial direction;
A fourth belt part which itself rotates a closed loop rotation path formed along an outer circumference of the fourth guide part;
A fourth motor part formed of at least one motor to transfer power to the fourth belt part; And
Combining with one side of the fourth belt portion, further comprising a fourth fastening portion fastened to one end of the frame portion,
And the fourth guide portion converts the rotational movement by the fourth belt portion into a linear movement along the fourth axial direction of the fourth fastening portion.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020190037256A KR102040146B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Multi-axis gimbal device with self-adjusting function |
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KR1020190037256A KR102040146B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Multi-axis gimbal device with self-adjusting function |
Publications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 2019-03-29 KR KR1020190037256A patent/KR102040146B1/en active IP Right Grant
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