专利名称：车载自平衡摄像云台的制作方法
技术领域：
本发明创造涉及一种车载自平衡摄像云台。
背景技术：
长期以来，在行驶的车辆、起伏摇摆的船舶和航空摄像飞机上面拍摄电影、电视时，剧烈的颠簸使所拍摄的画面不可避免的出现晃动和模糊不清，拍摄出的视频图像使观看者容易产生视觉疲劳，造成无法正常观看。一直以来，这都是一个困扰广大电影、电视摄像工作者的一个难题。以往对运动物体的拍摄只能在静止的位置或相对位置固定好机位进行拍摄，画面死板，有很大的局限性，无法全面展现运动中的那种冲击和动态感，画面刻板不生动。对一些有特殊要求的运动场面就更无能为力，如激烈的越野车比赛、体育和军事训练、汽车广告中的高速运动画面等。
发明内容
本发明创造针对现有摄像技术中所存在的上述问题，提供了一种有效的克服车辆行驶中颠簸摇摆而画面晃动，保证摄像机始终处于稳定平衡姿态的车载自平衡摄像云台。为实现上述目的，本发明创造采用的技术方案是:
车载自平衡摄像云台，包括水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成、俯仰伺服电机总成、伺服控制装置和摄像装置，通过伺服控制装置控制水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成和俯仰伺服电机总成的水平、横滚和仰俯方向运动，实现摄像装置的水平、横滚和仰俯方向运动。上述的车载自平衡摄像云台，水平伺服电机总成上方通过固定架连接仰俯伺服电机总成，俯仰伺服电机总成上方通过45度短杆连接横滚伺服电机总成，横滚伺服电机总成的上方连接摄像机云台，伺服控制装置通过自平衡纠偏仪自动或者通过无线操控盒手动控制水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成和俯仰伺服电机总成的水平、横滚和仰俯方向运动。上述的车载自平衡摄像云台，伺服控制装置自动控制的结构是:自平衡纠偏仪的输出端连接无线信号接收机，无线信号接收机的输出端连接伺服运动控制卡，伺服运动控制卡的输出端分别与水平伺服电机、横滚伺服电机和仰俯伺服电机连接；伺服控制装置手动控制的结构是:无线操控盒的输出端连接无线信号发射机，无线信号发射机的输出端连接无线信号接收机，无线信号接收机的输出端连接伺服运动控制卡，伺服运动控制卡的输出端分别与水平伺服电机、横滚伺服电机和仰俯伺服电机连接。
上述的车载自平衡摄像云台，所述的摄像装置包括摄像机、视频信号发射机、视频信号接收机和液晶监视器，摄像机的输出端连接视频信号发射机，视频信号发射机的输出端连接视频信号接收机，视频信号接收机的输出端连接液晶监视器。上述的车载自平衡摄像云台，在水平伺服电机总成下方设有吸盘固定部分，吸盘固定部分包括吸盘、吸盘连接件、云台底座和云台减震板，吸盘通过吸盘连接件与云台底座连接，云台底座通过减震元件连接云台减震板，云台减震板上方与水平轴承芯轴连接。上述的车载自平衡摄像云台，所述的吸盘连接件为关节轴承。上述的车载自平衡摄像云台，所述的水平伺服电机总成结构如下:水平伺服电机固定在水平电机板上面，水平电机板上方连接固定架，水平电机板下方设有水平轴承芯轴，水平伺服电机芯轴与水平轴承芯轴连接，水平电机板与水平轴承座连接，水平轴承座通过轴承与水平轴承芯轴连接。上述的车载自平衡摄像云台，所述的俯仰伺服电机总成结构如下:仰俯伺服电机固定在仰俯电机板上，仰俯电机板与仰俯电机轴承座连接，仰俯电机芯轴与传动轴连接，传动轴通过轴承与仰俯电机轴承座连接。上述的车载自平衡摄像云台，所述的横滚伺服电机总成结构如下:横滚伺服电机固定在横滚电机板上，横滚电机板与横滚电机轴承座连接，横滚电机芯轴与传动轴连接，传动轴通过轴承与横滚电机轴承座连接。本发明创造的有益效果:
车载自平衡摄像云台通过自平衡纠偏仪，有效的克服了车辆行驶中的颠簸摇摆，并实时地将信号同步传输给伺服运动控制卡，伺服运动控制卡将信号实时传递给控制摄像云台三个方向的伺服电机，使摄像机始终处于稳定平衡的姿态，保证了拍摄画面的稳定。本设备技术先进，实现了小型化，重量只有8公斤，由于采用了吸盘固定方式，安装和拆卸十分方便，并且不破坏车辆外观；视频信号和数据信号都采用无线传输，所以无需连接线，在车内就可以监视和控制摄像机的拍摄；设备除了可以自行纠偏，还可以手动控制三个方向的运动，使摄像机可以根据需要拍摄各种角度的画面。
图1是本发明创造的整体装配图，包括图1-1主视图、图1-2俯视图和图1-3侧视图，其中:A为水平伺服电机总成，B为仰俯伺服电机总成，C为横滚伺服电机总成，D为伺服控制中心盒41。图2是吸盘固定部分的结构图。图3是水平伺服电机总成的结构图，包括图3-1主视图、图3-2俯视图和图3_3侧视图。图4是仰俯伺服电机总成的结构图。图5是横滚伺服电机总成的机构图。图6是视频原理图。图7是控制原理图。
具体实施例方式车载自平衡摄像云台，如图1、6 7所示，包括水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成、俯仰伺服电机总成、伺服控制装置和摄像装置，通过伺服控制装置控制水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成和俯仰伺服电机总成的水平、横滚和仰俯方向运动，实现摄像装置的水平、横滚和仰俯方向运动。
如图2所示，在水平伺服电机总成下方设有吸盘固定部分，吸盘固定部分包括三只真空吸盘01、吸盘连接件02、云台底座03、云台减震板04和减震元件05，吸盘01通过吸盘连接件02与云台底座03连接，吸盘连接件02为关节轴承，此连接可使真空吸盘做任意方向调节，适用于不同车辆顶部形状，便于设备的安装和拆卸，云台底座03通过减震元件05连接云台减震板04，以此减轻车辆行驶中给设备带来的震动。如图3所示，水平伺服电机总成结构如下:水平伺服电机11固定在水平电机板12上面，水平电机板12上方连接固定架13，水平电机板12下方设有水平轴承芯轴14，水平伺服电机芯轴与水平轴承芯轴14连接，水平轴承芯轴14与云台减震板04连接，水平电机板12与水平轴承座15连接，水平轴承座15通过轴承I 16、轴承II 17与水平轴承芯轴14连接，水平轴承芯轴14通过反作用把旋转传递到水平电机板上，实现了摄像机云台55的360°的旋转，水平伺服电机线与伺服控制中心盒内的伺服运动控制卡连接，转动时，水平电极板12上的电机外壳与伺服控制中心盒共同旋转，这种连接方式解决了电机线缠绕的问题。如图4所示，俯仰伺服电机总成结构如下:仰俯伺服电机总成与固定架13连接，仰俯伺服电机21固定在仰俯电机板22上，仰俯电机板22与仰俯电机轴承座23连接，仰俯伺服电机芯轴与传动轴24连接，传动轴24通过轴承III 25与仰俯电机轴承座23连接；仰俯伺服电机总成通过两个7度长杆与水平伺服电机总成的固定架13连接，增加了稳定性，仰俯伺服电机芯轴将转动传递给45度短杆26，可控制摄像机进行90°仰俯动作。如图5所示，横滚伺服电机总成结构如下:横滚伺服电机总成通过45度短杆26与仰俯伺服电机总成连接，横滚伺服电机31固定在横滚电机板32上,横滚电机板32与横滚轴承座33连接，横滚电机芯轴与传动轴34连接，传动轴34通过轴承IV 35与横滚电机轴承座33连接，横滚电机芯轴将转动传递给摄像机云台55，可控制摄像机进行90°横滚动作。如图7所示，伺服控制装置包括伺服控制中心盒41和自平衡纠偏仪42，伺服控制中心盒41内设有无线信号接收机43、伺服运动控制卡44和视频信号发射机52，伺服控制中心盒41安装在水平电机板12上，自平衡纠偏仪42安装在摄像机下方；伺服自动控制部分的结构是:自平衡纠偏仪42的输出端连接无线信号接收机43，无线信号接收机43的输出端连接伺服运动控制卡44，伺服运动控制卡44的输出端分别与水平伺服电机11、横滚伺服电机21和仰俯伺服电机31连接；伺服手动控制部分的结构是:无线操控盒45的输出端连接无线信号发射机46，无线信号发射机46的输出端连接无线信号接收机43 ；自平衡纠偏仪42能够实时地将车辆行驶中的摇摆状态记录下来，并直接传输到伺服运动控制卡44，伺服运动控制卡44将信号放大后分别传输控制水平、横滚和仰俯三个方向的伺服电机，伺服电机接到信号便可同步地控制摄像机的工作姿态。如图6所示，摄像装置包括摄像机51、视频信号发射机52、视频信号接收机53和液晶监视器54，摄像机51的输出端连接视频信号发射机52，视频信号发射机52的输出端连接视频信号接收机53，视频信号接收机53的输出端连接液晶监视器54 ;摄像机拍摄的画面通过视频信号发射机52发射，视频信号接收机53接收信号后，将画面传输到液晶监视器54，通过监视图像对摄像机进行手动调整和操作。
权利要求
1.车载自平衡摄像云台，其特征在于:包括水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成、俯仰伺服电机总成、伺服控制装置和摄像装置，通过伺服控制装置控制水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成和俯仰伺服电机总成的水平、横滚和仰俯方向运动，实现摄像装置的水平、横滚和仰俯方向运动。
2.如权利要求1所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:水平伺服电机总成上方通过固定架(13)连接仰俯伺服电机总成，俯仰伺服电机总成上方通过45度短杆(26)连接横滚伺服电机总成，横滚伺服电机总成的上方连接摄像机云台(55)，伺服控制装置通过自平衡纠偏仪(42)自动或者通过无线操控盒(45)手动控制水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成和俯仰伺服电机总成的水平、横滚和仰俯方向运动。
3.如权利要求2所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:伺服控制装置自动控制的结构是:自平衡纠偏仪(42)的输出端连接无线信号接收机(43)，无线信号接收机(43)的输出端连接伺服运动控制卡(44)，伺服运动控制卡(44)的输出端分别与水平伺服电机(11)、横滚伺服电机(22)和仰俯伺服电机(33)连接；伺服控制装置手动控制的结构是:无线操控盒(45)的输出端连接无线信号发射机(46)，无线信号发射机(46)的输出端连接无线信号接收机(43)，无线信号接收机(43)的输出端连接伺服运动控制卡(44)，伺服运动控制卡(44)的输出端分别与水平伺服电机(11)、横滚伺服电机(22)和仰俯伺服电机(33)连接。
4.如权利要求1或2所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:所述的摄像装置包括摄像机(51)、视频信号发射机(52)、视频信号接收机(53)和液晶监视器(54)，摄像机(51)的输出端连接视频信号发射机(52)，视频信号发射机(52)的输出端连接视频信号接收机(53),视频信号接收机(53)的输出端连接液晶监视器(54)。
5.如权利要求1或2所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:在水平伺服电机总成下方设有吸盘固定部分，吸盘固定部分包括吸盘(01)、吸盘连接件(02)、云台底座(03)和云台减震板(04)，吸盘(01)通过吸盘连接件(02)与云台底座(03)连接，云台底座(03)通过减震元件(05 )连接云台减震板(04)，云台减震板(04)上方与水平轴承芯轴(14)连接。
6.如权利要求5所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:所述的吸盘连接件(02)为关节轴承。
7.如权利要求1或2所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:所述的水平伺服电机总成结构如下:水平伺服电机(11)固定在水平电机板(12)上面，水平电机板(12)上方连接固定架(13)，水平电机板(12)下方设有水平轴承芯轴(14)，水平伺服电机芯轴与水平轴承芯轴(14)连接，水平电机板(12)与水平轴承座(15)连接，水平轴承座(15)通过轴承与水平轴承芯轴(14)连接。
8.如权利要求1或2所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:所述的俯仰伺服电机总成结构如下:仰俯伺服电机(21)固定在仰俯电机板(22)上，仰俯电机板(22)与仰俯电机轴承座(23 )连接，仰俯电机芯轴与传动轴(24)连接，传动轴(24)通过轴承与仰俯电机轴承座(23)连接。
9.如权利要求1或2所述的车载自平衡摄像云台，其特征在于:所述的横滚伺服电机总成结构如下:横滚伺服电机(31)固定在横滚电机板(32)上，横滚电机板(32)与横滚电机轴承座(33 )连接，横滚电机芯轴与传动轴(34 )连接，传动轴(34 )通过轴承与横滚电机轴承座(33)连接。
全文摘要
本发明创造公开了一种车载自平衡摄像云台，包括水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成、俯仰伺服电机总成、伺服控制装置和摄像装置，通过伺服控制装置控制水平伺服电机总成、横滚伺服电机总成和俯仰伺服电机总成的水平、横滚和仰俯方向运动，实现摄像装置的水平、横滚和仰俯方向运动。本发明创造克服了车辆行驶中颠簸摇摆造成摄像画面晃动，保证了摄像机始终处于稳定平衡姿态。
文档编号B60R11/04GK103148324SQ20131008246
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者崔新巍 申请人:崔新巍