专利名称：摄像机水平旋转架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种摄影/摄像的辅助器材，特别是一种摄像机水平旋转架。
背景技术：
摄像机水平旋转架在摄像活动中经常会使用到。它整体结构包括供摄像机固定安装的内环以及套在内环外的、与摇臂联接的外环，内环具有维持水平稳定的功能，这样当摇臂转动、带动外环旋转时，内环亦能连带摄像机一起相对外环反向转动，维持摄像机镜头保持水平。但是，现有的摄像机水平旋转架大多利用较多的机械结构以及重力检测电路来实现稳定摄像机的功能，导致结构复杂、体积重量大，不易操作，或者仅依靠机器自身重力加上轴承等部件来让内环自行维持水平，这样的水平稳定功能过于依赖机械结构，精度不高，而且受惯性影响大。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是:提供一种相比于现有的同类设备，结构更加简单紧凑、精度更高的摄像机水平旋转架。本实用新型解决其技术问题的解决方案是:摄像机水平旋转架，包括一个外环以及套在外环之内、可绕外环中心并相对于外环转动的一个内环，外环的外壁下部设有驱动室，所述驱动室内设有电机件和可控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述控制电路与能检测外环的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接，电机件通过能使电机件带动内环转动的皮带来与内环带联接。作为上述技术方案的进一步改进，所述内环的外壁设有轮齿，电机件的输出轴与一同步齿轮联接，同步齿轮与内环通过一同步齿形带实现带联接，同步齿形带的齿与内环外壁轮齿啮合。作为上述技术方案的进一步改进，驱动室内设有位于同步齿轮与内环之间、与同步齿形带接触的张紧轮。作为上述技术方案的进一步改进，所述内环的外壁靠中部的一圈外凸形成环形台阶，使内环的径向断面呈倒“T”字形，所述内环外壁的轮齿即位于该环形台阶上；外环的环体亦设有形状与内环的倒“T”字形径向断面适配的环槽供内环嵌入，该环槽内设有多组与内环抵靠的滚动轴承组。作为上述技术方案的进一步改进，所述滚动轴承组包括转动轴跟内环的中心轴同轴向的轴向滚动轴承组，以及转动轴沿内环径向的径向滚动轴承组。作为上述技术方案的进一步改进，内环之内设有供摄像机安放的安装平台，安装平台的上表面平行于内环的中心轴。作为上述技术方案的进一步改进，所述电机件包括执行电机以及检测执行电机运动信息的编码器，所述控制电路包括:微处理器，其用于接收编码器所检测来的执行电机运动信息、接收并解算从惯性传感器中反馈回来的角速度和加速度数据、最后获得需要的运动数据，输出驱动信号；驱动电路，其用于接收微处理器输出的驱动信号，驱动执行电机转动。作为上述技术方案的进一步改进，所述编码器为旋转编码器，所述执行电机为步进电机、无刷电机或者直流电机。本实用新型的有益效果是:①、本实用新型利用惯性传感器检测姿态，若外环转动，则可由控制电路控制电机件带动内环反向转动补偿位置，从而保持摄像机画面稳定，相对于传统的旋转架具有更高的灵敏度。②、本实用新型将电机件以及和控制电路集成于一个驱动室内，并且内环和外环均只有一个，简化了旋转架的结构，使其更加轻便，易于装配和携带。③、本实用新型采用带联接的驱动联接方式，进一步提高操控的精度以及稳定性。本实用新型可广泛应用于摄影摄像领域。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图1是本实用新型的前视局部剖切示意图；图2是本实用新型的侧视剖切示意图；图3是图2中A圈所圈部分的局部放大图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。参照图1 图2，摄像机水平旋转架，包括一个外环I以及套在外环I之内、可绕外环I中心并相对于外环I转动的一个内环2，外环I的外壁下部设有驱动室，所述驱动室内设有电机件和可控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述控制电路与能检测外环I的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接，电机件通过能使电机件带动内环2转动的皮带来与内环2带联接。实际上，除了本实施例中的带联接方式之外，还可以采用如齿轮联接等方式，同样可使电机件带动内环2转动。还有，为了让各机电设备能够运作，本实用新型自然配备有电源电路，电源电路同样可内藏于驱动室内。由于惯性传感器能够检测多轴的角速度和加速度，且工作前可以先初始化，因此一般其可以安装于与外环I固定联接的位置(例如电机件上、驱动室内壁、电路板上等处)即可，不必特别限制其位置。进一步作为优选的实施方式，所述内环2的外壁设有轮齿，电机件的输出轴与一同步齿轮3联接，同步齿轮3与内环2通过一同步齿形带4实现带联接，同步齿形带4的齿与内环2外壁轮齿啮合。为了实现360度全方位无间断旋转，内环2的外壁轮齿应当均匀遍布整环。进一步作为优选的实施方式，驱动室内设有位于同步齿轮3与内环2之间、与同步齿形带4接触的张紧轮5。张紧轮5有两个，对称布置在同步齿形带4外侧的左右两边，让同步齿形带4的包角更大，增大传动扭矩，防止带打滑。参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述内环2的外壁靠中部的一圈外凸形成环形台阶，使内环2的径向断面呈倒“T”字形，所述内环2外壁的轮齿即位于该环形台阶上；外环I的环体亦设有形状与内环2的倒“T”字形径向断面适配的环槽供内环2嵌入，该环槽内设有多组与内环2抵靠的滚动轴承组。外环I的环槽可以既限制内环2的轴向移动，维持其转动的相对位置，又可最大程度包裹住内环2，防止外部的微小颗粒卷入，保护滚动轴承组。进一步作为优选的实施方式，所述滚动轴承组包括转动轴跟内环2的中心轴同轴向的轴向滚动轴承组61，以及转动轴沿内环2径向的径向滚动轴承组62。由于有了轴向滚动轴承组61和径向滚动轴承组62，内环2转动时的径向和轴向的窜动就基本被消除了。进一步作为优选的实施方式，内环2之内设有供摄像机安放的安装平台7，安装平台7的上表面平行于内环2的中心轴。摄像机可以采用水平放置或者吊装的形式与安装平台7联接安装。进一步作为优选的实施方式，所述电机件包括执行电机8以及检测执行电机8运动信息的编码器，所述控制电路包括:微处理器，其用于接收编码器所检测来的执行电机8运动信息、接收并解算从惯性传感器中反馈回来的角速度和加速度数据、最后获得需要的运动数据，输出驱动信号；驱动电路，其用于接收微处理器输出的驱动信号，驱动执行电机8转动。进一步作为优选的实施方式，所述编码器为旋转编码器，所述执行电机8为步进电机。采用小成本的步进电机加旋转编码器的电机件组成形式，可以替代成本高昂的成品伺服电机，但仍旧可组成闭环伺服系统，具有精确的转动角度控制功能。使用前，外环I与外部的摄像设备如摇臂等部件联接，编码器与惯性传感器初始化。当摄像设备带动外环I转动时，惯性传感器检测到外环I的运动姿态，将采集到的姿态数据送至微处理器，编码器亦将此时电机的转轴位置数据送至微处理器，微处理器通过运动控制算法控制驱动电路，驱动电机的输出轴作出相应的反向转动运动，亦即使得内环2反向转动，从而维持摄像机的水平姿态。以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
权利要求1.摄像机水平旋转架，包括一个外环(I)以及套在外环(I)之内、可绕外环(I)中心并相对于外环(I)转动的一个内环(2)，其特征在于:外环(I)的外壁下部设有驱动室，所述驱动室内设有电机件和可控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述控制电路与能检测外环(I)的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接，电机件通过能使电机件带动内环(2)转动的皮带来与内环(2)带联接。
2.根据权利要求1所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:所述内环(2)的外壁设有轮齿，电机件的输出轴与一同步齿轮(3)联接，同步齿轮(3)与内环(2)通过一同步齿形带(4)实现带联接，同步齿形带(4)的齿与内环(2)外壁轮齿啮合。
3.根据权利要求2所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:驱动室内设有位于同步齿轮(3)与内环(2)之间、与同步齿形带(4)接触的张紧轮(5)。
4.根据权利要求2所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:所述内环(2)的外壁靠中部的一圈外凸形成环形台阶，使内环(2)的径向断面呈倒“T”字形，所述内环(2)外壁的轮齿即位于该环形台阶上；外环(I)的环体亦设有形状与内环(2)的倒“T”字形径向断面适配的环槽供内环(2)嵌入，该环槽内设有多组与内环(2)抵靠的滚动轴承组。
5.根据权利要求4所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:所述滚动轴承组包括转动轴跟内环(2)的中心轴同轴向的轴向滚动轴承组(61)，以及转动轴沿内环(2)径向的径向滚动轴承组(62)。
6.根据权利要求4所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:内环(2)之内设有供摄像机安放的安装平台(7)，安装平台(7)的上表面平行于内环(2)的中心轴。
7.根据权利要求1所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:所述电机件包括执行电机(8)以及检测执行电机(8)运动信息的编码器，所述控制电路包括: 微处理器，其用于接收编码器所检测来的执行电机(8)运动信息、接收并解算从惯性传感器中反馈回来的角速度和加速度数据、最后获得需要的运动数据，输出驱动信号； 驱动电路，其用于接收微处理器输出的驱动信号，驱动执行电机(8)转动。
8.根据权利要求7所述的摄像机水平旋转架，其特征在于:所述编码器为旋转编码器，所述执行电机(8)为步进电机。
专利摘要本实用新型公开了一种摄像机水平旋转架，包括一个外环以及套在外环之内、可绕外环中心并相对于外环转动的一个内环，外环的外壁下部设有驱动室，所述驱动室内设有电机件和可控制电机件输出轴转动动作的控制电路，所述控制电路与能检测外环的角速度和加速度数据并将之反馈回控制电路中的惯性传感器电连接，电机件通过能使电机件带动内环转动的皮带来与内环带联接。本实用新型利用惯性传感器检测姿态，电机件带动内环反向转动补偿位置，从而保持摄像机画面稳定。本实用新型结构简单紧凑，控制精度高，可广泛应用于摄影摄像领域。
文档编号F16M11/06GK203010134SQ20122068869
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者龚文基, 魏彬, 焦志涛 申请人:深圳必威易影视技术有限公司, 龚文基