控制装置、及其应用的云台以及控制云台的方法与流程

本发明涉及摄像、照相和/或监测用的支撑控制结构，尤其涉及一种控制装置、及其应用的云台以及控制云台的方法。

背景技术：

目前，在摄影、照相和/或监测等技术领域，搭载了摄像机或照相机的运载体，例如：飞行器、汽车、轮船、机器人和人体等，在运行过程中，由于运载体等本身存在高频振动和低频振动，需要配置稳定自平衡云台用以搭载摄像机、照相机等以实现稳定拍摄。同时，云台广泛用于休闲娱乐和航模摄像等航模所述云台，通过多个按键或者遥控器无线控制相机等镜头的旋转、俯仰等方向动作的执行，以拍摄出各种方向的优秀相片和/或视频。所述云台用于支持所述光学设备，如摄像机、照相机、望远镜、远程摄像机和测量仪等，根据这些所述光学设备的操作，其要求所述云台具有稳定的固定支撑作用并易于控制调整所述光学设备的方向，这种固持及定向作用可通过陀螺式动态自平衡两轴和/或三轴的所述云台实现。

在一种现有技术中，所述云台通过多个按键或者遥控器无线以控制所述光学设备执行旋转和俯仰等方向，从而拍摄出各种方向的视频和/或相片。现有技术中使用按键和遥控器无线的技术方案，通过多个按键控制俯仰和/或旋转方向的角度，手感不好而且执行动作的准确性较低，另外，遥控器通过无线的方法，需要使用接收机，不仅操作不方便，而且在特定的情况下，例如针对手持式所述云台等需要多人同时操作。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中云台通过多个按键或者遥控器无线以控制所述光学设备执行旋转、俯仰等方向，导致操作不方面且手感较差的技术问题，提供一种操作较为方便且手感好的控制装置、应用所述控制装置的云台以及控制所述云台的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明实施例提供一种所述云台，用于控制光学设备的执行动作，其中，所述云台包括控制装置，与所述控制装置连接的控制组件，以及与所述控制组件连接的执行组件；

所述控制装置包括用于接收动作指令并生成向所述控制组件发送控制指令的摇杆，所述摇杆包括摇柄和与所述摇柄连接的电位器组件；

所述控制组件用于根据所述控制装置发送的控制指令生成实现相应动作的执行指令，并向所述执行组件发送所述执行指令；

所述执行组件用于根据所述执行指令，实现所述光学设备的方向控制。

优选地，所述电位器组件包括控制所述光学设备俯仰动作的第一电位器和控制所述光学设备旋转动作的第二电位器。

优选地，所述摇杆还包括用于切换所述云台工作模式的按键。

优选地，所述控制装置还包括支撑所述摇杆的支撑臂和位于所述支撑臂末端的支架。

优选地，所述支撑臂呈桶状。

优选地，所述执行组件包括第一转动件、与所述第一转动件相连的第二转动件、与所述第二转动件相连的承载件、驱动所述第二转动件相对于所述第一转动件转动的第一电机和驱动所述承载件相对于所述第二转动件转动的第二电机。

本发明另提供一种控制装置，用于控制云台的动作，其中，所述控制装置包括用于接收控制指令并将所述控制指令向控制组件发送的摇杆，所述摇杆包括摇柄和与所述摇柄连接的电位器组件。

优选地，所述电位器组件包括通过所述云台控制光学设备俯仰动作的第一电位器和通过所述云台控制所述光学设备旋转动作的第二电位器。

优选地，所述摇杆还包括用于切换所述云台工作模式的按键。

本发明还提供一种控制云台的方法，用于控制光学设备的动作执行，其中，该方法包括如下步骤：

摇杆接收动作指令并生成控制指令；

将所述控制指令向控制组件发送；

根据所述控制指令生成实现相应动作的执行指令，并向执行组件发送所述执行指令；

所述执行组件用于根据所述执行指令，实现所述光学设备的方向控制。

优选地，所述电位器组件包括通过所述云台控制光学设备俯仰动作的第一电位器和通过所述云台控制所述光学设备旋转动作的第二电位器。

优选地，所述摇杆还包括用于切换所述云台工作模式的按键。

本发明实施例可实现如下技术效果：由于采用了所述摇杆发送控制指令，不仅操作方便，而且操作手感较好。

附图说明

图1为本发明的云台的结构示意图。

图2为本发明的云台的摇杆的立体图。

图3为本发明的云台的摇杆的部分结构示意图。

图4为本发明的云台的执行组件的立体图。

图5为本发明的控制云台的方法流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供一种云台，其上可搭载光学设备，例如摄像机、照相机、望远镜、远程摄像机和测量仪等，用以实现所述光学设备的固定、随意调节所述光学设备的姿态(例如：改变所述光学设备的高度、倾角、拍摄方向和/或使所述光学设备稳定保持在确定的姿态上)，以实现高质量的拍摄和/或照相等。

如图1至图4所示，本发明实施例提供一种云台100用于搭载光学设备，控制所述光学设备的执行动作，并可实现所述光学设备的俯仰和/或旋转等动作，其包括控制装置1、与所述控制装置1连接的控制组件2和与所述控制组件2连接的执行组件3。本实施例中，所述控制组件2设置于所述控制装置1和所述执行组件3之间。

所述控制装置1包括用于接收用户发送的动作指令并生成向所述控制组件2发送控制指令的摇杆11。所述摇杆11包括摇柄12和分别与所述摇柄12连接的电位器组件13和按键14。

所述摇柄12可沿上方向a1运动、下方向a2运动、左方向b1运动、右方向b2运动和按压方向c运动。

所述电位器组件13包括控制所述光学设备俯仰动作的第一电位器131和控制所述光学设备旋转动作的第二电位器132。

所述按键14用于切换所述云台100的工作模式。所述云台100的工作模式包括跟随模式和锁定模式。所述跟随模式既能过滤掉所述云台100移动过程中的摆动，所述光学设备的拍摄方向又能跟随所述云台100的移动方向随动。所述锁定模式是不管所述云台100如何移动，所述光学设备的拍摄方向通过始终锁定在指定的方向(如光学设备的初始方向)。以上两种模式均适合单人同时进行光学设备拍摄和控制光学设备的方向。

所述控制组件2与所述控制装置1相连，用于根据所述控制装置1发送的控制指令生成实现相应动作的执行指令，并向所述执行组件3发送所述执行指令。

所述执行组件3用于根据所述执行指令，实现所述光学设备的动作控制。

进一步地，所述控制装置1还包括支撑所述摇杆11的支撑臂15和位于所述支撑臂15末端的支架16。所述支撑臂15为呈中空的桶状。

所述执行组件3包括第一转动件304、与所述第一转动件304转动相连的第二转动件306、与所述第二转动件306相连的承载件308、驱动所述第二转动件306的相对于所述第一转动件304转动的第一电机301、驱动所述承载件308相对于所述第二转动件306转动的第二电机302。所述光学设备搭载于所述承载件308上。所述第一电机301驱动所述第二转动件306相对于所述第一转动件304转动，从而使搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现俯仰动作；所述第二电机302驱动所述承载件308相对于所述第二转动件306转动，从而使搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现旋转动作(即，左倾或右倾的动作)。

进一步地，本发明实施方式中，通过控制所述控制装置1中的所述摇柄12，用户可以向所述摇杆11发送六种动作指令，分别是短按压动作指令、长按压动作指令、上推动作指令、下推动作指令、左推动作指令和右推动作指令。本实施方式中，所述短按压动作指令是指所述摇柄12处于所述摇杆11的中间位置时，用户沿所述按压方向c短时按压所述摇柄12；所述长按压动作指令是指所述摇柄12处于所述摇杆11的非中间位置时，用户沿所述按压方向c长时按压所述摇柄12。所述“短时”小于3秒；所述“长时”大于3秒。当然，所述“短时”和“长时”的时间可以根据实际需求调整。相对于所述摇杆11的中间位置，所述上推动作指令是指用户沿上方向a1推动所述摇柄12；所述下推动作指令是指用户沿下方向a2推动所述摇柄12；所述左推动作指令是指用户沿左方向b1推动所述摇柄12；所述右推动作指令是指用户沿右方向b2推动所述摇柄12。

当用户向所述摇杆11发送所述上推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿上方向a1运动时，所述第一电机301正向加速。

当用户向所述摇杆11发送所述下推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿下方向a2运动时，所述第一电机301反向加速。

当用户向所述摇杆11发送所述左推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿左方向b1运动时，所述第二电机302正向加速。

当用户向所述摇杆11发送所述右推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿右方向b2运动时，所述第二电机302反向加速。

当所述摇柄12处于中间位置时且用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令时，即用户沿所述按压方向c短时按压所述摇柄12时，所述云台100从一种工作模式切换为另一种工作模式。本实施方式中，所述云台100包括跟随模式和锁定模式两种工作模式。例如，当所述云台100处于跟随模式，用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令，则将所述云台100的工作模式切换为锁定模式。或者，当所述云台100处于锁定模式，用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令，则将所述云台100的工作模式切换为跟随模式。

当所述摇柄12处于非中间位置时，用户向所述摇杆11发送所述长按压动作指令时，所述摇柄12则回归中间位置。

另外，当所述摇柄12处于中间位置，所述第一电机301和所述第二电机302处于静止状态，但需加电以保持扭矩。

所述控制装置1的控制指令包括仰视控制指令、俯视控制指令、左倾控制指令、右倾控制指令、回中控制指令和切换控制指令。

所述控制组件2的执行指令包括仰视执行指令、俯视执行指令、左倾执行指令、右倾执行指令、保持执行指令和切换执行指令。

具体使用时，用户向所述摇杆11发送所述上推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿上方向a1运动时，所述摇柄12与所述第一电位器131接触，所述摇柄12通过所述第一电位器131向所述控制组件2发送所述仰视控制指令；所述控制组件2接收到所述仰视控制指令后，生成实现所述云台100执行仰视动作的所述仰视执行指令并将所述仰视执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述仰视执行指令后，控制所述云台100执行仰视动作，即所述第一电机301驱动所述第二转动件306相对于所述第一转动件304顺时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现仰视动作，以获得相应视角的摄像和/或照片等。其中，所述控制组件2接收控制指令和发送执行指令的技术方案为业界熟知的现有技术，此处不再描述。

用户向所述摇杆11发送所述下推动作指令时，所述摇柄12与所述第一电位器131接触，所述摇柄12通过所述第一电位器131向所述控制组件2发送所述俯视控制指令；所述控制组件2接收到所述俯视控制指令后，生成实现所述云台100执行俯视动作的所述俯视执行指令并将所述俯视执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述俯视执行指令后，控制所述云台100执行俯视动作，即所述第一电机301驱动所述第二转动件306相对于所述第一转动件304逆时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现俯视的相应动作，以获得相应较为合适视角的摄像和/或照片等。

用户向所述摇杆11发送所述左推动作指令时，所述摇柄12与所述第二电位器132接触，所述摇柄12通过所述第二电位器132向所述控制组件2发送所述左倾控制指令；所述控制组件2接收到所述左倾控制指令后，生成实现所述云台100执行左倾动作的所述左倾执行指令并将所述左倾执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述左倾执行指令后，控制所述云台100执行左倾动作，即所述第二电机302驱动所述承载件308相对于所述第二转动件306向顺时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现向左倾斜的相应动作，以获得相应较为合适视角的摄像和/或照片等。

用户向所述摇杆11发送所述右推动作指令时，所述摇柄12与所述第二电位器132接触，所述摇柄12通过所述第二电位器132向所述控制组件2发送所述右倾控制指令；所述控制组件2接收到所述右倾控制指令后，生成实现所述云台100执行右倾动作的所述右倾执行指令并将所述右倾执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述右倾执行指令后，控制所述云台100执行右倾动作，即所述第二电机302驱动所述承载件308相对于所述第二转动件306向右转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现向右旋转的相应动作，以获得相应较为合适视角的摄像和/或照片等。

当所述摇柄12处于中间位置时且用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令时，所述摇柄12与所述按键14接触，所述摇柄12通过所述按键14向所述控制组件2发送所述切换控制指令，所述控制组件2接收到所述切换控制指令后，生成实现所述云台100执行工作模式切换的所述切换执行指令并将所述切换执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述切换执行指令后，切换所述云台100的工作模式。例如，当所述云台100处于跟随模式，用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令，则将所述云台100的工作模式切换为锁定模式。或者，当所述云台100处于锁定模式，用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令，则将所述云台100的工作模式切换为跟随模式。

当所述摇柄12保持在中间的向上方向a1或向下方向a2的位置时，用户向所述摇杆11发送所述长按压动作指令，所述摇柄12长按所述第一电位器131，所述摇柄12通过所述第一电位器131向所述控制组件2发送所述回中控制指令；所述控制组件2接收到所述回中控制指令后，生成实现所述云台100保持目前姿态的所述保持执行指令并将所述保持执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述保持执行指令后，所述第一电机301处于静止状态，但需加电以保持扭矩。此时，所述摇柄12回归中间位置。

当所述摇柄12保持在中间向左方向b1或向右方向b2的位置时，用户向所述摇杆11发送所述长按压动作指令，所述摇柄12长按所述第二电位器132，所述摇柄12通过所述第二电位器132向所述控制组件2发送所述回中控制指令；所述控制组件2接收到所述回中控制指令后，生成实现所述云台100保持目前姿态的所述保持执行指令并将所述保持执行指令向所述执行组件3发送；所述执行组件3接收所述保持执行指令后，所述第二电机302处于静止状态，但需加电以保持扭矩。此时，所述摇柄12回归中间位置。

本发明实施例提供的所述云台100，由于采用了所述摇杆11发送控制指令，不仅操作方便，而且操作手感较好。

请结合参考图1至图5所示，本发明实施例还提供一种控制所述云台100动作的方法，用于控制光学设备的动作执行，其包括如下步骤：

s1：所述摇杆11接收所述动作指令并生成控制指令。所述摇杆11包括摇柄12和与所述摇柄12连接的电位器组件13和按键14。所述电位器组件13包括通过所述云台100控制所述光学设备俯仰动作的第一电位器131和通过所述云台100控制所述光学设备旋转动作的第二电位器132。所述按键14用于切换所述云台100的工作模式。

用户可以向所述摇杆11发送六种动作指令，分别是：短按压动作指令、长按压动作指令、上推动作指令、下推动作指令、左推动作指令和右推动作指令。

所述控制指令分别是：仰视控制指令、俯视控制指令、左倾控制指令、右倾控制指令、回中控制指令和切换控制指令。

当用户向所述摇杆11发送所述上推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿上方向a1运动时，所述摇柄12与所述第一电位器131接触从而生成所述仰视控制指令。

当用户向所述摇杆11发送所述下推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿下方向a2运动时，所述摇柄12与所述第一电位器131接触从而生成所述俯视控制指令。

当用户向所述摇杆11发送所述左推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿左方向b1运动时，所述摇柄12与所述第二电位器132接触从而生成所述左倾控制指令。

当用户向所述摇杆11发送所述右推动作指令时，即用户推动所述摇柄12沿右方向b2运动时，所述摇柄12与所述第二电位器132接触从而生成所述右倾控制指令。

当所述摇柄12处于中间位置时且用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令时，即用户短时按压所述摇柄12时，所述摇柄12与所述按键14接触从而生成所述切换控制指令。所述云台100从一种工作模式切换为另一种工作模式。本实施方式中，所述云台100包括跟随模式和锁定模式两种工作模式。例如，当所述云台100处于跟随模式，用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令，则将所述云台100的工作模式切换为锁定模式。或者，当所述云台100处于锁定模式，用户向所述摇杆11发送所述短按压动作指令，则将所述云台100的工作模式切换为跟随模式。

当所述摇柄12处于非中间位置时，用户向所述摇杆11发送所述长按压动作指令时，所述摇柄12与所述第一电位器131或所述第二电位器132接触从而生成所述回中控制指令。所述摇柄12则回归中间位置。

另外，当所述摇柄12处于中间位置，所述第一电机301和所述第二电机302处于静止状态，但需加电以保持扭矩。

s2：将所述控制指令向控制组件2发送；

用户通过所述摇柄12操纵所述摇杆11向上方向a1推动时，所述摇杆11通过所述第一电位器131向所述控制组件2发送仰视动作的控制指令；用户通过所述摇柄12操纵所述摇杆11向下方向a2推动时，所述摇杆11通过所述第一电位器131向所述控制组件2发送俯视动作的控制指令；用户通过所述摇柄12操纵所述摇杆11向左方向b1推动时，所述摇杆11通过所述第二电位器132向所述控制组件2发送向左旋转动作的控制指令；用户通过所述摇柄12操纵所述摇杆11向右方向b2推动时，所述摇杆11通过所述第二电位器132向所述控制组件2发送向右旋转动作的控制指令。当所述摇杆11处于中间位置时，用户短时按压所述摇柄12时，所述摇杆11通过所述按键14向所述控制组件2发送所述切换控制指令。当所述摇杆11处于非中间位置时，用户长时按压所述摇柄12时，所述摇杆11通过所述第一电位器131或所述第二电位器132向所述控制组件2发送所述回中控制指令。

s3：根据所述控制指令生成实现相应动作的执行指令，并向执行组件3发送所述执行指令。

所述控制组件2的执行指令包括仰视执行指令、俯视执行指令、左倾执行指令、右倾执行指令、保持执行指令和切换执行指令。

所述控制组件2接收到所述仰视控制指令后，生成实现所述云台100执行仰视动作的所述仰视执行指令并将所述仰视执行指令向所述执行组件3发送；

所述控制组件2接收到所述俯视控制指令后，生成实现所述云台100执行俯视动作的所述俯视执行指令并将所述俯视执行指令向所述执行组件3发送；

所述控制组件2接收到所述左倾控制指令后，生成实现所述云台100执行左倾动作的所述左倾控制指令并将所述左倾控制指令向所述执行组件3发送；

所述控制组件2接收到所述右倾控制指令后，生成实现所述云台100执行右倾动作的所述右倾执行指令并将所述右倾执行指令向所述执行组件3发送；

所述控制组件2接收到所述回中控制指令后，生成实现所述云台100执行保持目前姿态的所述保持执行指令并将所述保持执行指令向所述执行组件3发送。

所述控制组件2接收到所述切换控制指令后，生成实现所述云台100执行切换工作模式的所述切换执行指令并将所述切换执行指令向所述执行组件3发送。

s4：所述执行组件3用于根据所述执行指令，实现所述光学设备的方向控制。

所述执行组件3接收所述仰视执行指令后，控制所述云台100执行仰视的动作，即所述第一电机301驱动所述第二转动件306相对于所述第一转动件304顺时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现仰视的相应动作，以获得相应视角的摄像和/或照片等。其中，所述控制组件2接收控制指令和发送执行指令的技术方案为业界熟知的现有技术，此处不再描述。

所述执行组件3接收到所述俯视执行指令后，控制所述云台100执行俯视的动作，即所述第一电机301驱动所述第二转动件306相对于所述第一转动件304逆时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现俯视的相应动作，以获得相应较为合适视角的摄像和/或照片等。

所述执行组件3接收到所述左倾执行指令后，控制所述云台100执行向左旋转的动作，即所述第二电机302驱动所述承载件308相对于所述第二转动件306顺时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现向左旋转的相应动作，以获得相应较为合适视角的摄像和/或照片等。

所述执行组件3接收到所述右倾执行指令后，控制所述云台100执行向右旋转的动作，即所述第二电机302驱动所述承载件308相对于所述第二转动件306逆时针转动，从而使得搭载在所述承载件308上的所述光学设备实现向右旋转的相应动作，以获得相应较为合适视角的摄像和/或照片等。

所述执行组件3接收到所述保持执行指令后，控制所述云台100保持目前的姿态，即所述第一电机301和所述第二电机302处于静止状态，但需加电以保持扭矩。

所述执行组件3接收到所述切换执行指令后，切换所述云台100目前的工作模式。例如，当所述云台100处于跟随模式，则将所述云台100的工作模式切换为锁定模式。或者，当所述云台100处于锁定模式，则将所述云台100的工作模式切换为跟随模式。

本发明实施例提供的操作所述云台100的方法，由于采用了所述摇杆发送控制指令，不仅操作方便，而且操作手感较好。

上面结合附图对本发明的较佳实施方式进行了描述，本发明的保护范围并不以所述实施方式为限，所述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明所揭示的内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。