三轴稳定云台的制作方法
【专利摘要】本发明专利涉及一种三轴稳定云台，包括底座，底座上设有偏航轴控制无刷电机，偏航轴控制无刷电机通过轴间连接支架一与横滚轴控制无刷电机相连，横滚轴控制无刷电机通过轴间连接支架二与俯仰轴控制无刷电机相连，俯仰轴控制无刷电机的转子上设有设备固定平台，设备固定平台上设有反馈控制模块，其中所述的底座上设有主控制模块。本发明采用正交连接的三块小型直流无刷电机调节云台三轴的平稳，使用前馈和反馈的复合控制，即达到反馈控制的稳定性，又具有前馈控制的快速性，复合控制能够确保云台系统更加稳定，可操控性更强，适合推广实际应用。
【专利说明】
三轴稳定云台
技术领域
[0001]本发明专利涉及一种三轴稳定云台，具体地说是涉及一种手持型拍摄、监测时应用的一种可控的，能够进行稳定拍摄，用来装载手机、摄像机的三自由度拍摄云台。
【背景技术】
[0002]三轴稳定云台具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高的特点，可广泛用于电影现场拍摄、监测、勘察等领域。由于三轴稳定云台采用了前馈控制和反馈补偿控制相结合的技术特点，具备更高的稳定性和控制精度，而采用前馈控制的云台电子设备存在一些超前特性，导致这些稳定平台产生相对的稳定偏差。其他一些机械稳定平台，由于采用简单的机械结构，灵活性不高，不能消除由于低频晃动或机体倾斜造成的影响，很难拍摄出高质量的图像，无法满足专业需要。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于:提供一种结构简单、设计合理的三轴稳定云台，能够根据拍摄环境变化产生的倾斜和震动进行自动调整，采用双芯片复合控制来提供更高的稳定精度，以便解决现有技术中的灵活性不高，不能消除由于低频晃动或机体倾斜造成的很难拍摄出高质量图像的影响，无法满足专业需要，采用正交连接的三块小型直流无刷电机调节云台三轴的平稳。
[0004]本发明所采用的技术方案是:一种三轴稳定云台，包括底座、偏航轴控制无刷电机、横滚轴控制无刷电机和俯仰轴控制无刷电机，底座上设有偏航轴控制无刷电机，偏航轴控制无刷电机通过轴间连接支架一与横滚轴控制无刷电机相连，横滚轴控制无刷电机通过轴间连接支架二与俯仰轴控制无刷电机相连，俯仰轴控制无刷电机的转子上设有设备固定平台，设备固定平台上设有反馈控制模块，其中所述的底座上设有主控制模块，主控制模块包含一枚頂U芯片，其设定平衡参数以地面为参考系，安装于底座上，用PID控制算法控制三个电机。
[0005]作为优选的技术方案:所述的轴间连接支架一与偏航轴控制无刷电机的转子相固定，用于控制偏航轴，主控制模块控制偏航轴控制无刷电机使其与頂U芯片所设定的平衡参数保持一致。
[0006]作为优选的技术方案:所述的轴间连接支架二的一端与横滚轴控制无刷电机的转子相固定，用于控制横滚轴，主控制模块控制横滚轴控制无刷电机使其与MU芯片所设定的平衡参数保持一致。
[0007]作为优选的技术方案:所述的俯仰轴控制无刷电机安装于轴间连接支架二的另一端上，用于固定相机的设备固定平台安装于俯仰轴控制无刷电机的转子上，用于控制俯仰轴，主控制模块控制俯仰轴控制无刷电机使其与MU芯片所设定的平衡参数保持一致。
[0008]作为优选的技术方案:所述的用于固定相机的设备固定平台上安装的反馈控制模块，包含一枚頂U芯片，用于检测云台系统的平衡状态，与底座上的主控制模块形成负反馈控制，而主控制模块产生前馈控制。
[0009]本发明的有益效果是:本发明结构简单、设计合理，采用正交连接的三块小型直流无刷电机调节云台三轴的平稳，使用前馈和反馈的复合控制，前馈控制对主要干扰及时进行粗调，大大减少反馈控制的负担，同时反馈控制降低了对前馈控制模型精度的要求，并能对没有测量的干扰信号的扰动进行校正，即达到反馈控制的稳定性，又具有前馈控制的快速性，复合控制能够确保云台系统更加稳定，可操控性更强，适合推广实际应用。
【附图说明】
[0010]图1为结构示意图。
[0011 ]图中1.主控制模块，2.反馈控制模块，3.偏航轴控制无刷电机，4.横滚轴控制无刷电机，5.俯仰轴控制无刷电机，6.底座，7.轴间连接支架一，8.轴间连接支架二，9.设备固定
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具体实施方案
[0012]下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本专利的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0013]参阅图1所示的一种三轴稳定云台，包括底座6、偏航轴控制无刷电机3、横滚轴控制无刷电机4和俯仰轴控制无刷电机5，底座6上设有偏航轴控制无刷电机3，偏航轴控制无刷电机3通过轴间连接支架一 7与横滚轴控制无刷电机4相连，横滚轴控制无刷电机4通过轴间连接支架二 8与俯仰轴控制无刷电机5相连，俯仰轴控制无刷电机5的转子上设有设备固定平台9，设备固定平台9上设有反馈控制模块2，其中所述的底座6上设有主控制模块I，主控制模块I包含一枚頂U芯片，其设定平衡参数以地面为参考系，安装于底座6上，用PID控制算法控制三个电机及偏航轴控制无刷电机3、横滚轴控制无刷电机4和俯仰轴控制无刷电机
5。所述的轴间连接支架一 7与偏航轴控制无刷电机3的转子相固定，用于控制偏航轴，主控制模块I控制偏航轴控制无刷电机3使其与IMU芯片所设定的平衡参数保持一致;所述的轴间连接支架二 8的一端与横滚轴控制无刷电机4的转子相固定，用于控制横滚轴，主控制模块I控制横滚轴控制无刷电机4使其与IMU芯片所设定的平衡参数保持一致;所述的俯仰轴控制无刷电机5安装于轴间连接支架二 8的另一端上，用于固定相机的设备固定平台9安装于俯仰轴控制无刷电机5的转子上，用于控制俯仰轴，主控制模块I控制俯仰轴控制无刷电机5使其与MU芯片所设定的平衡参数保持一致;所述的用于固定相机的设备固定平台9上安装的反馈控制模块2，包含一枚頂U芯片，用于检测云台系统的平衡状态，与底座6上的主控制模块I形成负反馈控制，而主控制模块I产生前馈控制。所述的主控制模块I和反馈控制模块2共同构成闭环复合控制系统;所述的偏航轴控制无刷电机3、横滚轴控制无刷电机4和俯仰轴控制无刷电机5从三个维度控制设备稳定性。
[0014]以上对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但本发明并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本发明的范围之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种三轴稳定云台，其特征在于:包括底座、偏航轴控制无刷电机、横滚轴控制无刷电机和俯仰轴控制无刷电机，底座上设有偏航轴控制无刷电机，偏航轴控制无刷电机通过轴间连接支架一与横滚轴控制无刷电机相连，横滚轴控制无刷电机通过轴间连接支架二与俯仰轴控制无刷电机相连，俯仰轴控制无刷电机的转子上设有设备固定平台，设备固定平台上设有反馈控制模块，其中所述的底座上设有主控制模块，主控制模块包含一枚IMU芯片，其设定平衡参数以地面为参考系，安装于底座上，用控制算法控制三个电机。2.根据权利要求1所述的三轴稳定云台，其特征在于:所述的轴间连接支架一与偏航轴控制无刷电机的转子相固定，用于控制偏航轴，主控制模块控制偏航轴控制无刷电机使其与頂U芯片所设定的平衡参数保持一致。3.根据权利要求1所述的三轴稳定云台，其特征在于:所述的轴间连接支架二的一端与横滚轴控制无刷电机的转子相固定，用于控制横滚轴，主控制模块控制横滚轴控制无刷电机使其与頂U芯片所设定的平衡参数保持一致。4.根据权利要求1所述的三轴稳定云台，其特征在于:所述的俯仰轴控制无刷电机安装于轴间连接支架二的另一端上，用于固定相机的设备固定平台安装于俯仰轴控制无刷电机的转子上，用于控制俯仰轴，主控制模块控制俯仰轴控制无刷电机使其与MU芯片所设定的平衡参数保持一致。5.根据权利要求1所述的三轴稳定云台，其特征在于:所述的用于固定相机的设备固定平台上安装的反馈控制模块，包含一枚MU芯片，用于检测云台系统的平衡状态，与底座上的主控制模块形成负反馈控制，而主控制模块产生前馈控制。
【文档编号】F16M11/18GK106090549SQ201610481417
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】居俊杰, 邵玉康
【申请人】南京工程学院