云台控制方法及云台的制作方法_2

文档序号:9248927阅读:来源:国知局
39] 请一并参考图2,所述俯仰轴组件10包括俯仰轴驱动组件11,俯仰轴驱动组件11 用于驱动支架组件20绕所述俯仰轴旋转,从而调节云台100的俯仰角,即调节支架组件20 上安装的拍摄装置在垂直方向的俯仰角。
[0040] 所述横滚轴组件30包括横滚轴驱动组件31,横滚轴驱动组件31可驱动所述俯仰 轴组件10W及支架组件20 -同绕所述横滚轴转动,从而调节云台100的侧倾角,即调节支 架组件20上安装的拍摄装置的侧倾角。
[0041] 所述平移轴组件40包括平移轴驱动组件41,平移轴驱动组件41可驱动所述横滚 轴组件30,俯仰轴组件10W及支架组件20-同绕所述平移轴转动,从而调节云台100的平 移角,即调节支架组件20上安装的拍摄装置在水平方向的平移角。
[0042] 在其他实施方式中,所述俯仰轴驱动组件11,横滚轴驱动组件31W及平移轴驱动 组件41之间的连接和驱动方式可W根据需要设置,只需要满足对支架组件20的俯仰角、侧 倾角W及平移角的调整,达到对云台100的姿态调整即可。
[0043] 在本实施方式中,所述俯仰轴驱动组件11,横滚轴驱动组件31W及平移轴驱动组 件41可W包括无刷电机。
[0044] 请一并结合图2,所述云台100还包括惯性测量单元70(Inertial measurement units, IMU),控制系统80W及通信单元90。
[0045] 所述惯性测量单元70用于获得云台100的姿态参数信息,所述姿态参数信息包括 但不限于所述云台100的支架组件20在空间里的S轴姿态角(或角速率)W及加速度等。 在本实施方式中,所述惯性测量单元70安装于所述云台100的重屯、的位置,W获得更为精 确的所述云台100的姿态参数信息。
[0046] 所述通信单元90用于建立云台100与控制装置(图未示出),如遥控器,之间的数 据通信。通信单元90与控制装置之间的通信方式包括但不限于是藍牙、2. 4G网络或5. 8G 网络等方式。所述通信单元90可为信号接收器、收发器等可接受信号的元件。在本实施方 式中,所述通信单元90可用于接收来自控制装置的控制指令,其中,所述控制装置可W是 遥控器。使用者可W通过遥控器输入姿态控制指令从而调整所述云台100的姿态,所述通 信单元90接收姿态控制指令,并将接收到的姿态控制指令发送至控制系统80。
[0047] 所述控制系统80用于执行预先录入或者存储于存储元件中的指令,从而控制云 台100W特定运动状态到达或者保持特定姿态。具体的,控制系统80可W根据惯性测量单 元70侦测的姿态参数信息确定云台100的姿态,从而决定安装于支架组件20上的拍摄装 置的姿态。控制系统80还用于接收惯性测量单元70传送的所述姿态参数信息和/或通信 单元90传送的姿态控制指令,发送相应的驱动指令至所述俯仰轴组件10、横滚轴组件30W 及平移轴组件40,从而控制所述云台100W特定运动状态到达或者保持特定姿态,例如跟 随等拍摄动作。具体的,所述控制系统80可通过发送相应的驱动指令至俯仰轴组件10、横 滚轴组件30W及平移轴组件40,通过控制所述俯仰轴组件10、横滚轴组件30W及平移轴 组件40上相应的电机来实现云台100的姿态控制。
[0048]例如,当所述姿态控制指令可为转动至侧倾角为+60°,控制系统80根据惯性测 量单元70侦测的姿态参数信息确定云台100的姿态为侧倾角+30°,控制系统80控制横滚 轴组件30驱动所述俯仰轴组件10W及支架组件20 -同绕所述横滚轴转动+30°,W使云 台100达到侧倾角为+60°的姿态。
[0049] 所述云台100具有锁定模式,在锁定模式下,云台100在至少一个轴的转动被锁 定,即,所述云台100在俯仰轴、横滚轴W及平移轴中的至少一个被锁定。W下仅W平移轴 被锁定的方式为例,来说明云台100的锁定模式,可W理解的,平移轴的锁定结构和锁定方 式同样的适用于俯仰轴与横滚轴,在此不再寶述。
[0化0] 在本实施方式中,所述平移轴驱动组件41包括位置传感器411,平移轴控制模块 412W及平移轴驱动元件413。
[0化1] 平移轴驱动元件413用于驱动云台100在平移轴的平移角的调整。具体的,平移 轴驱动元件413与横滚轴组件30连接,平移轴驱动元件413用于驱动所述横滚轴组件30, 使得所述横滚轴组件30,W及与横滚轴组件30连接的俯仰轴组件10和支架组件20-同绕 所述平移轴转动,从而调节支架组件20上安装的拍摄装置在水平方向的平移角。
[0052] 所述位置传感器411用于侦测被锁定的平移轴相对与平移轴相连接的元件之间 的转动角度差,并将所述转动角度差反馈给控制系统80。在本实施方式中,所述元件可W为 云台100上与平移轴组件40相连接的横滚轴组件30,俯仰轴组件10W及支架组件20。在 其他实施方式中,所述元件也可W为云台100的本体或者云台100所挂载的元件。
[0化3] 例如,云台100在手持状态或者负载于飞行器等承载件上时,由于使用者对云台 100的姿态进行变换或者承载件本身的运动变换,导致云台100在平移轴的转动,位置传感 器411侦测平移轴和横滚轴组件30之间的转动角度差,并将所述转动角度差反馈给控制系 统80。
[0054] 平移轴控制模块412分别与所述位置传感器411和平移轴驱动元件413电连接, 所述平移轴控制模块412还与控制系统80电连接。平移轴控制模块412接收控制系统80 发送的驱动指令,并根据驱动指令控制所述平移轴驱动元件413的驱动。具体的,在本实施 方式中,所述平移轴控制模块412可W是=环控制系统,该平移轴控制模块412包括电流环 4121、速度环4122和位置环4123。其中,所述位置环4123也可W用于侦测平移轴和与平移 轴相连接的元件之间的转动角度差。在一实施方式中,所述位置传感器411可W为位置环 4123。
[0化5] 所述位置环4123还可W用于锁定所述云台100在平移轴的转动。具体的,位置传 感器411侦测平移轴和与横滚轴组件30之间的转动角度差,并将所述转动角度差反馈给控 制系统80,控制系统80控制所述位置环4123驱动被锁定的平移轴转动,W缩小所述转动角 度差,从而使得横滚轴组件30,W及与横滚轴组件30连接的俯仰轴组件10和支架组件20 相对于平移轴组件40之间无相对转动,即实现云台100在平移轴的转动的锁定。
[0化6] 在本实施方式中,所述平移轴驱动组件41还包括机械锁定元件414。机械锁定元 件414可拆卸的连接平移轴驱动元件413与横滚轴组件30,从而实现平移轴驱动元件413 与横滚轴组件30之间的传动的开启和断开。具体的,机械锁定元件414在开启状态下,机械 连接所述平移轴驱动元件413与横滚轴组件30,平移轴驱动元件413的转子与横滚轴组件 30之间的传动是开启的,平移轴驱动元件413驱动所述横滚轴组件30,使得所述横滚轴组 件30,W及与横滚轴组件30连接的俯仰轴组件10和支架组件20 -同绕所述平移轴转动。 机械锁定元件414在断开状态时,松开平移轴驱动元件413的驱动,平移轴驱动元件413与 横滚轴组件30之间的传动断开,横滚轴组件30相对于平移轴的转动是锁定的,即,横滚轴
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