一种多倾角长镜头稳定器的制作方法

本发明涉及摄像稳定设备技术领域，具体涉及一种多倾角长镜头稳定器。

背景技术：

随着时代的进步和发展，人们利用拍摄装置进行拍照或摄像的需求越来越多。现有技术中开始出现各种各样的自拍杆来作为拍摄装置的辅助工具，然而自拍杆无法对人手的抖动进行补偿，拍摄效果较差；另外，自拍杆结构简单，无法实现对人脸的自动追踪拍摄，当需要对某一运动的人进行持续拍摄时，需要人手不断的来回调整对准，才能使被拍摄人的脸位于拍摄装置显示屏的合适位置，这导致操作不便。

现有技术中开始出现利用稳定器来作为拍摄装置的辅助工具，稳定器一般具有至少两个轴，每个轴都有对应的马达用于驱动和调节转动位置，一旦摄像机的平衡关系遭到破坏，中央处理器就会分析稳定器内部陀螺仪，加速度，磁场等传感器反馈的信号，通过相应的修正算法形成修正信号控制上述马达最终达到修正平衡位置的效果。如图1所示，中国专利文献cn201620642845.5公开了一种相机陀螺仪及包括该相机陀螺仪的系统，该相机陀螺仪包括稳定器体及控制单元，所述稳定器体包括：支撑臂，及通过所述支撑臂连接的水平电机、横滚电机及竖直电机，所述竖直电机上对应于所述横滚电机设置有支撑板，相机设置于所述支撑板上，所述水平电机与所述控制单元可拆卸地连接。但是该稳定器采用俯仰电机、横滚电机、航向电机构成的三轴正交结合陀螺仪来实现姿态保持，正因为正交的三个轴及其连接臂使搭载相机的平台空间十分有限，因此这种稳定器不能支持长焦镜头相机，此结构还会造成摄影设备的实时取景显示屏的遮挡，另外正交结构连接俯仰电机与横滚电机之间的连接臂较长，使得稳定器尺寸较大，不便于携带。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多倾角长镜头稳定器，用以解决现有的稳定器存在遮挡摄影设备的实时取景显示屏、不能支持长焦镜头相机以及稳定器体积较大，不便于携带的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多倾角长镜头稳定器，所述多倾角长镜头稳定器包括手持部、用于安装摄影设备的固定架、转向装置和用于通过控制所述转向装置动作来调整摄影设备位置的控制装置；所述转向装置包括航向电机、横滚电机、俯仰电机、第一连接杆和第二连接杆，所述控制装置分别与航向电机、横滚电机、俯仰电机电连接；所述航向电机固定安装在所述手持部的上端，所述第一连接杆的一端与所述航向电机的转轴连接，所述第一连接杆的另一端设置有第一空腔，所述横滚电机安装在第一空腔内，所述第二连接杆的一端与所述横滚电机的转轴连接，所述第二连接杆的另一端设置第二空腔，所述俯仰电机安装在所述第二空腔内，所述固定架与所述俯仰电机的转轴连接；所述航向电机转轴的轴线与横滚电机转轴的轴线垂直，所述俯仰电机转轴的轴线与横滚电机转轴的轴线成一夹角α，10°＜α＜90°。

优选的，所述第一连接杆的一端与所述航向电机的转轴、所述第二连接杆的一端与所述横滚电机的转轴均通过夹持装置连接，所述夹持装置包括基座和夹持块，所述基座一侧设置有缺口，所述夹持块通过穿过夹持块的螺栓安装在基座上，通过扭动螺栓可改变夹持块与缺口侧边之间的距离。

优选的，所述固定架包括连接件、压紧块、导轨和安装基板；所述连接件的一端通过夹持装置与所述俯仰电机的转轴连接，所述连接件的另一端与所述导轨连接，所述安装基板通过设置在其背面的卡槽活动卡设在导轨上，所述压紧块通过螺栓可拆卸地安转在卡槽的边缘。

优选的，第一连接杆、第二连接杆以及连接件一端的两侧面均设置有刻度。

优选的，所述手持部内部具有空腔，所述空腔内安装有电源模块，所述手持部的表面设置有与所述电源模块电连接的充电接口。

优选的，所述控制装置包括姿势检测器、三个驱动模块、三个磁编码器、第一控制模块、人机交换装置和三个环形磁铁；所述姿势检测器用于感应摄影设备的加速度和角度数据并将其转化成电信号发送给第一控制模块进行处理和计算，所述第一控制模块分别与姿势检测器、三个驱动模块、三个磁编码器、人机交换装置电连接，三个所述驱动模块分别与航向电机、横滚电机、俯仰电机电连接，三个所述环形磁铁分别套设在航向电机、横滚电机、俯仰电机的转轴上。

优选的，所述姿势检测器为九轴陀螺仪。

优选的，所述人机交换装置包括第二控制模块、用于调节所述摄影设备姿势的摇杆、用于调节稳定器工作模式的模式调节键、开关键和通讯接口，所述第二控制模块分别与摇杆、第一控制模块、模式调节键、开关键、通讯接口电连接。

优选的，所述人机交换装置还包括用于接收用户终端发送的工作指令的无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述第二控制模块电连接，所述无线通讯模块为蓝牙模块、wifi模块或2.4ghz的无线收发器。

优选的，所述手持部上还设置有指示灯，所述指示灯与所述第二控制模块电连接。

本发明具有如下优点：本发明的多倾角长镜头稳定器具有体积小、不会遮挡摄影设备的实时取景显示屏以及可支持长焦镜头相机的优点。

附图说明

图1为中国专利文献cn201620642845.5公开的稳定器的主视结构示意图。

图2为本发明多倾角长镜头稳定器的主视结构示意图。

图3为图2中a处局部放大后的结构示意图。

图4为图2中a处局部放大后拆解状态下的结构示意图。

图5为本发明多倾角长镜头稳定器的俯视结构示意图。

图6为本发明多倾角长镜头稳定器搭载摄影设备后的俯视结构示意图。

图7为本发明固定架的侧视结构示意图。

图8为本发明多倾角长镜头稳定器线路部分的结构框图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图2所示，该多倾角长镜头稳定器包括手持部1、固定架4、转向装置2和控制装置，本发明的多倾角长镜头稳定器具有体积小、不会遮挡摄影设备5的实时取景显示屏以及可支持长焦镜头相机的优点。

手持部1内部具有空腔，空腔内安装有电源模块，手持部1的表面设置有与电源模块电连接的充电接口12，手持部1的下端设置有螺纹孔，使用时通过螺栓可在手持部1的下端单独安装一个外置显示器，手持部1的中部设置有符合人体工学原理的凹部13，使用户在舒适的状态下握住手持部1进行拍摄而不会出现手指酸痛的情况。

如图3、4、5所示，转向装置2包括航向电机、横滚电机、俯仰电机、第一连接杆21和第二连接杆22，航向电机、横滚电机、俯仰电机均为无刷电机，手持部1的上端设置有电机空腔28，航向电机固定安装在该电机空腔28内，第一连接杆21的一端与航向电机的转轴通过第一夹持装置25连接，夹持装置包括基座251和夹持块252，基座251与电机的转轴连接，基座251的一侧设置有缺口253，夹持块252通过穿过夹持块252的螺栓安装在基座251的边缘，扭动螺栓可改变夹持块252与缺口253侧边之间的距离，当扭紧螺栓，第一夹持装置25的夹持块252可将第一连接杆21的一端卡在其缺口253内，从而实现第一连接杆21的一端与航向电机的转轴连接，松动螺栓后，可调节第一夹持装置25卡在第一连接杆21上的位置。进一步的，第一连接杆21的一端的两侧面均设置有刻度，通过设置刻度，便于准确调节第一夹持装置25卡在第一连接杆21上的位置。当航向电机转动时，航向电机的转轴带动第一连接杆21围绕其周转的轴线转动，该轴线记作x轴线，第一连接杆21的另一端设置有第一空腔23，横滚电机安装在第一空腔23内，第一连接杆21内部设置有穿线通道，横滚电机通过穿线通道内的导线与控制装置电连接，第二夹持装置26的基座与横滚电机的转轴连接，第二夹持装置26将第二连接杆22的一端卡在其基座的缺口内，从而实现第二连接杆22的一端与横滚电机转轴之间的连接，横滚电机的转轴转动时，横滚电机的转轴带动第二连接杆22围绕其转轴的轴线转动，该轴线记作y轴线，第二连接杆22的另一端设置第二空腔24，俯仰电机安装在第二空腔24内，第二连接杆22内同样也设置有穿线通道，俯仰电机通过穿线通道内的导线与控制装置电连接。进一步的，第二连接杆22的一端的两侧面均设置有刻度，通过设置刻度，便于准确调节第二夹持装置26卡在第二连接杆22上的位置。第三夹持装置27的基座与俯仰电机的转轴连接，第三夹持装置27将连接件的一端卡在其基座的缺口内，从而实现固定架4与俯仰电机的转轴连接，俯仰电机转动时，俯仰电机的转轴带动固定架4围绕其转轴的轴线转动，该轴线记作z轴线，其中，x轴线与y轴线垂直，y轴线与z轴线成一夹角α，10°＜α＜90°，通过将y轴线与z轴线设计成非正交结构，相对于三轴相互垂直，本实施例的使多倾角长镜头稳定器的搭载区域更大，因而能够搭载体积更大的长焦摄影设备5，不会遮挡摄影设备5的实时取景显示屏，便于用户实时观察显示屏，同时，也使第二连接杆22的长度大大减少，减少倾角长镜头稳定器占用的空间，便于携带。

如图7所示，固定架4包括连接件41、压紧块42、导轨43和安装基板44；连接件41呈l型，连接件41一端的两侧面均设置有刻度，连接件41的另一端通过螺钉与导轨43固定连接，导轨43为一块中部设置有贯穿槽的金属板，安装基板44通过设置在其背面的卡槽活动卡设在导轨43上，压紧块42通过螺栓可拆卸地安转在卡槽的边缘，拧紧螺栓，压紧块42挤压导轨43的边缘，从而将安装基板44固定在导轨43上任意位置，安装基板44用于固定摄影设备5，安装基板44上设置有用于固定摄影设备5的固定螺栓45，使用时通过固定螺栓45与摄影设备5底部的螺纹孔配合，从而将摄影设备5固定在固定架4上。

如图8所示，控制装置用于通过控制转向装置2动作来调整摄影设备5位置，控制装置包括姿势检测器31、三个驱动模块32、三个磁编码器33、第一控制模块34、人机交换装置35和三个环形磁铁；第一控制模块34分别与姿势检测器31、三个驱动模块32、三个磁编码器33、电源模块、人机交换装置35电连接，三个驱动模块32分别与航向电机、横滚电机、俯仰电机电连接，姿势检测器31在本实施例中为九轴陀螺仪mpu6050，姿势检测器31固定设置在第三夹持装置27的基座内部，用于感应摄影设备5的加速度和角度数据并将其转化成电信号发送给第一控制模块34进行处理和计算，进而得到摄影设备5的实时姿态。当需要调整摄影设备5的姿势时，第一控制模块34输出具有相位差的三路梯形波信号来分别控制三个驱动模块32，三个驱动模块32按照接收到指令分别驱动航向电机、横滚电机、俯仰电机转动一定角度。三个环形磁铁分别套设在航向电机、横滚电机、俯仰电机的转轴上，三个磁编码器33分别固定设置在三个驱动线路板上，并分别与三个环形磁铁正对，本实施例中，磁编码器33为磁编码器as5600，环形磁铁的轴面上预置有一系列磁极，当任意一个电机转动时，该电机转轴上的环形磁铁随同转动，与该环形磁铁正对的磁编码器33将该环形磁铁角度变化值转化成电压信号，后通过uart通信接口将电压信号发送给第一控制模块34，从而实现第一控制模块34分别对三个电机的闭环控制。人机交换装置35包括第二控制模块352、摇杆351、模式调节键353、开关键354和通讯接口355，摇杆351、模式调节键353、开关键354以及通讯接口355均设置于手持部1控制区域，第二控制模块352分别与摇杆351、第一控制模块34、模式调节键353、电源模块、开关键354、通讯接口355电连接。摇杆351用于调节摄影设备5的姿势，通过拨通摇杆351可分别控制航向电机、横滚电机、俯仰电机转动，模式调节键353用于调节稳定器的工作模式，开关键354则控制多倾角长镜头稳定器的工作与关闭，进一步的，为了能对摄影设备5进行控制，本实施例中人机交换装置35还设置有与第二控制模块352电连接的红外发射管和三极管，第二控制模块352控制红外发射管通过三极管电流放大，进而对摄影设备5的红外无线快门进行控制，可实现摄影设备5拍照、摄像、开始、停止等功能控制。

进一步的，人机交换装置35还包括用于接收用户终端发送的工作指令的无线通讯模块357，无线通讯模块357与第二控制模块352电连接，无线通讯模块357为蓝牙模块、wifi模块或2.4ghz的无线收发器，用户终端发送的工作指令通过无线通讯模块357发送给第二控制模块352，第二控制模块352将工作指令发送给第一控制模块34，第一控制模块34再按照工作指令分别控制三个电机转动。

进一步的，手持部1上还设置有指示灯356，指示灯356与第二控制模块352电连接，通过指示灯356可直观的了解多倾角长镜头稳定器的工作状态和无线通讯模块与用户终端的连接情况。

如图6所示，工作原理：使用时，通过固定螺栓45与摄影设备5底部的螺纹孔配合，从而将摄影设备5固定在固定架4上，分别通过第一夹持装置25、第二夹持装置26、第三夹持装置27的螺栓调整摄影设备5的重心位置，打开开关键354后，多倾角长镜头稳定器开始工作，第一控制模块34输出具有相位差的三路梯形波信号来分别控制三个驱动模块32，三个驱动模块32按照接收到指令分别驱动航向电机、横滚电机、俯仰电机转动至预设角度位置，姿势检测器31实时感应摄影设备5的加速度和角度数据，当摄影设备5的姿态发生变化时，姿势检测器31将摄影设备5的加速度和角度的变化量，转化成电信号发送给第一控制模块34进行处理，第一控制模块34通过计算并比较摄影设备5前一时刻的姿态值，得出三个电机各自的转动方向和角度转动量，第一控制模块34分别输出具有相位差的三路梯形波信号来分别控制三个驱动模块32，三个驱动模块32按照接收到指令分别驱动航向电机、横滚电机、俯仰电机转动一定角度，从而达到调整摄影设备5姿态的目的。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。