全景平衡云台的制作方法

本发明涉及云台技术领域，具体涉及全景平衡云台。

背景技术：

虚拟现实已经成为业界最受关注的技术趋势之一，各大厂商已纷纷投入到相关产品的研发和制作当中。实景地图是一种基于虚拟现实的地图服务，其为用户提供城市、街道或其他环境的360度全景图像，用户可以通过该服务获得如临其境的地图浏览体验。实景地图使用新的地图技术，营造新的产品体验。真正实现了人视角的地图浏览体验，为用户提供更加真实准确、更富画面细节的地图服务。

目前，实景地图中全景图像的采集是将拍摄设备固定在车、船甚至是飞机等运动载体上，通过运动载体的运动带动拍摄设备移动来实现的。然而，运动载体在运行过程中，受到地面不平整、波浪或气流等影响，而不可避免地出现晃动的问题，进而导致全景图像出现模糊、失衡或晃动等现象。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有全景图像易受运动载体的状态的影响而出现画面模糊、失衡或晃动等问题，提供一种全景平衡云台。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

全景平衡云台，包括底座、载物平台、轴向电机、2个径向电机、万向节、2个固定连接杆、2个关节连接杆、陀螺仪传感器、轴向角度传感器、轴向驱动板、2个径向角度传感器、2个径向驱动板、以及控制电路板；底座和载物平台相互平行设置；轴向电机和2个径向电机位于底座和载物平台之间，轴向电机的电机轴垂直于载物平台所处平面，2个径向电机的电机轴平行于载物平台所处平面；轴向电机的定子固定安装在底座的上；万向节的一端与轴向电机的转子连接，另一端与载物平台连接；2个固定连接杆均呈L形；每个固定连接杆的一端与轴向电机的转子连接，另一端与一个径向电机的定子连接；2个关节连接杆均呈L形；每个固定连接杆的一端与一个径向电机的转子连接，另一端经由一个与载物平台连接；陀螺仪传感器安装在载物平台上，陀螺仪传感器的输出端与控制电路板连接；轴向角度传感器安装在轴向电机上，轴向角度传感器的输出端与控制电路板连接，控制电路板的1个输出端经由轴向驱动板与轴向电机连接；2个径向角度传感器分别安装在2个径向电机上，2个径向角度传感器的输出端均与控制电路板连接，控制电路板的另外2个输出端分别经由1个径向驱动板与1个径向电机连接。

上述方案中，轴向电机和2个径向电机处于同一水平高度上，2个径向电机的电机轴延长线与轴向电机的电机轴相交于一点。

上述方案中，每个关节连接杆各经由一轴承座与载物平台连接。

上述方案中，万向节与载物平台的连接点、2个关节连接杆与载物平台的连接点，这3个连接点在载物平台上呈三角形分布。

上述方案中，万向节与载物平台的连接点、2个关节连接杆与载物平台的连接点，这3个连接点在载物平台上呈等腰直角三角形分布。

上述方案中，万向节与载物平台的连接点位于载物平台的中心。

上述方案中，轴向电机和2个径向电机均为双向旋转电机。

与现有技术相比，本发明安装在拍摄设备和运动载体之间，其能够根据运动载体的状态实时调整拍摄设备的姿态，以保证拍摄设备始终能够处于平稳状态，确保实景图像的质量。

附图说明

图1为一种全景平衡云台的主视图。

图2为一种全景平衡云台的侧视图。

图中标号：1、底座；2、载物平台；3、轴向电机；4、径向电机；5、万向节；6、固定连接杆；7、关节连接杆；8、轴承座。

具体实施方式

一种全景平衡云台，如图1和2所示，主要由底座1、载物平台2、轴向电机3、2个径向电机4、万向节5、2个固定连接杆6、2个关节连接杆7、陀螺仪传感器、轴向角度传感器、轴向驱动板、2个径向角度传感器、2个径向驱动板、以及控制电路板组成。

底座1和载物平台2相互平行设置。在本发明优选实施例中，底座1和载物平台2均为平面。

轴向电机3和2个径向电机4位于底座1和载物平台2之间，轴向电机3的电机轴垂直于载物平台2所处平面，2个径向电机4的电机轴平行于载物平台2所处平面。轴向电机3和2个径向电机4可以处于相同的水平高度上，也可以处于不同的水平高度上。但为了便于实现平衡控制，在本发明优选实施例中，轴向电机3和2个径向电机4处于同一水平高度上，2个径向电机4的电机轴延长线与轴向电机3的电机轴相交于一点。在本发明中，轴向电机3和2个径向电机4均为双向旋转电机。

轴向电机3的定子固定安装在底座1的上。在本发明优选实施例中，轴向电机3的定子的下端面与底座1的上表面相连。

万向节5的一端与轴向电机3的转子连接，另一端与载物平台2连接。在本发明优选实施例中，万向节5的一端连接在轴向电机3的转子的上端面上，万向节5的另一端连接在载物平台2的下表面。

2个固定连接杆6均呈L形。每个固定连接杆6的一端与轴向电机3的转子连接，另一端与一个径向电机4的定子连接。在本发明优选实施例中，2个固定连接杆6呈水平设置，固定连接杆6的一端连接在轴向电机3的转子的侧壁上，固定连接杆6的另一端连接在径向电机4的定子的侧壁上。

2个关节连接杆7均呈L形。每个固定连接杆6的一端与一个径向电机4的转子连接，另一端经由一个与载物平台2连接。而为了让关节连接杆7的转动更为灵活，每个关节连接杆7上还带有一个轴承座8。在本发明优选实施例中，2个关节连接杆7呈直立设置，关节连接杆7的一端连接在径向电机4的转子的端面上，关节连接杆7的另一端经由轴承座8连接在载物平台2的下表面。

在本发明中，2个径向电机4、2个固定连接杆6、以及2个关节连接杆7在满足设计需求的前提下，可以采用不同的结构设计，但为了能够尽可能地降低控制算法的复杂度，提高运算速率，在本发明优选实施例中，2个径向电机4的采用相同型号的电机，2个固定连接杆6的结构和尺寸完全一致，以及2个关节连接杆7的结构和尺寸也完全一致。

为了实现全景平衡云台的三维平衡调节，轴向电机3和2个径向电机4在载物平台2上的施力点，不能分布在同一条直线上，而需要呈三角形分布。也就是说，在本发明中，万向节5与载物平台2的连接点、2个关节连接杆7与载物平台2的连接点，这3个连接点在载物平台2上呈三角形分布。而为了能够简化控制算法，万向节5与载物平台2的连接点、2个关节连接杆7与载物平台2的连接点，这3个连接点在载物平台2上呈等腰直角三角形分布。此外，将万向节5与载物平台2的连接点位于载物平台2的中心，还能够进一步简化控制算法。

陀螺仪传感器安装在载物平台2上，用于检测载物平台2的实时姿态，陀螺仪传感器的输出端与控制电路板连接。

轴向角度传感器安装在轴向电机3上，用于检测轴向电机3的实时转动角度，轴向角度传感器的输出端与控制电路板连接。控制电路板的1个输出端经由轴向驱动板与轴向电机3连接。

2个径向角度传感器分别安装在2个径向电机4上，用于检测相应径向电机4的实时转动角度，2个径向角度传感器的输出端均与控制电路板连接。控制电路板的另外2个输出端分别经由1个径向驱动板与1个径向电机4连接。

在本发明中，控制电路板既可以呈整体设置在底座1处，此时陀螺仪传感器、轴向角度传感器和径向角度传感器的采集信号通过并行方式同时传送到控制电路板中，控制电路板发出的控制信号同样通过并行方式同时传送到轴向驱动板和2个径向驱动板上；控制电路板又可以呈分立设置在每个电机处，此时陀螺仪传感器、轴向角度传感器和径向角度传感器的采集信号通过串行递进的方式依次传送到控制电路板中，控制电路板发出的控制信号同样通过串行递进方式依次传送到轴向驱动板和2个径向驱动板上。