智能动画拍摄车的制作方法

本发明涉及摄影装置技术领域，具体涉及一种智能动画拍摄车。

背景技术

动画片在制作的时候，在每一帧中都制作相应的动画，然后导出来，从而得到想要的动画片，而动画则需要拍摄车进行拍摄。此外，在拍摄过程还需要对灯光的明暗进行调节，而调节灯光的明暗则需要控制箱配合进行。

目前的拍摄车和控制箱均是分开独立工作，并没有形成关联，一方面需要人操作摄影车，另一方面需要另外一个操作控制箱，造成了人员的浪费，而且对两个人之间的默契，相互配合要求较高，由此增加了一定的拍摄难度。

此外，目前的拍摄车的自动化程度不高，无法在空间六自由度移动或者转动，而且某些角度或者位置的变化需要人工手动控制或者手动移动。而动画拍摄对位置准确度的要求非常高，不能发生错位。因此目前的拍摄车在位置的控制上不够智能，无法实现全自动控制，不利于动画的拍摄。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种智能动画拍摄车，以增加拍摄车控制灯光明暗的功能，同时增加摄影车空间自由度的个数，提高智能化程度。

本发明提供一种智能动画拍摄车，包括移动车、控制箱、竖直伸缩臂、竖直摆动机构、水平转动机构、水平伸缩臂、水平移动机构和相机旋转架；

所述竖直伸缩臂的下端通过所述水平移动机构与所述移动车滑动连接，所述竖直伸缩臂的上端通过转接盘与所述水平转动机构转动连接，所述水平转动机构与所述水平伸缩臂铰接，并且水平转动机构与水平伸缩臂之间设有所述竖直摆动机构，通过竖直摆动机构进而使水平伸缩臂围绕水平转动机构和水平伸缩臂的铰接点上下摆动；

所述相机旋转架安装于所述水平伸缩臂的伸缩末端，通过调节相机旋转架与水平伸缩臂的角度，从而改变相机的位置；

所述控制箱安装于所述水平移动机构上，并且控制箱与所述竖直伸缩臂、竖直摆动机构、水平转动机构、水平伸缩臂、水平移动机构和相机旋转架电连接；控制箱用于控制灯光的明暗，以及竖直伸缩臂、竖直摆动机构、水平转动机构、水平伸缩臂、水平移动机构和相机旋转架的运行。

优选地，所述水平移动机构包括底板、第一电机、齿条、第一减速箱；所述底板的下面通过滑轨与所述移动车滑动连接，底板的上面与所述竖直伸缩臂固定连接；所述齿条固定安装于移动车，所述第一电机和第一减速箱均固定安装于底板，所述第一电机通过第一减速箱与齿条传动连接，通过第一电机转动进而使竖直伸缩臂沿着导轨滑动；

所述第一电机与所述控制箱电连接。

第一电机为步进电机，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，通过控制箱发出的脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，使得水平移动机构准确的水平移动，从而大大提高了相机的移动精度。

优选地，所述控制箱固定安装于所述底板上。

优选地，所述底板和竖直伸缩臂之间设有多个加强柱，并且加强柱均匀分布在竖直伸缩臂的四周。

竖直伸缩臂承受其上的各个机构的总重量，而在各个机构移动的过程中必然会产生一定的晃动，通过四个加强柱来避免这些晃动，同时加强竖直伸缩臂与底板的连接，强化整个设备的连接强度。

优选地，所述水平转动机构包括轴承、齿轮盘、滑动组件、第二电机、第二减速箱和第一安装架；所述轴承的内圈和外圈分别与所述转接盘和齿轮盘固定连接，进而使转接盘和齿轮盘形成转动连接；所述第二电机和第二减速箱均固定安装于所述转接盘，并且第二电机通过第二减速箱与所述齿轮盘传动连接，通过第二电机转动进而使齿轮盘转动；

所述第一安装架的下面通过所述滑动组件与所述齿轮盘滑动连接，第一安装架的上面与所述水平伸缩臂铰接；

所述第二电机与所述控制箱电连接。

第二电机也为步进电机，也使水平伸缩臂一步一步转动，提高转动的准确度。在水平转动机构的作用下使得水平伸缩臂、竖直摆动机构和相机旋转架在水平面内360°旋转，从而使相机在水平面内无死角旋转。

优选地，所述滑动组件包括燕尾滑台和燕尾滑槽，所述燕尾滑槽与所述齿轮盘固定连接，所述燕尾滑台与所述第一安装架固定连接，所述燕尾滑台滑动连接于燕尾滑槽内，并且燕尾滑台沿着水平伸缩臂的方向水平滑动。

优选地，所述竖直摆动机构包括第三电机、第一导向管、第二导向管、丝杆和丝杆套；所述第一导向管的下端插入所述第二导向管内，进而使第一导向管和第二导向管形成可伸缩的结构；所述第一导向管的上端与所述水平伸缩臂铰接，所述第二导向管的下端与所述第一安装架铰接；

所述丝杆沿着第一导向管的轴向安装于所述第二导向管的内部，并且丝杆的上端与所述第一导向管固定连接；所述丝杆套套设在丝杆上，所述第三电机固定安装于第一安装架，并且第三电机通过丝杆套与丝杆传动连接，通过第三电机转动使丝杆带动第一导向管在第二导向管内伸缩，进而使水平伸缩臂围绕第一安装架与水平伸缩臂的铰接点上下摆动，同时伴随着滑动组件的水平滑动；

所述第三电机与所述控制箱电连接。

第三电机也为步进电机，使水平伸缩臂一步一步上下摆动，提高摆动的准确度。竖直摆动机构实现相机的在竖直面内角度的倾斜。

优选地，所述相机旋转架包括第二安装架、第四电机、第五电机和相机安装板；所述水平伸缩臂的伸缩末端设有与所述水平伸缩臂垂直的固定轴，并且固定轴向下延伸；

所述第二安装架与所述固定轴转动连接；所述第四电机和第五电机均固定安装于第二安装架，并且第四电机与固定轴传动连接，通过第四电机旋转进而使第二安装架以固定轴为轴线转动；

所述相机安装板与所述第二安装架转动连接，并且相机安装板的转动轴与所述固定轴垂直；所述第五电机与相机安装板传动连接，通过第五电机转动进而使相机安装板以所述转动轴为轴线转动；

所述第四电机和第五电机分别与所述控制箱电连接。

第四电机和第五电机也为步进电机，其作用也是为了提高调节的准确度。经过竖直伸缩臂、竖直摆动机构、水平转动机构、水平伸缩臂和水平移动机构在大范围内的粗调后，在通过相机旋转架在小范围内的进一步细调，使相机到达指定的拍摄角度。

优选地，所述第四电机通过同步轮和同步带与固定轴传动连接，所述第五电机也通过同步轮和同步带与相机安装板传动连接。

步进电机结合同步轮和同步带传动，使传动非常准确，避免了出现传动打滑的问题，进一步提高传动准确度。

优选地，所述竖直伸缩臂和水平伸缩臂均设有三节臂体，并且竖直伸缩臂和水平伸缩臂的内部设有第六电机用于驱动臂体伸缩；

所述第六电机均与所述控制箱电连接。

竖直伸缩臂的第六电机安装在竖直伸缩臂的最大的臂体内部，最大的臂体内部还设有丝杆，该丝杆与最小的臂体固定连接，第六电机通过丝杆套与该丝杆传动连接，通过第六电机旋转进而使丝杆带动最小的臂体同步伸缩，以实现竖直伸缩臂的伸缩功能。水平伸缩臂的内部结构和竖直伸缩臂的内部结构相同。两个第六电机仍为步进电机，使竖直伸缩臂和水平伸缩臂一步一步伸缩，提高了伸缩的准确度。

本发明的有益效果体现在：

本设备通过竖直伸缩臂和水平移动机构实现空间x轴和y轴的平动，结合水平转动机构和水平伸缩臂实现z轴的平动、以及围绕y轴的转动，相机旋转架还能实现转动，角度的变化，以实现x轴和z轴的转动。以上六种动作即为空间六个自由度，将这六个动作组合起来实现相机在空间任意位置、任意姿势的变化，使拍摄角度的选择非常方便。而竖直摆动机构可以实现相机在竖直面内大范围的倾角调节，避免了相机旋转架的组合动作，从而使调节更加方便。本设备各个机构的调节均是控制箱输出的指令来实现，而控制箱与操作台有线连接，从而通过操作台输入指令给控制箱以控制本设备的运行，无需人工进行手动调节，避免了人工手动调剂造成的人工误差，同时也有利于相机当前位置的锁定。

此外，操作台还可以通过控制控制箱以控制摄像时的灯光明暗，实现单人便可以控制灯光和拍摄车，避免了双人配合操作，大大减少了人工操作的工作量，使画面拍摄和灯光控制的效率得以提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的立体图；

图5为图1中a处的放大图；

图6为图1中b处的放大图；

图7为图3中c处的放大图；

图8为本实施例中竖直摆动机构的结构示意图。

附图中，1-移动车，2-控制箱，3-竖直伸缩臂，4-竖直摆动机构，5-水平转动机构，6-水平伸缩臂，7-水平移动机构，8-相机旋转架，9-相机，10-臂体，11-滚轮，12-底板，13-第一电机，14-齿条，15-第一减速箱，16-滑轨，17-加强柱，18-转接盘，19-轴承，20-齿轮盘，21-滑动组件，22-第二电机，23-第二减速箱，24-第一安装架，25-燕尾滑台，26-燕尾滑槽，27-垫片，28-第三电机，29-第一导向管，30-第二导向管，31-第二安装架，32-第四电机，33-第五电机，34-相机安装板，35-固定轴，36-滚针轴承，37-转动轴，38-同步轮，39-同步带，40-连接架，41-丝杆，42-丝杆套

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本实施例提供了一种智能动画拍摄车，包括移动车1、控制箱2、竖直伸缩臂3、竖直摆动机构4、水平转动机构5、水平伸缩臂6、水平移动机构7和相机旋转架8。其中所述竖直伸缩臂3和水平伸缩臂6均设有三节臂体10，并且竖直伸缩臂3和水平伸缩臂6的内部设有第六电机用于驱动臂体10伸缩；所述第六电机均与所述控制箱2电连接。竖直伸缩臂3的第六电机安装在竖直伸缩臂3的最大的臂体10内部，最大的臂体10内部还设有丝杆，该丝杆与最小的臂体10固定连接，第六电机通过丝杆套与该丝杆传动连接，通过第六电机旋转进而使丝杆带动最小的臂体10同步伸缩，以实现竖直伸缩臂3的伸缩功能。水平伸缩臂6的内部结构和竖直伸缩臂3的内部结构相同，并且水平伸缩臂6和竖直伸缩臂3伸缩原理与第三电机28驱动第一导向管29在第二导向管30内伸缩的原理相同。两个第六电机仍为步进电机，使竖直伸缩臂3和水平伸缩臂6一步一步伸缩，提高了伸缩的准确度。

如图2和图3所示，所述竖直伸缩臂3的下端通过所述水平移动机构7与所述移动车1滑动连接，水平移动机构7的具体结构如下：

移动车1设有多个滚轮11，便于推动整个设备移动。所述水平移动机构7包括底板12、第一电机13、齿条14、第一减速箱15；所述底板12的下面通过滑轨16与所述移动车1滑动连接，滑轨16设有两条。底板12的上面与所述竖直伸缩臂3固定连接；所述齿条14固定安装于移动车1，所述第一电机13和第一减速箱15均固定安装于底板12，所述第一电机13通过第一减速箱15与齿条14传动连接，通过第一电机13转动进而使竖直伸缩臂3沿着导轨滑动；所述第一电机13与所述控制箱2电连接。第一电机13为步进电机，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，通过控制箱2发出的脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，使得水平移动机构7准确的水平移动，从而大大提高了相机9的移动精度。

其中，所述控制箱2固定安装于所述底板12上。所述底板12和竖直伸缩臂3之间设有四个加强柱17，并且加强柱17均匀分布在竖直伸缩臂3的四周。竖直伸缩臂3承受其上的各个机构的总重量，而在各个机构移动的过程中必然会产生一定的晃动，通过四个加强柱17来避免这些晃动，同时加强竖直伸缩臂3与底板12的连接，强化整个设备的连接强度。

如图5所示，所述竖直伸缩臂3的上端通过转接盘18与所述水平转动机构5转动连接，所述水平转动机构5与所述水平伸缩臂6铰接，水平转动机构5的具体结构如下：

所述水平转动机构5包括轴承19、齿轮盘20、滑动组件21、第二电机22、第二减速箱23和第一安装架24；所述轴承19的内圈和外圈分别与所述转接盘18和齿轮盘20固定连接，进而使转接盘18和齿轮盘20形成转动连接。这里的轴承19采用轴向轴承19。所述第二电机22和第二减速箱23均固定安装于所述转接盘18，并且第二电机22通过第二减速箱23与所述齿轮盘20传动连接，通过第二电机22转动进而使齿轮盘20转动。所述第一安装架24的下面通过所述滑动组件21与所述齿轮盘20滑动连接，并且滑动组件21和齿轮盘20之间通过垫片27固定连接。第一安装架24的上面与所述水平伸缩臂6铰接。所述第二电机22与所述控制箱2电连接。第二电机22也为步进电机，也使水平伸缩臂6一步一步转动，提高转动的准确度。在水平转动机构5的作用下使得水平伸缩臂6、竖直摆动机构4和相机旋转架8在水平面内360°旋转，从而使相机9在水平面内无死角旋转。

如图7所示，所述滑动组件21包括燕尾滑台25和燕尾滑槽26，所述燕尾滑槽26与所述齿轮盘20固定连接，所述燕尾滑台25与所述第一安装架24固定连接，所述燕尾滑台25滑动连接于燕尾滑槽26内，并且燕尾滑台25沿着水平伸缩臂6的方向水平滑动。燕尾滑台25和燕尾滑槽26配合进行定向滑动，防止水平伸缩臂6在其他方向上发生晃动。

如图5和图8所示，水平转动机构5与水平伸缩臂6之间设有所述竖直摆动机构4，通过竖直摆动机构4进而使水平伸缩臂6围绕水平转动机构5和水平伸缩臂6的铰接点上下摆动。竖直摆动机构4的具体结构如下：

所述竖直摆动机构4包括第三电机28、第一导向管29、第二导向管30、丝杆41和丝杆套42；所述第一导向管29的下端插入所述第二导向管30内，进而使第一导向管29和第二导向管30形成可伸缩的结构；所述第一导向管29的上端与所述水平伸缩臂6铰接，所述第二导向管30的下端与所述第一安装架24铰接。所述丝杆41沿着第一导向管29的轴向安装于所述第二导向管30的内部，并且丝杆41的上端与所述第一导向管29固定连接；所述丝杆套42套设在丝杆41上，所述第三电机28固定安装于第一安装架24，并且第三电机28通过丝杆套42与丝杆41传动连接，通过第三电机28转动使丝杆41带动第一导向管29在第二导向管30内伸缩，进而使水平伸缩臂6围绕第一安装架24与水平伸缩臂6的铰接点上下摆动，同时伴随着滑动组件21的水平滑动。丝杆41和第一导向管29在第二导向管30中只伸缩，不旋转；而第三电机28带动丝杆套42转动，丝杆套42只旋转，不沿着丝杆41直线移动。

所述第三电机28与所述控制箱2电连接。第三电机28也为步进电机，使水平伸缩臂6一步一步上下摆动，提高摆动的准确度。竖直摆动机构4实现相机9的在竖直面内角度的倾斜。

如图6所示，所述相机旋转架8安装于所述水平伸缩臂6的伸缩末端，通过调节相机旋转架8与水平伸缩臂6的角度，从而改变相机9的位置。相机旋转架8和伸缩末端之间设有用于连接的连接架40。相机旋转架8的具体结构如下：

所述相机旋转架8包括第二安装架31、第四电机32、第五电机33和相机安装板34；所述伸缩末端的连接架40设有与所述水平伸缩臂6垂直的固定轴35，并且固定轴35向下延伸。

所述第二安装架31与所述固定轴35转动连接，固定轴35和第二安装架31之间设有滚针轴承3619。所述第四电机32和第五电机33均固定安装于第二安装架31，并且第四电机32与固定轴35传动连接，通过第四电机32旋转进而使第二安装架31以固定轴35为轴线转动；所述相机安装板34与所述第二安装架31转动连接，并且相机安装板34的转动轴37与所述固定轴35垂直。所述第五电机33与相机安装板34传动连接，通过第五电机33转动进而使相机安装板34以所述转动轴37为轴线转动。所述第四电机32通过同步轮38和同步带39与固定轴35传动连接，所述第五电机33也通过同步轮38和同步带39与相机安装板34传动连接。步进电机结合同步轮38和同步带39传动，使传动非常准确，避免了出现传动打滑的问题，进一步提高传动准确度。

第二安装架31还设有端盖，端盖和第二安装架31一起形成安装腔，用于安装第四电机32、第五电机33及其同步带39和同步轮38，避免传动部位暴露，同时也为了避免外物触碰该传动部位，起到了保护的作用。端盖已在结构示意图中隐藏。

其中，所述第四电机32和第五电机33分别与所述控制箱2电连接。第四电机32和第五电机33也为步进电机，其作用也是为了提高调节的准确度。经过竖直伸缩臂3、竖直摆动机构4、水平转动机构5、水平伸缩臂6和水平移动机构7在大范围内的粗调后，在通过相机旋转架8在小范围内的进一步细调，使相机9到达指定的拍摄角度。

本实施例提供的智能动画拍摄车通过竖直伸缩臂3和水平移动机构7实现空间x轴和y轴的平动，结合水平转动机构5和水平伸缩臂6实现z轴的平动、以及围绕y轴的转动，相机旋转架8还能实现转动，角度的变化，以实现x轴和z轴的转动。以上六种动作即为空间六个自由度，将这六个动作组合起来实现相机9在空间任意位置、任意姿势的变化，使拍摄角度的选择非常方便。而竖直摆动机构4可以实现相机9在竖直面内大范围的倾角调节，避免了相机旋转架8的组合动作，从而使调节更加方便。

所述控制箱2安装于所述水平移动机构7上，并且控制箱2与所述竖直伸缩臂3、竖直摆动机构4、水平转动机构5、水平伸缩臂6、水平移动机构7和相机旋转架8电连接；控制箱2用于控制灯光的明暗，以及竖直伸缩臂3、竖直摆动机构4、水平转动机构5、水平伸缩臂6、水平移动机构7和相机旋转架8的运行。本设备各个机构的调节均是控制箱2输出的指令来实现，而控制箱2与操作台有线连接，从而通过操作台输入指令给控制箱2以控制本设备的运行，无需人工进行手动调节，避免了人工手动调剂造成的人工误差，同时也有利于相机9当前位置的锁定。操作台还可以通过控制控制箱2以控制摄像时的灯光明暗，实现单人便可以控制灯光和拍摄车，避免了双人配合操作，大大减少了人工操作的工作量，使画面拍摄和灯光控制的效率得以提高。

本实施例中的竖直伸缩臂3、竖直摆动机构4、水平转动机构5、水平伸缩臂6、水平移动机构7和相机旋转架8均设有限位器，用于限制各个动作的最大幅度。此外，本设备还配有电动变焦器，电动变焦器已在结构示意图中隐藏。电动变焦器安装在相机安装板34上，电动变焦器的输出端与相机9上的齿轮环传动连接。电动变焦器与控制箱2电连接，通过控制台也可以远程控制相机9对焦。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。