专利名称：云台牵引机的制作方法
技术领域：
本发明为摄像机的支撑、移动装置。
背景技术：
目前，支撑摄像机的主要设备有脚轮三角架、摇臂、轨道移动车、斯坦尼康架等。 脚轮三角架运动轨迹不易复制、平稳性差，运动轨迹为单一平面内曲线；摇臂运动范围是以 臂长为半径的球面的局部；轨道移动车运动轨迹为单一曲线；斯坦尼康架运动轨 迹受摄像 师活动范围限制，摄像师劳动强度大，轨迹不易复制。相关技术及专利上海思博机械电气有限公司的50JA系列操纵杆。直升机航拍架CN201186750公开了一种直升机航拍架，万向球笼为云台水平保持
直ο一种柔索驱动三自由度并联机构CN1397414，公开一种柔索驱动三自由度并联机 构。
发明内容
提供当前摄像机支撑、移动装置不易实现的摄像机位，并实现在一定三维空间内 选择任意轨迹的运动摄像，控制系统可选择记忆多个运动轨迹，并修改、重放记忆的轨迹。技术方案是将多台以失电制动伺服电机(5)为动力的卷扬机⑴安装在录制现 场四周不低于5米的铝合金支架(4)上或安装在场馆顶部的设备层四周，将卷扬机(1)用 钢丝绳(2)与钢丝绳接环(16)连接，摄像机云台(3)在云台机构和摄像设备的重力作用下 通过钢丝绳(2)与卷扬机(1)牵制，形成多方向牵引悬挂装置。多单片机控制系统(23)控制面板有控制摄像机云台(3)运动的三维摇杆，控制 云台水平转轴(19)、云台仰俯转轴(21)的摇杆云台，控制电磁制动X转轴(17)、电磁制动 Y转轴(18)的制动按钮。进一步，任何摄像机云台(3)的相对空间坐标都以摄像机云台(3)与卷扬机(1) 的距离确定，多单片机控制系统(23)的上位机通过失电伺服电机(5)的码盘装置和失电制 动钢丝绳卷轴(7)安装的钢丝绳卷轴编码器(9)，计算、比较收放钢丝绳(2)的长度，仿真、 学习现场三维空间，建立坐标原点。多单片机控制系统(23)的上位机接收三维摇杆的方 向、速度信号，把运动轨迹点坐标、运动速度实时换算为伺服电机的运行数据，多单片机控 制系统(23)的下位机执行上位机的伺服电机的运行数据，使摄像机云台(3)在卷扬机(1) 牵引下运动、悬停；多单片机控制系统(23)的上位机接收失电制动钢丝绳卷轴(7)上安装 的钢丝绳卷轴编码器(9)的信号，校准运动轨迹，修改、重放记忆的轨迹。进一步，摄像机云台(3)加速度为O时，电磁制动X转轴(17)、电磁制动Y转轴 (18)不制动，云台电池仓(13)、云台水平架(20)、云台仰俯支架(22)和云台连杆(14)与云 台钢丝绳连接盘(15)形成万向节连接关系，利用重力作用，调整云台水平架(20)和云台仰俯支架(22)的安装距离、调整摄像机安装位置，使云台水平架(20)、云台仰俯支架(22)水平。卷扬机(1)收放钢丝绳(2)的速度变化时，钢丝绳(2)牵引摄像机云台(3)运动 状态变化，摄像师操作多单片机控制系统(23)面板上的制动按钮，电磁制动X转轴(17)和 电磁制动Y转轴(18)制动，摄像机云台(3)为钢性结构，吊点运动加速度传递给摄像机云 台⑶的云台电池仓(13)、云台水平架(20)、云台仰俯支架(22)，摄像机云台(3)保持加速 度前的平衡状态。摄像机云台(3)的云台水平转轴(19)、云台仰俯转轴(21)、及摄像机伺服均采用 业余频率尾随机码信号无线遥控，由下位机控制；摄像机视频信号可无线发射，或将信号线 缆附在钢丝绳(2)上用线缆传送视频信号；在1000平方米以下录现场，摄像机云台(3)的 云台水平转轴(19)、云台仰俯转轴(21)及摄像机伺服、摄像机视频信号均可将信号线缆附 在钢丝绳(2)上用线缆传送信号。卷扬机(1)以失电制动伺服电机(5)为动力；卷扬机架⑶与底座(12)有水平 转轴(11)连接，水平转轴(11)与失电制动钢丝绳卷轴(7)有距离d，失电制动钢丝绳卷轴 (7)与钢丝绳(2)拉力方向垂直；失电制动钢丝绳卷轴(7)有钢丝绳卷轴编码器(9)与上 位机连接。本发明的有益效果是，丰富镜头语言，减轻摄像师劳动强度。
下面结合附图和实施例对本实发明进一步说明。图1是本发明四台卷扬机安装透视图。图2是四台卷扬机安装顶视图。图3是三台卷扬机安装透视图。图4是卷扬机前视图。图5是卷扬机侧视图。图6是卷扬机侧视图。图7是摄像机云台透视图。图8是系统原理图。图9是控制系统坐标确认流程。图10是控制系统运动控制、记忆流程。图中1.卷扬机、2.钢丝绳、3.摄像机云台、4.铝合金支架、5.失电制动伺服电 机、6.传动轴、7.失电制动钢丝绳卷轴、8.卷扬机架、9.钢丝绳卷轴编码器、10.钢丝绳压 轴、11.水平转轴、12.底座、13.云台电池仓、14.云台连杆、15.云台钢丝绳连接盘、16.钢 丝绳接环、17.电磁制动X转轴、18.电磁制动Y转轴、19.云台水平转轴、20.云台水平架、 21.云台仰俯转轴、22.云台仰俯支架、23.多单片机控制系统。
具体实施例方式在1000平方米以下录现场录制现场四周，安装3个6米高的铝合金支架(4)，每个 铝合金支架(4)上安装1台卷扬机(1)，将卷扬机(1)与摄像机云台(3)用钢丝绳(2)连接，摄像机云台(3)在云台机构和摄像设备的重力作用下通过钢丝绳(2)与卷扬机(1)牵 制，形成多方向牵引悬挂装置，如图3。摄像机云台(3)的云台水平转轴(19)、云台仰俯转 轴(21)及摄像机伺服线缆和摄像机视频信号线缆都附在钢丝绳(2)上，将多单片机控制系 统(23)与失电伺服电机(5)的驱动、失电制动钢丝绳卷轴(7)、钢丝绳卷轴编码器(9)连接。多单片机控制系统(23)执行图9的步骤；步骤102，以录制现场中央摄像机最低 机位为坐标原点；步骤104，操作多单片机控制系统(23)的三维摇杆，使摄像机云台(3)水 平运动和垂直运动，分别将位移数据和输入多单片机控制系统(23)，单片机控制系统(23) 根据原点和位移数据确定卷扬机(1)的坐标；重复以上操作可减小卷扬机(1)坐标的误差。 因摄像师对三维摇杆的操作以镜头效果为主，固可以接受较小现场仿真误差。多单片机控制系统(23)执行图10的步骤200 ；步骤202，操作多单片机控制系统 (23)的三维摇杆；步骤204接收步骤202产生的方向、速度信号，操作多单片机控制系统 (23)的上位机运算摄像机云台(3)的运行轨迹；步骤206，将步骤204的轨迹转换为伺服 数据，下位机实时执行；步骤208，多单片机控制系统(23)的上位机接收钢丝绳卷轴编码器 (9)的信号，对比步骤204的伺服数据，判断电机是否失步；步骤208肯定判断时，执行步骤 210，校正伺服数据，执行步骤206 ；步骤208否定判断时，执行步骤212，记忆伺服数据；执 行步骤214，重放轨迹。体育场、体育馆等大型活空间安装四台卷扬机牵引的摄像机云台牵引机。卷扬机 (1)安装在场、馆的设层或顶棚钢结构上，摄像机云台(3)的云台水平转轴(19)、云台仰俯 转轴(21)、及摄像机伺服均采用业余频率尾随机码信号无线遥控，电源由云台电池仓(13) 中的摄像机专用电池提供。
权利要求
一种摄像机云台的卷扬机牵引机构，其特征是三台卷扬机(1)安装在录制现场四周不低于5米的铝合金支架(4)上或场馆的设备层，分别将三台卷扬机(1)用钢丝绳(2)与钢丝绳接环(16)连接，摄像机云台(3)在云台机构和摄像设备的重力作用下通过钢丝绳(2)与卷扬机(1)牵制，形成多方向牵引悬挂装置。
2.如权利要求1所述，四台卷扬机(1)均勻分布安装在场馆高空的设备层四周，分别将 四台卷扬机(1)用钢丝绳(2)与钢丝绳接环(16)连接，摄像机云台(3)在云台机构和摄像 设备的重力作用下通过钢丝绳(2)与卷扬机(1)牵制，形成多方向牵引悬挂装置。
3.权利要求1中卷扬机(1)的动力是失电伺服电机(5)，有失电制动钢丝绳卷轴(7) 和钢丝绳卷轴编码器(9)。
4.权利要求1中的摄像机云台(3)有电磁制动X转轴(17)、电磁制动Y转轴(18)、云 台电池仓(13)。
5.卷扬机架(8)与底座(12)有水平转轴(11)连接，水平转轴(11)与失电制动钢丝绳 卷轴(7)有距离d。
6.多单片机控制系统(23)控制面板有控制摄像机云台(3)运动的三维摇杆，控制云 台水平转轴(19)、云台仰俯转轴(21)的摇杆云台，控制电磁制动X转轴(17)、电磁制动Y 转轴(18)的制动按钮。
7.权利要求1中多单片机控制系统(23)的上位机通过失电伺服电机(5)的码盘装置 和失电制动钢丝绳卷轴(7)和钢丝绳卷轴编码器(9)的数据，计算、比较收放钢丝绳(2)的 长度，确定摄像机云台(3)与卷扬机(1)的距离，仿真、学习现场三维空间，建立坐标原点。 单片机控制系统(23)的上位机接收三维摇杆的方向、速度信号，把运动轨迹点坐标、运动 速度实时换算为伺服电机的运行数据，多单片机控制系统(23)的下位机执行上位机的伺 服电机的运行数据，使摄像机云台(3)在卷扬机(1)牵引下运动、悬停；多单片机控制系统 (23)多单片机控制系统(23)的上位机接收失电制动钢丝绳卷轴(7)上安装的钢丝绳卷轴 编码器(9)的信号，校准运动轨迹，修改、重放记忆的轨迹。
全文摘要
一种三维空间运动的摄像机支撑、移动装置，用卷扬机卷扬机牵引摄像机云台，多单片机控制系统接收三维摇杆的方向、速度信号，把运动轨迹点坐标、运动速度实时换算为伺服电机的运行数据，使摄像机云台在卷扬机牵引下运实现在一定空间内选择任意轨迹的运动摄像，多单片机控制系统可选择记忆多个运动轨迹，并修改、重放记忆的轨迹。
文档编号B66D1/00GK101837931SQ200910129079
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者不公告发明人 申请人:郭鹏飞