本發(fā)明涉及一種可折疊三軸穩(wěn)定云臺(tái)，屬于攝影和攝像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高，外出旅游的人數(shù)增加，特別是參加各種極限運(yùn)動(dòng)的人數(shù)不斷增加，為了將所見(jiàn)所聞與人分享，人們都會(huì)利用手機(jī)拍攝大量的照片和視頻。但是在拍攝過(guò)程中需要保證手機(jī)的穩(wěn)定才能獲得優(yōu)良的畫(huà)質(zhì)，然而對(duì)于大多數(shù)非專(zhuān)業(yè)人士來(lái)說(shuō)，這個(gè)技能非常困難。為了提高普通人士的拍攝效果，市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多穩(wěn)定云臺(tái)，將手機(jī)夾在穩(wěn)定云臺(tái)上，即使是在運(yùn)動(dòng)中，也能保持手機(jī)的穩(wěn)定，從而得到專(zhuān)業(yè)級(jí)的拍攝效果。

目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的穩(wěn)定云臺(tái)主要有框架結(jié)構(gòu)和懸臂結(jié)構(gòu)兩種形式，前者主要用于照相機(jī)，后者主要用于運(yùn)動(dòng)相機(jī)和手機(jī)拍攝。然而這兩種結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，體積重量較大，不便于旅行時(shí)攜帶。于是有公司開(kāi)發(fā)出了可折疊的穩(wěn)定云臺(tái)，然而該折疊云臺(tái)僅有兩個(gè)軸，如果要取得全方位的穩(wěn)定效果必須要三個(gè)軸，兩軸可折疊云臺(tái)雖然攜帶方便，但是犧牲了拍攝質(zhì)量，當(dāng)云臺(tái)向某個(gè)傾斜方向擺動(dòng)時(shí)就無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定，因此使所拍攝畫(huà)面晃動(dòng)劇烈，無(wú)法滿足正常拍攝需求。

此外現(xiàn)有穩(wěn)定云臺(tái)很難對(duì)不同質(zhì)量的手機(jī)重心進(jìn)行調(diào)整，使得云臺(tái)進(jìn)行工作時(shí)需要耗費(fèi)大量電力，大大縮短續(xù)航時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種可折疊三軸穩(wěn)定云臺(tái)。該可折疊三軸穩(wěn)定云臺(tái)有三個(gè)可以控制的轉(zhuǎn)軸，因此可以對(duì)任何方向的晃動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，使得拍攝畫(huà)面穩(wěn)定流暢。此外本發(fā)明采用一個(gè)可以折疊的懸臂，在停止拍攝時(shí)可以收納起來(lái)，使得體積非常小。

此外本發(fā)明的結(jié)構(gòu)保證了不同質(zhì)量的手機(jī)在方位和橫滾兩個(gè)軸上的重心自動(dòng)配平，另外設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)可以很方便地對(duì)俯仰軸上的重心進(jìn)行配平。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種可折疊三軸穩(wěn)定云臺(tái)，包括手柄、曲臂、端部組件，所述手柄包括外殼，俯仰電機(jī)，俯仰軸,曲臂轉(zhuǎn)軸；所述俯仰電機(jī)安裝在手柄頂端，所述曲臂轉(zhuǎn)軸將俯仰軸與曲臂連接在一起；曲臂另外一端固定在端部組件上。

所述曲臂所連接的端部組件在折疊時(shí)位于手柄的底端。

所述曲臂為Z字型結(jié)構(gòu)，曲臂包括曲臂中段、曲臂前端和曲臂后端，曲臂后端與端部組件相連，曲臂中段的長(zhǎng)度根據(jù)端部組件的重心來(lái)設(shè)定，使安裝手機(jī)時(shí)，端部組件與手機(jī)的整體重心落在俯仰軸的軸線上。

端部組件包括橫滾電機(jī)、航向電機(jī)、擺桿、手機(jī)夾持器、姿態(tài)傳感器，所述橫滾電機(jī)定子外殼與曲臂相連接，其轉(zhuǎn)子與航向電機(jī)相連接，橫滾電機(jī)與航向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸夾角為直角，航向電機(jī)的轉(zhuǎn)子與擺桿連接，使擺桿所連接的手機(jī)夾持器可以沿航向擺動(dòng)。

所述曲臂為Z型，為手機(jī)的航向偏轉(zhuǎn)提供空間，折疊時(shí)曲臂位于手柄的凹陷處，其頂端與手柄末端平齊。

所述端部組件的手機(jī)夾持器與擺桿的距離可以調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)不同手機(jī)的重心位置，使得端部組件與手機(jī)的整體重心落在俯仰軸的軸線上。

手機(jī)夾持器包括插榫和鋸齒，插榫的兩邊有鋸齒，用于調(diào)節(jié)手機(jī)夾持器與擺桿的距離。

擺桿上的插槽上裝有兩個(gè)按鈕，按鈕通過(guò)彈簧和轉(zhuǎn)軸安裝在擺桿側(cè)壁，用于調(diào)節(jié)手機(jī)夾持器與擺桿的距離，姿態(tài)傳感器安裝在插槽與軸孔之間。

曲臂為Z型，為手機(jī)的航向偏轉(zhuǎn)提供空間，折疊時(shí)曲臂位于手柄的凹陷處，其頂端與手柄末端平齊。

傳動(dòng)鏈的順序?yàn)閺氖謾C(jī)到航向電機(jī)，再到橫滾電機(jī)，再到曲臂，再到俯仰電機(jī)，最終到手柄。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果：

本發(fā)明的一個(gè)效果在于，曲臂作為支撐臂可以折疊，使得云臺(tái)不用時(shí)的體積非常小便于攜帶；

本發(fā)明的一個(gè)效果在于，可以進(jìn)行三軸穩(wěn)定控制，使拍攝畫(huà)面更加流暢；

本發(fā)明的一個(gè)效果在于，Z型的曲臂為方位軸控制提供了空間，不僅如此，由于曲臂向內(nèi)凹，為俯仰軸的配平提供了幫助；

本發(fā)明的一個(gè)效果在于，俯仰軸的重心非常方便調(diào)整，使系統(tǒng)控制性能提高；

本發(fā)明的一個(gè)效果在于，橫滾軸和方位軸上的重心自動(dòng)平衡，使系統(tǒng)續(xù)航時(shí)間增加。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中折疊狀態(tài)的三軸穩(wěn)定云臺(tái)；

圖2是本發(fā)明中穩(wěn)定云臺(tái)手柄示意圖；

圖3是本發(fā)明中穩(wěn)定云臺(tái)端部組件與曲臂連接示意圖；

圖4是本發(fā)明中手機(jī)夾持器頂視圖；

圖5是本發(fā)明中擺桿的垂直剖視圖；

圖6是本發(fā)明中手機(jī)夾持器與擺桿連接示意圖；

圖7是本發(fā)明中水平展開(kāi)狀態(tài)三軸穩(wěn)定云臺(tái)示意圖；

圖8是本發(fā)明中垂直展開(kāi)狀態(tài)三軸穩(wěn)定云臺(tái)示意圖；

圖9是本發(fā)明中方位控制示意圖；

圖10是本發(fā)明中橫滾控制示意圖；

圖11是本發(fā)明中俯仰控制時(shí)的側(cè)視圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件：1-手柄、2-曲臂、201-曲臂中段、202-折疊銷(xiāo)、203-曲臂前段、3-端部組件、4-手機(jī)、101-外殼、102-俯仰電機(jī)、103-俯仰軸、104-曲臂轉(zhuǎn)軸、105-鋰電池、106-控制板、301-橫滾電機(jī)、302-航向電機(jī)、303-擺桿、304-手機(jī)夾持器、3031-按鈕、3032-彈簧、3033-轉(zhuǎn)軸、3034-姿態(tài)傳感器、3035-插槽、3036-軸孔、3041-插榫、3042-鋸齒

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為折疊狀態(tài)三軸穩(wěn)定云臺(tái)，手柄1和曲臂2貼合在一起，端部組件3緊靠在手柄1的底端，整個(gè)系統(tǒng)近似一個(gè)矩形結(jié)構(gòu)，其組成部分結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶和安放。

曲臂2為Z字型結(jié)構(gòu)，曲臂2包括曲臂中段201、曲臂前端202和曲臂后端203，如圖3所示。曲臂后端203與端部組件3相連，曲臂中段201的長(zhǎng)度根據(jù)端部組件3的重心來(lái)設(shè)定，使安裝手機(jī)4時(shí)，端部組件3與手機(jī)4的整體重心落在俯仰軸103的軸線上。曲臂2通過(guò)折疊銷(xiāo)202與手柄1上俯仰電機(jī)102的俯仰軸軸103相連。利用折疊銷(xiāo)202曲臂2可以折疊一定角度，如圖1所示，曲臂2軸線俯仰電機(jī)102的軸線成90度。需要拍攝時(shí)，曲臂2可以繞折疊銷(xiāo)202轉(zhuǎn)動(dòng)展開(kāi)，這時(shí)曲臂2軸線俯仰電機(jī)102的軸線重合，見(jiàn)圖7。當(dāng)曲臂展開(kāi)時(shí)，會(huì)與俯仰電機(jī)102的軸鎖緊，并隨俯仰電機(jī)102的軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行俯仰穩(wěn)定控制。折疊銷(xiāo)202可以由其它鉸鏈或者機(jī)構(gòu)所代替，起到連接并鎖定曲臂2的功能即可。

在手柄1的頂端安裝有俯仰電機(jī)102，鋰電池105安裝在手柄1的下端，上端安裝控制板106，見(jiàn)圖2。

由于俯仰電機(jī)102的高度大于鋰電池105的厚度，因此俯仰電機(jī)102會(huì)凸出于鋰電池105，見(jiàn)圖2，恰好可以將Z型的曲臂2貼合在外殼101上。而Z型的曲臂2又為方位軸控制提供了空間，如圖9所示。不僅如此，由于曲臂2向內(nèi)凹，為俯仰軸的配平提供了幫助，見(jiàn)圖7。其中曲臂2內(nèi)凹的深度與所安裝的手機(jī)4的質(zhì)量有關(guān)，使曲臂2、端部組件3和手機(jī)4所組成的俯仰軸上的全部運(yùn)動(dòng)部件的重心能夠落在俯仰電機(jī)102的軸線附近，再通過(guò)手機(jī)夾持器304上的插榫3041進(jìn)行微調(diào),見(jiàn)圖6。

端部組件3包括橫滾電機(jī)301、航向電機(jī)302、擺桿303、手機(jī)夾持器304，圖3所示。曲臂2的末端垂直于橫滾電機(jī)301的轉(zhuǎn)軸軸線，并且曲臂2與橫滾電機(jī)301的定子外殼相連接，控制系統(tǒng)的導(dǎo)線從曲臂2內(nèi)部穿過(guò)，與手柄1內(nèi)部的控制板106相連。橫滾電機(jī)301的轉(zhuǎn)子連接到航向電機(jī)302的定子上，其中橫滾電機(jī)301的轉(zhuǎn)子軸線與航向電機(jī)302的轉(zhuǎn)子軸線垂直，并且兩個(gè)電機(jī)盡可能靠近，或者將航向電機(jī)302的定子外殼與橫滾電機(jī)301的外轉(zhuǎn)子外殼合為一體，使系統(tǒng)更加緊湊。在航向電機(jī)302的轉(zhuǎn)子軸垂直方向上，安裝有擺桿303，在擺桿303上安裝姿態(tài)傳感器3034和手機(jī)夾持器304，手機(jī)夾持器304用于安放拍照手機(jī)。姿態(tài)傳感器3034檢測(cè)手機(jī)的姿態(tài)，并將信號(hào)傳遞給控制板106，通過(guò)坐標(biāo)變換和解算，計(jì)算出各個(gè)軸的電機(jī)的控制量，對(duì)手機(jī)姿態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償，使手機(jī)達(dá)到穩(wěn)定拍攝的目標(biāo)。安裝姿態(tài)傳感器3034位置如圖5所示。

圖4是手機(jī)夾持器304頂視圖，手機(jī)夾持器304上的插榫3041兩側(cè)分別有兩排鋸齒3042。手機(jī)夾持器304前端有夾持裝置，用于安裝手機(jī)，后端插榫3041可以插入擺桿303的孔中，并調(diào)節(jié)插入的深度，以便調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的重心位置，保證重心位置能夠在俯仰電機(jī)102的軸線上。

圖5是擺桿303剖視圖，彈簧3032和轉(zhuǎn)軸3033將按鈕3031固定，姿態(tài)傳感器3034安裝在插槽3035與軸孔3036之間。圖6是擺桿303與手機(jī)夾持器304的安裝方式俯視圖。插榫3041插入擺桿303的插槽3035時(shí)，在擺桿303的插槽3035兩邊分別有兩個(gè)按鈕3031卡住插榫3041兩側(cè)的鋸齒3042，防止手機(jī)夾持器304松脫。按下按鈕3031可以調(diào)節(jié)插榫3041伸縮的長(zhǎng)度，從而調(diào)節(jié)手機(jī)4和端部組件3以及曲臂2的重心，使之落在俯仰電機(jī)102轉(zhuǎn)子軸線上，這樣使得俯仰電機(jī)僅花費(fèi)較小的能量就能夠保持手機(jī)4的平衡和較好地控制手機(jī)4的姿態(tài)。擺桿303安裝在航向電機(jī)302的轉(zhuǎn)子上端，見(jiàn)圖3，并與航向電機(jī)302的轉(zhuǎn)子固定成一體。

圖7為手持穩(wěn)定云臺(tái)的手柄位置為水平位置時(shí)的控制姿態(tài)俯視圖。圖8為手持穩(wěn)定云臺(tái)的手柄位置為垂直位置時(shí)的控制姿態(tài)后視圖。圖9為手持穩(wěn)定云臺(tái)的手柄位置為水平位置時(shí)，方位控制示意圖。其中手機(jī)4在方位控制時(shí)需要通過(guò)航向電機(jī)302進(jìn)行控制，曲臂2為手機(jī)4的擺動(dòng)提供了一個(gè)足夠的空間，同時(shí)配合手部的轉(zhuǎn)動(dòng)可以有效消除航向擾動(dòng)。

圖10和圖11分別為橫滾控制和俯仰控制的狀態(tài)，圖11為系統(tǒng)的側(cè)視圖。由于手機(jī)4通過(guò)調(diào)節(jié)按鈕3031可以使其中心落在橫滾軸和俯仰軸的交點(diǎn)上。因此，僅需比較小的能量既可以達(dá)到控制效果，提高了鋰電池105的續(xù)航時(shí)間。

最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。