三軸穩(wěn)定云臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種三軸穩(wěn)定云臺(tái)，包括底座，底座上設(shè)有偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)，偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)通過(guò)軸間連接支架一與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)相連，橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)通過(guò)軸間連接支架二與俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)相連，俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有設(shè)備固定平臺(tái)，設(shè)備固定平臺(tái)上設(shè)有反饋控制模塊，其中所述的底座上設(shè)有主控制模塊。本發(fā)明采用正交連接的三塊小型直流無(wú)刷電機(jī)調(diào)節(jié)云臺(tái)三軸的平穩(wěn)，使用前饋和反饋的復(fù)合控制，即達(dá)到反饋控制的穩(wěn)定性，又具有前饋控制的快速性，復(fù)合控制能夠確保云臺(tái)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，可操控性更強(qiáng)，適合推廣實(shí)際應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
三軸穩(wěn)定云臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種三軸穩(wěn)定云臺(tái)，具體地說(shuō)是涉及一種手持型拍攝、監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)用的一種可控的，能夠進(jìn)行穩(wěn)定拍攝，用來(lái)裝載手機(jī)、攝像機(jī)的三自由度拍攝云臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]三軸穩(wěn)定云臺(tái)具有體積小、重量輕、費(fèi)用低、操作靈活和安全性高的特點(diǎn)，可廣泛用于電影現(xiàn)場(chǎng)拍攝、監(jiān)測(cè)、勘察等領(lǐng)域。由于三軸穩(wěn)定云臺(tái)采用了前饋控制和反饋補(bǔ)償控制相結(jié)合的技術(shù)特點(diǎn)，具備更高的穩(wěn)定性和控制精度，而采用前饋控制的云臺(tái)電子設(shè)備存在一些超前特性，導(dǎo)致這些穩(wěn)定平臺(tái)產(chǎn)生相對(duì)的穩(wěn)定偏差。其他一些機(jī)械穩(wěn)定平臺(tái)，由于采用簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，靈活性不高，不能消除由于低頻晃動(dòng)或機(jī)體傾斜造成的影響，很難拍攝出高質(zhì)量的圖像，無(wú)法滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理的三軸穩(wěn)定云臺(tái)，能夠根據(jù)拍攝環(huán)境變化產(chǎn)生的傾斜和震動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，采用雙芯片復(fù)合控制來(lái)提供更高的穩(wěn)定精度，以便解決現(xiàn)有技術(shù)中的靈活性不高，不能消除由于低頻晃動(dòng)或機(jī)體傾斜造成的很難拍攝出高質(zhì)量圖像的影響，無(wú)法滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)需要，采用正交連接的三塊小型直流無(wú)刷電機(jī)調(diào)節(jié)云臺(tái)三軸的平穩(wěn)。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種三軸穩(wěn)定云臺(tái)，包括底座、偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)、橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)和俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)，底座上設(shè)有偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)，偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)通過(guò)軸間連接支架一與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)相連，橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)通過(guò)軸間連接支架二與俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)相連，俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有設(shè)備固定平臺(tái)，設(shè)備固定平臺(tái)上設(shè)有反饋控制模塊，其中所述的底座上設(shè)有主控制模塊，主控制模塊包含一枚頂U(kuò)芯片，其設(shè)定平衡參數(shù)以地面為參考系，安裝于底座上，用PID控制算法控制三個(gè)電機(jī)。
[0005]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:所述的軸間連接支架一與偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子相固定，用于控制偏航軸，主控制模塊控制偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)使其與頂U(kuò)芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致。
[0006]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:所述的軸間連接支架二的一端與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子相固定，用于控制橫滾軸，主控制模塊控制橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)使其與MU芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:所述的俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)安裝于軸間連接支架二的另一端上，用于固定相機(jī)的設(shè)備固定平臺(tái)安裝于俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，用于控制俯仰軸，主控制模塊控制俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)使其與MU芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:所述的用于固定相機(jī)的設(shè)備固定平臺(tái)上安裝的反饋控制模塊，包含一枚頂U(kuò)芯片，用于檢測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，與底座上的主控制模塊形成負(fù)反饋控制，而主控制模塊產(chǎn)生前饋控制。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，采用正交連接的三塊小型直流無(wú)刷電機(jī)調(diào)節(jié)云臺(tái)三軸的平穩(wěn)，使用前饋和反饋的復(fù)合控制，前饋控制對(duì)主要干擾及時(shí)進(jìn)行粗調(diào)，大大減少反饋控制的負(fù)擔(dān)，同時(shí)反饋控制降低了對(duì)前饋控制模型精度的要求，并能對(duì)沒(méi)有測(cè)量的干擾信號(hào)的擾動(dòng)進(jìn)行校正，即達(dá)到反饋控制的穩(wěn)定性，又具有前饋控制的快速性，復(fù)合控制能夠確保云臺(tái)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，可操控性更強(qiáng)，適合推廣實(shí)際應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖中1.主控制模塊，2.反饋控制模塊，3.偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)，4.橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)，5.俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)，6.底座，7.軸間連接支架一，8.軸間連接支架二，9.設(shè)備固定
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具體實(shí)施方案
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本專(zhuān)利的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013]參閱圖1所示的一種三軸穩(wěn)定云臺(tái)，包括底座6、偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3、橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4和俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5，底座6上設(shè)有偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3，偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3通過(guò)軸間連接支架一 7與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4相連，橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4通過(guò)軸間連接支架二 8與俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5相連，俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5的轉(zhuǎn)子上設(shè)有設(shè)備固定平臺(tái)9，設(shè)備固定平臺(tái)9上設(shè)有反饋控制模塊2，其中所述的底座6上設(shè)有主控制模塊I，主控制模塊I包含一枚頂U(kuò)芯片，其設(shè)定平衡參數(shù)以地面為參考系，安裝于底座6上，用PID控制算法控制三個(gè)電機(jī)及偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3、橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4和俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)
5。所述的軸間連接支架一 7與偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3的轉(zhuǎn)子相固定，用于控制偏航軸，主控制模塊I控制偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3使其與IMU芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致;所述的軸間連接支架二 8的一端與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4的轉(zhuǎn)子相固定，用于控制橫滾軸，主控制模塊I控制橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4使其與IMU芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致;所述的俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5安裝于軸間連接支架二 8的另一端上，用于固定相機(jī)的設(shè)備固定平臺(tái)9安裝于俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5的轉(zhuǎn)子上，用于控制俯仰軸，主控制模塊I控制俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5使其與MU芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致;所述的用于固定相機(jī)的設(shè)備固定平臺(tái)9上安裝的反饋控制模塊2，包含一枚頂U(kuò)芯片，用于檢測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，與底座6上的主控制模塊I形成負(fù)反饋控制，而主控制模塊I產(chǎn)生前饋控制。所述的主控制模塊I和反饋控制模塊2共同構(gòu)成閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng);所述的偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)3、橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)4和俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)5從三個(gè)維度控制設(shè)備穩(wěn)定性。
[0014]以上對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不限于以上描述。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，任何對(duì)本技術(shù)方案的同等修改和替代都是在本發(fā)明的范圍之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三軸穩(wěn)定云臺(tái)，其特征在于:包括底座、偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)、橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)和俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)，底座上設(shè)有偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)，偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)通過(guò)軸間連接支架一與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)相連，橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)通過(guò)軸間連接支架二與俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)相連，俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有設(shè)備固定平臺(tái)，設(shè)備固定平臺(tái)上設(shè)有反饋控制模塊，其中所述的底座上設(shè)有主控制模塊，主控制模塊包含一枚IMU芯片，其設(shè)定平衡參數(shù)以地面為參考系，安裝于底座上，用控制算法控制三個(gè)電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸穩(wěn)定云臺(tái)，其特征在于:所述的軸間連接支架一與偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子相固定，用于控制偏航軸，主控制模塊控制偏航軸控制無(wú)刷電機(jī)使其與頂U(kuò)芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸穩(wěn)定云臺(tái)，其特征在于:所述的軸間連接支架二的一端與橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子相固定，用于控制橫滾軸，主控制模塊控制橫滾軸控制無(wú)刷電機(jī)使其與頂U(kuò)芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸穩(wěn)定云臺(tái)，其特征在于:所述的俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)安裝于軸間連接支架二的另一端上，用于固定相機(jī)的設(shè)備固定平臺(tái)安裝于俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，用于控制俯仰軸，主控制模塊控制俯仰軸控制無(wú)刷電機(jī)使其與MU芯片所設(shè)定的平衡參數(shù)保持一致。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸穩(wěn)定云臺(tái)，其特征在于:所述的用于固定相機(jī)的設(shè)備固定平臺(tái)上安裝的反饋控制模塊，包含一枚MU芯片，用于檢測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，與底座上的主控制模塊形成負(fù)反饋控制，而主控制模塊產(chǎn)生前饋控制。
【文檔編號(hào)】F16M11/18GK106090549SQ201610481417
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】居俊杰, 邵玉康
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院