本發(fā)明涉及穩(wěn)定器領域，特別是涉及一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法 。

背景技術：

隨著智能手機的普及和成像器件技術的發(fā)展，越來越多的人選擇智能手機來記錄自己的生活，各種自拍鏡頭隨處可見。由于手機尺寸的限制和出于成本的考慮，很多手機并不具有光學防抖功能，造成在拍照和錄制視頻時成像效果不佳，這嚴重突出了智能手機所存在的缺陷。受到自拍桿和機載云臺的啟發(fā)，我們想到要研發(fā)一款便攜式手持穩(wěn)定器。該穩(wěn)定器是通過X/Y/Z三個軸向的控制，達到理想中的平衡，能輔助手機在拍攝過程中保持畫面的穩(wěn)定，是如今防抖領域發(fā)展的一個重要方向，具有很高的科研價值和市場潛力。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述存在的不足，本發(fā)明提供一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法 。

本發(fā)明通過以下技術方案解決上述問題：

一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法，包括手柄、連接桿、橫桿、手機固定架、X軸電機、Y軸電機和Z軸電機；所述手柄的一端通過X軸電機與連接桿的一端連接；所述連接桿的另一端通過Y軸電機與橫桿的一端連接；所述橫桿的另一端通過Z軸電機與手機固定架連接；

所述手柄內部設置為空殼狀，所述手柄的空殼內設置有電池和控制電路板；所述手柄設置有按鍵、開關和充電接口；所述充電接口經(jīng)開關和電池與控制電路板連接；所述按鍵與控制電路板連接；所述控制電路板與X軸電機連接間設置有X軸驅動電路且與X軸電機；所述控制電路板與Y軸電機連接間設置有Y軸驅動電路且與Y軸電機；所述控制電路板與Z軸電機連接間設置有Z軸驅動電路且與Z軸電機；

手機固定架設置有陀螺儀和壓力傳感器，所述陀螺儀與控制電路板連接；所述壓力傳感器設置在夾壓手機處，所述壓力傳感器通過導線與控制電路板連接。

上述方案中，優(yōu)選的是控制電路板包括控制器電路、電量檢測電路、無線通信電路和雙路供電自啟電路；所述雙路供電自啟電路的輸入端與電池連接；所述控制端與壓力傳感器連接；所述雙路供電自啟電路輸出端分別與控制器電路和無線通信電路連接供電；所述無線通信電路與控制器電路連接；所述電量檢測電路的檢測端與電池連接；所述電量檢測電路的輸出端與控制器電路連接；所述無線通信電路與放置在手機固定架上的手機無線通信。

上述方案中，優(yōu)選的是無線通信電路為藍牙無線通信電路或WIFI無線通信電路。

上述方案中，優(yōu)選的是按鍵包括前、后、左、右按鍵和確定鍵；所述前、后、左、右按鍵分別設置在確定鍵的四周。

上述方案中，優(yōu)選的是X軸電機、Y軸電機和Z軸電機使用型號為BGM2804的無刷電機。

上述方案中，優(yōu)選的是電池由型號為18350的兩節(jié)鋰電池串聯(lián)組成。

上述方案中，優(yōu)選的是手柄上還設置有電源指示燈，所述電源指示燈與控制電路板連接。

基于上述的一種便攜式手持穩(wěn)定器的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：通過打開開關后電池給壓力傳感器進行供電；

步驟2：當用戶把手機放上手機固定架時，壓力傳感器受到壓力后把信號傳給雙路供電自啟電路，雙路供電自啟電路啟動無線通信電路；

步驟3：用戶通過手機與無線通信電路進行連接，手機上進行選擇開啟穩(wěn)定器按鈕，手機把開啟按鈕信號傳給無線通信電路，無線通信電路控制穩(wěn)定器啟動；

步驟4：當穩(wěn)定器啟動后，用戶通過按鍵上的前、后、左、右按鍵調節(jié)手機固定架上的手機為最佳的拍攝角度或平衡位置；

步驟5：通過按鍵上的確定鍵鎖定平衡位置，電量檢測電路實時檢測電池的電量情況并經(jīng)過無線通信電路傳給手機，用戶通過手機可以查看穩(wěn)定器的電量；

步驟6：陀螺儀采集手機固定架鎖定平衡位置的三維信息，并把鎖定平衡位置的三維信息傳給控制器電路；

步驟7：控制器電路接收陀螺儀傳入的鎖定平衡位置的三維信息并進行存儲；

步驟8：陀螺儀再次采集手機固定架的三維位置信息，并把采集的三維位置信息傳給控制器電路；

步驟9：控制器電路把采集回來的三維位置信息與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息進行對比；

步驟10：把采集回來的三維位置信息從X軸、Y軸和Z軸分別與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息的X軸、Y軸和Z軸進行對比判斷是否出現(xiàn)偏差；

步驟11：當采集回來的三維位置信息與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息對比沒有偏差時，返回步驟8；當采集回來的三維位置信息與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息對比有偏差時，控制器電路把偏差信息轉為X軸、Y軸和Z軸的控制信號；

步驟12：控制器電路把X軸、Y軸和Z軸的控制信號分別通過X軸驅動電路、Y軸驅動電路和Z軸驅動電路分別控制X軸電機、Y軸電機和Z軸電機進行調節(jié)穩(wěn)定器回到鎖定平衡位置，返回步驟8；

步驟13：當用戶需要拍照或錄像時，直接通過穩(wěn)定器的確定鍵，無線通信電路把拍照指令傳給手機，實現(xiàn)拍照或錄像。

上述方案中，優(yōu)選的是步驟9中把位置偏移信號轉為控制信號的過程為：采用現(xiàn)有的PID算法進行把X軸、Y軸和Z軸偏移的角度轉為控制X軸電機、Y軸電機和Z軸電機轉動的時間，根據(jù)原設定的轉動時間來完成角度轉換。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

1、本發(fā)明提供一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法，通過手機來進行控制啟動穩(wěn)定器，并進行分步啟動，可以很好的節(jié)省了穩(wěn)定器的電量，并且會實時檢測穩(wěn)定器的電量傳給手機給用戶查看，從而使得穩(wěn)定器在使用過程中更加方便；

2、本發(fā)明通過使用陀螺儀可以實時采集三維的位置信息，并根據(jù)位置信息的變化進行，通過使用PID算法把偏移量轉為控制信號，再由控制信號控制X軸電機、Y軸電機和Z軸電機實現(xiàn)位置的平衡，使得穩(wěn)定器控制精度更加高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的電路板結構框圖；

圖3為本發(fā)明控制方法的原理圖。

圖中標號：1手柄、2連接桿、3橫桿、4手機固定架、5電池、6控制電路板、7按鍵、8X軸電機、9Y軸電機、10Z軸電機、11開關、12電源指示燈、13充電接口、14陀螺儀、15壓力傳感器。

具體實施方式

以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。

一種便攜式手持穩(wěn)定器，如圖1所示，包括手柄1、連接桿2、橫桿3、手機固定架4、X軸電機8、Y軸電機9和Z軸電機10。手柄1的一端通過X軸電機8與連接桿2的一端連接。連接桿2的另一端通過Y軸電機9與橫桿3的一端連接。橫桿3的另一端通過Z軸電機10與手機固定架4連接。手柄1、連接桿2、橫桿3和手機固定架4均使用金屬材料制成。手機固定架4設置有固定手機的零件。X軸電機8、Y軸電機9和Z軸電機10使用型號為BGM2804的無刷電機，無刷電機去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉時產(chǎn)生的電火花，這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設備的干擾。無刷電機沒有了電刷，運轉時摩擦力大大減小，運行順暢，噪音會低許多，這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。少了電刷，無刷電機的磨損主要是在軸承上了，從機械角度看，無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了，必要的時候，只需做一些除塵維護即可。

所述手柄）內部設置為空殼狀，手柄1的空殼內設置有電池5和控制電路板6。手柄1設置有按鍵7、開關11和充電接口13。充電接口13經(jīng)開關11和電池5與控制電路板6連接。外部充電器主要通過充電接口13給電池5進行充電。按鍵7與控制電路板6連接，按鍵7為人工控制信號的輸入點?？刂齐娐钒?與X軸電機8連接間設置有X軸驅動電路且與X軸電機8?？刂齐娐钒?與Y軸電機8連接間設置有Y軸驅動電路且與Y軸電機8。控制電路板6與Z軸電機8連接間設置有Z軸驅動電路且與Z軸電機8。控制電路板6包括控制器電路和無線通信電路；所述無線通信電路與控制器電路連接；所述無線通信電路與放置在手機固定架4上的手機無線通信。無線通信電路為藍牙無線通信電路或WIFI無線通信電路。當無線通信電路為藍牙無線通信電路時，使用型號為HC-06無線藍牙串口透傳模塊，模塊引出接口包括VCC,GND,TXD,RXD,預留LED狀態(tài)輸出腳，控制器電路可通過該腳狀態(tài)判斷藍牙是否已經(jīng)連接，KEY引腳對從機無效，底板3.3V LDO，輸入電壓3.6~6V，未配對時電流約30mA，配對后約10mA，輸入電壓禁止超過7V！使用時，將VCC和GND連接電源的正負；TXD：發(fā)送端，一般表示為自己的發(fā)送端，連接到控制器電路配置好的串口的RXD端。RXD：接收端，連接到控制器電路配置好的串口的TXD端?？刂破麟娐穼λ{牙模塊發(fā)送指令，通過藍牙模塊傳送到手機，進而對手機執(zhí)行相應的操作。

按鍵7包括前、后、左、右按鍵和確定鍵；所述前、后、左、右按鍵分別設置在確定鍵的四周。前、后、左、右按鍵主要對拍攝角度調整。

手機固定架4設置有陀螺儀14，所述陀螺儀14與控制電路板6連接。陀螺儀14主要用于采集手機固定架4的三維位置信息。

基于上述的一種便攜式手持穩(wěn)定器的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：通過打開開關11后電池5給壓力傳感器15進行供電，使得人們在日常拿著沒有進行拍照時，穩(wěn)定器處于省電模式，使穩(wěn)定器更加省電。

步驟2：當用戶把手機放上手機固定架4時，壓力傳感器15受到壓力后把信號傳給雙路供電自啟電路，雙路供電自啟電路啟動無線通信電路，在用戶還沒進行拍照時只是啟動無線通信電路，實現(xiàn)無線連接，而不啟動穩(wěn)定器的控制器電路或點擊等，使得更加省電。

步驟3：用戶通過手機與無線通信電路進行連接，手機上進行選擇開啟穩(wěn)定器按鈕，手機把開啟按鈕信號傳給無線通信電路，無線通信電路控制穩(wěn)定器啟動。

步驟4：當穩(wěn)定器啟動后，用戶通過按鍵7上的前、后、左、右按鍵調節(jié)手機固定架4上的手機為最佳的拍攝角度或平衡位置。

步驟5：通過按鍵7上的確定鍵鎖定平衡位置，電量檢測電路實時檢測電池（6）的電量情況并經(jīng)過無線通信電路傳給手機，用戶通過手機可以查看穩(wěn)定器的電量。

步驟6：陀螺儀14采集手機固定架4鎖定平衡位置的三維信息，并把鎖定平衡位置的三維信息傳給控制器電路。

步驟7：控制器電路接收陀螺儀14傳入的鎖定平衡位置的三維信息并進行存儲。

步驟8：陀螺儀14再次采集手機固定架4的三維位置信息，并把采集的三維位置信息傳給控制器電路。

步驟9：控制器電路把采集回來的三維位置信息與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息進行對比。

步驟10：把采集回來的三維位置信息從X軸、Y軸和Z軸分別與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息的X軸、Y軸和Z軸進行對比判斷是否出現(xiàn)偏差。

步驟11：當采集回來的三維位置信息與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息對比沒有偏差時，返回步驟8；當采集回來的三維位置信息與原來存儲的鎖定平衡位置的三維信息對比有偏差時，控制器電路把偏差信息轉為X軸、Y軸和Z軸的控制信號。

步驟12：控制器電路把X軸、Y軸和Z軸的控制信號分別通過X軸驅動電路、Y軸驅動電路和Z軸驅動電路分別控制X軸電機8、Y軸電機9和Z軸電機10進行調節(jié)穩(wěn)定器回到鎖定平衡位置，返回步驟8。把位置偏移信號轉為控制信號的過程為：采用現(xiàn)有的PID算法進行把X軸、Y軸和Z軸偏移的角度轉為控制X軸電機8、Y軸電機9和Z軸電機10轉動的時間，根據(jù)原設定的轉動時間來完成角度轉換。

步驟13：當用戶需要拍照或錄像時，直接通過穩(wěn)定器的確定鍵，無線通信電路把拍照指令傳給手機，實現(xiàn)拍照或錄像。

以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例進行了具體說明，但本發(fā)明并不限于實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的范圍內。