專利名稱：云臺牽引機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為攝像機的支撐、移動裝置。
背景技術：
目前，支撐攝像機的主要設備有腳輪三角架、搖臂、軌道移動車、斯坦尼康架等。 腳輪三角架運動軌跡不易復制、平穩(wěn)性差，運動軌跡為單一平面內曲線；搖臂運動范圍是以 臂長為半徑的球面的局部；軌道移動車運動軌跡為單一曲線；斯坦尼康架運動軌 跡受攝像 師活動范圍限制，攝像師勞動強度大，軌跡不易復制。相關技術及專利上海思博機械電氣有限公司的50JA系列操縱桿。直升機航拍架CN201186750公開了一種直升機航拍架，萬向球籠為云臺水平保持
直ο一種柔索驅動三自由度并聯機構CN1397414，公開一種柔索驅動三自由度并聯機 構。
發(fā)明內容
提供當前攝像機支撐、移動裝置不易實現的攝像機位，并實現在一定三維空間內 選擇任意軌跡的運動攝像，控制系統可選擇記憶多個運動軌跡，并修改、重放記憶的軌跡。技術方案是將多臺以失電制動伺服電機(5)為動力的卷揚機⑴安裝在錄制現 場四周不低于5米的鋁合金支架(4)上或安裝在場館頂部的設備層四周，將卷揚機(1)用 鋼絲繩(2)與鋼絲繩接環(huán)(16)連接，攝像機云臺(3)在云臺機構和攝像設備的重力作用下 通過鋼絲繩(2)與卷揚機(1)牽制，形成多方向牽引懸掛裝置。多單片機控制系統(23)控制面板有控制攝像機云臺(3)運動的三維搖桿，控制 云臺水平轉軸(19)、云臺仰俯轉軸(21)的搖桿云臺，控制電磁制動X轉軸(17)、電磁制動 Y轉軸(18)的制動按鈕。進一步，任何攝像機云臺(3)的相對空間坐標都以攝像機云臺(3)與卷揚機(1) 的距離確定，多單片機控制系統(23)的上位機通過失電伺服電機(5)的碼盤裝置和失電制 動鋼絲繩卷軸(7)安裝的鋼絲繩卷軸編碼器(9)，計算、比較收放鋼絲繩(2)的長度，仿真、 學習現場三維空間，建立坐標原點。多單片機控制系統(23)的上位機接收三維搖桿的方 向、速度信號，把運動軌跡點坐標、運動速度實時換算為伺服電機的運行數據，多單片機控 制系統(23)的下位機執(zhí)行上位機的伺服電機的運行數據，使攝像機云臺(3)在卷揚機(1) 牽引下運動、懸停；多單片機控制系統(23)的上位機接收失電制動鋼絲繩卷軸(7)上安裝 的鋼絲繩卷軸編碼器(9)的信號，校準運動軌跡，修改、重放記憶的軌跡。進一步，攝像機云臺(3)加速度為O時，電磁制動X轉軸(17)、電磁制動Y轉軸 (18)不制動，云臺電池倉(13)、云臺水平架(20)、云臺仰俯支架(22)和云臺連桿(14)與云 臺鋼絲繩連接盤(15)形成萬向節(jié)連接關系，利用重力作用，調整云臺水平架(20)和云臺仰俯支架(22)的安裝距離、調整攝像機安裝位置，使云臺水平架(20)、云臺仰俯支架(22)水平。卷揚機(1)收放鋼絲繩(2)的速度變化時，鋼絲繩(2)牽引攝像機云臺(3)運動 狀態(tài)變化，攝像師操作多單片機控制系統(23)面板上的制動按鈕，電磁制動X轉軸(17)和 電磁制動Y轉軸(18)制動，攝像機云臺(3)為鋼性結構，吊點運動加速度傳遞給攝像機云 臺⑶的云臺電池倉(13)、云臺水平架(20)、云臺仰俯支架(22)，攝像機云臺(3)保持加速 度前的平衡狀態(tài)。攝像機云臺(3)的云臺水平轉軸(19)、云臺仰俯轉軸(21)、及攝像機伺服均采用 業(yè)余頻率尾隨機碼信號無線遙控，由下位機控制；攝像機視頻信號可無線發(fā)射，或將信號線 纜附在鋼絲繩(2)上用線纜傳送視頻信號；在1000平方米以下錄現場，攝像機云臺(3)的 云臺水平轉軸(19)、云臺仰俯轉軸(21)及攝像機伺服、攝像機視頻信號均可將信號線纜附 在鋼絲繩(2)上用線纜傳送信號。卷揚機(1)以失電制動伺服電機(5)為動力；卷揚機架⑶與底座(12)有水平 轉軸(11)連接，水平轉軸(11)與失電制動鋼絲繩卷軸(7)有距離d，失電制動鋼絲繩卷軸 (7)與鋼絲繩(2)拉力方向垂直；失電制動鋼絲繩卷軸(7)有鋼絲繩卷軸編碼器(9)與上 位機連接。本發(fā)明的有益效果是，豐富鏡頭語言，減輕攝像師勞動強度。
下面結合附圖和實施例對本實發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明四臺卷揚機安裝透視圖。圖2是四臺卷揚機安裝頂視圖。圖3是三臺卷揚機安裝透視圖。圖4是卷揚機前視圖。圖5是卷揚機側視圖。圖6是卷揚機側視圖。圖7是攝像機云臺透視圖。圖8是系統原理圖。圖9是控制系統坐標確認流程。圖10是控制系統運動控制、記憶流程。圖中1.卷揚機、2.鋼絲繩、3.攝像機云臺、4.鋁合金支架、5.失電制動伺服電 機、6.傳動軸、7.失電制動鋼絲繩卷軸、8.卷揚機架、9.鋼絲繩卷軸編碼器、10.鋼絲繩壓 軸、11.水平轉軸、12.底座、13.云臺電池倉、14.云臺連桿、15.云臺鋼絲繩連接盤、16.鋼 絲繩接環(huán)、17.電磁制動X轉軸、18.電磁制動Y轉軸、19.云臺水平轉軸、20.云臺水平架、 21.云臺仰俯轉軸、22.云臺仰俯支架、23.多單片機控制系統。
具體實施例方式在1000平方米以下錄現場錄制現場四周，安裝3個6米高的鋁合金支架(4)，每個 鋁合金支架(4)上安裝1臺卷揚機(1)，將卷揚機(1)與攝像機云臺(3)用鋼絲繩(2)連接，攝像機云臺(3)在云臺機構和攝像設備的重力作用下通過鋼絲繩(2)與卷揚機(1)牽 制，形成多方向牽引懸掛裝置，如圖3。攝像機云臺(3)的云臺水平轉軸(19)、云臺仰俯轉 軸(21)及攝像機伺服線纜和攝像機視頻信號線纜都附在鋼絲繩(2)上，將多單片機控制系 統(23)與失電伺服電機(5)的驅動、失電制動鋼絲繩卷軸(7)、鋼絲繩卷軸編碼器(9)連接。多單片機控制系統(23)執(zhí)行圖9的步驟；步驟102，以錄制現場中央攝像機最低 機位為坐標原點；步驟104，操作多單片機控制系統(23)的三維搖桿，使攝像機云臺(3)水 平運動和垂直運動，分別將位移數據和輸入多單片機控制系統(23)，單片機控制系統(23) 根據原點和位移數據確定卷揚機(1)的坐標；重復以上操作可減小卷揚機(1)坐標的誤差。 因攝像師對三維搖桿的操作以鏡頭效果為主，固可以接受較小現場仿真誤差。多單片機控制系統(23)執(zhí)行圖10的步驟200 ；步驟202，操作多單片機控制系統 (23)的三維搖桿；步驟204接收步驟202產生的方向、速度信號，操作多單片機控制系統 (23)的上位機運算攝像機云臺(3)的運行軌跡；步驟206，將步驟204的軌跡轉換為伺服 數據，下位機實時執(zhí)行；步驟208，多單片機控制系統(23)的上位機接收鋼絲繩卷軸編碼器 (9)的信號，對比步驟204的伺服數據，判斷電機是否失步；步驟208肯定判斷時，執(zhí)行步驟 210，校正伺服數據，執(zhí)行步驟206 ；步驟208否定判斷時，執(zhí)行步驟212，記憶伺服數據；執(zhí) 行步驟214，重放軌跡。體育場、體育館等大型活空間安裝四臺卷揚機牽引的攝像機云臺牽引機。卷揚機 (1)安裝在場、館的設層或頂棚鋼結構上，攝像機云臺(3)的云臺水平轉軸(19)、云臺仰俯 轉軸(21)、及攝像機伺服均采用業(yè)余頻率尾隨機碼信號無線遙控，電源由云臺電池倉(13) 中的攝像機專用電池提供。
權利要求
一種攝像機云臺的卷揚機牽引機構，其特征是三臺卷揚機(1)安裝在錄制現場四周不低于5米的鋁合金支架(4)上或場館的設備層，分別將三臺卷揚機(1)用鋼絲繩(2)與鋼絲繩接環(huán)(16)連接，攝像機云臺(3)在云臺機構和攝像設備的重力作用下通過鋼絲繩(2)與卷揚機(1)牽制，形成多方向牽引懸掛裝置。
2.如權利要求1所述，四臺卷揚機(1)均勻分布安裝在場館高空的設備層四周，分別將 四臺卷揚機(1)用鋼絲繩(2)與鋼絲繩接環(huán)(16)連接，攝像機云臺(3)在云臺機構和攝像 設備的重力作用下通過鋼絲繩(2)與卷揚機(1)牽制，形成多方向牽引懸掛裝置。
3.權利要求1中卷揚機(1)的動力是失電伺服電機(5)，有失電制動鋼絲繩卷軸(7) 和鋼絲繩卷軸編碼器(9)。
4.權利要求1中的攝像機云臺(3)有電磁制動X轉軸(17)、電磁制動Y轉軸(18)、云 臺電池倉(13)。
5.卷揚機架(8)與底座(12)有水平轉軸(11)連接，水平轉軸(11)與失電制動鋼絲繩 卷軸(7)有距離d。
6.多單片機控制系統(23)控制面板有控制攝像機云臺(3)運動的三維搖桿，控制云 臺水平轉軸(19)、云臺仰俯轉軸(21)的搖桿云臺，控制電磁制動X轉軸(17)、電磁制動Y 轉軸(18)的制動按鈕。
7.權利要求1中多單片機控制系統(23)的上位機通過失電伺服電機(5)的碼盤裝置 和失電制動鋼絲繩卷軸(7)和鋼絲繩卷軸編碼器(9)的數據，計算、比較收放鋼絲繩(2)的 長度，確定攝像機云臺(3)與卷揚機(1)的距離，仿真、學習現場三維空間，建立坐標原點。 單片機控制系統(23)的上位機接收三維搖桿的方向、速度信號，把運動軌跡點坐標、運動 速度實時換算為伺服電機的運行數據，多單片機控制系統(23)的下位機執(zhí)行上位機的伺 服電機的運行數據，使攝像機云臺(3)在卷揚機(1)牽引下運動、懸停；多單片機控制系統 (23)多單片機控制系統(23)的上位機接收失電制動鋼絲繩卷軸(7)上安裝的鋼絲繩卷軸 編碼器(9)的信號，校準運動軌跡，修改、重放記憶的軌跡。
全文摘要
一種三維空間運動的攝像機支撐、移動裝置，用卷揚機卷揚機牽引攝像機云臺，多單片機控制系統接收三維搖桿的方向、速度信號，把運動軌跡點坐標、運動速度實時換算為伺服電機的運行數據，使攝像機云臺在卷揚機牽引下運實現在一定空間內選擇任意軌跡的運動攝像，多單片機控制系統可選擇記憶多個運動軌跡，并修改、重放記憶的軌跡。
文檔編號B66D1/00GK101837931SQ200910129079
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權日2009年3月20日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:郭鵬飛