一种手持三轴云台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种手持三轴云台，包括两个在空间中呈正交分布的电机，两个电机分别为控制俯仰运动的X轴电机、控制横滚运动的Y轴电机，X轴电机的转子与载物座连接，X轴电机的定子与Y轴电机的转子连接；其特征在于：还包括在空间中与所述X轴电机、Y轴电机呈正交分布的Z轴电机，所述Z轴电机为控制航向轴运动的电机，Z轴电机的转子与Y轴电机的定子连接；所述Z轴电机的定子与手持部连接。本实用新型可以拿在手上或者安装到其他运动平台上，解决小型摄像机/照相机在运动中拍摄时有可能晃动造成的拍摄视频不稳定、效果不好的问题。
【专利说明】一种手持三轴云台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及稳定摄像机或者照相机等拍摄设备的装置，具体是一种手持三轴云台。
【背景技术】
[0002]目前的摄像机云台，主要是用于专业的摄像机或者相机。这种专业的云台体积大，笨重，不利于携带，稳定效果不够优秀，多数为只能实现三个轴向上的转动功能，控制方案中多没有摄像机姿态反馈控制，只能在静止时使用，不能在动态使用时实时地进行稳定补偿，无法解决在移动中拍摄时，如果移动平台不稳定的摄像机的稳定问题。
[0003]目前摄像机，照相机已经非常普遍，体积也越来越小，原来的用于监控或者专业的摄像云台不能解决手持携带等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种手持三轴云台，这种手持云台体积小巧，携带方便，可以安装小型的摄像机或照相机等拍摄设备，在移动中进行拍摄时能达到迅速稳定地控制拍摄设备的效果。
[0005]实现本实用新型目的的技术方案是:
[0006]一种手持三轴云台，包括两个在空间中呈正交分布的电机，两个电机分别为控制俯仰运动的X轴电机、控制横滚运动的Y轴电机，X轴电机的转子与载物座连接，X轴电机的定子与Y轴电机的转子连接；与现有技术不同的是:
[0007]还包括在空间中与所述X轴电机、Y轴电机呈正交分布的Z轴电机，所述Z轴电机为控制航向轴运动的电机，Z轴电机的转子与Y轴电机的定子连接；
[0008]所述Z轴电机的定子与手持部连接。
[0009]所述的X轴电机与X轴控制电路连接、Y轴电机与Y轴控制电路连接、Z轴电机与Z轴控制电路连接；
[0010]所述的控制电路包括MClKMicro Control Unit，微控制单元)、以及与MCU连接的电机控制电路、磁编码器、串口通讯电路，所述磁编码器与设置在对应的电机的转子转轴上的永磁体相互感应，测量该电机的转动角度和转动速率。
[0011]还设有加长杆，所述的加长杆设置在手持部的下端与手持部连接。
[0012]本实用新型可以拿在手上或者安装到其他运动平台上，解决小型摄像机/照相机在运动中拍摄时有可能晃动造成的拍摄视频不稳定、效果不好的问题。
[0013]本实用新型通过对X、Y、Z轴电机的控制不仅可以控制摄像机在三个轴向上转动，还可以提供及时的角度修正，当拍摄设备角度出现偏差时，及时的补偿，达到稳定拍摄的目的。不管手持或者载体如何运动，都可以保证拍摄设备保持一个稳定的姿态。
[0014]本实用新型小巧、便携，可以安装小型的摄像机或照相机等拍摄设备，采用了电机直接驱动的控制，能达到迅速稳定的控制效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0016]图2为实施例中永磁体与磁编码器配装的爆炸图；
[0017]图3为实施例中加长杆的结构示意图；
[0018]图4为控制电路的方框图。
[0019]图中，1.电源开关2.电池后盖3.手持部4.功能按钮5.USB插孔6.安装盒7.Z轴电机8.Y轴电机9.X轴电机10.第一连接臂11.第二连接臂12.载物座13.卡条14.摄像机15.电机16.永磁体17.电路板18.磁编码器19.后盖20.内螺纹21.夕卜螺纹22.铝堵头23.加长杆。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。
[0021]实施例:
[0022]参照图1-图4，一种手持三轴云台，包括两个在空间中呈正交分布的电机，两个电机分别为控制俯仰运动的X轴电机9、控制横滚运动的Y轴电机8，X轴电机9的转子与载物座12连接，X轴电机9的定子与Y轴电机8的转子连接；
[0023]还包括在空间中与所述X轴电机9、Y轴电机8呈正交分布的Z轴电机7，所述Z轴电机7为控制航向轴运动的电机，Z轴电机7的转子与Y轴电机8的定子连接；
[0024]所述Z轴电机7的定子与手持部3连接。
[0025]Z轴电机7与Y轴电机8通过第一连接臂10连接，Y轴电机8与X轴电机9通过第二连接臂11连接。
[0026]所述的X轴电机9与X轴控制电路连接、Y轴电机8与Y轴控制电路连接、Z轴电机7与Z轴控制电路连接；
[0027]所述的控制电路包括MCU、以及与MCU连接的电机控制电路、磁编码器18、串口通讯电路，所述磁编码器18与设置在对应的电机的转子转轴上的永磁体16相互感应，测量该电机的转动角度和转动速率。
[0028]还设有加长杆23，所述的加长杆23设置在手持部3的下端与手持部3连接。
[0029]具体地，所述的X轴电机9、Υ轴电机8、Ζ轴电机7均为无刷电机，不使用任何减速机构或者传动机构来控制摄像机三个轴向的转动。
[0030]如图2所不，X轴电机9、Y轴电机8、Z轴电机7以电机15表不，X轴永磁体、Y轴永磁体、Z轴永磁体以永磁体16表示，X轴磁编码器、Y轴磁编码器、Z轴磁编码器以磁编码器18表不，永磁体16设置在电机15的转子转轴上，永磁体16与设置在电路板17上的磁编码器18相互感应，测量电机15的转动角度和转动速率。永磁体16为圆形或环形，采用磁编码器方案来测量电机15的转动角度和转动速率。电机15设置在安装盒6内，安装盒6设有后盖19。
[0031 ] 所述的X轴、Y轴、Z轴控制电路如图4所示，X轴电机9、Y轴电机8、Z轴电机7以电机15表示，控制电路采用一片MCU用于计算和作相应的控制，例如STM32系列的单片机，磁编码器芯片，可以选用如AMS5145、AMS5045、ES5012B等，用于测量电机15的旋转角度和速度，控制电路包括MCU、以及与MCU连接的电机控制电路、磁编码器18、串口通讯电路，电机控制电路与电机15连接。
[0032]手持部3腔体内可以安装电池，电池为2节或3节锂电池，或者是其他形式的电池。手持部3底部设有电池后盖2，电池从手持部3底部放入，电池后盖2上设有电源开关1手持部3为金属材料制成，可以导电。手持部3上设有USB插孔5，以方便充电或传输数据。
[0033]采用一个功能按钮4来切换云台的工作模式，功能按钮4设置在手持部3上，可以通过该按钮切换工作模式。按钮可以做成带指示灯的，通过指示灯指示工作状态。
[0034]摄像机14安装在载物座12上，通过卡条13固定。云台的工作模式主要有三种:1.航向跟随模式，俯仰和横滚锁定，航向跟随着手持的方向平滑的转动；2.航向和俯仰跟随模式:横滚锁定，航向和俯仰的方向随着手持的方向平滑的转动；3.锁定模式:航向、俯仰和横滚都锁定。
[0035]电池后盖2上，在电源开关I这里可以做一个连接延长设计，内有螺纹，用于连接云台的加长杆23。
[0036]如图3所示，加长杆23是用于加长云台的手持部分，便于一些特殊的拍摄和安装。加长杆23可以采用炭纤、玻纤、或者铝材料，以圆形为主，每一节的长度为20-120cm，加长杆23的两端分别设有铝堵头22，一端的铝堵头为内螺纹20，另一端为外螺纹21，多根加长杆可以通过螺纹相互连接加长，再通过螺纹拧到电池后盖2的螺纹上，与手持部3相连接。
【权利要求】
1.一种手持三轴云台，包括两个在空间中呈正交分布的电机，两个电机分别为控制俯仰运动的X轴电机、控制横滚运动的Y轴电机，X轴电机的转子与载物座连接，X轴电机的定子与Y轴电机的转子连接； 其特征在于: 还包括在空间中与所述X轴电机、Y轴电机呈正交分布的z轴电机，所述Z轴电机为控制航向轴运动的电机，z轴电机的转子与Y轴电机的定子连接； 所述Z轴电机的定子与手持部连接。
2.根据权利要求1所述的手持三轴云台，其特征在于:所述的X轴电机与X轴控制电路连接、Y轴电机与Y轴控制电路连接、z轴电机与Z轴控制电路连接； 所述的控制电路包括MCU、以及与MCU连接的电机控制电路、磁编码器、串口通讯电路，所述磁编码器与设置在对应的电机的转子转轴上的永磁体相互感应，测量该电机的转动角度和转动速率。
3.根据权利要求1所述的手持三轴云台，其特征在于:还设有加长杆，所述的加长杆设置在手持部的下端与手持部连接。
【文档编号】G05D3/12GK204256529SQ201420652441
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】魏承赟 申请人:桂林飞宇电子科技有限公司