CN106439454A - 手持式自平衡摄像机架 - Google Patents

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Abstract

一种手持式自平衡摄像机架，它包含横轴(1)、竖轴(2)、环形机架(3)、控制盒(4)、手持杆(5)、第一电机(6)、第二电机(7)和第三电机(8)，所述竖轴(2)的下端与手持杆(5)连接，所述第三电机(8)用于调节环形机架(3)绕着环形机架(3)自身轴线的转动；所述横轴(1)与竖轴(2)铰接，第一电机(6)用于调节横轴(1)的转动；所述横轴(1)与环形机架(3)连接；第二电机(7)用于调节环形机架(3)绕着环形机架(3)自身径向的转动；所述环形机架(3)上设有第一传感器(11)；与现有技术相比，本发明具有摄像机不易被遮挡、可保持摄像机水平位置和朝向不动及使用便利性较好的特点。

Description

手持式自平衡摄像机架
技术领域
本发明涉及一种摄像机架，特别是一种手持式自平衡摄像机架。
背景技术
VR技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。目前，随着VR(虚拟现实)的流行，对于用于VR场景的拍摄的需求也急速提升，但由于用于VR的图像需要三维立体进行拍摄，对设有拍摄的要求较高，且拍摄时无任人员或设备如何运动均要保持摄像机水平位置及朝向不动，而现有技术的摄像机架均是针对平面拍摄，故在使用过程中不但摄像机容易出现遮挡，而且摄像位置控制较困难的问题，使摄像机水平位置及朝向容易随着人员或设备的移动而变化。
发明内容
本发明针对以上问题提供一种摄像机不易被遮挡、可保持摄像机水平位置和朝向不动及使用便利性较好的手持式自平衡摄像机架。
本发明解决以上问题所用的技术方案是：提供一种具有以下结构的手持式自平衡摄像机架，它包含横轴、竖轴、环形机架、控制盒、手持杆、第一电机、第二电机和第三电机，所述竖轴的下端与手持杆连接，所述第三电机用于调节环形机架绕着环形机架自身轴线的转动；所述横轴与竖轴铰接，第一电机用于调节横轴的转动；所述横轴与环形机架连接；第二电机用于调节环形机架绕着环形机架自身径向的转动；所述环形机架上设有第一传感器；所述第一传感器与控制盒信号连接，所述第一电机、第二电机和第三电机均与控制盒电连接。
采用以上结构后，与现有技术相比，本发明在使用过程中，第一传感器将会将竖轴和横轴相对于环形机架的实时位置信息传输到控制盒，控制盒根据这些位置信息通过第一电机、第二电机和第三电机实时调整环形机架的转动以消除手持杆随着人或设备在行走过程中带来的倾角，从而使得环形机架保持在初始状态，而最终实现控制摄像机的XYZ轴平衡，进而实现人或设备在行走过程中，无论是左右、前后或旋转的动作如何变化，第一电机、第二电机和第三电机均能消除人或设备在行走过程中带来的XYZ轴方向的角度变化，从而保持环形机架的水平位置和朝向，进而保证摄像机的水平位置和朝向，不需要人工去调整或是手动控制，使用较便利，且摄像机固定在环形机架上后不易被其它部件遮挡。因此本发明具有摄像机不易被遮挡、可保持摄像机水平位置和朝向不动及使用便利性较好的特点。
作为改进，所述竖轴上设有径向的第一通孔，第一电机固定在第一通孔内，所述第一电机的输出轴与横轴传动连接，所述第二电机固定在横轴的一端或环形机架上，横轴的两端与环形机架转动连接，所述竖轴的下端与手持杆转动连接；则这样设置后，使得重心能位于手持杆的延长线上，便于使用者可保持长时间的拍摄工作，且平衡性较好，利于保持摄像机的稳定性。
作为进一步改进，所述横轴的另一端设有与第二电机相对的配重块，配重块用于保持横轴的平衡；则这样设置后，横轴的平衡性更好，便于使用者长时间手持使用，且第二电机工作时的负重也就较小，有利于降低能耗，缩小电机体积，从而降低成本。
作为进一步改进，所述手持杆设有第二传感器，第二传感器用于感应横轴的水平位置和竖轴转动角度；所述第二传感器与控制盒信号连接；则这样设置后，可更早地将横轴的水平位置和竖轴转动角度传递到控制盒处，以便控制盒可更及时的通过第一电机、第二电机和第三电机来调整位置，进一步减少环形机架出现晃动的情况，从而保证拍摄效果。
作为进一步改进，所述横轴上设有径向的第二通孔，所述竖轴的中部位于第二通孔中，所述第一通孔一侧的孔壁上设有通孔，所述第一电机的输出轴穿过通孔与第二通孔一侧的孔壁连接，第二通孔另一侧的孔壁与竖轴铰接，且第二通孔另一侧的孔壁与竖轴铰接的铰接轴轴线与第一电机输出轴的轴线在同一直线上；则这样设置后，可将整体的体积缩到相对较小，电机输出轴直接作用到横轴上，零部件也相对较少，在缩小体积的同时减少整体的质量，以便使用者长时间连续工作，也便于携带。
作为进一步改进，所述第三电机固定在手持杆上，第三电机的输出轴与竖轴的下端连接；则这样设置后，使得重心相对靠下，便于使用者长时间连续工作。
作为再进一步改进，所述第二电机的输出轴与环形机架连接，且第二电机输出轴的轴线与环形机架绕着横轴转动的轴线重合；则这样设置后，可将整体的体积缩到更小，电机输出轴直接作用到环形机架上，零部件也更少，在缩小体积的同时减少整体的质量，以便使用者长时间连续工作，也更便于携带。
作为优选，所述控制盒位于横轴、竖轴、环形机架或手持杆任一上。
作为优选，所述横轴和竖轴任一或两者均为U字型结构。
作为另一种优选，所述横轴上转动连接有U字型架，所述U字型架上转动连接有连接杆，所述第二电机位于横轴的一端，且第二电机的输出轴与U字型架连接，所述第三电机位于U字型架上，且第三电机的输出轴与连接杆连接，所述连接杆与环形机架固定连接。
附图说明
图1为本发明实施例一手持式自平衡摄像机架的结构示意图。
图2为本发明实施例一手持式自平衡摄像机架的立体图。
图3为本发明实施例一手持式自平衡摄像机架的俯视图。
图4为本发明实施例八手持式自平衡摄像机架(环形机架未示出)的结构示意图。
图5为本发明实施例八手持式自平衡摄像机架的立体图。
如图所示：1、横轴，2、竖轴，3、环形机架，4、控制盒，5、手持杆，6、第一电机，7、第二电机，8、第三电机，9、第一通孔，10、配重块，11、第一传感器，12、第二传感器，13、第二通孔，14、U字型架，15、连接杆。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步描述。
实施例一
如图1、图2和图3所示，一种手持式自平衡摄像机架，它包含横轴1、竖轴2、环形机架3、控制盒4、手持杆5、第一电机6、第二电机7和第三电机8，所述竖轴2的下端通过第三电机8与手持杆5连接，所述第三电机8用于调节竖轴2的转动，即调节环形机架3绕着自身轴线周向转动(调节阀环形机架3绕着Z轴转动)，已消除手持杆5绕自身轴线转动带给环形机架3的影响，保持环形机架3的初始朝向，且竖轴2上设有径向的第一通孔9；所述横轴1与竖轴2铰接，所述第一电机6固定在第一通孔9内，且第一电机6的输出轴与横轴1传动连接，第一电机6用于调节横轴1的转动，即第一电机6调节环形机架3绕着自身对应横轴1与竖轴2铰接轴轴线的直径转动(调节阀环形机架3绕着X轴转动)；所述横轴1位于环形机架3内，且横轴1的两端与环形机架3转动连接，环形机架3绕横轴1转动的轴线与环形机架3的直径重合；所述第二电机7固定在横轴1的一端，横轴1的另一端设有与第二电机7相对的配重块10，配重块10用于保持横轴1的平衡，且第二电机7的输出轴与环形机架3传动连接，第二电机7用于调节环形机架3的转动，即第二电机7调节环形机架3绕着自身对应横轴1长度方向的直径转动(调节阀环形机架3绕着Y轴转动)；所述环形机架3的内壁上设有第一传感器11，第一传感器11用于感应竖轴2和横轴1相对于环形机架3的位置；所述控制盒4位于手持杆5上，所述第一传感器11与控制盒4信号连接，所述第一电机6、第二电机7和第三电机8均与控制盒4电连接。
所述手持杆5设有第二传感器12，第二传感器12用于感应横轴1的水平位置和竖轴2转动角度；所述第二传感器12与控制盒4信号连接
所述横轴1上设有径向的第二通孔13，所述竖轴2的中部位于第二通孔13中，所述第一通孔9一侧的孔壁上设有通孔，所述第一电机6的输出轴穿过通孔与第二通孔13一侧的孔壁连接，第二通孔13另一侧的孔壁与竖轴2铰接，且第二通孔13另一侧的孔壁与竖轴2铰接的铰接轴轴线与第一电机9输出轴的轴线在同一直线上。
所述第三电机8固定在手持杆5上，第三电机8的输出轴与竖轴2的下端连接，且第三电机8的输出轴的轴线与竖轴2转动的轴线在同一直线上。
所述第二电机7的输出轴与环形机架3连接，且第二电机7输出轴的轴线与环形机架3绕着横轴1转动的轴线重合。
实施例二
一种手持式自平衡摄像机架，它包含横轴1、竖轴2、环形机架3、控制盒4、手持杆5、第一电机6、第二电机7和第三电机8，所述竖轴2的下端通过第三电机8与手持杆5连接；所述横轴1与竖轴2铰接，所述第一电机6固定在竖轴2上，且第一电机6的输出轴与横轴1传动连接，第一电机6的输出轴连接在横轴1的中部，且横轴1的重心在第一电机6的输出轴轴线的延长线上，第一电机6用于调节横轴1的转动；所述横轴1位于环形机架3内，且横轴1的两端与环形机架3转动连接，环形机架3绕横轴1转动的轴线与环形机架3的直径重合；所述第二电机7固定在环形机架3上，第二电机7用于调节环形机架3的转动；所述环形机架3的内壁上设有第一传感器11，第一传感器11用于感应竖轴2和横轴1相对于环形机架3的位置；所述控制盒4位于竖轴2上，所述第一传感器11与控制盒4信号连接，所述第一电机6、第二电机7和第三电机8均与控制盒4电连接。
所述手持杆5设有第二传感器12，第二传感器12用于感应横轴1的水平位置和竖轴2转动角度；所述第二传感器12与控制盒4信号连接
所述第三电机8固定在竖轴2上，第三电机8的输出轴与手持杆5的上端连接，且第三电机8的输出轴的轴线与竖轴2转动的轴线在同一直线上。
所述第二电机7的输出轴与横轴1连接，且第二电机7输出轴的轴线与环形机架3绕着横轴1转动的轴线重合。
实施例三
控制盒4位于环形机架3上；竖轴2和横轴1有板材拼合而成；其余均与实施例一结构相同。
实施例四
第一电机6、第二电机7和第三电机8可均为智能型电机，均自带内置的控制盒，则第一传感器11和第二传感器12均将信号直接传送到对应的电机上即可。其余均与实施例一结构相同。
实施例五
所述竖轴2为U字型结构。U字型结构的上端(开口端)与横轴1的中部铰接，第一电机6位于U字型结构内，U字型结构的下端通过第三电机8与手持杆5的上端转动连接。其余均与实施例一结构相同。
实施例六
所述横轴1为U字型结构。U字型结构的开口端与竖轴2铰接，第一电机6位于U字型结构内，U字型结构的另一端通过第二电机7与环形机架3转动连接。其余均与实施例一结构相同。
实施例七
所述横轴1为U字型结构，竖轴2也为U字型结构。横轴1的开口端与竖轴2的开口端铰接，横轴1的U字型结构的另一端通过第二电机7与环形机架3转动连接，竖轴2的U字型结构的下端通过第三电机8与手持杆5的上端转动连接。其余均与实施例一结构相同。
实施例八
如图4和图5所示，所述横轴1上转动连接有U字型架14，U字型架14的两端分别与横轴1的两端转动连接，所述U字型架14上转动连接有连接杆15，U字型架14的中部与连接杆15的中部转动连接，所述第二电机7位于横轴1的一端，且第二电机7的输出轴与U字型架14的一端连接，第二电机7可调节U字型架14的转动，所述第三电机8位于U字型架14上，且第三电机8的输出轴与连接杆15连接，第三电机8可调节连接杆15的转动，所述连接杆15与环形机架3固定连接，竖轴2与手持杆5固定连接。其余均与实施例一相同。
使用时，将摄像机(摄像机的型号、数量、布局方式并不限定，可更具实际需要来设置)固定在环形机架3上即可。(上述的传动连接也可以是齿轮传动连接，如横轴与竖轴的铰接轴上设置齿轮，而电机的输出轴上设置驱动齿轮，该驱动齿轮与铰接轴上的齿轮啮合)
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明不仅限于以上实施例还允许有其它结构变化，凡在本发明独立权要求范围内变化的，均属本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种手持式自平衡摄像机架，其特征在于：它包含横轴(1)、竖轴(2)、环形机架(3)、控制盒(4)、手持杆(5)、第一电机(6)、第二电机(7)和第三电机(8)，所述竖轴(2)的下端与手持杆(5)连接，所述第三电机(8)用于调节环形机架(3)绕着环形机架(3)自身轴线的转动；所述横轴(1)与竖轴(2)铰接，第一电机(6)用于调节横轴(1)的转动；所述横轴(1)与环形机架(3)连接；第二电机(7)用于调节环形机架(3)绕着环形机架(3)自身径向的转动；所述环形机架(3)上设有第一传感器(11)；所述第一传感器(11)与控制盒(4)信号连接，所述第一电机(6)、第二电机(7)和第三电机(8)均与控制盒(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述竖轴(2)上设有径向的第一通孔(9)，第一电机(6)固定在第一通孔(9)内，所述第一电机(6)的输出轴与横轴(1)传动连接，所述第二电机(7)固定在横轴(1)的一端或环形机架(3)上，横轴(1)的两端与环形机架(3)转动连接，所述竖轴(2)的下端与手持杆(5)转动连接。
3.根据权利要求2所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述横轴(1)的另一端设有与第二电机(7)相对的配重块(10)，配重块(10)用于保持横轴(1)的平衡。
4.根据权利要求1所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述手持杆(5)设有第二传感器(12)，第二传感器(12)用于感应横轴(1)的水平位置和竖轴(2)转动角度；所述第二传感器(12)与控制盒(4)信号连接。
5.根据权利要求1所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述横轴(1)上设有径向的第二通孔(13)，所述竖轴(2)的中部位于第二通孔(13)中，所述第一通孔(9)一侧的孔壁上设有通孔，所述第一电机(6)的输出轴穿过通孔与第二通孔(13)一侧的孔壁连接，第二通孔(13)另一侧的孔壁与竖轴(2)铰接，且第二通孔(13)另一侧的孔壁与竖轴(2)铰接的铰接轴轴线与第一电机(9)输出轴的轴线在同一直线上。
6.根据权利要求2所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述第三电机(8)固定在手持杆(5)上，第三电机(8)的输出轴与竖轴(2)的下端连接。
7.根据权利要求2所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述第二电机(7)的输出轴与环形机架(3)连接，且第二电机(7)输出轴的轴线与环形机架(3)绕着横轴(1)转动的轴线重合。
8.根据权利要求1所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述控制盒(4)位于横轴(1)、竖轴(2)、环形机架(3)或手持杆(5)任一上。
9.根据权利要求1或2所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述横轴(1)和竖轴(2)任一或两者均为U字型结构。
10.根据权利要求1所述的手持式自平衡摄像机架，其特征在于：所述横轴(1)上转动连接有U字型架(14)，所述U字型架(14)上转动连接有连接杆(15)，所述第二电机(7)位于横轴(1)的一端，且第二电机(7)的输出轴与U字型架(14)连接，所述第三电机(8)位于U字型架(14)上，且第三电机(8)的输出轴与连接杆(15)连接，所述连接杆(15)与环形机架(3)固定连接。
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