[發(fā)明專利]拍攝設(shè)備穩(wěn)定器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410098752.6
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103984193B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮健;焦志濤;林健;曾子斌
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州虹天航空科技有限公司
• 主分類號: G03B17/56
• 分類號: G03B17/56;F16M13/04;G05D3/12
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 謝偉;曾旻輝

本發(fā)明公開了一種拍攝設(shè)備穩(wěn)定器，包括分別由三相無刷交流電機一驅(qū)動的第一旋轉(zhuǎn)軸、由三相無刷交流電機二驅(qū)動的第二旋轉(zhuǎn)軸、安裝在三相無刷交流電機一上的第一磁旋轉(zhuǎn)編碼器、安裝在三相無刷交流電機二上的第二磁旋轉(zhuǎn)編碼器、慣性傳感器、固定件、主控器，所述三相無刷交流電機一、三相無刷交流電機二、慣性傳感器、第一磁旋轉(zhuǎn)編碼器、第二磁旋轉(zhuǎn)編碼器分別與主控器電性連接，所述慣性傳感器安裝在固定件上，第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸的軸心線垂直相交，所述固定件與第一旋轉(zhuǎn)軸連接，三相無刷交流電機一通過折彎件與第二旋轉(zhuǎn)軸連接。所述拍攝設(shè)備穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)簡單，小巧輕便，穩(wěn)定性好。本發(fā)明還提供了兩種拍攝設(shè)備穩(wěn)定器的控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種拍攝設(shè)備穩(wěn)定器及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著影視技術(shù)不斷發(fā)展，無論是帶有拍攝功能的手機還是專業(yè)級別數(shù)碼拍攝設(shè)備已非常普及了，但是在運動中拍攝非常容易造成畫面晃動和模糊，為了在運動中拍攝也能得到清晰穩(wěn)定的畫面，需要借助拍攝用穩(wěn)定器材。

傳統(tǒng)的穩(wěn)定器材主要有以下四種：1、機械式穩(wěn)定裝置（常規(guī)稱謂：斯坦尼康穩(wěn)定系統(tǒng)），它是根據(jù)機械重心的慣性穩(wěn)定原理，通過低摩擦阻力的萬向節(jié)實現(xiàn)拍攝負(fù)載的基本穩(wěn)定，相關(guān)的專利有：CN201220417128.4、CN201230053857.1等，但是這種穩(wěn)定裝置通過鐘擺效應(yīng)的原理控制拍攝負(fù)載的平衡，在運動時起到一定的穩(wěn)定作用，由于拍攝負(fù)載和配重之間存在固定比例，負(fù)載越大，整個穩(wěn)定裝置體積重量就越大，導(dǎo)致操控不靈活、使用空間有限制、快速運動急停慣性晃動大等缺點，在實際應(yīng)用中，完全掌握斯坦尼康系統(tǒng)需要有具備較高的操作水平；2、一種主要用于空中航拍的穩(wěn)定裝置，它使用微機械傳感器做反饋，通過微型計算機驅(qū)動電機實現(xiàn)穩(wěn)定，相關(guān)的專利有：CN201010171360.X、CN201310097887.6，該穩(wěn)定裝置使用角速度傳感器做反饋的開環(huán)控制方式，使用直流減速伺服電機或者航模舵機作為驅(qū)動元件，由于直流減速電機的齒輪箱正反轉(zhuǎn)后存在間隙，存在控制精度較低、可靠性差、容易震動、壽命較低等缺陷，無法實現(xiàn)順滑穩(wěn)定的增穩(wěn)控制；3、一種用于專業(yè)領(lǐng)域的高性能穩(wěn)定裝置，它使用高性能角速度傳感器做反饋，通過微型計算機驅(qū)動力矩電機實現(xiàn)穩(wěn)定，相關(guān)專利有：CN201110099579.8，這種穩(wěn)定裝置所使用的電機為空心環(huán)有刷力矩電機，外殼、電機和反饋元件體積重量都比較大，功耗巨大，僅能用于專業(yè)領(lǐng)域，難以被普通消費者所接受；4、一種航模空中拍攝應(yīng)用的穩(wěn)定云臺，它使用慣性傳感器檢測負(fù)載的姿態(tài)信息，通過微型計算機處理后通過電機直接驅(qū)動負(fù)載運動實現(xiàn)穩(wěn)定，相關(guān)專利有：CN201110380351.6，但是這種穩(wěn)定裝置不足之處在于使用直流無刷電機作為直接驅(qū)動的元件，一方面由于其電機長度遠(yuǎn)大于其直徑，不適用于低速旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動力矩較大的穩(wěn)定云臺領(lǐng)域，另一方面直流無刷電機的在換向時造成驅(qū)動力矩突變，對穩(wěn)定精度有影響，該穩(wěn)定云臺使用直流無刷電機作為驅(qū)動裝置，這種電機根據(jù)霍爾信號而改變電樞供電極性實現(xiàn)電子換向，但是在換向時會帶來較大的力矩波動，無法滿足高性能、高精度的穩(wěn)定應(yīng)用。該發(fā)明僅使用姿態(tài)信息作為反饋控制量，控制采集無任何其他輔助信息，這在控制原理上存在較大的問題，會導(dǎo)致控制滯后和控制精度較低，在機械結(jié)構(gòu)方面，該穩(wěn)定云臺存在結(jié)構(gòu)不緊湊、抗震性能差、便攜性差、可靠性低、不能通圈旋轉(zhuǎn)等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種拍攝設(shè)備穩(wěn)定器，不僅穩(wěn)定性能優(yōu)良，而且結(jié)構(gòu)簡單，便攜性好。

其技術(shù)方案如下：

一種拍攝設(shè)備穩(wěn)定器，包括分別由三相無刷交流電機一驅(qū)動的第一旋轉(zhuǎn)軸、由三相無刷交流電機二驅(qū)動的第二旋轉(zhuǎn)軸、安裝在三相無刷交流電機一上的第一磁旋轉(zhuǎn)編碼器、安裝在三相無刷交流電機二上的第二磁旋轉(zhuǎn)編碼器、慣性傳感器、固定件、主控器，所述三相無刷交流電機一、三相無刷交流電機二、慣性傳感器、第一磁旋轉(zhuǎn)編碼器、第二磁旋轉(zhuǎn)編碼器分別與主控器電性連接，所述慣性傳感器安裝在固定件上，第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸的軸心線垂直相交，所述固定件與第一旋轉(zhuǎn)軸連接，三相無刷交流電機一通過折彎件與第二旋轉(zhuǎn)軸連接。