拍摄设备稳定器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种拍摄设备稳定器，包括分别由三相无刷交流电机一驱动的第一旋转轴、由三相无刷交流电机二驱动的第二旋转轴、安装在三相无刷交流电机一上的第一磁旋转编码器、安装在三相无刷交流电机二上的第二磁旋转编码器、惯性传感器、固定件、主控器，所述三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、惯性传感器、第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器分别与主控器电性连接，所述惯性传感器安装在固定件上，第一旋转轴与第二旋转轴的轴心线垂直相交，所述固定件与第一旋转轴连接，三相无刷交流电机一通过折弯件与第二旋转轴连接。所述拍摄设备稳定器结构简单，小巧轻便，稳定性好。本发明专利技术还提供了两种拍摄设备稳定器的控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
随着影视技术不断发展，无论是带有拍摄功能的手机还是专业级别数码拍摄设备已非常普及了，但是在运动中拍摄非常容易造成画面晃动和模糊，为了在运动中拍摄也能得到清晰稳定的画面，需要借助拍摄用稳定器材。传统的稳定器材主要有以下四种:1、机械式稳定装置(常规称谓:斯坦尼康稳定系统)，它是根据机械重心的惯性稳定原理，通过低摩擦阻力的万向节实现拍摄负载的基本稳定，相关的专利有:CN201220417128.4、CN201230053857.1等，但是这种稳定装置通过钟摆效应的原理控制拍摄负载的平衡，在运动时起到一定的稳定作用，由于拍摄负载和配重之间存在固定比例，负载越大，整个稳定装置体积重量就越大，导致操控不灵活、使用空间有限制、快速运动急停惯性晃动大等缺点，在实际应用中，完全掌握斯坦尼康系统需要有具备较高的操作水平；2、一种主要用于空中航拍的稳定装置，它使用微机械传感器做反馈，通过微型计算机驱动电机实现稳定，相关的专利有:CN201010171360.X、CN201310097887.6，该稳定装置使用角速度传感器做反馈的开环控制方式，使用直流减速伺服电机或者航模舵机作为驱动元件，由于直流减速电机的齿轮箱正反转后存在间隙，存在控制精度较低、可靠性差、容易震动、寿命较低等缺陷，无法实现顺滑稳定的增稳控制；3、一种用于专业领域的高性能稳定装置，它使用高性能角速度传感器做反馈，通过微型计算机驱动力矩电机实现稳定，相关专利有:CN201110099579.8，这种稳定装置所使用的电机为空心环有刷力矩电机，外壳、电机和反馈元件体积重量都比较大，功耗巨大，仅能用于专业领域，难以被普通消费者所接受；4、一种航模空中拍摄应用的稳定云台，它使用惯性传感器检测负载的姿态信息，通过微型计算机处理后通过电机直接驱动负载运动实现稳定，相关专利有:CN201110380351.6，但是这种稳定装置不足之处在于使用直流无刷电机作为直接驱动的元件，一方面由于其电机长度远大于其直径，不适用于低速旋转而驱动力矩较大的稳定云台领域，另一方面直流无刷电机的在换向时造成驱动力矩突变，对稳定精度有影响，该稳定云台使用直流无刷电机作为驱动装置，这种电机根据霍尔信号而改变电枢供电极性实现电子换向，但是在换向时会带来较大的力矩波动，无法满足高性能、高精度的稳定应用。该专利技术仅使用姿态信息作为反馈控制量，控制采集无任何其他辅助信息，这在控制原理上存在较大的问题，会导致控制滞后和控制精度较低，在机械结构方面，该稳定云台存在结构不紧凑、抗震性能差、便携性差、可靠性低、不能通圈旋转等缺点。
技术实现思路
基于此，本专利技术在于克服现有技术的缺陷，提供一种拍摄设备稳定器，不仅稳定性能优良，而且结构简单，便携性好。其技术方案如下:—种拍摄设备稳定器,包括分别由三相无刷交流电机一驱动的第一旋转轴、由三相无刷交流电机二驱动的第二旋转轴、安装在三相无刷交流电机一上的第一磁旋转编码器、安装在三相无刷交流电机二上的第二磁旋转编码器、惯性传感器、固定件、主控器，所述三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、惯性传感器、第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器分别与主控器电性连接，所述惯性传感器安装在固定件上，第一旋转轴与第二旋转轴的轴心线垂直相交，所述固定件与第一旋转轴连接，三相无刷交流电机一通过折弯件与第二旋转轴连接。优选的，所述固定件包括支撑板、第一夹持件、第二夹持件，所述支撑板相对的两侧上设有卡座，所述第一夹持件与第二夹持件上均设有卡轴，所述卡轴上套有扭力弹簧，第一夹持件与第二夹持件通过卡轴与卡座配合可旋转地安装在支撑板上，所述支撑板与第一旋转轴连接。优选的，所述第一夹持件、第二夹持件的夹持面呈内凹的折线状，且第一夹持件、第二夹持件的夹持面结构对称。优选的，所述固定件包括承托板、连接板、卡位件，所述连接板包括相互垂直设置的连接部与安装部，所述连接部通过第一丝杆螺母机构与第一旋转轴连接，所述安装部通过第二丝杆螺母机构与承托板连接，所述卡位件设置在承托板侧边上。优选的，三相无刷交流电机二远离第二旋转轴的一面设有显示器，所述显示器用于与拍摄设备电性连接。优选的，第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器均包括圆形磁钢、编码器芯片，所述圆形磁钢安装在第一旋转轴、第二旋转轴上，所述编码器芯片正对圆形磁钢设置，且编码器芯片与主控器电性连接。优选的，所述的拍摄设备稳定器还包括万向手柄，所述三相无刷交流电机二与万向手柄连接，所述主控器设置在万向手柄内，万向手柄上设有电源开关、旋转轴调节杆，所述电源开关、旋转轴调节杆分别与主控器电性连接。优选的，所述的拍摄设备稳定器还包括由三相无刷交流电机三驱动的第三旋转轴、连接杆、操作手柄以及与主控器电性连接的地磁传感器和第三磁旋转编码器，所述地磁传感器安装在固定件上，所述第三磁旋转编码器安装在三相无刷交流电机三上，所述三相无刷交流电机三与操作手柄连接，所述第三旋转轴通过连接杆与三相无刷交流电机二连接，第三旋转轴的轴心线分别与第一旋转轴、第二旋转轴的轴心线垂直相交。优选的，所述第三磁旋转编码器包括圆形磁钢、编码器芯片，所述圆形磁钢安装在第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴上，所述编码器芯片正对圆形磁钢设置，且编码器芯片与主控器电性连接。优选的，所述第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴均为空心结构，其内设有集电环。。优选的，所述三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、三相无刷交流电机三均为扁平圆柱状的盘式外形结构。本专利技术还提供了一种两轴的拍摄设备稳定器，其技术方案如下:一种拍摄设备稳定器的控制方法，包括如下步骤:惯性传感器检测空间三轴的实时角速度、加速度，并传送给主控器；主控器根据惯性传感器传送的数据预算出第一旋转轴、第二旋转轴的运动趋势，并输出控制指令给三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二调整第一旋转轴、第二旋转轴的位置；第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器检测三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二的旋转信息并传送给主控制器，主控根据旋转信息解算出三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二运动的绝对位置，发出控制指令给三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二，三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二根据主控器的控制指令控制第一旋转轴、第二旋转轴旋转到最初设定位置。本专利技术还提供了一种三轴的拍摄设备稳定器，其技术方案如下:一种拍摄设备稳定器的控制方法，包括如下步骤:惯性传感器检测空间三轴的实时角速度、加速度，并传送给主控器,地磁传感器检测空间三轴的地磁场强度，并传送给主控器；主控器根据惯性传感器与地磁传感器传送的数据预算出第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴的方向角度和运动趋势，并输出控制指令给三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、三相无刷交流电机三，三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、三相无刷交流电机三根据主控器的控制指令调整第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴的位置；第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器、第三磁旋转编码器检测三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、三相无刷交流电机三的旋转信息并传送给主控制器，主控根据旋转信息解算出三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、三相无刷交流电机三运动的绝对位置，发出控制指令给三相无刷交流电机一、三相无刷交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拍摄设备稳定器，其特征在于，包括分别由三相无刷交流电机一驱动的第一旋转轴、由三相无刷交流电机二驱动的第二旋转轴、安装在三相无刷交流电机一上的第一磁旋转编码器、安装在三相无刷交流电机二上的第二磁旋转编码器、惯性传感器、固定件、主控器，所述三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、惯性传感器、第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器分别与主控器电性连接，所述惯性传感器安装在固定件上，第一旋转轴与第二旋转轴的轴心线垂直相交，所述固定件与第一旋转轴连接，三相无刷交流电机一通过折弯件与第二旋转轴连接。

【技术特征摘要】
1.一种拍摄设备稳定器,其特征在于,包括分别由三相无刷交流电机一驱动的第一旋转轴、由三相无刷交流电机二驱动的第二旋转轴、安装在三相无刷交流电机一上的第一磁旋转编码器、安装在三相无刷交流电机二上的第二磁旋转编码器、惯性传感器、固定件、主控器，所述三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、惯性传感器、第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器分别与主控器电性连接，所述惯性传感器安装在固定件上，第一旋转轴与第二旋转轴的轴心线垂直相交，所述固定件与第一旋转轴连接，三相无刷交流电机一通过折弯件与第二旋转轴连接。2.根据权利要求1所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述固定件包括支撑板、第一夹持件、第二夹持件，所述支撑板相对的两侧上设有卡座，所述第一夹持件与第二夹持件上均设有卡轴，所述卡轴上套有扭力弹簧，第一夹持件与第二夹持件通过卡轴与卡座配合可旋转地安装在支撑板上，所述支撑板与第一旋转轴连接。3.根据权利要求2所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述第一夹持件、第二夹持件的夹持面呈内凹的折线状，且第一夹持件、第二夹持件的夹持面结构对称。4.根据权利要求1所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述固定件包括承托板、连接板、卡位件，所述连接板包括相互垂直设置的连接部与安装部，所述连接部通过第一丝杆螺母机构与第一旋转轴连接，所述安装部通过第二丝杆螺母机构与承托板连接，所述卡位件设置在承托板侧边上。5.根据权利要求1所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，三相无刷交流电机二远离第二旋转轴的一面设有显示器，所述显示器用于与拍摄设备电性连接。6.根据权利要求1所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述第一磁旋转编码器、第二磁旋转编码器均包括圆形磁钢、编码器芯片，所述圆形磁钢安装在第一旋转轴、第二旋转轴上，所述编码器芯片正对圆形磁钢设置，且编码器芯片与主控器电性连接。7.根据权利要求1~6任一项所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，还包括万向手柄，所述三相无刷交流电机二与万向手柄连接，所述主控器设置在万向手柄内，万向手柄上设有电源开关、旋转轴调节杆，所述电源开关、旋转轴调节杆分别与主控器电性连接。8.根据权利要求1~6任一项所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，其还包括由三相无刷交流电机三驱动的第三旋转轴、连接杆、操作手柄以及与主控器电性连接的地磁传感器和第三磁旋转编码器，所述地磁传感器安装在固定件上，所述第三磁旋转编码器安装在三相无刷交流电机三上，所述三相无刷交流电机三与操作手柄连接，所述第三旋转轴通过连接杆与三相无刷交流电机二连接，第三旋转轴的轴心线分别与第一旋转轴、第二旋转轴的轴心线垂直相交。9.根据权利要求8所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述第三磁旋转编码器包括圆形磁钢、编码器芯片，所述圆形磁钢安装在第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴上，所述编码器芯片正对圆形磁钢设置，且编码器芯片与主控器电性连接。10.根据权利要求9所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴均为空心结构，其内设有集电环。11.根据权利要求10所述的拍摄设备稳定器，其特征在于，所述三相无刷交流电机一、三相无刷交流电机二、三相无刷交流电机三均为扁平圆柱状的盘式外形结构。12.—种如权利要求1~7任一项所述的拍摄设备稳定器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 惯性传感器检测空间三轴的实时角速度、加速度，并传送给主控器； 主控器根据惯性传感器传送的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯健，焦志涛，林健，曾子斌，
申请(专利权)人：广州虹天航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44