CN204141179U - 三轴云台拍摄设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航拍的技术领域，提供了三轴云台拍摄设备，用于航拍平台的航拍，其中，三轴云台拍摄设备包括用于固定在航拍平台上的基座、活动连接在基座下方的旋转臂以及与旋转臂活动连接的摄像装置；摄像装置包括壳体，壳体内设置有摄像头、陀螺仪传感器以及使壳体绕Y轴且相对于旋转臂转动的俯仰装置；壳体的表面于摄像头对应的位置开设有摄像孔；俯仰装置包括与壳体的内壁固定连接的固定架组件以及俯仰电机，俯仰电机具有与固定架组件固定连接的俯仰转子以及伸出壳体并与旋转臂连接的俯仰定子。与现有技术对比，本实用新型提供的三轴云台拍摄设备，提高了摄像装置在垂直方向上角度调整的稳定性。

Description

三轴云台拍摄设备

技术领域

本实用新型涉及航拍的技术领域，尤其是涉及一种三轴云台拍摄设备。

背景技术

航拍又称空中摄影或航空摄影，是指从空中拍摄地球地貌，获得俯视图，此图即为空照图。航拍所用的平台包括航空模型、飞机、直升机、热气球、小型飞船、火箭、风筝、降落伞等。

目前，应用在航拍平台上的运载体，其上安装有成像设备，成像设备能够摄像、摄影。但是，运载体与成像设备之间的动力传动联接暴露在外界，成像设备在作垂直方向上角度的调整时，外界阻力对传动动力的消耗，增加了整个设备的额外能量的消耗。这样，成像设备在垂直方向上进行翻转极不稳定，对成像设备翻转的操控难度大，成像设备无法获得较理想的图像。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种三轴云台拍摄设备，旨在解决现有技术中，摄像装置在垂直方向上进行翻转稳定性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种三轴云台拍摄设备，用于航拍平台的航拍，其中，所述三轴云台拍摄设备包括用于固定在所述航拍平台上的基座、活动连接在所述基座下方的旋转臂以及与所述旋转臂活动连接的摄像装置；所述摄像装置包括壳体，所述壳体内设置有摄像头、用于监测所述摄像头与水平面夹角变化并能对所述摄像头的位置进行修正的陀螺仪传感器以及使所述壳体绕Y轴且相对于所述旋转臂转动的俯仰装置；所述壳体的表面于所述摄像头对应的位置开设有摄像孔；所述俯仰装置包括与所述壳体的内壁固定连接的固定架组件以及俯仰电机，所述俯仰电机具有与所述固定架组件固定连接的俯仰转子以及伸出所述壳体并与所述旋转臂连接的俯仰定子。

进一步地，所述基座内设置有使所述旋转臂绕Z轴转动的中轴装置；所述中轴装置包括中轴电机，所述中轴电机具有中轴转子，所述旋转臂包括与所述中轴转子固定连接的固定环以及由所述固定环的两侧向下且沿所述壳体表面延伸的支臂，所述俯仰电机定子置于其中一个所述支臂中。

进一步地，所述固定架组件包括平行且相间设置的第一固定架构件和第二固定架构件，所述第一固定架构件和所述第二固定架构件分别位于所述摄像头的两侧，所述第一固定架构件和所述第二固定架构件的两端分别与所述壳体的内壁固定连接，所述第一固定架构件与所述俯仰电机的所述俯仰转子固定连接。

进一步地，所述第二固定架构件的外侧设置有导电滑环，所述导电滑环包括与所述第二固定架构件固定连接的滑环定子以及伸出所述壳体并置于另一个所述支臂中的滑环转子，所述陀螺仪传感器通过引线与所述滑环定子连接。

进一步地，所述基座内设置有使所述旋转臂绕Z轴转动的中轴装置，中轴装置包括中轴电机，所述中轴电机具有竖直设置的中轴转子，所述旋转臂的所述固定环与所述中轴转子固定连接。

进一步地，所述固定环具有竖直设置的第一环形侧壁、由所述第一环形侧壁的顶端向内延伸的水平连接壁以及由所述水平连接壁的内端向上延伸的第二环形侧壁；所述中轴转子的底部固定连接有一个固定板，所述固定板的周边伸出所述中轴转子的外周；所述支臂与所述第一环形侧壁的底端连接，所述固定环的所述水平连接壁搭接在所述固定板的周边上，所述第二环形侧壁的内壁紧贴在所述中轴转子的外周

进一步地，所述基座内还设置有主控电路板，所述主控电路板分别与所述陀螺仪传感器、所述中轴电机和所述俯仰电机电性连接。

进一步地，所述旋转臂由前盖和后盖围合而成，所述旋转臂于所述前盖和所述后盖围合后形成所述固定环以及所述支臂。

进一步地，所述壳体为圆球形，由相互连接的前壳和后壳围合而成。

进一步地，所述摄像孔开设在所述前壳上。

与现有技术对比，本实用新型提供的三轴云台拍摄设备，俯仰装置、陀螺仪传感器及摄像头安装在摄像装置的壳体内，陀螺仪传感器能使摄像头在上下翻转的同时保持其拍摄的画面不晃动，通过俯仰装置实现摄像装置绕Y轴且相对于旋转臂转动，即实现摄像头在垂直方向上的翻转，这样，在封闭的壳体内能够有效地减少外界阻力的干扰，提高了摄像装置在垂直方向上角度调整的稳定性，降低了翻转的操控难度，摄像头能够获得效果更佳的图像。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的三轴云台拍摄设备的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的三轴云台拍摄设备的分解示意图；

图3是本实用新型实施例提供的后壳与横滚装置的立体示意图；

图4是本实用新型实施例提供的前壳与俯仰装置的立体示意图；

图5是本实用新型实施例提供的导电滑环的立体示意图；

图6是本实用新型实施例提供的三轴云台拍摄设备省略前壳和横滚装置时的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。

如图1至图6所示，为本实用新型提供的一较佳实施例。

本实施例提供的三轴云台拍摄设备，用于航拍平台的航拍，其中，三轴云台拍摄设备包括用于固定在航拍平台上的基座2、活动连接在基座2下方的旋转臂3以及与旋转臂3活动连接的摄像装置1；摄像装置1包括壳体11，壳体11内设置有摄像头12、用于监测摄像头12与水平面夹角变化并能对摄像头12的位置进行修正的陀螺仪传感器14以及使壳体11绕Y轴且相对于旋转臂3转动的俯仰装置16；壳体11的表面于摄像头12对应的位置开设有摄像孔111；俯仰装置16包括与壳体11的内壁固定连接的固定架组件161以及俯仰电机162，俯仰电机162具有与固定架组件161固定连接的俯仰转子1622以及伸出壳体11并与旋转臂3连接的俯仰定子1621。

上述的三轴云台拍摄设备，俯仰装置16、陀螺仪传感器14及摄像头12安装在摄像装置1的壳体11内，陀螺仪传感器14能使摄像头12在上下翻转的同时保持其拍摄的画面不晃动，通过俯仰装置16实现摄像装置1绕Y轴且相对于旋转臂3转动，即实现摄像头12在垂直方向上的翻转，这样，在封闭的壳体11内能够有效地减少外界阻力的干扰，提高了摄像装置1在垂直方向上角度调整的稳定性，降低了翻转的操控难度，摄像头12能够获得效果更佳的图像。

图1示出了根据本实用新型的三轴云台拍摄设备的结构示意图。在本实用新型中所提到的X轴、Y轴和Z轴，是基于图1中所示的三个轴，其中X轴与横滚转轴的轴线以及摄像头12的中心重合。本实用新型中所指的方向“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”是指基于摄像装置1的各个方向。图1中朝向摄像头12前方的X轴方向为“前”，Y轴方向为“左”，Z轴方向为“上”。

三轴云台拍摄设备，包括用于固定在航拍平台的基座2、活动连接在基座2下方的旋转臂3以及与旋转臂3活动连接的摄像装置1。航拍平台可以是航空模型、飞机、直升机、热气球、小型飞船、火箭、风筝或降落伞等。该基座2内安装有主控电路板21以及使旋转臂3绕Z轴转动的中轴装置22。摄像装置1包括壳体11，壳体11内设置有摄像头12、用于监测摄像头12与水平面夹角变化并能对摄像头12的位置进行修正的陀螺仪传感器14、使摄像头12绕X轴转动的横滚装置13、使壳体11绕Y轴且相对于旋转臂3转动的俯仰装置16以及视频电路板15。陀螺仪传感器14分别与视频电路板15和摄像头12电性连接，横滚装置13与视频电路板15电性连接，主控电路板21分别与视频电路板15、中轴装置22和俯仰装置16电性连接并对能其进行相应的操控，这样，航拍平台飞行过程中，随着颠簸、转向的同时，通过陀螺仪传感器14对摄像头12所拍摄的画面的同步监控，再由主控电路板21控制横滚装置13、俯仰装置16和中轴装置22分别在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的联动调整，使摄像头12在水平位置上自动校正以防止影像颠簸，并且在控制摄像装置1整体转向时，陀螺仪传感器14也能对摄像头12起到增稳作用，防止拍摄影像颠簸。

摄像装置1，包括壳体11，壳体11内设置有摄像头12、陀螺仪传感器14、横滚装置13、俯仰装置16以及视频电路板15。壳体11，为圆球形，从图1至4可以看出，壳体11由可拆卸地相互连接的前壳112和后壳113组成，前壳112和后壳113均为半球形形状，在前壳112的中央开设有摄像孔111。前壳112和后壳113之间通过螺钉固定连接，当两者连接后，内部形成基本封闭的空间。

摄像头12，从图1至3可以看出，可以是数字摄像头12，能够直接捕捉影像，并能通过网络实现远程传输和监控。摄像头12的镜头对应放置在前壳112的摄像孔111位置，镜头的周边基本与摄像孔111的边缘贴合。

陀螺仪传感器14，用于将摄像头12的图像转接至转接信号视频电路板15，并且能稳定摄像头12的拍摄。稳定摄像头12的拍摄，就是时刻保持水平的姿态，陀螺仪传感器14能够检测摄像头12的偏置角度，并通过控制横滚装置13、俯仰装置16和中轴装置22的同步动作，对摄像头12的位置进行调整，以便随时调整摄像头12到水平姿态，避免摄像头12拍摄的画面跳动。另外，在控制摄像装置1的拍摄角度时，陀螺仪传感器14能也能起到稳定转动的作用。陀螺仪传感器14可以是目前在直升机模型上常用的陀螺仪传感器14。

横滚装置13，用于使摄像头12绕X轴旋转，从图2和图3可以看出，横滚装置13包括横滚电机131和沿X轴方向延伸的相机座132，横滚电机131具有通过螺钉固定安装在壳体11内的横滚定子134和位于横滚定子134前端且能相对横滚定子134转动的横滚转子133，相机座132安装在横滚转子133上，摄像头12固定在相机座132的外端。陀螺仪传感器14固定安装在相机座132内(当然也可以固定安装在壳体11内部的其他位置上)，相机座132的外周盘绕有FPC软排线17，FPC软排线17的一端连接在视频电路板15上，另一端伸入相机座132内与陀螺仪传感器14连接。相机座132，从图2可以看出，其包括底板1321和由底板1321的边缘朝摄像头12水平伸出的两个连接板1322，底板1321的形状与横滚转子133的横截面形状相似，大致为腰形形状，底板1321上开设有若干的通孔，通过螺钉固定安装在横滚转子133。两个连接板1322相互平行且于底板1321的周向上相间设置，分别位于底板1321的上下两侧的圆弧部分位置，连接板1322具有一定的宽度使其保持有较高的强度，连接板1322的前端还具有一定的厚度，并在端头上开设有螺孔，通过螺钉使摄像头12固定安装在连接板1322的前端，从而使其与相机座132相固定，并在横滚电机131的转动下同时转动。相机座132还包括由底板1321的边缘朝摄像头12水平伸出的两个第一夹持板1323，两个第一夹持板1323分别位于底板1321的左右两侧的直线部分位置，即每个第一夹持板1323设置在两个连接板1322之间并与连接板1322相间设置，每个第一夹持板1323上开设有与陀螺仪传感器14的周边卡接配合的第一卡槽1323a。

视频电路板15，用于接收摄像头12的视频信号以及给各部件(横滚装置13、陀螺仪传感器14供电)，视频电路板15可以是现有技术中已有的具有该功能的电路板。视频电路板15安装在横滚装置13的下方，壳体11内相应的位置设有多个第二夹持板114，每个第二夹持板114上开设有与视频电路板15的周边卡接配合的第二卡槽114a。视频电路板15与陀螺仪传感器14大致平行，FPC软排线17的两端分别与视频电路板15和陀螺仪传感器14连接，并缠绕在两个连接板1322的外表面，FPC软排线17的长度至少使横滚电机131的转动范围在0-120度之间。

俯仰装置16，用于使壳体11绕Y轴且相对于旋转臂3转动，从图2和图4可以看出，俯仰装置16包括固定在壳体11内的固定架组件161以及俯仰电机162。固定架组件161包括平行且相间设置的第一固定架构件1611和第二固定架构件1612，第一固定架构件1611和第二固定架构件1612分别位于摄像头12的两侧，第一固定架构件1611和第二固定架构件1612的两端分别通过螺钉与前壳112的内壁和后壳113的内壁固定连接。俯仰电机162具有俯仰定子1621和位于俯仰定子1621左端且能相对俯仰定子1621转动的俯仰转子1622，第一固定架构件1611与俯仰转子1622通过螺钉固定连接，俯仰定子1621伸出壳体11的外部。这样，在俯仰转子1622转动时，能使第一固定架构件1611转动，从而带动壳体11绕Y轴实现了360度连续旋转。

为了避免壳体11绕Y轴旋转时连接壳体11内外部的引线相互缠绕，在第二固定架构件1612的外侧设置有导电滑环18，从图2、图4和图5导电滑环18包括可以相对旋转的滑环定子181和滑环转子182，滑环定子181的引线19与滑环转子182的引线19根数相同，且一一对应。滑环定子181与第二固定架构件1612通过螺钉固定连接，滑环转子182伸出壳体11的外部。壳体11通过滑环，能够实现360度无限制旋转，避免了因旋转时引起的引线19拉扯、缠绕和折断的情形。

基座2，通过螺钉固定安装在航拍平台上，从图1和图2可以看出，基座2内安装主控电路板21，基座2上于主控电路板21的下方开设有电机安装槽23。中轴装置22包括中轴电机221，中轴电机221具有中轴定子2211和中轴转子2212，中轴定子2211通过螺钉固定安装在该电机安装槽23内，中轴转子2212竖直设置且其轴线与Z轴重合。中轴转子2212的底部固定连接有水平设置的固定板2213(固定板2213也可以一起成型在中轴转子2212上)，固定板2213的周边伸出所述中轴转子2212的外周。

旋转臂3，用于连接基座2和摄像装置1的壳体11，旋转臂3活动连接在基座2下方，摄像装置1活动连接在旋转臂3上。从图1、图2和图6可以看出，旋转臂3由相互连接的前盖31和后盖32围合而成，前盖31和后盖32之间通过螺钉可以拆卸地固定连接。

旋转臂3包括与中轴转子2212固定连接的固定环33以及由固定环33的两侧向下且沿壳体11表面延伸Y轴上的支臂34，固定环33的中心位于Z轴上，两个支臂34相对于Z轴对称设置。前盖31和后盖32之间于支臂34部分形成内腔35，固定环33的内缘表面开设有与内腔35连通的上开口36，支臂34的底端部内侧开设有与内腔35连通的下开口37，俯仰电机162的俯仰定子1621伸出壳体11的外部后固定安装在其中一个支臂34的下开口37中，滑环转子182伸出壳体11的外部后安装在另一个支臂34的下开口37中，俯仰转子1622与滑环转子182的轴线均与Y轴重合。俯仰定子1621于该支臂34的内腔35中连接有引线19，引线19另一端沿内腔35向上穿过该支臂34的上开口36穿出并连接到主控电路板21上；滑环转子182于支臂34的内腔35中连接有引线19，引线19另一端沿内腔35向上穿过该支臂34的上开口36穿出并连接到主控电路板21上。这样，俯仰电机162的引线19和滑环转子182的引线19基本分别埋设在两个支臂34的内腔35中，引线19基本上完全被隐藏，不仅美化了整体外观，更能对线路起到较好地保护。

固定环33具有竖直设置的第一环形侧壁331、由第一环形侧壁331的顶端向内延伸的水平连接壁332以及由水平连接壁332的内端向上延伸的第二环形侧壁333，支臂34与第一环形侧壁331的底端连接且在连接处形成上开口36，固定环33的水平连接壁332搭接在固定板2213的周边上，第二环形侧壁333的内壁紧贴在中轴转子2212的外周，通过固定环33的水平连接壁332，能使旋转臂3与中轴电机221连接更牢固，载负重后不容易脱落，通过固定环33的第二环形侧壁333紧贴在中轴转子2212的外周，从而中轴电机221能带动旋转臂3绕Z轴旋转。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三轴云台拍摄设备，用于航拍平台的航拍，其特征在于：所述三轴云台拍摄设备包括用于固定在所述航拍平台上的基座、活动连接在所述基座下方的旋转臂以及与所述旋转臂活动连接的摄像装置；所述摄像装置包括壳体，所述壳体内设置有摄像头、用于监测所述摄像头与水平面夹角变化并能对所述摄像头的位置进行修正的陀螺仪传感器以及使所述壳体绕Y轴且相对于所述旋转臂转动的俯仰装置；所述壳体的表面于所述摄像头对应的位置开设有摄像孔；所述俯仰装置包括与所述壳体的内壁固定连接的固定架组件以及俯仰电机，所述俯仰电机具有与所述固定架组件固定连接的俯仰转子以及伸出所述壳体并与所述旋转臂连接的俯仰定子。

2.根据权利要求1所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述基座内设置有使所述旋转臂绕Z轴转动的中轴装置；所述中轴装置包括中轴电机，所述中轴电机具有中轴转子，所述旋转臂包括与所述中轴转子固定连接的固定环以及由所述固定环的两侧向下且沿所述壳体表面延伸的支臂，所述俯仰电机定子置于其中一个所述支臂中。

3.根据权利要求2所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述固定架组件包括平行且相间设置的第一固定架构件和第二固定架构件，所述第一固定架构件和所述第二固定架构件分别位于所述摄像头的两侧，所述第一固定架构件和所述第二固定架构件的两端分别与所述壳体的内壁固定连接，所述第一固定架构件与所述俯仰电机的所述俯仰转子固定连接。

4.根据权利要求3所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述第二固定架构件的外侧设置有导电滑环，所述导电滑环包括与所述第二固定架构件固定连接的滑环定子以及伸出所述壳体并置于另一个所述支臂中的滑环转子，所述陀螺仪传感器通过引线与所述滑环定子连接。

5.根据权利要求4所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述基座内设置有使所述旋转臂绕Z轴转动的中轴装置，中轴装置包括中轴电机，所述中轴电机具有竖直设置的中轴转子，所述旋转臂的所述固定环与所述中轴转子固定连接。

6.根据权利要求5所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述固定环具有竖直设置的第一环形侧壁、由所述第一环形侧壁的顶端向内延伸的水平连接壁以及由所述水平连接壁的内端向上延伸的第二环形侧壁；所述中轴转子的底部固定连接有一个固定板，所述固定板的周边伸出所述中轴转子的外周；所述支臂与所述第一环形侧壁的底端连接，所述固定环的所述水平连接壁搭接在所述固定板的周边上，所述第二环形侧壁的内壁紧贴在所述中轴转子的外周。

7.根据权利要求5所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述基座内还设置有主控电路板，所述主控电路板分别与所述陀螺仪传感器、所述中轴电机和所述俯仰电机电性连接。

8.根据权利要求2至7任一项所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述旋转臂由前盖和后盖围合而成，所述旋转臂于所述前盖和所述后盖围合后形成所述固定环以及所述支臂。

9.根据权利要求1至7任一项所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述壳体为圆球形，由相互连接的前壳和后壳围合而成。

10.根据权利要求9所述的三轴云台拍摄设备，其特征在于：所述摄像孔开设在所述前壳上。