一种电子陀螺手持稳定器的自动调节重心的机构的制作方法

本发明涉及调节重心的机构，具体涉及一种电子陀螺手持稳定器的自动调节重心的机构。

背景技术：

常见的一种手持稳定器为三轴电子陀螺稳定设备，其原理是通过陀螺仪检测相机的晃动，同时控制增稳伺服电机的运动去抵消相机的晃动，一般目前市面上的手持稳定器都对设备重心较为敏感，若重心偏离要求位置太远将导致增稳效果很差。当同一个手持稳定器搭载不同的相机的时候，需要操作人员手动去调节相机的位置使得设备的重心达到合适的位置，这对人员的熟练程度和经验要求较高。现有方案都是在稳定器上对应的位置标出刻度尺寸，记录不同相机适用的位置信息，更换不同的相机的时候要操作人员手工重新调节相机座空间位置，需要不断调试，同时刻度难以保证完全精准，对于没有经验的操作人员，或者没有现成刻度数据的相机搭配，存在调节时间长、重心位置难以保证等诸多会影响增稳效果的因素。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种电子陀螺手持稳定器的自动调节重心的机构，可自动调节设备重心，解决了需要操作人员手工调节手持稳定器重心的问题，同时使得不同种类相机在电子陀螺手持稳定器上的适配性变得很强，避免了因为操作人员自身技术水平差距而带来的重心适配不稳定等问题，保证电子陀螺手持稳定器始终具有良好的工作效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电子陀螺手持稳定器的自动调节重心的机构，包括俯仰轴、横滚轴、航向轴和相机，所述相机通过相机底座安装在所述俯仰轴上；所述俯仰轴通过俯仰轴杆与俯仰轴增稳伺服电机连接，所述俯仰轴杆还连接有用于调节所述俯仰轴杆与所述俯仰轴增稳伺服电机的相对位置的俯仰轴小伺服电机；所述横滚轴包括横滚轴杆，所述横滚轴杆上设有横滚轴增稳伺服电机和用于调节所述横滚轴杆与所述横滚轴增稳伺服电机的相对位置的横滚轴小伺服电机；所述航向轴上设有航向挂杆、航向轴增稳伺服电机和用于调节航向挂杆与航向轴增稳伺服电机的相对位置的航向轴小伺服电机；电子陀螺手持稳定器的控制装置分别控制所述俯仰轴增稳伺服电机、横滚轴增稳伺服电机、航向轴增稳伺服电机、俯仰轴小伺服电机、横滚轴小伺服电机和航向轴小伺服电机的运转，实现自动调节电子陀螺手持稳定器的重心平衡。

基于上述技术方案，本发明还可以做如下改进。

作为上述技术方案的进一步改进：电子陀螺手持稳定器的控制装置包括板载计算机芯片，板载计算机芯片控制所述俯仰轴增稳伺服电机、横滚轴增稳伺服电机和航向轴增稳伺服电机并分别带动所述俯仰轴、横滚轴和航向轴旋转至指定位置，再将转矩变为零。

作为上述技术方案的进一步改进：电子陀螺手持稳定器设有电子陀螺，电子陀螺用于检测相机及相机底座的转动，并将检测信号发送至板载计算机芯片，板载计算机芯片根据检测信号分别控制所述俯仰轴小伺服电机、横滚轴小伺服电机和航向轴小伺服电机的运转。

作为上述技术方案的进一步改进：所述板载计算机芯片采用闭环控制的方式保持设备重心自动调节。当设备重心不平衡时，电子陀螺手持稳定器上的相机底座连带着相机一起发生倾转，电子陀螺根据感知到的倾转方向和速度，计算所述俯仰轴小伺服电机、横滚轴小伺服电机和航向轴小伺服电机分别应旋转的方向和旋转的圈数；然后板载计算机芯片再次控制三个轴的增稳伺服电机转到原先指定位置之后，又将自身的输出扭矩变成零，电机不输出扭矩，如果重心不平衡，那么重力产生的扭矩就没有电机的扭矩来抵消，这样相机就会在偏心的重力作用下发生倾转，电子陀螺又能感知到这个倾转动作，然后控制各个小伺服电机按照计算得到的旋转方向旋转相应的圈数，实现反馈闭环控制，如此往复操作，实现设备重心的自动调节。

作为上述技术方案的进一步改进：所述俯仰轴小伺服电机采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构来调节所述俯仰轴杆与所述俯仰轴增稳伺服电机的相对位置。

作为上述技术方案的进一步改进：所述横滚轴小伺服电机采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构来调节所述横滚轴杆与所述横滚轴增稳伺服电机的相对位置。

作为上述技术方案的进一步改进：所述航向轴小伺服电机采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构来调节所述航向挂杆与航向轴增稳伺服电机的相对位置。

基于上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用三个增稳伺服电机以及三个小伺服电机，实现电子陀螺手持稳定器的重心位置自动调整，不需人工操作，从而免除了操作人员手动调整的烦恼以及不确定性；板载计算机芯片控制增稳伺服电机旋转到任一指定位置，然后将电机力矩调节到零，即增稳伺服电机不施加力矩，若重心不平衡，则相机及相机底座平台将在偏移的重力的作用下将发生倾转，这一动作可以被电子陀螺检测到，这也是自动调节重心的基本依据；板载计算机芯片依据电子陀螺的反馈数据对小伺服电机的调节量进行闭环智能控制，实现了电子陀螺稳定器对不同品牌相机的重心完美适配，保证了设备工作的可靠性，节约人力及时间成本。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的后视图；

图4为本发明的右视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.俯仰轴，11.俯仰轴增稳伺服电机，12.俯仰轴杆，13.俯仰轴小伺服电机；2.横滚轴，21.横滚轴增稳伺服电机，22.横滚轴杆，23.横滚轴小伺服电机；3.航向轴，31.航向轴增稳伺服电机，32.航向挂杆，33.航向轴小伺服电机；4.相机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图4所示，一种电子陀螺手持稳定器的自动调节重心的机构，包括俯仰轴1、横滚轴2、航向轴3和相机4，所述相机4通过相机底座安装在所述俯仰轴1上；所述俯仰轴1通过俯仰轴杆12与俯仰轴增稳伺服电机11连接，所述俯仰轴杆12还连接有用于调节所述俯仰轴杆12与所述俯仰轴增稳伺服电机11的相对位置的俯仰轴小伺服电机13；所述横滚轴2包括横滚轴杆22，所述横滚轴杆22上设有横滚轴增稳伺服电机21和用于调节所述横滚轴杆22与所述横滚轴增稳伺服电机21的相对位置的横滚轴小伺服电机23；所述航向轴3上设有航向挂杆32、航向轴增稳伺服电机31和用于调节航向挂杆32与航向轴增稳伺服电机31的相对位置的航向轴小伺服电机33；电子陀螺手持稳定器的控制装置分别控制所述俯仰轴增稳伺服电机11、横滚轴增稳伺服电机21、航向轴增稳伺服电机31、俯仰轴小伺服电机13、横滚轴小伺服电机23和航向轴小伺服电机33的运转，实现自动调节电子陀螺手持稳定器的重心平衡。三个小伺服电机分别相应的处于电子陀螺手持稳定器的俯仰轴、横滚轴、航向轴附近，根据具体需要确定其安装位置。

电子陀螺手持稳定器的控制装置包括板载计算机芯片，板载计算机芯片控制所述俯仰轴增稳伺服电机11、横滚轴增稳伺服电机21和航向轴增稳伺服电机31并分别带动所述俯仰轴1、横滚轴2和航向轴3旋转至指定位置，再将转矩变为零。

电子陀螺手持稳定器设有电子陀螺，电子陀螺用于检测相机4及相机底座的转动，并将检测信号发送至板载计算机芯片，板载计算机芯片根据检测信号分别控制所述俯仰轴小伺服电机13、横滚轴小伺服电机23和航向轴小伺服电机33的运转。

所述板载计算机芯片采用闭环控制的方式保持设备重心自动调节。当设备重心不平衡时，电子陀螺手持稳定器上的相机底座连带着相机4一起发生倾转，电子陀螺根据感知到的倾转方向和速度，计算所述俯仰轴小伺服电机13、横滚轴小伺服电机23和航向轴小伺服电机33分别应旋转的方向和旋转的圈数；然后板载计算机芯片再次控制三个轴的增稳伺服电机转到原先指定位置之后，又将自身的输出扭矩变成零，电机不输出扭矩，如果重心不平衡，那么重力产生的扭矩就没有电机的扭矩来抵消，这样相机就会在偏心的重力作用下发生倾转，电子陀螺又能感知到这个倾转动作，然后控制各个小伺服电机按照计算得到的旋转方向旋转相应的圈数，实现反馈闭环控制，如此往复操作，实现设备重心的自动调节。

所述俯仰轴小伺服电机13采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构来调节所述俯仰轴杆12与所述俯仰轴增稳伺服电机11的相对位置。

所述横滚轴小伺服电机23采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构来调节所述横滚轴杆22与所述横滚轴增稳伺服电机21的相对位置。

所述航向轴小伺服电机33采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构来调节所述航向挂杆32与航向轴增稳伺服电机31的相对位置。

工作时，首先将电子陀螺稳定器按规定姿态支撑起来，然后板载计算机芯片控制手持稳定器的三个增稳伺服电机带动电子陀螺手持稳定器的三个轴旋转到任一指定位置；之后板载计算机芯片控制增稳伺服电机的转矩为零即不施加扭矩，当重心不平衡的时候，电子陀螺手持稳定器上的相机底座连带着相机一起会发生倾转，此时电子陀螺能感知到倾转的方向和倾转的速度，依据此计算小伺服电机应当旋转的方向和旋转的圈数；再之后板载计算机芯片再次控制增稳伺服电机转到原先指定位置，同时控制小伺服电机安照计算出来的方向旋转指定圈数，即分别按图2、图3、图4中箭头的方向来调节俯仰轴杆与俯仰轴增稳伺服电机、横滚轴杆与增稳伺服电机增稳伺服电机、航向挂杆与航向轴增稳伺服电机的相对位移，以此调节手持稳定器的重心；这之后再次将增稳伺服电机的力矩变为零，如果此时重心依旧不平衡，电子陀螺手持稳定器上的相机底座连带着相机一起仍旧会发生倾转，同时依据倾转的方向和倾转的速度可以对小伺服电机调节量进行反馈闭环控制，如此不断往复操作，实现自动调节重心；最后直到增稳伺服电机旋转到任意指定位置待相机及相机底座平台稳定之后，控制增稳伺服电机的力矩调节到零，相机及相机底座不发生倾转为止，即重心达到平衡要求。依据此找到不同相机对应电子陀螺手持稳定器合适的重心位置。

本实施例是以三轴为例的具体描述，两轴或单轴的手持稳定器同理适用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。