[发明专利]一种三轴云台、拍摄机器人及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三轴云台、采用该三轴云台的拍摄机器人及控制方法。

背景技术

自动云台装置是用于安装拍摄装置的支撑工作台，拍摄装置安装在云台上，通过对云台的控制，调整云台，使拍摄装置朝向拍摄目标稳定的转动，以实现追踪目标拍摄，以及移动中进行拍摄时能达到迅速稳定地控制拍摄装置保持在确定的姿态上的效果。

现有自动云台设备多沿袭无人机云台的结构。在拍摄过程中，主要追求增稳的效果，对于追踪目标拍摄的拍摄场景适用性差。

如附图1所示，为传统的三轴云台装置，包括控制航向轴的航向轴电机、控制俯仰轴的俯仰轴电机和控制横滚轴的横滚轴电机，航向轴与横滚轴连接，俯仰轴与横滚轴连接。初始时默认为横拍状态，横拍时三轴均可用。当由横拍转换为竖拍时，如附图2所示，横滚轴转动90度，此时俯仰轴与航向轴平行，失去俯仰功能，云台仅剩航向与横滚两轴功能，云台失去俯仰轴调整功能，云台失去三轴工作能力。为保证横拍和竖拍时三轴均可用，故横滚轴转动角度均限制在一定的范围内，一般限制在+45度到-45度范围内。拍摄设备置于云台之上时，只能横拍或者只能竖拍，在需要相机拍摄角度变化（横拍--竖拍、竖拍--横拍）的拍摄行为中无法使用。

另外，现有的航向轴电机通常是在两侧进行电气线路的连接。由于线路分布在两侧，因此航向轴电机在转动的过程中就会受到限制，无法无限制的进行圆周转动，如果转动角度过大，势必会造成线路缠绕。因此，航向轴转动角度也限制在一定的范围内，一般限制在+270度到-270度范围内，在追踪目标拍摄场景下，当拍摄目标围绕拍摄装置沿一个方向旋转时，上述自动云台设备无法完成拍摄。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种跟踪拍摄效果好的三轴云台、拍摄机器人和控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种三轴云台，包括底座、横滚轴电机、俯仰轴电机和航向轴电机，所述航向轴电机安装在底座上，该底座上装设有第三连接件，该第三连接件内设有第二控制模块，该第二控制模块与航向轴电机连接，航向轴电机带动第三连接件圆周旋转；

俯仰轴电机安装在第三连接件上，该俯仰轴电机还装接有第二连接件，俯仰轴电机带动第二连接件圆周转动；

横滚轴电机安装在第二连接件内，该第二连接件内设有第一控制模块，该第一控制模块与横滚轴电机连接，第一控制模块上还连接有用于与负载连接的第一连接件，横滚轴电机带动第一连接件圆周转动；

第二控制模块包括有电池、电源管理模块和云台控制模块，横滚轴电机、俯仰轴电机和航向轴电机均通过线路与该电池、电源管理模块和云台控制模块连接。

所述航向轴电机的底面与底座直接接触安装，第二控制模块中的电池、电源管理模块通过线路与航向轴电机的上端连接，该第二控制模块由航向轴电机带动同步转动。

所述第三连接件包括连接杆和连接座，连接座设在底座上并将航向轴电机、第二控制模块容装在内，连接杆下部与连接座连接，俯仰轴电机安装在连接杆上部。

所述第二连接件为内部具有空腔的壳体，俯仰轴电机装接在该壳体的外表面，横滚轴电机和第一控制模块设在该壳体的内部。

所述底座的底面设有安装接孔。

所述第一控制模块包括无线通信模块、图像处理模块和图像存储模块，第二控制模块还包括音频采集与处理模块。

一种拍摄机器人，包括负载和三轴云台，负载与第一连接件连接，并且该负载与第二连接件连接。

一种三轴云台的控制方法，包括以下步骤：

在第二连接件上安装拍摄相机，该拍摄相机通过第一连接件与第一控制模块连接；

根据拍摄需求，进行拍摄模式的转换，该拍摄模式包括横拍模式、竖拍模式和旋转拍摄模式；

若为横拍模式时，横滚轴电机、俯仰轴电机和航向轴电机均可正常运行；

若由横拍模式转为竖拍模式时，横滚轴电机转动带动第一控制模块和第一连接件转动90度，使得拍摄相机转动90度进入竖拍模式，第二连接件保持不动，此时横滚轴电机、俯仰轴电机和航向轴电机均可正常运行；

若为旋转拍摄模式时，航向轴电机上端与第二控制模块进行电气路线和机械连接，航向轴电机带动该第二控制模块和第三连接件同步圆周转动，带动第二连接件转动，进而带动拍摄相机旋转转动。

本发明跟踪能力强，在横拍、竖拍和旋转拍摄模式下，三轴均可正常使用，提高了跟踪拍摄效果。

附图说明

附图1为现有技术中的三轴云台的立体结构示意图；