[发明专利]主动稳定的有效负载支撑装置和方法

说明书

一种适合于与摄像机有效负载一起使用的用于稳定有效负载的有效负载稳定器和方法。所述稳定器具有反馈系统，所述反馈系统通过云台向所述有效负载提供补充转矩。

技术领域

本发明总体上涉及惯性稳定设备和方法，并且能够应用于有效负载，诸如例如包括便携式摄影机和摄像机的图像捕捉设备。

背景技术

移动摄影机或摄像机通常需要角稳定性和空间稳定性，以获得流畅的高质量结果。一种类型的稳定器是被动惯性摄像机稳定器。被动惯性摄像机稳定器减小或避免了不希望的角运动和空间运动，同时还能由直接操作员控制受益。被动惯性稳定器用来支撑各种摄像机，包括例如轻量级手持式摄像机和大型摄像机。大多数被动稳定器需要大量的训练时间和努力从而能够在使用时在技术上是熟练的。用于轻量级摄像机的具有减小的惯性矩的被动稳定系统的有效应用需要更多的技能和技术。

尽管各种摄像机稳定系统是可供使用的，在提供有效负载平台的连续的稳定控制方面仍存在挑战。特别地，需要一种用于迷你/轻量级摄像机的主动稳定器系统。

发明内容

公开了主动稳定的有效负载支撑装置的实施例。该有效负载支撑装置具有带有第一云台轴线(例如横摇轴线)和第二云台轴线(例如倾斜轴线)的云台，其中，云台轴线垂直于该第二云台轴线。云台具有转矩生成器系统，该转矩生成器系统包括用于一个或多个云台轴线的转矩生成器。在示例性实施例中，转动测量设备测量平移轴或平移运动的表示第三云台轴线的转动角θ。处理设备配置成接收角度θ，并且存储有可执行计算机代码的一个或多个非瞬态存储设备操作性地耦合到该一个或多个处理设备。当执行该代码时，算法获得第一云台轴线转矩和第二云台轴线转矩。转矩生成器然后生成第一云台轴线转矩和第二云台轴线转矩。

还公开了可以用于本文公开的方法的有效负载支撑装置。支撑件和稳定装置的说明性装置具有布置在云台处或在云台附近的齿轮组合，以实现转矩校正。齿轮可以是扇形齿轮和驱动齿轮、直接驱动配置或其他合适的部件的组合，以实现转矩。在示例性实施例中，平移电机和倾斜电机通过同心转矩生成器连接器连接并且包含在本装置的手柄中。

附图说明

详细描述参考本文简要描述的附图。示出附图中的转动的箭头仅用来指示转动并且不将转动限制到此方向。一些附图中的部件被移除，以暴露感兴趣的其他部件。所有附图是主动稳定的有效负载支撑件、其部件或附接到其上的附件的说明性实施例。

图1描绘根据本发明的说明性实施例的稳定器。

图2是本发明的说明性实施例的框图并且描绘与说明性物理结构的对应关系。

图3是根据本发明的说明性实施例的适用于使倾斜轴线稳定的算法的信号处理框图。

图4是根据本发明的说明性实施例的适用于使平移轴线稳定的算法的信号处理框图。

图5是根据本发明的说明性实施例的适用于使横摇轴线稳定的算法的信号处理框图。

图6和图7是本发明的说明性实施例的分解图。

图8是表示待由横摇电机和倾斜电机生成的实际转矩的计算的流程图。

图9A-H示出根据本发明的说明性实施例的0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°平移轴线角的横摇和倾斜的混合因素。

图10描绘根据本发明的说明性实施例的使有效负载稳定的装置。

图11描绘根据本发明的说明性实施例的使有效负载稳定的装置的透明视图。

图12是根据本发明的说明性实施例的图11的稳定装置的平移、倾斜和横摇机构的各部分的装配图。

图13描绘根据本发明的说明性实施例的使有效负载主动稳定的装置的倾斜机构的各部件。