(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210842439.3 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 集美大学 地址 361021 福建省厦门市集美区银 江路 185号 (72)发明人 查旭明　范鸿翔　郭飞麟　薛普文　 周梅　 (74)专利代理 机构 厦门市新 华专利商标代理有 限公司 3 5203 专利代理师 渠述华 (51)Int.Cl. F16M 11/12(2006.01) F16M 11/18(2006.01) F16M 11/04(2006.01) F16M 13/04(2006.01)F16F 15/00(2006.01) F16F 15/02(2006.01) G05D 3/12(2006.01) (54)发明名称 拍摄用四轴稳定 器及其调节方法 (57)摘要 本发明公开一种拍摄用四轴稳定器及其调 节方法， 四轴稳定器包括Z轴稳定机构、 三轴稳定 机构、 载物台、 两个传感器和控制系统； Z轴稳定 机构包括握持组件、 第一联动件、 第二联动件和 驱动组件； 握持组件在Z轴方向可伸缩， 并与第 一、 二联动件围成三角结构； 驱动组件调节第一、 二联动件的相对角度； 三轴稳定机构装在握持组 件上； 载物台装在三轴稳定机构上； 两个传感器 均装在三轴稳定机构， 分别检测载物台在三个维 度的角度变化、 在Z轴方向的位移 变化； 控制系统 基于两个传感器测得的角度数据、 位移数据分别 控制三轴稳定机构、 驱动组件作出角度补偿、 位 移补偿。 本发明可以实现Z轴方向 的补偿调节， 降 低手持拍摄时的画面晃动， 提高成像质量。 权利要求书3页 说明书10页 附图14页 CN 115307016 A 2022.11.08 CN 115307016 A 1.一种拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 包括Z轴稳定 机构、 三轴稳定 机构、 载物台、 第一传感器、 第二传感器和控制系统； 所述Z轴稳定机构包括握持组件、 第一联动件、 第二联动件和驱动组件； 所述握持组件 具有Z轴方向的伸缩功能， 并与所述第一联动件、 第二联动件围成可调节的三角结构； 所述 驱动组件用于调节所述第一联动件与所述第二联动件的相对角度； 所述三轴稳定 机构安装在所述握持组件的上端； 所述载物台安装在所述 三轴稳定 机构上； 所述第一传感器、 第二传感器均安装在所述三轴稳定机构上； 所述第一传感器用于检 测所述载物台在航向方向、 横滚方向、 俯仰方向三个维度的角度变化； 所述第二传感器用于 检测所述载物台在Z轴方向的位移变化； 所述驱动组件、 三轴稳定机构均与所述控制系统电连接， 所述控制系统基于所述第一 传感器测得的角度数据、 所述第二传感器测得的位移数据分别控制所述三轴稳定机构、 驱 动组件作出角度补偿、 位移补偿。 2.根据权利要求1所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述握持组件包括上下方向依次设置的支撑块、 导杆、 握柄和第一弹簧； 所述三轴稳定 机构安装在所述支撑块的上表面； 所述导杆 的上端与所述支撑块固定连接， 其下端活动穿 设于所述握柄的上端； 所述第一弹簧套设在所述导杆上， 并位于所述支撑块与所述握柄之 间； 所述第一联动件的一端与 所述支撑块的侧面枢接配合； 所述第 二联动件的一端与 所述 第一联动件的另一端枢接配合， 其另一端与所述握柄的侧面枢接配合； 所述驱动组件包括第一无刷电机、 第一摆臂和拉杆； 所述第一无刷电机固定在所述第 一联动件上， 其输出端与所述第一摆臂传动连接； 所述第一摆臂通过所述拉杆与所述第二 联动件枢接配合； 所述第一无刷电机驱动所述第一摆臂和拉杆， 以调节所述第一联动件与 所述第二联动件的相对角度。 3.根据权利要求1所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述三轴稳定机构包括沿着上下方向依次设置第一活动体、 万向连接组件、 第二活动 体和电机盒， 以及两组间距调节组件； 所述载物台安装在所述第 一活动体的上表面； 所述第 一活动体通过所述万向连接组件 与所述第二活动体活动连接， 可进行任意方向的摆动； 所述第二活动体间隙配合在所述电机盒的上表面； 所述电机盒内置有无刷电机， 用于 驱动所述第二活动体在航向轴运动； 两组间距调节 组件分别设置在所述第 一活动体与 所述第二活动体的同向侧面之间， 用 于驱动所述第一活动体在俯仰轴 、 横滚轴运动。 4.根据权利要求3所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述万向连接组件 包括三组曲臂、 上 连接轴和下 连接轴； 所述第一活动体的下表面设置有三个第 一连接座、 所述第 二活动体的上表面设置有三 个第二连接座； 所述曲臂的上下两端各拐角连接一个万向轴， 所述曲臂两端的万向轴分别通过所述上 连接轴、 下连接轴与所述第一连接座、 第二连接座活动连接， 且所述曲臂与所述第一连接权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115307016 A 2座、 第二连接座之间形成交错连接， 以使所述 曲臂环绕所述第二活动体的中心线呈盘旋设 置； 所述第一连接座之间的角度间隔为120 °、 所述第二连接座之间的角度间隔为120 °； 且 所述第一活动体与所述第二活动体相平行时， 所述第一连接座、 第二连接座在所述第二活 动体的中心线方向上呈上下交错设置， 径向相邻的第一连接座、 第二连接座之间的角度间 隔为60°。 5.根据权利要求3所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述间距调节 组件设置在所述第 一活动体与所述第 二活动体的前侧面、 后侧面其中一 对同向侧面之间， 以及两者的左侧面、 右侧面 其中一对同向侧面之间； 所述间距调节组件包括第一舵机、 第二摆臂和球头连杆； 所述第一舵机设置在所述第 二活动体的侧 面； 所述第二摆臂的一端与所述第一舵机传动连接； 所述球头连杆的下端与 所述第二摆臂的另一端枢接配合， 其上端与所述第一活动体的侧面枢接配合。 6.根据权利要求3所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述第一传感器为安装在所述第 二活动体上的陀螺仪， 所述第 二传感器为安装在所述 第二活动体上的气压传感器。 7.根据权利要求1所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述握持组件包括上下方向依次设置的支撑块、 导杆、 握柄和第一弹簧； 所述三轴稳定 机构安装在所述支撑块的上表面； 所述导杆 的上端与所述支撑块固定连接， 其下端活动穿 设于所述握柄的上端； 所述第一弹簧套设在所述导杆上， 并位于所述支撑块与所述握柄之 间； 所述第一联动件的顶端与 所述支撑块的侧面枢接配合， 其底端与所述第 二联动件的上 段枢接配合且位置可调； 所述握柄的侧面与所述第二联动件的下 段枢接配合且位置可调； 所述驱动组件包括第二舵机、 第三摆臂和第二弹簧； 所述第二舵机固定在所述第一联 动件上； 所述第三摆臂的一端与所述第二舵机传动连接； 所述第二弹簧的两端分别连接所 述第三摆臂的另一端和所述第二联动件的顶端； 所述第二舵机驱动所述第三摆臂摆动以带 动所述第二弹簧进行伸缩， 以调节所述第一联动件与所述第二联动件的相对角度。 8.根据权利要求1所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述三轴稳定机构包括安装在所述支撑块上的第 二无刷电机、 与所述第 二无刷电机传 动连接的航向轴、 安装在所述航向轴 上的第三无刷电机、 与所述第三无刷电机传动连接的 横滚轴、 安装在所述横滚轴上的第四无刷电机、 与所述第四无刷电机传动连接的俯仰轴； 所 述载物台安装在所述俯仰轴上。 9.根据权利要求8所述的拍摄用四轴稳定器， 其特 征在于： 所述第一传感器为安装在所述俯仰轴上的加速器传感器， 所述第 二传感器为安装在俯 仰轴上的超声 波传感器。 10.根据权利要求1至9任一所述的拍摄用四轴稳定器的调节方法， 其特征在于包括以 下步骤： 步骤1： 将拍摄设备装载在所述载物台， 调整拍摄设备的摆放角度， 打开电源开关， 手持 握柄组件， 系统开始运作； 步骤2： 在所述控制系统里提前设定平衡初始值， 当剧烈运动时， 所述第一传感器检测权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115307016 A 3