本發(fā)明涉及穩(wěn)定器領(lǐng)域，特別是涉及一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法 。

背景技術(shù)：

隨著智能手機(jī)的普及和成像器件技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人選擇智能手機(jī)來記錄自己的生活，各種自拍鏡頭隨處可見。由于手機(jī)尺寸的限制和出于成本的考慮，很多手機(jī)并不具有光學(xué)防抖功能，造成在拍照和錄制視頻時(shí)成像效果不佳，這嚴(yán)重突出了智能手機(jī)所存在的缺陷。受到自拍桿和機(jī)載云臺(tái)的啟發(fā)，我們想到要研發(fā)一款便攜式手持穩(wěn)定器。該穩(wěn)定器是通過X/Y/Z三個(gè)軸向的控制，達(dá)到理想中的平衡，能輔助手機(jī)在拍攝過程中保持畫面的穩(wěn)定，是如今防抖領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)重要方向，具有很高的科研價(jià)值和市場潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述存在的不足，本發(fā)明提供一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法 。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法，包括手柄、連接桿、橫桿、手機(jī)固定架、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)；所述手柄的一端通過X軸電機(jī)與連接桿的一端連接；所述連接桿的另一端通過Y軸電機(jī)與橫桿的一端連接；所述橫桿的另一端通過Z軸電機(jī)與手機(jī)固定架連接；

所述手柄內(nèi)部設(shè)置為空殼狀，所述手柄的空殼內(nèi)設(shè)置有電池和控制電路板；所述手柄設(shè)置有按鍵、開關(guān)和充電接口；所述充電接口經(jīng)開關(guān)和電池與控制電路板連接；所述按鍵與控制電路板連接；所述控制電路板與X軸電機(jī)連接間設(shè)置有X軸驅(qū)動(dòng)電路且與X軸電機(jī)；所述控制電路板與Y軸電機(jī)連接間設(shè)置有Y軸驅(qū)動(dòng)電路且與Y軸電機(jī)；所述控制電路板與Z軸電機(jī)連接間設(shè)置有Z軸驅(qū)動(dòng)電路且與Z軸電機(jī)；

手機(jī)固定架設(shè)置有陀螺儀和壓力傳感器，所述陀螺儀與控制電路板連接；所述壓力傳感器設(shè)置在夾壓手機(jī)處，所述壓力傳感器通過導(dǎo)線與控制電路板連接。

上述方案中，優(yōu)選的是控制電路板包括控制器電路、電量檢測電路、無線通信電路和雙路供電自啟電路；所述雙路供電自啟電路的輸入端與電池連接；所述控制端與壓力傳感器連接；所述雙路供電自啟電路輸出端分別與控制器電路和無線通信電路連接供電；所述無線通信電路與控制器電路連接；所述電量檢測電路的檢測端與電池連接；所述電量檢測電路的輸出端與控制器電路連接；所述無線通信電路與放置在手機(jī)固定架上的手機(jī)無線通信。

上述方案中，優(yōu)選的是無線通信電路為藍(lán)牙無線通信電路或WIFI無線通信電路。

上述方案中，優(yōu)選的是按鍵包括前、后、左、右按鍵和確定鍵；所述前、后、左、右按鍵分別設(shè)置在確定鍵的四周。

上述方案中，優(yōu)選的是X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)使用型號(hào)為BGM2804的無刷電機(jī)。

上述方案中，優(yōu)選的是電池由型號(hào)為18350的兩節(jié)鋰電池串聯(lián)組成。

上述方案中，優(yōu)選的是手柄上還設(shè)置有電源指示燈，所述電源指示燈與控制電路板連接。

基于上述的一種便攜式手持穩(wěn)定器的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：通過打開開關(guān)后電池給壓力傳感器進(jìn)行供電；

步驟2：當(dāng)用戶把手機(jī)放上手機(jī)固定架時(shí)，壓力傳感器受到壓力后把信號(hào)傳給雙路供電自啟電路，雙路供電自啟電路啟動(dòng)無線通信電路；

步驟3：用戶通過手機(jī)與無線通信電路進(jìn)行連接，手機(jī)上進(jìn)行選擇開啟穩(wěn)定器按鈕，手機(jī)把開啟按鈕信號(hào)傳給無線通信電路，無線通信電路控制穩(wěn)定器啟動(dòng)；

步驟4：當(dāng)穩(wěn)定器啟動(dòng)后，用戶通過按鍵上的前、后、左、右按鍵調(diào)節(jié)手機(jī)固定架上的手機(jī)為最佳的拍攝角度或平衡位置；

步驟5：通過按鍵上的確定鍵鎖定平衡位置，電量檢測電路實(shí)時(shí)檢測電池的電量情況并經(jīng)過無線通信電路傳給手機(jī)，用戶通過手機(jī)可以查看穩(wěn)定器的電量；

步驟6：陀螺儀采集手機(jī)固定架鎖定平衡位置的三維信息，并把鎖定平衡位置的三維信息傳給控制器電路；

步驟7：控制器電路接收陀螺儀傳入的鎖定平衡位置的三維信息并進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟8：陀螺儀再次采集手機(jī)固定架的三維位置信息，并把采集的三維位置信息傳給控制器電路；

步驟9：控制器電路把采集回來的三維位置信息與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息進(jìn)行對比；

步驟10：把采集回來的三維位置信息從X軸、Y軸和Z軸分別與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息的X軸、Y軸和Z軸進(jìn)行對比判斷是否出現(xiàn)偏差；

步驟11：當(dāng)采集回來的三維位置信息與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息對比沒有偏差時(shí)，返回步驟8；當(dāng)采集回來的三維位置信息與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息對比有偏差時(shí)，控制器電路把偏差信息轉(zhuǎn)為X軸、Y軸和Z軸的控制信號(hào)；

步驟12：控制器電路把X軸、Y軸和Z軸的控制信號(hào)分別通過X軸驅(qū)動(dòng)電路、Y軸驅(qū)動(dòng)電路和Z軸驅(qū)動(dòng)電路分別控制X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)穩(wěn)定器回到鎖定平衡位置，返回步驟8；

步驟13：當(dāng)用戶需要拍照或錄像時(shí)，直接通過穩(wěn)定器的確定鍵，無線通信電路把拍照指令傳給手機(jī)，實(shí)現(xiàn)拍照或錄像。

上述方案中，優(yōu)選的是步驟9中把位置偏移信號(hào)轉(zhuǎn)為控制信號(hào)的過程為：采用現(xiàn)有的PID算法進(jìn)行把X軸、Y軸和Z軸偏移的角度轉(zhuǎn)為控制X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)原設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間來完成角度轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1、本發(fā)明提供一種便攜式手持穩(wěn)定器及其控制方法，通過手機(jī)來進(jìn)行控制啟動(dòng)穩(wěn)定器，并進(jìn)行分步啟動(dòng)，可以很好的節(jié)省了穩(wěn)定器的電量，并且會(huì)實(shí)時(shí)檢測穩(wěn)定器的電量傳給手機(jī)給用戶查看，從而使得穩(wěn)定器在使用過程中更加方便；

2、本發(fā)明通過使用陀螺儀可以實(shí)時(shí)采集三維的位置信息，并根據(jù)位置信息的變化進(jìn)行，通過使用PID算法把偏移量轉(zhuǎn)為控制信號(hào)，再由控制信號(hào)控制X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)位置的平衡，使得穩(wěn)定器控制精度更加高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的電路板結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明控制方法的原理圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1手柄、2連接桿、3橫桿、4手機(jī)固定架、5電池、6控制電路板、7按鍵、8X軸電機(jī)、9Y軸電機(jī)、10Z軸電機(jī)、11開關(guān)、12電源指示燈、13充電接口、14陀螺儀、15壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種便攜式手持穩(wěn)定器，如圖1所示，包括手柄1、連接桿2、橫桿3、手機(jī)固定架4、X軸電機(jī)8、Y軸電機(jī)9和Z軸電機(jī)10。手柄1的一端通過X軸電機(jī)8與連接桿2的一端連接。連接桿2的另一端通過Y軸電機(jī)9與橫桿3的一端連接。橫桿3的另一端通過Z軸電機(jī)10與手機(jī)固定架4連接。手柄1、連接桿2、橫桿3和手機(jī)固定架4均使用金屬材料制成。手機(jī)固定架4設(shè)置有固定手機(jī)的零件。X軸電機(jī)8、Y軸電機(jī)9和Z軸電機(jī)10使用型號(hào)為BGM2804的無刷電機(jī)，無刷電機(jī)去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花，這樣就極大減少了電火花對遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。無刷電機(jī)沒有了電刷，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，噪音會(huì)低許多，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。少了電刷，無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了，從機(jī)械角度看，無刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)了，必要的時(shí)候，只需做一些除塵維護(hù)即可。

所述手柄）內(nèi)部設(shè)置為空殼狀，手柄1的空殼內(nèi)設(shè)置有電池5和控制電路板6。手柄1設(shè)置有按鍵7、開關(guān)11和充電接口13。充電接口13經(jīng)開關(guān)11和電池5與控制電路板6連接。外部充電器主要通過充電接口13給電池5進(jìn)行充電。按鍵7與控制電路板6連接，按鍵7為人工控制信號(hào)的輸入點(diǎn)?？刂齐娐钒?與X軸電機(jī)8連接間設(shè)置有X軸驅(qū)動(dòng)電路且與X軸電機(jī)8?？刂齐娐钒?與Y軸電機(jī)8連接間設(shè)置有Y軸驅(qū)動(dòng)電路且與Y軸電機(jī)8。控制電路板6與Z軸電機(jī)8連接間設(shè)置有Z軸驅(qū)動(dòng)電路且與Z軸電機(jī)8?？刂齐娐钒?包括控制器電路和無線通信電路；所述無線通信電路與控制器電路連接；所述無線通信電路與放置在手機(jī)固定架4上的手機(jī)無線通信。無線通信電路為藍(lán)牙無線通信電路或WIFI無線通信電路。當(dāng)無線通信電路為藍(lán)牙無線通信電路時(shí)，使用型號(hào)為HC-06無線藍(lán)牙串口透傳模塊，模塊引出接口包括VCC,GND,TXD,RXD,預(yù)留LED狀態(tài)輸出腳，控制器電路可通過該腳狀態(tài)判斷藍(lán)牙是否已經(jīng)連接，KEY引腳對從機(jī)無效，底板3.3V LDO，輸入電壓3.6~6V，未配對時(shí)電流約30mA，配對后約10mA，輸入電壓禁止超過7V！使用時(shí)，將VCC和GND連接電源的正負(fù)；TXD：發(fā)送端，一般表示為自己的發(fā)送端，連接到控制器電路配置好的串口的RXD端。RXD：接收端，連接到控制器電路配置好的串口的TXD端?？刂破麟娐穼λ{(lán)牙模塊發(fā)送指令，通過藍(lán)牙模塊傳送到手機(jī)，進(jìn)而對手機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的操作。

按鍵7包括前、后、左、右按鍵和確定鍵；所述前、后、左、右按鍵分別設(shè)置在確定鍵的四周。前、后、左、右按鍵主要對拍攝角度調(diào)整。

手機(jī)固定架4設(shè)置有陀螺儀14，所述陀螺儀14與控制電路板6連接。陀螺儀14主要用于采集手機(jī)固定架4的三維位置信息。

基于上述的一種便攜式手持穩(wěn)定器的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：通過打開開關(guān)11后電池5給壓力傳感器15進(jìn)行供電，使得人們在日常拿著沒有進(jìn)行拍照時(shí)，穩(wěn)定器處于省電模式，使穩(wěn)定器更加省電。

步驟2：當(dāng)用戶把手機(jī)放上手機(jī)固定架4時(shí)，壓力傳感器15受到壓力后把信號(hào)傳給雙路供電自啟電路，雙路供電自啟電路啟動(dòng)無線通信電路，在用戶還沒進(jìn)行拍照時(shí)只是啟動(dòng)無線通信電路，實(shí)現(xiàn)無線連接，而不啟動(dòng)穩(wěn)定器的控制器電路或點(diǎn)擊等，使得更加省電。

步驟3：用戶通過手機(jī)與無線通信電路進(jìn)行連接，手機(jī)上進(jìn)行選擇開啟穩(wěn)定器按鈕，手機(jī)把開啟按鈕信號(hào)傳給無線通信電路，無線通信電路控制穩(wěn)定器啟動(dòng)。

步驟4：當(dāng)穩(wěn)定器啟動(dòng)后，用戶通過按鍵7上的前、后、左、右按鍵調(diào)節(jié)手機(jī)固定架4上的手機(jī)為最佳的拍攝角度或平衡位置。

步驟5：通過按鍵7上的確定鍵鎖定平衡位置，電量檢測電路實(shí)時(shí)檢測電池（6）的電量情況并經(jīng)過無線通信電路傳給手機(jī)，用戶通過手機(jī)可以查看穩(wěn)定器的電量。

步驟6：陀螺儀14采集手機(jī)固定架4鎖定平衡位置的三維信息，并把鎖定平衡位置的三維信息傳給控制器電路。

步驟7：控制器電路接收陀螺儀14傳入的鎖定平衡位置的三維信息并進(jìn)行存儲(chǔ)。

步驟8：陀螺儀14再次采集手機(jī)固定架4的三維位置信息，并把采集的三維位置信息傳給控制器電路。

步驟9：控制器電路把采集回來的三維位置信息與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息進(jìn)行對比。

步驟10：把采集回來的三維位置信息從X軸、Y軸和Z軸分別與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息的X軸、Y軸和Z軸進(jìn)行對比判斷是否出現(xiàn)偏差。

步驟11：當(dāng)采集回來的三維位置信息與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息對比沒有偏差時(shí)，返回步驟8；當(dāng)采集回來的三維位置信息與原來存儲(chǔ)的鎖定平衡位置的三維信息對比有偏差時(shí)，控制器電路把偏差信息轉(zhuǎn)為X軸、Y軸和Z軸的控制信號(hào)。

步驟12：控制器電路把X軸、Y軸和Z軸的控制信號(hào)分別通過X軸驅(qū)動(dòng)電路、Y軸驅(qū)動(dòng)電路和Z軸驅(qū)動(dòng)電路分別控制X軸電機(jī)8、Y軸電機(jī)9和Z軸電機(jī)10進(jìn)行調(diào)節(jié)穩(wěn)定器回到鎖定平衡位置，返回步驟8。把位置偏移信號(hào)轉(zhuǎn)為控制信號(hào)的過程為：采用現(xiàn)有的PID算法進(jìn)行把X軸、Y軸和Z軸偏移的角度轉(zhuǎn)為控制X軸電機(jī)8、Y軸電機(jī)9和Z軸電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)原設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間來完成角度轉(zhuǎn)換。

步驟13：當(dāng)用戶需要拍照或錄像時(shí)，直接通過穩(wěn)定器的確定鍵，無線通信電路把拍照指令傳給手機(jī)，實(shí)現(xiàn)拍照或錄像。

以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的范圍內(nèi)。