[发明专利]一种支撑高速旋转相机的平衡稳定装置及使用方法

说明书

本发明属于高速旋转相机测量技术领域，公开了一种支撑高速旋转相机的平衡稳定装置及使用方法；三条支腿分别与下平台用转动副连接；丝杠的上平台、下平台由两个丝杠螺母机构分别加上虎克铰连接，同时上平台、下平台间设置有一个球铰；一个斜齿轮固连于丝杠下端，另一个斜齿轮通过转轴与手轮相连，两个斜齿轮相互啮合；电机与减速机为垂直连接方式，减速机通过法兰盘固连在上平台，减速机输出轴与旋转平台固连，与上平台通过推力轴承支撑。本发明长度可调的支腿可适应多种复杂的外场地环境；仅需驱动一个电机用于旋转平台旋转，支腿调节和上平台调节均为手动调节，在满足需求的前提下极大地简化了操作，大大节约了制造成本。

技术领域

本发明属于高速旋转相机测量技术领域，尤其涉及一种支撑高速旋转相机的平衡稳定装置及使用方法。

背景技术

目前，业内常用的技术可描述如下：物体的运动轨迹是物体运动的重要信息之一，通过物体的运动轨迹，可计算出物体的速度、加速度等物理参数信息，以便于更好地分析物体的状态。而利用摄像机拍摄物体的运动轨迹是一种简单而高效的手段，常用的拍摄测量系统中相机均为固定拍摄，但相机的视野范围是一定的，如果被测物体的运动范围较大，一台相机显然不能满足工程需求，若采用多台相机，一是涉及运动轨迹合成问题，二是增加了成本。近年来，高速旋转相机在各个领域的应用越来越广泛，如在军事领域，火药爆破分析、弹道分析、炸药爆炸、子弹出膛、火箭发射等；生物医学领域，高分辨率高速显微镜成像、细胞高速成像、生物力学、生物运动分析、动物仿真学、动物动作分析等；体育运动领域，仿真设备测试、人体动作姿态分析、冲线瞬间拍摄、羽毛球、网球、田径运动、兵乓球动作姿态分析等；因此利用高速旋转相机可高效、快捷地测量大范围内运动物体的轨迹。高速旋转相机测量物体运动轨迹的第一步就是相机的安装，而由于在实际测量过程中，测量的场地环境复杂以及相机高速旋转带来的惯性力矩等问题，相机的初始位姿对相机标定有着直接影响，而相机标定对测量结果的影响至关重要。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)固定相机测量范围较小，不能满足大场景物体运动轨迹测量的要求；

(2)若使用多台相机测量物体运动轨迹，则需要进行复杂的运动轨迹合成，且增加测量成本；

(3)测量场地环境复杂，如野外负载复杂地形、室内不平整地面等，影响标定相机的初始位姿；

(4)相机高速旋转产生的惯性力矩影响拍摄的运动轨迹。

而解决上述问题的难点在于如何使用一台相机测量大场景中的物体运动轨迹，以及如何在复杂的测量环境中保证测量结果的精准性。

为解决上述问题，可使用一台相机在任意复杂的测量环境中完成相应的测量，并且在保证测量结果准确性的前提下，节约设备成本，提高工作效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种支撑高速旋转相机的平衡稳定装置及使用方法。

本发明的实现方式如下，一种支撑高速旋转相机的平衡稳定装置，所述支撑高速旋转相机的平衡稳定装置设置有：

三条支腿；

三条支腿分别与下平台用转动副连接；

丝杠的上平台、下平台由两个丝杠螺母机构分别加上虎克铰连接，同时上平台、下平台间设置有一个球铰；

一个斜齿轮固连与丝杠下端，另一个斜齿轮通过转轴与手轮相连，两个斜齿轮相互啮合；

电机与减速机为垂直连接方式，减速机通过法兰盘固连在上平台，减速机输出轴与旋转平台固连。

进一步，所述三条支腿为变截面长度可调支腿；可调支腿由两个构件组成；