摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置技术领域
本发明属于测量技术领域，特别是一种测量摄像机摇臂旋转与俯仰角度的装置。
背景技术
目前，随着人们对摄像机各种参数测量的精度、速度要求越来越高，自动化程度越来越高，以往的单纯的靠人的眼睛去读取各种数据的做法也显得越来越不适应当前的需求。尤其是在虚拟演播室中，要想实现将计算机制作的虚拟三维场景与摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化实时合成、使人物与虚拟背景能够同步变化、达到无缝融合的效果，必须先要实时快速准确可靠的获得摄像机的各种参数，比如移动距离、升降高度、俯仰角度、旋转角度以及焦距大小等。安装在摇臂上的摄像机随着摇臂的横摇和俯仰位置不断的发生变化，若要获得摄像机的具体位置参数必须要测量摇臂的旋转角度和俯仰角度。因此急需一种能够实时快速准确测量摄像机摇臂旋转和俯仰角度的装置，但是目前尚无相关文献描述。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置，包括摇臂旋转角度测量装置和摇臂俯仰角度测量装置，其中摇臂旋转角度测量装置设置在摇臂相对三脚架旋转轴的位置，摇臂俯仰角度测量装置设置在摇臂的俯仰轴位置；所述摇臂旋转角度测量装置包括加长轴、旋转编码器、角接触球轴承、第一轴套、第二轴套、支撑轴、推力轴承、第一外罩、第二外罩、顶盖和底盘；所述底盘固定在三脚架上，底盘上通过内六角圆柱头螺钉固连加长轴，该加长轴与底盘同轴设置，加长轴上装有旋转编码器，旋转编码器的内圈与加长轴相固连，旋转编码器的外圈与第一轴套固连，该第一轴套的外壁与第二外罩相固连；第二外罩的下端设置第一外罩，该第一外罩套在旋转编码器的外部并且与底盘相固连；加长轴的另一端轴肩上设置角接触球轴承，球轴承的外圈卡在第一轴套的内孔中；加长轴的另一端的端部固连第二轴套，第二轴套的上部固连支撑轴，支撑轴的内孔中设置推力轴承,该推力轴承的外圈卡在支撑轴的内孔中，推力轴承的内圈套在顶盖的伸出轴中，该伸出轴与支撑轴相固连，顶盖与支撑摇臂机构的底部相固连。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明的通用性强，可以使用在不同类型的摄像机摇臂上；2）本发明可以实时、快速、精确的测量出摄像机摇臂旋转与俯仰角度参数，并将参数实时传输给计算机；3）本发明结构简单，容易操作，性能稳定。
附图说明
图1是本发明摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置总装配图的正视图。
图2是本发明摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置总装配图的斜视图。
图3是本发明摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置的内部剖视图。
图4是本发明摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置中俯仰角度测量装置的部分示意图。
具体实施方式
结合图1、图2、图3，本发明的一种摄像机摇臂旋转与俯仰角度测量装置，包括摇臂旋转角度测量装置A和摇臂俯仰角度测量装置B，其中摇臂旋转角度测量装置A设置在摇臂相对三脚架D旋转轴的位置，摇臂俯仰角度测量装置B设置在摇臂C的俯仰轴位置；
结合图3，所述的摇臂旋转角度测量装置A包括加长轴1、旋转编码器2、角接触球轴承3、第一轴套4、第二轴套5、支撑轴6、推力轴承7、第一外罩8、第二外罩9、顶盖10和底盘11；所述底盘11固定在三脚架D上，底盘11上通过内六角圆柱头螺钉固连加长轴1，该加长轴1与底盘11同轴设置，加长轴1上装有旋转编码器2，旋转编码器2的内圈与加长轴1相固连，旋转编码器2的外圈与第一轴套4固连，该第一轴套4的外壁与第二外罩9相固连；第二外罩9的下端设置第一外罩8，上端与顶盖10固连，该第一外罩8套在旋转编码器2的外部并且与底盘11相固连；加长轴1的另一端轴肩上设置角接触球轴承3，球轴承3的外圈卡在第一轴套4的内孔中；加长轴1的另一端的端部固连第二轴套5，第二轴套5的上部固连支撑轴6，支撑轴6的内孔中设置推力轴承7,该推力轴承7的外圈卡在支撑轴6的内孔中，推力轴承7的内圈套在顶盖10的伸出轴中，该伸出轴与支撑轴6相固连，顶盖10与支撑摇臂机构的底部相固连。
结合图1、图3和图4，所述摇臂俯仰角度测量装置B包括第一固定板12-1、第二固定板12-2、第一支撑杆13-1、第二支撑杆13-2、俯仰编码器支座14、俯仰编码器15、连接板16、连接轴17、角接触球轴承18、第一连接杆20、第二连接杆21；所述摇臂C穿过第一固定板12-1和第二固定板12-2的通孔中，第一固定板12-1和第二固定板12-2对称分布在摇臂支撑架19的两侧，第一固定板12-1和第二固定板12-2的中间平行设置第一支撑杆13-1和第二支撑杆13-2，第一支撑杆13-1和第二支撑杆13-2上设置俯仰编码器支座14，俯仰编码器支座14上设置俯仰编码器15，俯仰编码器15的外圈与俯仰编码器支座14固连，其内圈与连接轴17固连，连接轴17安装在连接板16的一端的盲孔中并与连接板16固连，连接板16的另一端通过第一连接杆20和第二连接杆21固定在摇臂支撑架19上，连接轴17上还套有角接触球轴承18，角接触球轴承18装在俯仰编码器支座14的内孔中。
当摇臂旋转角度发生变化时，由于旋转编码器2的内圈与加长轴1相固连，加长轴1与底盘11固连，底盘固定在三脚架D上，所以的旋转编码器2内圈固定不动；由于旋转编码器2外圈与第一轴套4固连，该第一轴套4的外壁与第二外罩9相固连；第二外罩9的上端与顶盖10相连,顶盖10随着摇臂的转动而转动，这样旋转编码器2的内圈与外圈便产生了相对转动，从而得到摄像机摇臂的旋转角度参数，最后旋转编码器2通过数据线将摇臂旋转角度参数传递给计算机。
当摇臂俯仰角度发生变化时，由于俯仰编码器15的外圈与俯仰编码器支座14固连，编码器支座14固定在第一支撑杆13-1和第二支撑杆13-2之间，第一支撑杆13-1和第二支撑杆13-2之间通过第一固定板12-1和第二固定板12-2与摇臂保持相对静止，所以俯仰编码器15的外圈随着摇臂的俯仰而转动；俯仰编码器15的内圈与连接轴17固连，连接轴17安装在连接板16的一端的盲孔中并与连接板16固连，连接板16的另一端通过第一连接杆20和第二连接杆21固定在摇臂支撑架19上，所以俯仰编码器15的内圈相对于摇臂保持固定位置不动，这样俯仰编码器15的外圈与内圈便产生了相对转动，从而得到摄像机摇臂的俯仰角度参数，最后俯仰编码器15通过数据线将摇臂俯仰角度参数传递给计算机。
由上可知，本发明的通用性强，可以使用在不同类型的摄像机摇臂上；并且可以实时、快速、精确的测量出摄像机摇臂旋转与俯仰角度参数，并将参数实时传输给计算机；本发明结构简单，容易操作，性能稳定。