迷你平移/倾斜高清相机

随着数字电视的快速到来，相机制造商正在市场上大量推出新的、轻便的相机，但很少有公司提供专业设备来适应即将到来的变化。

直到2006年，市场上唯一的广播使用专业机动的Pan/Tilts非常重。这是因为该设备是用来装模拟摄像机的，重量可达50公斤以上。随着2009年2月的临近，数字电视转型的最后一天，领先的高清相机制造商索尼和松下分别推出了新的轻量级高清数码相机，如HDR-FX1和AGHVX200，涌入美国市场。这些新的高清相机的重量不到4.5公斤，而且随着闪存存储设备的使用不断增加，其重量还在继续下降。

在需求变得清晰的时刻，视频机器人公司(Gardena, CA)对能够交付小型、轻量级和专业质量的平移/倾斜头的需求作出了反应。不久之后，视频机器人公司完成了其模块化的Pan/Tilt头的设计和发布，贸易名称为鸟人。

新设备，新挑战
虽然该公司在为视频和电视广播行业建立OEM运动控制系统方面拥有超过15年的经验，但新的Pan/Tilt头的初始设计和开发为他们的设计团队带来了各种挑战。他们需要设计一款轻量化且易于制造的设备，同时还要提供坚固的外观和感觉。在内部，团队必须提供非常平稳的电机控制，最大限度地减少齿轮传动的噪音，并最大限度地减少齿隙。其他挑战包括将远程距离扩展到至少1000英尺，将Pan和Tilt分离成独立模块，以最小化总成本。这意味着他们必须打破现有的平移/倾斜头的传统外观，并开发一些全新的内容。

视频机器人公司使用了他们所谓的“正确的零部件选择过程”，这使得他们可以选择一种管材结构，轻松解决了三个挑战:最小化重量，轻松组装模块，并为最终产品提供坚实的外观和感觉。

最具挑战性的任务是选择正确的齿轮传动和电机。系统设计工程师Stefan Stanev说:“我们的原型机只使用了一个行星齿轮头，因为其紧凑的尺寸和圆柱形，可以很容易地装入管中。但是，如果不平衡适当，倾斜负载能够移动齿轮头时，在一个静止的位置。不仅如此，对于专业的Pan/Tilt使用来说，直径太大，输出侧隙太大。我们尝试使用一个蜗杆齿轮头，但那也没有工作。这两种方法都不是单打独斗。”

最后，公司决定使用两种类型的齿轮头，从而将齿轮传动分为两个阶段:一个小蜗轮头作为输出阶段和一个小行星齿轮头作为输入阶段。这种选择，反过来，提供了他们所有的优势，从齿轮头类型，而实际上消除了许多他们的缺点。

第一个也是主要的要求是，电机和行星齿轮头都必须适应一个28mm内径的油管。其次，电机的失速扭矩必须至少为200mNm，以便在非常慢的速度下轻松平稳地移动，并达到所需的最大速度(30°/秒)。或者更快)——这一切都需要携带4.5公斤(10磅)的相机。

Stefan说:“我们搜索了所有已知的小型电机制造商，但只有Maxon Precision motor能够提供满足我们要求的电机。”“RE26型的规格远远超过了那些竞争对手。226 mNm的失速扭矩和26mm的直径的电机是一个完美的适合我们的应用。”

不幸的是，齿轮头，必须适合这个电机是相同的或以上的电机的直径。视频机器人需要一个更小的齿轮头直径，以便有空间为隔音要求在设计。“我们打电话给Maxon的当地代表，对他提供的快速、专业的解决方案感到惊讶和印象深刻，”Stefan说。Maxon能够在电机不超过齿轮头扭矩的应用中匹配小直径行星齿轮头和大直径电机，例如在视频机器人应用中。此外，为了降低行星齿轮头的噪音，Maxon使用了塑料和金属行星齿轮的组合，而不会显著牺牲输出扭矩。使用一个更小直径的行星齿轮头给视频机器人一个额外的优势，使用更多的绝缘材料，以进一步减少任何声音噪音。为了消除齿轮传动的噪音，电机和行星齿轮头采用定制设计和模压橡胶紧固件安装。

蜗轮头的设计也面临着挑战。一个独特的调整和锁定机制必须设计，以减少齿隙蜗轮传动到最低限度。此外，为了进一步降低行星齿轮头的输出轴和蜗轮的输入轴之间的噪音，一个独特的轴向扩展联轴器是定制设计的，使用橡胶作为分离介质。

为了实现专业质量的平顺运动的平移/倾斜头，同时改进了整个行业使用的标准操纵杆设计，视频机器人设计了一个三重反对数原理图(TAS)来控制电机。TAS的设计消除了使用额外的控制旋钮来设置最大速度，而其他制造商使用的比例电机控制。TAS是这样工作的:前三分之二的操纵杆运动将移动相机在非常缓慢和非常平稳的速度;此后，操纵杆的进一步移动将逐步加速相机到更快的速度，直至最高速度。

为什么现在这个产品更好了?
回到模拟控制风格，视频机器人能够降低生产成本和简化系统的操作-不强迫用户必须学习软件-同时仍然实现一流的质量和性能水平在一个非常有竞争力的价格。

小鸟摇/倾斜有无数的特殊功能，有利于用户的体验和控制。其中一个例子就是使用了特殊的传感原理图，它可以防止相机在不使用操纵杆的情况下爬行——这是其他同类的Pan/Tilt设备所没有的功能。其他优于竞争对手的功能包括真正的平稳运动，紧凑的尺寸(175毫米x 90毫米x 260毫米)，轻量化(2公斤)，和一分钟从盒子组装。用户还可以使用多摄像机控制台。