云臺

云臺是安裝和固定攝像機的配套設備。位于三腳架的上部，包括桌面、旋轉部分、云臺手柄和水平儀器。從本質上講，云臺是一個由兩個交流電機或DC電機組成的安裝平臺，可以水平和垂直移動。而攝影器材的云臺一般只是三腳架，只能用手調整方位；監控系統的云臺可以通過控制系統遠程控制其旋轉和移動方向。各種類型的平移/傾斜的水平平移角度一般為360°，而俯仰平移角度不同。云臺通常附帶一個手柄來操作云臺。通常，云臺水平旋轉的部件上還有一個水平儀，應根據水平儀的指示將攝像機支架調平。

1949年，O Oconner公司設計并制造了世界上第一臺液壓云臺。然而，由于當時設備和技術的限制，第一臺液壓云臺在外觀和結構上存在許多缺點。它只使用普通的交流電機，整個傳動完全由齒輪驅動。因此，云臺只能單向旋轉，其旋轉精度和承載能力都比較低，但在當時，云臺有很多應用。隨著生產技術和設備的不斷發展，O Oconner公司不斷改進原有云臺的外觀和性能，并直接用電機移動精密齒輪系統，大大提高了云臺的旋轉精度。隨后，1969年，EricMiller先生在悉尼創辦的米勒公司開始設計和制造各種云臺型號，包括適用于新聞報道攝像機的液壓云臺和小型通用搖桿云臺。

20世紀70年代，美國人加勒特·布朗發明了最早的相機穩定器——攝影機穩定器穩定器，解決了移動相機拍攝的問題。它的基本組件是一個帶有可移動關節的減震臂和一件穿在攝影師身上的輔助背心。用手持或肩扛式相機拍攝時，畫面往往會出現較大抖動，容易產生視覺疲勞甚至頭暈等身體不適。因此，在移動中拍攝時，攝影師通常會使用軌道車或搖臂來減少相機抖動并保持畫面穩定。但是，如果遇到樓梯、山脈和叢林等復雜地形，將很難豎立軌道車和搖臂。這時，攝影機穩定器穩定器的便利性就顯現出來了。攝影師不僅可以在不平坦的道路環境和各種復雜地形中進行拍攝，還可以方便長時間的演員跟進或遠距離位移。

載重

云臺的承重能力是指攝像機、鏡頭、保護罩及其附件的總重量?？紤]到云臺的載荷指標均為平衡載荷，在選擇云臺載荷時應留有適當的余量，一般選用1.3~1.5倍載荷作為云臺的載荷指標。比如6kg以下，適合室內/室外安裝一體化攝像機或定焦鏡頭攝像機；6~12kg適合室內/室外安裝一體式攝像機或小型變焦鏡頭；12~25kg適合安裝大型變焦鏡頭、攝像頭和保護罩；25kg以上，適合安裝超大變焦鏡頭、攝像頭和保護套。目前室內云臺承重一般為1.5 ~ 7公斤，室外云臺承重一般為7 ~ 50公斤。有些云臺是微型云臺，如安裝在半球形保護罩或帶攝像頭的全天候保護罩中的云臺。

控制方式

一般云臺屬于有線控制電動云臺?？刂凭€有五個輸入端子，其中一個是電源的公共端子，另外四個分別是上、下和左、右控制端子。如果電源的一端連接到公共端子，電源的另一端連接到“向上”，則平移/傾斜將驅動攝像頭向上旋轉，以此類推。

旋轉角：云臺的旋轉角度分為水平角度和垂直角度，垂直角度與負載安裝方式有關。一般頂裝云臺的垂直角度為90° ~ 140°，側裝云臺的垂直角度約為100°，水平角度一般可達345° ~ 365°。

齒輪間隙：齒輪側隙又稱齒隙，是檢驗云臺轉動精度的重要指標。齒輪齒隙越小，平移/傾斜的精度越高。

扭轉力矩：對于一定的平移/傾斜負載，扭矩越大，平臺對非電機啟動的阻力越大。

承載安裝

根據荷載安裝方式，有頂裝式和側裝式，實際選擇需要參考荷載和施工單位的認知程度。云臺的安裝方式一般有兩種:直立安裝和吊裝。當吊裝相同的云臺時，應考慮負載指數的顯著下降。如無特殊需要，不推薦吊裝方式。

輔助能源：云臺的輔助功能包括自動水平掃描、預設位置、加熱器等選項，在設計時需要根據用戶的使用環境和功能需求來決定。

IP保護級別：云臺的防塵防水IP等級應達到IP66以上。IP防護等級反映了設備的密封程度，主要指防塵和防液體侵入。它是一項國際標準，符合1997年的BS5490標準和1976年的IECS529標準。IP后面的第一個值表示對固體的密封保護程度，第二個值表示對液體的保護程度，第三個值表示機械沖擊和碰撞阻力的程度。此外，在實際使用中應根據環境選擇合適的材料和保護層。例如，鐵殼不適合在潮濕和腐蝕性環境中使用。

可靠性：平移/傾斜的可靠性是根據MTBF、MTTR、MTTF和移動開關極限數量的數據來測量的。

根據其安裝環境、安裝方式、工作電壓、負載大小等方面，云臺表現為不同類型的云臺。

通用和特殊平移/傾斜：根據使用環境分為通用型和專用型。通用型是指大氣環境中無易燃、腐蝕性氣體或粉塵，又可分為室內型和室外型。最典型的特殊應用是防爆云臺。

室內和室外平移/傾斜：根據使用環境，可分為室內型和室外型。主要區別是室內云臺，抗環境干擾能力較弱。戶外云臺具有防潮防雨、密封性能好、防水防塵和重載的功能。

室外云臺與室內云臺基本相同，但由于室外保護罩的重量較大，因此必須增加云臺的負載能力。同時室外環境變化較大，容易受到雨水或潮濕的侵蝕。因此，室外云臺一般設計為密封防雨。此外，戶外云臺還具有高扭矩和扼流保護電路，以防止云臺凍結時強行啟動而燒毀電機。在低溫的惡劣條件下，還可以在云臺內部安裝溫控加熱器。

云臺的室內使用要求不高，云臺使用環境的指標主要是針對云臺的室外使用。包括使用環境溫度限制、濕度限制、防塵和防水IP保護等級。一般情況下，云臺在室外環境中使用的溫度范圍為-20℃至+60℃。如果在溫度較低的環境中使用，可以在云臺內部安裝溫控加熱器，使溫度下限達到-40℃或更低。濕度指數通常為95%不結露。

防爆云臺：防爆云臺用于煤礦、化工廠、油田等有爆炸性氣體的場合。防爆云臺可與防爆保護罩一起使用。

側裝式升降云臺：按安裝方式分為側裝和吊裝，吊裝平臺安裝在天花板上；側裝云臺安裝在墻上。

側裝云臺，溫布利，曼富圖都有生產，是鳥類攝影師非常喜歡的品牌。它們有助于平衡三腳架上的相機和沉重的鏡頭，使其更易于操作和使用。

防爆云臺：按承載重量可分為輕載云臺、中載云臺和重載云臺。平移/傾斜的最大負載是指垂直方向上的最大負載能力。攝像機重心（包括保護罩）到云臺工作面的距離為50毫米，該距離必須通過云臺的旋轉中心并垂直于云臺工作面。這個中心就是云臺的最大承載點，云臺的承載能力就是以這個點為基準進行設計計算的。如果負載位置安裝不當，重心會偏離旋轉中心，從而增加負載扭矩，實際負載能力將小于最大負載能力的設計值。因此，云臺的垂直旋轉角度越大，重心的偏差越大，相應的承重重量越小。

PTZ的負載能力是選擇PTZ的關鍵。如果PTZ的負載能力小于實際負載，不僅會降低運行功能，還會因長期過載而損壞PTZ的電機和齒輪。PTZ的實際載重量從3公斤到50公斤不等。對于同一系列的PTZ產品，安裝在側面時的負載能力大于安裝在頂部時的負載能力，高速型的負載能力小于普通型的負載能力。

三維云臺：根據外觀，常見的云臺有三種:三維云臺和球形云臺。球形云臺放置在半球形和球形保護罩中，除了防止灰塵干擾圖像外，還具有隱蔽性，美觀性和快速性。球形云臺可以單手調節方向；三維平移/傾斜沒有那么敏捷，但定位更準確，方向可以調整得更精細。這兩種設計滿足了兩種不同的個性化偏好，尤其是由齒輪控制的球形云臺可以進行更精細的調節，精度可以達到毫米級。此外，市場上還有一種混合球形云臺，它將球形機械裝置與齒輪控制的平移和傾斜裝置相結合，以滿足各種棘手拍攝角度的需求。

全方位云臺：根據運動功能，可分為水平云臺和全向云臺

根據云臺的旋轉特性，云臺可分為只能左右旋轉的水平云臺和可以左右和上下旋轉的全向云臺。全向云臺有兩個電機，分別負責云臺的上下和左右轉動。不同的工作電壓也決定了云臺的總工作電壓，通常包括24V交流電、220V交流電和12V DC。當接收到上下動作電壓時，垂直電機轉動并通過減速箱帶動垂直傳動輪盤轉動；當接收到左右動作電壓時，水平電機轉動并通過減速箱帶動云臺底部的水平齒輪盤轉動。

平移/傾斜有水平和垂直限位螺栓，平移/傾斜分別由兩個微動開關限制。當旋轉角度達到預設的限位銷時，微動開關切斷電源，云臺停止旋轉。限位裝置可以位于云臺外部，調節過程簡單，也可以位于云臺內部，通過外圍設備的調節機構調節過程相對復雜。然而，具有外部限制裝置的云臺的密封性不如具有內部限制裝置的云臺。

直流變速云臺：根據工作電壓，分為交流定速云臺和DC高速云臺。

云臺的旋轉速度是衡量云臺水平的重要指標。云臺的水平和垂直方向由兩個不同的電機驅動，因此云臺的旋轉速度也分為水平旋轉速度和垂直旋轉速度。由于負載的原因，垂直電機在啟動和維持時的扭矩大于水平方向的扭矩，并且對水平速度的要求高于實際監控的要求，因此一般來說，云臺的垂直速度低于水平速度。

交流云臺使用交流電機，其轉速是固定的。一般水平旋轉速度為4/秒~ 6/秒，垂直旋轉速度為3/秒~ 6/秒。有些商家會生產交流高速云臺，水平方向可以達到15°/s，垂直方向可以達到9°/s，但同系列云臺的高速負載能力會相應降低。

DC步進電機主要用于DC云臺，具有高速和變速的優點，非常適合需要快速捕捉目標的場合。其最大水平速度可達40 ~ 50°/秒，垂直速度可達10 ~ 24°/秒。此外，DC云臺具有變速功能，提供的電壓為0 ~ 36伏DC之間的可變電壓。變速的效果由控制系統和解碼器的性能決定，從而云臺電機可以根據輸入電壓以相應的速度旋轉。有兩種常見的變速控制方法。一種是全速變化控制，通過檢測操作員控制的鍵盤操縱桿的位移來確定平移/傾斜的輸入電壓。全速變化控制是為了在平移/傾斜的速度變化范圍內實現平滑的速度變化過渡。另一種是步進控制，即在云臺的變速范圍內設置幾個檔位，每個檔位對應不同的電壓（轉速）。操作前，您必須首先選擇要旋轉的速度檔，然后向各個方向旋轉平移/傾斜。

側裝平移/傾斜：根據負載安裝方式，分為頂裝式云臺和側裝式云臺

云臺的旋轉角度，尤其是垂直旋轉角度，與負載（保護蓋/相機/鏡頭組件）的安裝方式有很大關系。云臺的水平旋轉角度一般可以達到355°，因為限位螺栓會占據一定的角度，但會有一點監控死角。目前的云臺改進了限位裝置，使其達到360°甚至365°（覆蓋角為5°）以消除監控死角。用戶在使用時可根據現場實際情況設定限額。例如安裝在墻上的壁掛式，即使云臺有360°的旋轉角度，實際上只需要監控云臺正面的180°角度，即使它向后旋轉到180°，也只能看到安裝表面（墻壁），沒有實際監控意義。因此，壁掛式只需監控180°的水平范圍，角裝式只需監控270°的范圍。這樣可以防止云臺過度旋轉到沒有監控的位置，也提高了云臺的使用效率。

頂裝云臺的垂直旋轉角度一般為+30°到-90°，側裝云臺的垂直旋轉角度可達+180°，但正常使用時垂直旋轉角度可達+20°到-90°。

l形和u形平移/傾斜：l型平臺也叫“懸臂”平臺，U型平臺叫“叉形”平臺。l型和U型云臺適用于帶有長焦鏡頭的相機。由于其旋轉軸位于攝像機重心上方，因此當攝像機安裝在云臺上時，重心較低。當云臺處于放松狀態時，攝像機不會翻倒。

固定和電動平移/傾斜：固定云臺適用于監控范圍不大的情況。攝像機安裝在固定云臺上后，可以調節攝像機的水平和俯仰角度。達到最佳工作姿勢后，鎖定調節機構即可。電動云臺適合大面積掃描監控，可以擴大攝像機的監控范圍。

電動云臺的高速姿態由兩個執行電機實現，它們從控制器接收信號以精確操作和定位。云臺上的攝像頭在控制信號的作用下，不僅可以自動掃描監控區域，還可以在監控中心值班人員的控制下跟蹤監控對象。

全景云臺：全景云臺是一種不同于普通云臺的高端拍攝設備。比如曼富圖的303SPH云臺就屬于全景云臺。之所以稱之為全景云臺，主要是因為這種云臺有兩個功能:第一，它可以調整相機節點在縱向軸上的旋轉；其次，相機可以在水平面上水平旋轉，以在三維空間中的固定位置拍攝，確保相機拍攝的圖像可以由landscape designer軟件組裝為三維全景。

全景云臺有一個360°刻度的水平軸，可以安裝在三腳架上，安裝攝像機的支架部分可以水平旋轉360°。全景云臺的支架還可以將攝像頭向前移動，以達到適應不同攝像頭寬度的最佳效果。因為攝像機的寬度會影響“全景”三腳架頭節點的位置，所以可以調整攝像機的水平移動位置。

液壓云臺：液壓云臺適用于帶有長焦鏡頭的相機和攝像機，因為油壓的阻尼作用可以防止相機快速滑動，并使相機在拍攝過程中更平穩地旋轉。

齒輪平移-傾斜：齒輪平移/傾斜適用于大型專業相機，可以更精確地調整和定位。

載重：云臺負載是云臺工作電機功率的直接反映，不能超過云臺的負載調節。否則，解碼器無法正常工作。

承受重量：與云臺的負載一樣，云臺的負載也應不同，以適應不同攝像機和保護罩的安裝。應根據所選攝像機和保護罩的總重量選擇合適的云臺軸承。

工作電壓：PTZ的工作電壓主要包括AC24V和AC22O，使用時要特別注意，否則會燒壞解碼器。

響應速度：變速云臺的水平旋轉速度一般為0 ~ 32°/秒，垂直旋轉速度約為0 ~ 16°/秒..在一些高速攝像機系統中，云臺的水平旋轉速度高于480°/s，垂直旋轉速度高于120°/s..恒速云臺的水平旋轉速度一般為3 ~ 10°/s，垂直速度約為4°/s..

旋轉角：一般云臺可以上下旋轉90度，左右旋轉360度。智能云臺沒有旋轉角度限制。

云臺應用廣泛，各種特殊行業對云臺產品也有一定的需求。在其發明國蘇聯被廣泛用于攝影宣傳片。此外，它適用于不同的使用環境。云臺產品有多種針對目標功能的專用云臺，如水下型、高溫型、低溫型、防腐型和防爆型等。這類特殊云臺在材料、防護等級和防護方式等方面都有嚴格要求，必須符合相應的行業特殊標準。

云臺

攝影宣傳：云臺可用于拍攝廣告、新聞和人像。由于其性能，通用三維云臺適合拍攝廣告，可以精確調整上、下、左、右的角度；球形云臺可以快速調節和定位，適用于一些新聞攝影和人像攝影。

無人駕駛：無人駕駛汽車系統可以操作旋轉云臺，調整攝像頭方向并傳輸信號。

航空照片：無人機航拍平臺是支撐無人機上相機的載荷平臺。它主要利用增強技術抵消機身和外界因素引起的振動，穩定相機的拍攝姿態，實現穩定的拍攝效果。航拍云臺主要分為固定式航拍云臺、三軸穩定補償式航拍云臺和兩軸/單軸穩定補償式航拍云臺。姿態穩定控制與傳輸是航空攝影平臺的關鍵技術。廣義上講，航拍是指在天空拍攝的所有照片和視頻。在第二次世界大戰期間，它被用來在飛機上捕捉地面上的地形、軍事信息和其他信息。在2012年之前，大多數用于軍事目的的固定翼無人機使用固定翼相機，這些相機垂直于地面，沒有運動補償和其他設備來穩定畫面。2012年左右，消費級無人機剛出現時，無人機常用的航拍平臺也是固定式航拍平臺，將相機和飛機固定在一起，在航拍時通過調整飛機的角度來調整視角。固定式航空相機可以降低成本、重量和功率，從而縮短飛行時間，但航空照片的圖像質量較差且視角無法改變。

監控攝像機：云臺可以手動水平和垂直調節，常用于商場、電梯、收費站或公交車車廂等公共場所，一般采用吊頂安裝。多為一體式球形云臺，又稱球形攝像機，集成了攝像機、電動變焦鏡頭、解碼器、通用字符發生器、CPU處理芯片、存儲芯片等，外部有密封的球形保護罩。