云台

云台是安装和固定摄像机的配套设备。位于三脚架的上部，包括桌面、旋转部分、云台手柄和水平仪器。从本质上讲，云台是一个由两个交流电机或DC电机组成的安装平台，可以水平和垂直移动。而摄影器材的云台一般只是三脚架，只能用手调整方位；监控系统的云台可以通过控制系统远程控制其旋转和移动方向。各种类型的平移/倾斜的水平平移角度一般为360°，而俯仰平移角度不同。云台通常附带一个手柄来操作云台。通常，云台水平旋转的部件上还有一个水平仪，应根据水平仪的指示将摄像机支架调平。

1949年，O Oconner公司设计并制造了世界上第一台液压云台。然而，由于当时设备和技术的限制，第一台液压云台在外观和结构上存在许多缺点。它只使用普通的交流电机，整个传动完全由齿轮驱动。因此，云台只能单向旋转，其旋转精度和承载能力都比较低，但在当时，云台有很多应用。随着生产技术和设备的不断发展，O Oconner公司不断改进原有云台的外观和性能，并直接用电机移动精密齿轮系统，大大提高了云台的旋转精度。随后，1969年，EricMiller先生在悉尼创办的米勒公司开始设计和制造各种云台型号，包括适用于新闻报道摄像机的液压云台和小型通用摇杆云台。

20世纪70年代，美国人加勒特·布朗发明了最早的相机稳定器——摄影机稳定器稳定器，解决了移动相机拍摄的问题。它的基本组件是一个带有可移动关节的减震臂和一件穿在摄影师身上的辅助背心。用手持或肩扛式相机拍摄时，画面往往会出现较大抖动，容易产生视觉疲劳甚至头晕等身体不适。因此，在移动中拍摄时，摄影师通常会使用轨道车或摇臂来减少相机抖动并保持画面稳定。但是，如果遇到楼梯、山脉和丛林等复杂地形，将很难竖立轨道车和摇臂。这时，摄影机稳定器稳定器的便利性就显现出来了。摄影师不仅可以在不平坦的道路环境和各种复杂地形中进行拍摄，还可以方便长时间的演员跟进或远距离位移。

载重

云台的承重能力是指摄像机、镜头、保护罩及其附件的总重量。考虑到云台的载荷指标均为平衡载荷，在选择云台载荷时应留有适当的余量，一般选用1.3~1.5倍载荷作为云台的载荷指标。比如6kg以下，适合室内/室外安装一体化摄像机或定焦镜头摄像机；6~12kg适合室内/室外安装一体式摄像机或小型变焦镜头；12~25kg适合安装大型变焦镜头、摄像头和保护罩；25kg以上，适合安装超大变焦镜头、摄像头和保护套。目前室内云台承重一般为1.5 ~ 7公斤，室外云台承重一般为7 ~ 50公斤。有些云台是微型云台，如安装在半球形保护罩或带摄像头的全天候保护罩中的云台。

控制方式

一般云台属于有线控制电动云台。控制线有五个输入端子，其中一个是电源的公共端子，另外四个分别是上、下和左、右控制端子。如果电源的一端连接到公共端子，电源的另一端连接到“向上”，则平移/倾斜将驱动摄像头向上旋转，以此类推。

旋转角：云台的旋转角度分为水平角度和垂直角度，垂直角度与负载安装方式有关。一般顶装云台的垂直角度为90° ~ 140°，侧装云台的垂直角度约为100°，水平角度一般可达345° ~ 365°。

齿轮间隙：齿轮侧隙又称齿隙，是检验云台转动精度的重要指标。齿轮齿隙越小，平移/倾斜的精度越高。

扭转力矩：对于一定的平移/倾斜负载，扭矩越大，平台对非电机启动的阻力越大。

承载安装

根据荷载安装方式，有顶装式和侧装式，实际选择需要参考荷载和施工单位的认知程度。云台的安装方式一般有两种:直立安装和吊装。当吊装相同的云台时，应考虑负载指数的显著下降。如无特殊需要，不推荐吊装方式。

辅助能源：云台的辅助功能包括自动水平扫描、预设位置、加热器等选项，在设计时需要根据用户的使用环境和功能需求来决定。

IP保护级别：云台的防尘防水IP等级应达到IP66以上。IP防护等级反映了设备的密封程度，主要指防尘和防液体侵入。它是一项国际标准，符合1997年的BS5490标准和1976年的IECS529标准。IP后面的第一个值表示对固体的密封保护程度，第二个值表示对液体的保护程度，第三个值表示机械冲击和碰撞阻力的程度。此外，在实际使用中应根据环境选择合适的材料和保护层。例如，铁壳不适合在潮湿和腐蚀性环境中使用。

可靠性：平移/倾斜的可靠性是根据MTBF、MTTR、MTTF和移动开关极限数量的数据来测量的。

根据其安装环境、安装方式、工作电压、负载大小等方面，云台表现为不同类型的云台。

通用和特殊平移/倾斜：根据使用环境分为通用型和专用型。通用型是指大气环境中无易燃、腐蚀性气体或粉尘，又可分为室内型和室外型。最典型的特殊应用是防爆云台。

室内和室外平移/倾斜：根据使用环境，可分为室内型和室外型。主要区别是室内云台，抗环境干扰能力较弱。户外云台具有防潮防雨、密封性能好、防水防尘和重载的功能。

室外云台与室内云台基本相同，但由于室外保护罩的重量较大，因此必须增加云台的负载能力。同时室外环境变化较大，容易受到雨水或潮湿的侵蚀。因此，室外云台一般设计为密封防雨。此外，户外云台还具有高扭矩和扼流保护电路，以防止云台冻结时强行启动而烧毁电机。在低温的恶劣条件下，还可以在云台内部安装温控加热器。

云台的室内使用要求不高，云台使用环境的指标主要是针对云台的室外使用。包括使用环境温度限制、湿度限制、防尘和防水IP保护等级。一般情况下，云台在室外环境中使用的温度范围为-20℃至+60℃。如果在温度较低的环境中使用，可以在云台内部安装温控加热器，使温度下限达到-40℃或更低。湿度指数通常为95%不结露。

防爆云台：防爆云台用于煤矿、化工厂、油田等有爆炸性气体的场合。防爆云台可与防爆保护罩一起使用。

侧装式升降云台：按安装方式分为侧装和吊装，吊装平台安装在天花板上；侧装云台安装在墙上。

侧装云台，温布利，曼富图都有生产，是鸟类摄影师非常喜欢的品牌。它们有助于平衡三脚架上的相机和沉重的镜头，使其更易于操作和使用。

防爆云台：按承载重量可分为轻载云台、中载云台和重载云台。平移/倾斜的最大负载是指垂直方向上的最大负载能力。摄像机重心（包括保护罩）到云台工作面的距离为50毫米，该距离必须通过云台的旋转中心并垂直于云台工作面。这个中心就是云台的最大承载点，云台的承载能力就是以这个点为基准进行设计计算的。如果负载位置安装不当，重心会偏离旋转中心，从而增加负载扭矩，实际负载能力将小于最大负载能力的设计值。因此，云台的垂直旋转角度越大，重心的偏差越大，相应的承重重量越小。

PTZ的负载能力是选择PTZ的关键。如果PTZ的负载能力小于实际负载，不仅会降低运行功能，还会因长期过载而损坏PTZ的电机和齿轮。PTZ的实际载重量从3公斤到50公斤不等。对于同一系列的PTZ产品，安装在侧面时的负载能力大于安装在顶部时的负载能力，高速型的负载能力小于普通型的负载能力。

三维云台：根据外观，常见的云台有三种:三维云台和球形云台。球形云台放置在半球形和球形保护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还具有隐蔽性，美观性和快速性。球形云台可以单手调节方向；三维平移/倾斜没有那么敏捷，但定位更准确，方向可以调整得更精细。这两种设计满足了两种不同的个性化偏好，尤其是由齿轮控制的球形云台可以进行更精细的调节，精度可以达到毫米级。此外，市场上还有一种混合球形云台，它将球形机械装置与齿轮控制的平移和倾斜装置相结合，以满足各种棘手拍摄角度的需求。

全方位云台：根据运动功能，可分为水平云台和全向云台

根据云台的旋转特性，云台可分为只能左右旋转的水平云台和可以左右和上下旋转的全向云台。全向云台有两个电机，分别负责云台的上下和左右转动。不同的工作电压也决定了云台的总工作电压，通常包括24V交流电、220V交流电和12V DC。当接收到上下动作电压时，垂直电机转动并通过减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接收到左右动作电压时，水平电机转动并通过减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。

平移/倾斜有水平和垂直限位螺栓，平移/倾斜分别由两个微动开关限制。当旋转角度达到预设的限位销时，微动开关切断电源，云台停止旋转。限位装置可以位于云台外部，调节过程简单，也可以位于云台内部，通过外围设备的调节机构调节过程相对复杂。然而，具有外部限制装置的云台的密封性不如具有内部限制装置的云台。

直流变速云台：根据工作电压，分为交流定速云台和DC高速云台。

云台的旋转速度是衡量云台水平的重要指标。云台的水平和垂直方向由两个不同的电机驱动，因此云台的旋转速度也分为水平旋转速度和垂直旋转速度。由于负载的原因，垂直电机在启动和维持时的扭矩大于水平方向的扭矩，并且对水平速度的要求高于实际监控的要求，因此一般来说，云台的垂直速度低于水平速度。

交流云台使用交流电机，其转速是固定的。一般水平旋转速度为4/秒~ 6/秒，垂直旋转速度为3/秒~ 6/秒。有些商家会生产交流高速云台，水平方向可以达到15°/s，垂直方向可以达到9°/s，但同系列云台的高速负载能力会相应降低。

DC步进电机主要用于DC云台，具有高速和变速的优点，非常适合需要快速捕捉目标的场合。其最大水平速度可达40 ~ 50°/秒，垂直速度可达10 ~ 24°/秒。此外，DC云台具有变速功能，提供的电压为0 ~ 36伏DC之间的可变电压。变速的效果由控制系统和解码器的性能决定，从而云台电机可以根据输入电压以相应的速度旋转。有两种常见的变速控制方法。一种是全速变化控制，通过检测操作员控制的键盘操纵杆的位移来确定平移/倾斜的输入电压。全速变化控制是为了在平移/倾斜的速度变化范围内实现平滑的速度变化过渡。另一种是步进控制，即在云台的变速范围内设置几个档位，每个档位对应不同的电压（转速）。操作前，您必须首先选择要旋转的速度档，然后向各个方向旋转平移/倾斜。

侧装平移/倾斜：根据负载安装方式，分为顶装式云台和侧装式云台

云台的旋转角度，尤其是垂直旋转角度，与负载（保护盖/相机/镜头组件）的安装方式有很大关系。云台的水平旋转角度一般可以达到355°，因为限位螺栓会占据一定的角度，但会有一点监控死角。目前的云台改进了限位装置，使其达到360°甚至365°（覆盖角为5°）以消除监控死角。用户在使用时可根据现场实际情况设定限额。例如安装在墙上的壁挂式，即使云台有360°的旋转角度，实际上只需要监控云台正面的180°角度，即使它向后旋转到180°，也只能看到安装表面（墙壁），没有实际监控意义。因此，壁挂式只需监控180°的水平范围，角装式只需监控270°的范围。这样可以防止云台过度旋转到没有监控的位置，也提高了云台的使用效率。

顶装云台的垂直旋转角度一般为+30°到-90°，侧装云台的垂直旋转角度可达+180°，但正常使用时垂直旋转角度可达+20°到-90°。

l形和u形平移/倾斜：l型平台也叫“悬臂”平台，U型平台叫“叉形”平台。l型和U型云台适用于带有长焦镜头的相机。由于其旋转轴位于摄像机重心上方，因此当摄像机安装在云台上时，重心较低。当云台处于放松状态时，摄像机不会翻倒。

固定和电动平移/倾斜：固定云台适用于监控范围不大的情况。摄像机安装在固定云台上后，可以调节摄像机的水平和俯仰角度。达到最佳工作姿势后，锁定调节机构即可。电动云台适合大面积扫描监控，可以扩大摄像机的监控范围。

电动云台的高速姿态由两个执行电机实现，它们从控制器接收信号以精确操作和定位。云台上的摄像头在控制信号的作用下，不仅可以自动扫描监控区域，还可以在监控中心值班人员的控制下跟踪监控对象。

全景云台：全景云台是一种不同于普通云台的高端拍摄设备。比如曼富图的303SPH云台就属于全景云台。之所以称之为全景云台，主要是因为这种云台有两个功能:第一，它可以调整相机节点在纵向轴上的旋转；其次，相机可以在水平面上水平旋转，以在三维空间中的固定位置拍摄，确保相机拍摄的图像可以由landscape designer软件组装为三维全景。

全景云台有一个360°刻度的水平轴，可以安装在三脚架上，安装摄像机的支架部分可以水平旋转360°。全景云台的支架还可以将摄像头向前移动，以达到适应不同摄像头宽度的最佳效果。因为摄像机的宽度会影响“全景”三脚架头节点的位置，所以可以调整摄像机的水平移动位置。

液压云台：液压云台适用于带有长焦镜头的相机和摄像机，因为油压的阻尼作用可以防止相机快速滑动，并使相机在拍摄过程中更平稳地旋转。

齿轮平移-倾斜：齿轮平移/倾斜适用于大型专业相机，可以更精确地调整和定位。

载重：云台负载是云台工作电机功率的直接反映，不能超过云台的负载调节。否则，解码器无法正常工作。

承受重量：与云台的负载一样，云台的负载也应不同，以适应不同摄像机和保护罩的安装。应根据所选摄像机和保护罩的总重量选择合适的云台轴承。

工作电压：PTZ的工作电压主要包括AC24V和AC22O，使用时要特别注意，否则会烧坏解码器。

响应速度：变速云台的水平旋转速度一般为0 ~ 32°/秒，垂直旋转速度约为0 ~ 16°/秒..在一些高速摄像机系统中，云台的水平旋转速度高于480°/s，垂直旋转速度高于120°/s..恒速云台的水平旋转速度一般为3 ~ 10°/s，垂直速度约为4°/s..

旋转角：一般云台可以上下旋转90度，左右旋转360度。智能云台没有旋转角度限制。

云台应用广泛，各种特殊行业对云台产品也有一定的需求。在其发明国苏联被广泛用于摄影宣传片。此外，它适用于不同的使用环境。云台产品有多种针对目标功能的专用云台，如水下型、高温型、低温型、防腐型和防爆型等。这类特殊云台在材料、防护等级和防护方式等方面都有严格要求，必须符合相应的行业特殊标准。

云台

摄影宣传：云台可用于拍摄广告、新闻和人像。由于其性能，通用三维云台适合拍摄广告，可以精确调整上、下、左、右的角度；球形云台可以快速调节和定位，适用于一些新闻摄影和人像摄影。

无人驾驶：无人驾驶汽车系统可以操作旋转云台，调整摄像头方向并传输信号。

航空照片：无人机航拍平台是支撑无人机上相机的载荷平台。它主要利用增强技术抵消机身和外界因素引起的振动，稳定相机的拍摄姿态，实现稳定的拍摄效果。航拍云台主要分为固定式航拍云台、三轴稳定补偿式航拍云台和两轴/单轴稳定补偿式航拍云台。姿态稳定控制与传输是航空摄影平台的关键技术。广义上讲，航拍是指在天空拍摄的所有照片和视频。在第二次世界大战期间，它被用来在飞机上捕捉地面上的地形、军事信息和其他信息。在2012年之前，大多数用于军事目的的固定翼无人机使用固定翼相机，这些相机垂直于地面，没有运动补偿和其他设备来稳定画面。2012年左右，消费级无人机刚出现时，无人机常用的航拍平台也是固定式航拍平台，将相机和飞机固定在一起，在航拍时通过调整飞机的角度来调整视角。固定式航空相机可以降低成本、重量和功率，从而缩短飞行时间，但航空照片的图像质量较差且视角无法改变。

监控摄像机：云台可以手动水平和垂直调节，常用于商场、电梯、收费站或公交车车厢等公共场所，一般采用吊顶安装。多为一体式球形云台，又称球形摄像机，集成了摄像机、电动变焦镜头、解码器、通用字符发生器、CPU处理芯片、存储芯片等，外部有密封的球形保护罩。