斯坦尼康是一种机械原理的减震防抖机构，常用于影视摄影场合，本篇文字将以图1所示的手持斯坦尼康为原型进行机构原理分析，并进行调平分析和仿真，图1所示的斯坦尼康稳定器的机构简图如图2所示。
图1 手持斯坦尼康稳定器实物（图片来源于网络）
图2 斯坦尼康机构简图
从图2看出，当我们手握绿色把手时，固定于云台上的摄像机存在6个自由度，其中X，Y，Z这3个方向的平移自由度用于调平机构，而剩余的3个转动自由度则用于实时调整摄像机的姿态，使其始终保持初始姿态，从而达到减震防抖的目的。
装上摄像机的斯坦尼康机构通常并不平衡（即机构Z轴与竖直方向存在非零偏角），需要进行调平，图3所示为装上相机后，该机构的运动仿真图，可以看出，机构最终在阻力作用下，在某偏角位置达到平衡。
调平后的机构Z轴（图2蓝色部分）应该与竖直方向一致，若摄像机在高位工作，则配重块在下；若摄像机在低位工作，则配重块在上。
图3 未进行调平的斯坦尼康机构
本文将以摄像机在高位工作为例，并设定与摄像机固接的云台板2（图2棕色部分）移动方向为X（对应图示坐标系的X轴），该云台板下面的云台板1（图2浅绿部分）移动方向为Y（对应图示坐标系的Z轴），机构的调平步骤如下：
固定把手（图2绿色部分），通过增减配重块和调整配重块所在杆（图2浅蓝部分）的伸出长度，使摄像机侧高于配重块侧。
调整云台1的Y向距离，使配重块杆的Y向偏角分量逐步趋近于零。如图4所示。
调整云台2的X向距离，使配重块杆的X向偏角分量逐步趋近于零。如图5所示。
图4 调整云台1的Y向距离消除Y（图示坐标系的Z向）向分量的偏角
图5 调整云台2的X向距离消除X（图示坐标系的X向）向分量的偏角
调平后的机构在运动过程中，可以有效进行防抖，从而使摄像机保持原有拍摄姿态，即平动拍摄。图6，7，8分别模拟了把手进行Y轴，Z轴和X轴向转动情况下，机构进行防抖的运动仿真情况。
图6 绿色把手绕图示坐标系Y轴转动 图7 绿色把手绕图示坐标系Z轴转动
图8 绿色把手绕图示坐标系X轴转动
PS：调平时，可以适量减少配重块的重量（配重块需对称布置）或配重块所在杆的伸出长度，这样有助于增大机构的不平衡偏角，有利于机构调平，调平后，再对称增加配重块，或延长配重块所在杆的长度。
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发表于 2020-7-22 22:07:26
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