DE102019113301A1 - Haltevorrichtung für eine Kamera - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) für eine Nutzlast (36), insbesondere für eine Kamera (36), umfassend einen Stützfuß (12), einen Lagerarm (20), der schwenkbar an dem Stützfuß (12) befestigt ist, so dass ein nutzlastseitiger Abschnitt (24) und ein gewichtseitiger Abschnitt (26) ausgebildet sind, einen ersten Schwenkarm (30), der nutzlastseitig an einem Verbindungsabschnitt mit dem Lagerarm (20) verbunden ist und der eine Halteeinrichtung (32) für eine Nutzlast (36), insbesondere eine Kamera (36), aufweist, einen zweiten Schwenkarm (40), der gewichtseitig an einem Verbindungsabschnitt mit dem Lagerarm (20) verbunden ist, wobei der Lagerarm (20), der erste Schwenkarm (30) und der zweite Schwenkarm (40) derart miteinander verbunden sind, dass die Ausrichtung des ersten und des zweiten Schwenkarms (30, 40) in jeder Stellung zueinander im Wesentlichen parallel sind, wobei der Schwerpunkt der Gewichtsseite (G), der Schwerpunkt der Nutzlastseite (K) und ein Befestigungspunkt (V1) des Lagerarms (20) am Stützfuß (12) im Wesentlichen auf einer geraden Linie liegen. Der gewichtseitige zweite Schwenkarm (40) und/oder der gewichtseitige Lagerarmabschnitt (26) können derart ausgebildet sein, dass das Gewicht des nutzlastseitigen ersten Schwenkarms (30) und des nutzlastseitigen Lagerarmabschnitts (24) in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) ausgeglichen ist. Der zweite Schwenkarm (40) kann ferner eine Halteeinrichtung für ein Ausgleichsgewicht (42) für die Nutzlast (36) aufweisen oder der zweite Schwenkarm (40) kann zumindest ein in Abhängigkeit der Nutzlast vorbestimmtes Ausgleichsgewicht (44') aufweist, das an einer entlang dem zweiten Schwenkarm (40) variablen Position befestigbar ist.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft eine Halte- und Bewegungsvorrichtung für eine Nutzlast, insbesondere eine Kamera, die einen dynamischen Gewichtsausgleich ermöglicht.
• Stand der Technik
• Es gibt vielerlei Kamerahaltevorrichtungen, die bei Filmaufnahmen die Kamera halten und Bewegen. Ein Problem ist, dass bisherige Kamera-Bewegungsvorrichtungen in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt sind, so können Kamerakräne die Kamera bspw. nur auf der Mantelfläche einer Kugel bewegen. Andere Kamerakräne bieten zusätzliche Bewegungsfreiheit. Aber hier besteht das Problem, dass das dynamische Gleichgewicht nicht unabhängig von der Stellung des Bewegungsarmes gegeben ist. Solche Lösungen bieten ein Gleichgewicht nur in ungefährer mittlerer Stellung, in der die Lage von Kamera und Ausgleichsgewicht ungefähr horizontal ausgerichtet sind. Positionen mit einer größeren Auslenkung der Kamera in der Vertikalen oder Abweichungen in der Nähe des Basispunktes können daher nicht ohne Gleichgewichtsverlust angefahren werden.
• Eine solche Aufhängevorrichtung ist beispielsweise in der US 5,192,963 A offenbart, die es einem Bediener ermöglicht, Kamerabewegungen auszuführen, ohne andauernd das Gewicht der Kamera zu halten. Die Vorrichtung umfasst ein Joch, das drehbar an einer mit Rädern versehenen Basis zur Drehung um eine vertikale Achse montiert ist. Ein primärer Hebelarm mit einem ersten und einem zweiten Ende und einem Mittelabschnitt ist schwenkbar an dem Joch angebracht, um einen Drehpunkt zu bilden. Ein sekundärer Arm hat ein erstes Ende, das schwenkbar an dem zweiten Ende des primären Hebelarms befestigt ist, und ein zweites Ende, das eine Halterung für die Kamera enthält. Ein Ausgleichsgewichtsarm hat ein erstes Ende, das schwenkbar an dem ersten Ende des primären Hebelarms befestigt ist. Um das Gleichgewicht zu gewährleisten, umfasst die Vorrichtung einen Kettenantriebsmechanismus, der auf ein Schwenken des sekundären Arms um das zweite Ende des primären Hebelarms in einer ersten Richtung anspricht, um den Ausgleichsgewichtsarm um das erste Ende des primären Hebelarms in einer zweiten Richtung zu schwenken. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung einen Kettenantriebsmechanismus zum Aufrechterhalten des Kamerapegels relativ zu der Basis, wenn der sekundäre Arm um das zweite Ende des primären Hebelarms geschwenkt wird.
• Das Problem dieser Anordnung ist, dass kein dynamischer Gewichtsausgleich gegeben ist. Sobald die Kamera eine ungefähre Stellung in mittlerer Höhe verlässt, kann das Ausgleichsgewicht das Kameragewicht nicht mehr mit hinreichender Genauigkeit ausgleichen und es entsteht ein Ungleichgewicht, so dass das Gewicht der Kamera doch vom Bediener unterstützt werden muss.
• Die EP 2391571 B1 offenbart einen Gelenkausleger zum Bewegen einer Last, wobei der Ausleger an einer Basis gelagert ist und der Ausleger einen ersten Auslegerarm, der schwenkbar mit der Basis verbunden ist, wobei der erste Auslegerarm als Basküle fungiert und um eine erste Achse schwenkbar ist, und einen zweiten Auslegerarm umfasst, der schwenkbar mit dem ersten Auslegerarm verbunden ist, wobei der zweite Auslegerarm um eine zweite Achse schwenkbar ist, wobei der erste und der zweite Auslegerarm jeweils zwei parallele Rahmenstangen umfassen, wobei jede der Rahmenstangen des ersten Auslegerarms schwenkbar mit der Basis verbunden ist und durch einen Ellbogenabstandhalter an einem der besagten Ellbogenende des ersten Auslegerarms benachbart zum zweiten Auslegerarm voneinander beabstandet sind und durch wenigstens eine mittlere Montageplatte, die schwenkbar mit dem ersten Auslegerarm zwischen dem Ellbogenende und einem gegenüberliegenden distalen Ende verbunden ist, und wobei die Rahmenstangen des ersten Auslegerarms mit den zwei parallelen Rahmenstangen des zweiten Auslegerarms verbunden sind, um einen Parallelogrammverbindungsmechanismus an dem Ellbogenende auszubilden. Ferner umfasst der Gelenkausleger einen Hebelarm, der an seinem unteren Ende schwenkbar mit der mittleren Befestigungsplatte verbunden ist um einen festen Abstand von der mittleren Montageplatte zu haben, eine Verbindungsstange, die den Hebelarm mit dem zweiten Auslegerarm verbindet, ein erstes Ausgleichsgewicht, das an dem distalen Ende des ersten Auslegerarms angeordnet ist und ein zweites Ausgleichsgewicht, das an einem oberen Ende des Hebelarms angeordnet ist. Auch bei dieser Anordnung ist das Gleichgewicht nur in einer ungefähren Mittellage der Kamera gegeben. Ein dynamisches Gleichgewicht wird nicht erreicht.
• Darstellung der Erfindung
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach zu benutzende Haltevorrichtung mit unkomplizierter Konstruktion bereitzustellen, die einen dynamischen und präzisen Gewichtsausgleich für unterschiedliche Nutzlasten, wie Kameras, ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Haltevorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
• Eine erfindungsgemäße Halte- und Bewegungsvorrichtung für eine Nutzlast, insbesondere eine Kamera, umfasst einen Stützfuß, einen Lagerarm, der schwenkbar an dem Stützfuß befestigt ist, so dass ein nutzlastseitiger Abschnitt (z.B. ein nutzlastseitiger Endbereich) und ein gewichtseitiger Abschnitt (z.B. ein gewichtseitiger Endbereich) ausgebildet sind (beispielsweise über die Befestigung hervorstehen), einen ersten Schwenkarm, der nutzlastseitig an einem Verbindungsabschnitt mit dem Lagerarm verbunden ist und der eine Halteeinrichtung für eine Nutzlast, insbesondere eine Kamera, aufweist, einen zweiten Schwenkarm, der gewichtseitig an einem Verbindungsabschnitt mit dem Lagerarm verbunden ist, wobei der Lagerarm, der erste Schwenkarm und der zweite Schwenkarm derart miteinander verbunden sind, dass die Ausrichtung des ersten und des zweiten Schwenkarms in jeder Stellung zueinander im Wesentlichen parallel sind, wobei der Schwerpunkt (z.B. Gesamtschwerpunkt) der Gewichtsseite, der Schwerpunkt (z.B. Gesamtschwerpunkt) der Nutzlastseite und der Befestigungspunkt des Lagerarms am Stützfuß im Wesentlichen auf einer geraden Linie liegen. Die Nutzlast kann eine Kamera, z.B. für Foto- und/oder Videoaufnahmen sein. Bei der Halte- und Bewegungsvorrichtung kann es sich um eine Kamerahalte- und Kamerabewegungsvorrichtung handeln. Die Ausrichtung des ersten und die Ausrichtung des zweiten Schwenkarms können in jeder Stellung zueinander parallel sein. Der Gesamtschwerpunkt der Gewichtsseite, der Gesamtschwerpunkt der Nutzlastseite und der Befestigungspunkt des Lagerarms am Stützfuß kann, vorzugsweise in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung, auf einer geraden Linie liegen. Generell kann der Schwerpunkt oder Gesamtschwerpunkt sowohl das Eigengewicht der Schwenkarme, das Eigengewicht des jeweiligen nutzlast- oder gewichtsseitigen Abschnitts des Lagerarms, die Ausgleichsgewichte und/oder die Nutzlast (z.B. Kamera). Dadurch, dass die Schwerpunkte auf einer Linie liegen, wird sichergestellt, dass ein nahezu perfektes dynamisches Gleichgewicht der Haltevorrichtung bereitgestellt ist, also ein Gleichgewicht das unabhängig von der Stellung der einzelnen Schwenkarme und während der Bewegung der Haltevorrichtung besteht. So wird freies Positionieren der Nutzlast/Kamera an jedem Ort des erreichbaren Raumvolumens möglich, ohne dass die Nutzlast/Kamera durch den Bediener gestützt werden müsste. Auch Extrempositionen wie weit nach oben, nach außen und nach unten sind möglich. Die Gewichtsseite ist die Seite, die in Bezug auf den Verbindungspunkt des Lagerarms mit dem Stützfuß auf der Seite des Ausgleichsgewichts angeordnet ist. Die Nutzlastseite ist die Seite, die entsprechend auf der Seite der Nutzlast angeordnet ist. Die Nutzlast ist insbesondere eine Kamera, aber auch eine Leuchte, ein Fotoapparat oder ähnliche Vorrichtungen können als Nutzlast verwendet werden.
• Vorzugsweise ist der gewichtseitige zweite Schwenkarm und/oder der gewichtseitige Lagerarmabschnitt derart ausgebildet, dass das Gewicht des nutzlastseitigen ersten Schwenkarms und des nutzlastseitigen Lagerarmabschnitt in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung ausgeglichen ist. Der zweite Schwenkarm kann ferner eine Halteeinrichtung für ein Ausgleichsgewicht für die Nutzlast/Kamera aufweisen. Der zweite Schwenkarm kann zumindest ein in Abhängigkeit der Nutzlast/Kamera vorbestimmtes Ausgleichsgewicht aufweist, das an einer entlang dem zweiten Schwenkarm variablen Position befestigbar ist. Durch den Gewichtsausgleich, der entweder durch solch eine vorgegebene konstruktive Ausgestaltung der Lager- und Schwenkarme zusammen mit dem variablen Kamera/Nutzlastausgleichgewicht oder der durch das bewegliche Gewicht vorgenommen wird, wird das dynamische Gleichgewicht in einfacher Weise realisiert. Der Lagerarm und auch die Schwenkarme können mehrteilig ausgebildet sein, sind aber in sich bewegungs- und drehfest konstruiert, so dass sich der jeweilige Arm immer als Ganzes bewegt.
• Vorzugsweise kann der Stützfuß in Bezug auf den jeweiligen Schwenkarm an einer ersten Längsseite (z.B. einem ersten Ende) des Lagerarms befestigt sein. Der erste und der zweite Schwenkarm können an der jeweils gegenüberliegenden Längsseite (z.B. an den gegenüberliegenden Enden) des Lagerarms befestigt sein. Dadurch wird vermieden, dass sich der Bewegungsraum der Schwenkarme mit dem Stützfuß überschneidet. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Lagerarm aus mehreren Elementen ausgebildet ist und der gewichtseitige Abschnitt des Laberarms bezüglich des Stützfußes auf der gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, als der nutzlastseitige Abschnitt des Lagerarms. Dann können sich auch die beiden Schwenkarme nicht gegenseitig in der Bewegung stören.
• Es ist bevorzugt, dass die Ausrichtung der Nutzlasthalteeinrichtung derart gesteuert sein kann, dass diese die Bewegung der Schwenkarme ausgleicht. Dies kann insbesondere über eine eigene mechanische, hydraulische oder elektromechanische Steuerung geschehen. Dadurch werden unruhige Aufnahmen bei Kameraschwenks vermieden.
• Der Haltepunkt für die Nutzlast/Kamera, der Haltepunkt für das Ausgleichsgewicht der Nutzlast/Kamera und der Befestigungspunkt des Lagerarms am Stützfuß können vorzugsweise in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung, im Wesentlichen auf einer geraden Linie angeordnetsein. Der Schwerpunkt des ersten Schwenkarms, der Schwerpunkt des zweiten Schwenkarms und der Verbindungspunkt des Lagerarms am Stützfuß können, vorzugsweise in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung, im Wesentlichen auf einer geraden Linie liegen. Dadurch wird eine einfache Möglichkeit bereitgestellt, dass die gewicht- und nutzlastseitige Gewichtsverteilung äußerst präzise durchgeführt wird.
• Die Nutzlast/Kamera kann bevorzugt an einem dafür vorgesehenen seitlichen Ausleger befestigbar sein. Die Nutzlasthalteeinrichtung kann als seitlicher Ausleger ausgebildet sein. An einem seitlichen Ausleger neben dem Aufhängepunkt ist es unwahrscheinlicher, dass die Nutzlast/Kamera mit anderen Bauteilen der Haltevorrichtrung zusammenstoßen kann.
• Die Schwenkarme und der Lagerarm können vorzugsweise über Kettenzüge, Riemen, Seilzüge, Elektromotoren und/oder hydraulische Drehantriebe miteinander bewegungsrelativ verbunden sein. So wird eine gleichzeitige und zueinander ausgerichtete Bewegung der einzelnen Elemente sichergestellt.
• Figurenliste
• 1 zeigt eine isometrische Darstellung einer Halte- und Bewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 2 zeigt die Halte- und Bewegungsvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht;
• 3a-c zeigen die Halte- und Bewegungsvorrichtung aus 1 in verschiedenen Stellungen in einer Seitenansicht;
• 4a-c zeigen weitere Ausführungsformen der Halte- und Bewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht auf eine mechanische Drehverbindung des Lagerarms und der Schwenkarme; und
• 6a-c zeigen schematische Darstellungen von unterschiedlichen Ausführungsformen der Halte- und Bewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit speziellen Relativmaßen .
• Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• 1 zeigt eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung. Die Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 umfasst generell einen Stützfuß 12, einen Lagerarm 20, einen ersten nutzlastseitigen Schwenkarm 30 und einen zweiten gewichtseitigen Schwenkarm 40. In der folgenden Beschreibung wird als Nutzlast beispielhaft eine Kamera verwendet.
• Der Stützfuß 12 ist hier stangenartig ausgebildet dargestellt. Vorzugsweise ist der Stützfuß 12 mobil, d.h. er kann angehoben und/oder umgestellt werden, so dass die Position der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 veränderbar ist. Die Standfläche 14 ist in den Figuren als Kegel oder Zylinder schematisiert. Generell sind aber auch 3 oder mehr Standbeine verwendbar. Es ist aber auch ein fixierter Stützfuß mit der vorliegenden Erfindung verwendbar, der bspw. mit dem Boden über einen Flansch verschraubt ist. An seinem oberen Ende ist der Stützfuß 12 an einem Verbindungspunkt V1 mit dem Lagerarm 20 verbunden. Der Verbindungspunkt des Lagerarms 20 mit dem Stützfuß 12 ist vorzugsweise drehbar gelagert, so dass sich der Lagerarm 20 um den Stützfuß 12 in einer Ebene drehen kann, die senkrecht zur Längsachse des Stützfußes 12 liegt, und/oder in einer Ebene drehen kann, die parallel zur Längsachse des Stützfußes 12 liegt und/oder in der die Längsachse des Stützfußes 12 liegt.
• Der Verbindungspunkt V1 des Lagerarms 20 mit dem Stützfuß 12 teilt den Lagerarm 20 in zwei Bereiche: Einen kameraseitigen Bereich K und einem gewichtseitigem Bereich G. Der Lagerarm 20 kann einstückig (d.h., aus nur einem Stück hergestellt) ausgebildet und/oder nur auf einer Seite des Stützfußes 12 angeordnet sein. In der gezeigten Ausführungsform, ist der Lagerarm 20 mehrteilig ausgebildet. Der Bereich K und der Bereich G sind jeweils als eigene Elemente/Abschnitte 24, 26 vorgesehen, die durch einen Querstab 22 miteinander verbunden sind (siehe 5). Die Elemente sind jedoch bewegungsfest miteinander verbunden. Der Stützfuß 12 lagert den Lagerarm 20 derart am Querstab 22, dass das kameraseitige Element/Abschnitt 24 in Bezug auf den Stützfuß 12 auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, als das gewichtseitige Element/Abschnitt 26. Auf diese Weise können sich die Schwenkarme 30, 40 nicht gegenseitig behindern, da sie auf unterschiedlichen Seiten des Stützfußes 12 angeordnet sind. Es ist allerdings schon von Vorteil, wenn nur die Schwenkarme 30, 40 auf der dem Stützfuß 12 gegenüberliegenden Längsseite des Lagerarms 20 vorgesehen sind. So kann zumindest eine Behinderung der Bewegung der Schwenkarme 30, 40 durch den Stützfuß 12 vermieden werden.
• An den beiden Enden des Lagerarms 20 sind die Schwenkarme 30, 40 befestigt. Die Schwenkarme 30, 40 sind jeweils mit einem ihrer Enden drehbar am jeweiligen Ende des Lagerarms 20 angebracht. Der kameraseitige erste Schwenkarm 30 weist an seinem anderen Ende eine Kamerahalteeinrichtung 32 an einem Aufhängungspunkt 31 auf, mittels der eine Kamera 36 an der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 befestigt wird. Die Kamerahalteeinrichtung 32 erstreckt sich bevorzugt seitlich am Endbereich des Schwenkarms 30 wie in 2 dargestellt, so dass die Kamera 36 (z.B. in einer Draufsicht) neben dem Schwenkarm 30 angeordnet ist. Die Kamera 36 kann auch unter (siehe 1) oder sogar direkt unter dem Aufhängungspunkt 31 angebracht sein.
• Der zweite Schwenkarm 40 ist gewichtsseitig angeordnet. Wie in den 6a- 6c zu erkennen ist, gibt es unterschiedliche Ausführungsformen für den zweiten Schwenkarm 40 und für den gewichtsseitigen Teil 26 des Lagerarms 20 die später noch detaillierter beschrieben werden. Es ist wichtig, dass der erste und zweite Schwenkarm 30, 40 zueinander parallel gehalten werden. Dies wird durch eine Parallelmechanik bewerkstelligt, beispielsweise ein Kettenzug, ein Seilzug oder durch Zahnriemen. In den 1 und 5 sind Räder 27 und Kettenzug/Riemen 29 schematisch dargestellt. Bei einer Bewegung der Kamera 36 nach vorne, hinten, oben oder unten streckt sich der erste Schwenkarm 30 in die gewünschte Richtung und überträgt diese Bewegung auf den zweiten Schwenkarm 40, der sich dann gleichzeitig automatisch entsprechend bewegt, so dass die gesamte Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 inklusive Kamera 36 weiter im Gleichgewicht bleibt. Ebenso kann auch die Ausrichtung der Kamera 36 in dieser Weise festgelegt werden. Dieser Ausgleich kann auch durch andere Mechanismen ausgeführt werden, beispielsweise durch das Bereitstellen einer Vielzahl von Elektromotoren statt der Räder 27, die gemeinsam gesteuert werden, oder durch eine Hydraulikanlage, bei der Hydraulikantriebe miteinander verbunden sind und die Bewegung analog zu den Kettenantrieben übertragen. Es ist ebenfalls möglich, dass der Lagerarm 20 und die Schwenkarme 30, 40 durch ein paralleles Stangengetriebe ausgebildet werden, die deren Parallelität absichern. 5 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung der Parallelmechanik, mit der die Schwenkarme in Abhängigkeit voneinander bewegt werden können. Die Kamerahalteeinrichtung 32 ist vorzugsweise derart gesteuert, dass sie die Bewegung der Schwenkarme 30, 40 und des Lagerarms 20 ausgleicht. Dieser Ausgleich geschieht insbesondere über eine eigene mechanische, hydraulische oder elektromechanische Steuerung analog zu den Systemen, die für die Parallelmechanik der Schwenkarme verwendet werden. In 5 sind dafür kleine Räder 23 und Ketten/Riemen 25 dargestellt. Diese Parallelmechanik ist insbesondere mit dem Stützfuß 12 verbunden. In der gezeigten Ausführung sind die Verbindungswellen der Parallelmechanik der Schwenkarme und die Mechanik für den Kameraausgleich ineinander angeordnet und zueinander verdrehbar ausgestaltet. So kann die Kamera 36 dann auch während der Bewegung in einer vorbestimmten Ausrichtung gehalten werden.
• In den 4a, 4b und 4c sind drei Ausführungsformen der Halte- und Bewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In 4a ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der zweite Schwenkarm 40 angepasst ist um das dynamische Gleichgewicht bereitzustellen. Hier wird durch ein Zusatzgewicht am zweiten Schwenkarm 40 ein Ausgleichsgewicht 44 für die Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 erreicht, so dass der Gesamtschwerpunkt S1a der Gewichtsseite G der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10, der Verbindungspunkt V1 von Lagerarm 20 und Stützfuß 12 und der Gesamtschwerpunkt S2a der Kameraseite in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 im Wesentlichen auf einer Linie liegen (siehe gestrichelte Linie in 4a). Der Gesamtschwerpunkt S1a der Gewichtsseite G ergibt sich hier aus dem Ausgleichsgewicht 44, dem Eigengewicht des Schwenkarms 40 und dem Eigengewicht des gewichtsseitigen Lagerarmabschnitts 26. Der Gesamtschwerpunkt S2a der Kameraseite K ergibt sich aus dem Eigengewicht der Kamerahalteeinrichtung 32, dem Eigengewicht des Schwenkarms 30 und dem Eigengewicht des kameraseitigen Lagerarmabschnitts 24. Das Ausgleichsgewicht 42 dient dann dazu, das Gewicht einer Kamera 36 auszugleichen. Die Gesamtschwerpunkte S1a und S2a verändern dann ihre Lage, bleiben aber wieder in jeder Position der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 im Wesentlichen auf einer Linie. Ferner weist der zweite Schwenkarm 40 noch eine Halteeinrichtung für das Ausgleichsgewicht 42 für die Kamera 36 auf. In dieser Ausführungsform, liegen der Haltepunkt V3 für das Ausgleichsgewicht 42, der Verbindungspunkt V1 des Lagerarms 20 und der Haltepunkt V2 der Kamerahalteeinrichtung 32 ebenfalls auf einer im Wesentlichen geraden Linie (siehe gepunktete Linie in 4a). Dies ist in jeder Stellung der Halte- und Bewegungseinrichtung 10 der Fall. Das Ausgleichsgewicht 44 kann auch in den Schwenkarm 40 konstruktiv integriert werden, so dass Schwenkarm 40 und das Ausgleichsgewicht 44 einstückig (beispielsweise aus einen Stück hergestellt oder miteinander verschweißt) ausgeführt sind. Die 3a, 3b und 3c zeigen die Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 in verschiedenen extremen Stellungen, in denen das Gleichgewicht des Gesamtsystems immer noch gewahrt bleibt.
• Die in 4b dargestellte Ausführungsform ist eine speziellere Form der ersten Ausführungsform. Hier kann der gewichtsseitige Abschnitt 26 des Lagerarms 20 über den Verbindungspunkt zum zweiten Schwenkarm 40 hervorstehen. Am gewichtsseitigen Abschnitt 26 des Lagerarms 20 kann ferner ein Ausgleichsgewicht 28 angebracht sein, das den Lagerarm 20 ausbalanciert. In dem Ausschnitt in 4b ist eine Positionierungsvariante des Ausgleichsgewichts 28 gezeigt. Die Position des Ausgleichsgewichts 28 wird entsprechend dem Gewicht so bestimmt werden, dass das Gewicht des kameraseitigen Abschnitts 24 des Lagerarms 20 durch den gewichtsseitigen Abschnitts 26 des Lagerarms 20 ausgeglichen wird. Somit liegt der Schwerpunkt des Lagerarms 20 im Verbindungspunkt V1. Das Ausgleichsgewicht 44 am zweiten Schwenkarm 40 dient dann dazu, das Gewicht des ersten Schwenkarms 30 auszugleichen. So ist dann ebenfalls der Gesamtschwerpunkt S1b des zweiten Schwenkarms 40, der Lagerpunkt V1 des Lagerarms 20 am Stützfuß 12 und der Gesamtschwerpunkt S2b des ersten Schwenkarms 30 im Wesentlichen auf einer Linie (siehe gestrichelte Linie in 4b). Darüber hinaus liegen die Gesamtschwerpunkte S1b und S2b auch auf den jeweiligen Schwenkarmen. Dies bleibt auch so wenn das Ausgleichsgewicht 42 für die Kamera 36 angebracht wird. Zusätzlich sind auch hier der Verbindungspunkt V1 des Stützfußes 12 mit dem Lagerarm 20, der Aufhängungspunkt V2 der Kamera 36 und der Aufhängungspunkt V3 des Kameraausgleichsgewichts 42 im Wesentlichen auf einer geraden Linie (siehe gepunktete Linie in 4b). Diese Ausführungsform nach 4b ist einfacher zu berechnen, da die Komplexität des Gewichtsausgleichs im Vergleich zur Ausführungsform nach 4a reduziert ist. Zuerst wird der Lagerarm 20 ausbalanciert, dann die beiden parallelen Schwenkarme 30, 40 und dann die Kamera. Der Gesamtschwerpunkt S1b ergibt sich demnach aus dem Ausgleichsgewicht 44 und dem Eigengewicht des zweiten Schwenkarms 40. Die Ausrichtung der Haltepunkte V2, V3 und der Gesamtschwerpunkte S1b, S2b ist analog zu der aus 4a (siehe gestrichelte und gepunktete Linien in 4b).
• Mit den Ausführungsformen nach 4a und 4b können unterschiedliche Kameras mit der gleichen Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 verwendet und gleichzeitig ein im Wesentlichen perfektes Gleichgewicht aufrechterhalten werden.
• 4c zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Gewichtsausgleich der Kamera 32 gleichzeitig mit dem Gewichtsausgleich des Lagerarms 20 und der Schwenkarme 30, 40 durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform weist der zweite Schwenkarm 40 eine Möglichkeit zur Verstellung eines Ausgleichgewichts 44' auf, hier als Schlitz 48 dargestellt, in dem das Ausgleichgewicht 44' entlang des zweiten Schwenkarms 40 verschoben werden kann. So kann ebenfalls ein Ausgleich des Gewichts für jede beliebige Kamera eingestellt werden. Die verschiebbaren Gewichte müssen allerdings ebenfalls an eine geänderte Kamera angepasst werden. Im Prinzip ersetzt das verschiebbare Gewicht 44' lediglich gleichzeitig das vorstehend beschriebene Ausgleichsgewicht 44 und das Kameraausgleichsgewicht 42. Die konkrete Position und das konkrete Gewicht des verschiebbaren Ausgleichgewicht 44' wird dann für jede Kamera entsprechend ausgesucht und eingestellt. Der Gesamtschwerpunkt S1c der Gewichtsseite G der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10, der Verbindungspunkt V1 von Lagerarm 20 und Stützfuß 12 und der Gesamtschwerpunkt S2a der Kameraseite liegen in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 im Wesentlichen auf einer Linie liegen (siehe gestrichelte Linie in 4c). Der Gesamtschwerpunkt S1c der Gewichtsseite G ergibt sich hier aus dem verschiebbaren Ausgleichsgewicht 44', dem Eigengewicht des zweiten Schwenkarms 40 und dem Eigengewicht des gewichtsseitigen Lagerarmabschnitts 26. Der Gesamtschwerpunkt S2c der Kameraseite K ergibt sich aus dem Eigengewicht der Kamerahalteeinrichtung 32, dem Eigengewicht des Schwenkarms 30, dem Eigengewicht des kameraseitigen Lagerarmabschnitts 24 und der Kamera 36. Die Kamera ist in dieser Ausführungsform im Gesamtschwerpunkt der Kameraseite enthalten, weil das Ausgleichsgewicht 44' auch die Kamera 36 ausgleichen muss.
• Die Berechnung der Ausgleichsgewichte und deren Platzierungen in den Ausführungsformen nach den 4a-c wird im Folgenden kurz erläutert.
• Die Definition der einzelnen Parameter und Variablen für die 6a-c lautet:

a

Eigengewicht des kameraseitigen Lagerarm-Abschnittes

b

Eigengewicht des kameraseitigen Schwenkarms mit Kamerahalteeinrichtung

c

Eigengewicht der Kamera

d

Eigengewicht des gewichtsseitigen Lagerarm-Abschnittes

e

Eigengewicht des gewichtsseitigen Schwenkarms

f

Eigengewicht des Ausgleichsgewichts zum Ausgleich der Kamera

g

Eigengewicht des Ausgleichsgewichts zum Ausgleich der Eigenlasten der beweglichen Arme

h

Eigengewicht des Ausgleichsgewichts zum Ausgleich des Lagerarmes

i

Eigengewicht des Ausgleichsgewichts zum Ausgleich der Eigenlasten der beweglichen Arme, Kamerahalteeinrichtung und der Kamera

k

Abstand Gelenkpunkt zum Ausgleichsgewicht (g)

m

Abstand Gelenkpunkt zum Ausgleichsgewicht (i)

n

Abstand Gelenkpunkt zum gewichtsseitigen Schwerpunkt des Schwenkarms

o

Abstand vom Ende des gewichtseitigen Schwenkarms zum Schwerpunkt des gewichtsseitigen Schwenkarms

p

Abstand vom Befestigungspunkt des Ausgleichsgewichts zum Ausgleich der Kamera zum Ausgleichsgewicht für den Ausgleich der Eigenlasten der beweglichen Arme

s

Abstand vom Verbindungspunkt V1 zum Massenschwerpunkt des gewichtsseitigen Lagerarm-Abschnittes

t

Abstand vom Verbindungspunkt V1 zum gewichtsseitigen Gelenkpunkt und zugleich: Abstand vom Gelenkpunkt zum Befestigungspunkt des Ausgleichsgewichts zum Ausgleich der Kamera

u

Abstand vom Verbindungspunkt V1 zum kameraseitigen Gelenkpunkt und zugleich: Abstand vom Gelenkpunkt zum Befestigungspunkt der Kamera

v

Abstand vom Verbindungspunkt V1 zum Massenschwerpunkt des kameraseitigen Lagerarm-Abschnittes

w

Abstand vom Verbindungspunkt V2 des kameraseitigen Schwenkarms zum resultierenden Massenschwerpunkt des kameraseitigen Schwenkarms mit Kamerahalteeinrichtung

x

Abstand vom Verbindungspunkt V1 zum Ausgleichsgewicht (h)

y

Abstand vom kameraseitigen Gelenkpunkt zum Massenschwerpunkt des kameraseitigen Schwenkarms

z

Abstand vom Ende des gewichtseitigen Schwenkarms zum Ausgleichsgewicht (i)

• Die Ausgestaltung der einzelnen Elemente der unterschiedlichen Ausführungsformen kann dann mit den folgenden Formeln berechnet werden:
• Für die Ausführungsform in den 1 bis 4a und 6a: $$\begin{array}{ccc}\text{f}=\frac{\text{u}\cdot \text{c}}{\text{t}}& \text{g}=\frac{\text{a}\cdot \text{v}+\text{b}\cdot \text{u}+\text{d}\cdot \text{s}-\text{e}\cdot \text{t}}{\text{t}}& \text{p}=\frac{\text{2}\cdot \text{a}\cdot \text{t}\cdot \text{v}+\text{2}\cdot \text{b}\cdot \text{t}\cdot \text{w}-\text{2}\cdot \text{d}\cdot \text{s}\cdot \text{t}-2\cdot \text{e}\cdot \text{o}\cdot \text{t}}{2\cdot \text{a}\cdot \text{v}+2\cdot \text{b}\cdot \text{u}-\text{2}\cdot \text{d}\cdot \text{s}-\text{2}\cdot \text{e}\cdot \text{t}}\end{array}$$

  
• Für die Ausführungsform in den 4b und 6b: für x vorbestimmt: $\text{h}=\frac{\text{v}\cdot \text{a}-\text{d}\cdot \text{s}}{\text{x}}$

  

  für h vorbestimmt: $\text{x}=\frac{\text{v}\cdot \text{a}-\text{d}\cdot \text{s}}{\text{h}}$

  

  $$\begin{array}{ccc}\text{f}=\frac{\text{u}\cdot \text{c}}{\text{t}}& \text{k}=\frac{\text{b}\cdot \text{t}\cdot \text{y}-\text{e}\cdot \text{n}\cdot \text{t}}{\text{b}\cdot \text{u}-\text{e}\cdot \text{t}}& \text{g}=\frac{\text{b}\cdot \text{u}\cdot \text{y}-\text{e}\cdot \text{t}\cdot \text{y}}{\text{t}\cdot \text{y}}\end{array}$$

  
• Für die Ausführungsform in den 4c und 6c: $$\begin{array}{cc}\text{z}=\frac{\text{a}\cdot \text{t}\cdot \text{v}+\text{b}\cdot \text{t}\cdot \text{w}-\text{d}\cdot \text{s}\cdot \text{t}-\text{e}\cdot \text{o}\cdot \text{t}}{\text{u}\cdot \text{c}+\text{a}\cdot \text{v}+\text{b}\cdot \text{u}-\text{d}\cdot \text{s}-\text{e}\cdot \text{t}}& \text{i}=\frac{\text{u}\cdot \text{c}+\text{a}\cdot \text{v}+\text{b}\cdot \text{u}-\text{d}\cdot \text{s}-\text{e}\cdot \text{t}}{\text{t}}\end{array}$$

  
• Mit diesen Formeln lässt sich der dynamische Gewichtsausgleich für die Halte- und Bewegungsvorrichtung 10 berechnen und konstruieren.
• Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
• Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
• Bezugszeichenliste

10

Halte- und Bewegungsvorrichtung

12

Stützfuß

14

Standfläche

20

Lagerarm

22

Querstab

23

Räder

24

kameraseitiges Element/Abschnitt

25

Kettenzug/Riemen

26

gewichtseitiges Element/Abschnitt

27

Räder

28

Ausgleichsgewicht

29

Kettenzug/Riemen

30

erster Schwenkarm

31

Aufhängungspunkt

32

Kamerahalteeinrichtung

36

Kamera

40

zweiter Schwenkarm

42

Ausgleichsgewicht (Kamera)

44

Ausgleichsgewicht

44'

Ausgleichsgewicht

G

gewichtsseitiger Bereich

K

kameraseitiger Bereich

S1a, S1b, S1c

gewichtsseitiger Schwerpunkt

S2a, S2b, S2c

kameraseitiger Schwerpunkt

V1

Verbindungspunkt

V2, V3

Haltepunkte

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• US 5192963 A [0003]
• EP 2391571 B1 [0005]

Claims (9)

1. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) für eine Nutzlast (36), umfassend: einen Stützfuß (12), einen Lagerarm (20), der schwenkbar an dem Stützfuß (12) befestigt ist, so dass ein nutzlastseitiger Abschnitt (24) und ein gewichtseitiger Abschnitt (26) ausgebildet sind; einen ersten Schwenkarm (30), der nutzlastseitig an einem Verbindungsabschnitt mit dem Lagerarm (20) verbunden ist und der eine Halteeinrichtung (32) für eine Nutzlast (36) aufweist; einen zweiten Schwenkarm (40), der gewichtseitig an einem Verbindungsabschnitt mit dem Lagerarm (20) verbunden ist; wobei der Lagerarm (20), der erste Schwenkarm (30) und der zweite Schwenkarm (40) derart miteinander verbunden sind, dass die Ausrichtung des ersten und des zweiten Schwenkarms (30, 40) in jeder Stellung zueinander im Wesentlichen parallel sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt der Gewichtsseite (G), der Schwerpunkt der Nutzlastseite (K) und ein Befestigungspunkt (V1) des Lagerarms (20) am Stützfuß (12) im Wesentlichen auf einer geraden Linie liegen.
2. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der der gewichtseitige zweite Schwenkarm (40) und/oder der gewichtseitige Lagerarmabschnitt (26) derart ausgebildet sind, dass das Gewicht des nutzlastseitigen ersten Schwenkarms (30) und des nutzlastseitigen Lagerarmabschnitts (24) in jeder Stellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) ausgeglichen ist, und der zweite Schwenkarm (40) ferner eine Halteeinrichtung für ein Ausgleichsgewicht (42) für die Nutzlast (36) aufweist.
3. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der zweite Schwenkarm (40) zumindest ein in Abhängigkeit der Nutzlast vorbestimmtes Ausgleichsgewicht (44') aufweist, das an einer entlang dem zweiten Schwenkarm (40) variablen Position befestigbar ist.
4. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Stützfuß (12) in Bezug auf den jeweiligen Schwenkarm (30, 40) an einer ersten Längsseite des Lagerarms (20) und der erste und der zweite Schwenkarm (30, 40) an der jeweils gegenüberliegenden Längsseite des Lagerarms (20) befestigt sind.
5. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Lagerarm (20) aus mehreren Elementen (24, 26) ausgebildet ist und der gewichtseitige Abschnitt (26) des Lagerarms (20) bezüglich des Stützfußes (12) auf der gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, als der nutzlastseitige Abschnitt (24) des Lagerarms (20).
6. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ausrichtung der Nutzlasthalteeinrichtung (32) derart gesteuert ist, dass diese die Bewegung der Schwenkarme (30, 40) ausgleicht.
7. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Haltepunkt (V2) für die Nutzlast (36), ein Haltepunkt (V3) für ein Ausgleichsgewicht (42) der Nutzlast und der Befestigungspunkt (V1) des Lagerarms (20) am Stützfuß (12) und/oder bei dem ein Schwerpunkt des ersten Schwenkarms (30) und ein Schwerpunkt des zweiten Schwenkarms (40) und ein Verbindungspunkt (V1) des Lagerarms (20) am Stützfuß (12) im Wesentlichen auf einer geraden Linie liegen.
8. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Nutzlasthalteeinrichtung (32) als seitlicher Ausleger ausgebildet ist.
9. Halte- und Bewegungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schwenkarme (30, 40) und der Lagerarm (20) über Kettenzüge, Riemen, Seilzüge, Elektromotoren und/oder hydraulische Drehantriebe miteinander bewegungsrelativ verbunden sind.

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