DE1959941A1

DE1959941A1 - Stabilized platform for fixed storage of a camera tripod or the like.

Info

Publication number: DE1959941A1
Application number: DE19691959941
Authority: DE
Inventors: Raigo Alas; Dafoe Edwin C; Leavitt John N
Original assignee: Westinghouse Canada Inc
Current assignee: Westinghouse Canada Inc
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1959941B2; DE1959941C3

Description

Stabilisierte Plattform zur raumBesten Lagerung eines Kamera-Stativs oder dgl.Stabilized platform for space-saving storage of a camera tripod or the like

Wenn eine Kamera oder dgl. so an einem Fahrzeug angebracht werden soll, daß sie während der Fahrt auf dem Boden oder einer anderen stillstehenden Bezugsebene befindliche Gegenstände aufnehmen kann, so muß die Kamera selbst in irgendeiner Weise stabilisiert werden.When a camera or the like is so attached to a vehicle should that they stand still while driving on the ground or another Objects located on the reference plane, the camera itself must be in stabilized in some way.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck die Kamera und den Kameramann auf einer schwingungsisolierten Plattform zu postie.ren.It is known to use the camera and the cameraman for this purpose to post a vibration-isolated platform.

Der Kameramarin ist dann imstande, die Kamera auf das gewünscht Objekt zu richten und die erforderlichen Einstellungen vorzunehmen. Um aber die Kamera auf ein bestimmtes Ziel gerichtet zu halten, muß de Kameramann das Ziel immer im sucher beobachten und die Kamera nachstellen, um die Fahrzeugbewegungen auszugleichen. Offenbar kann er nicht gleichzeitig viel Aufmerksamkeit auf andere Einstellungen wie Brennweite, Blende, Filmgeschwindigkeit usw. richten.The camera is then able to point the camera at the desired object and make the necessary settings. But to the camera To keep the camera focused on a specific target, the cameraman must always keep the target in mind Observe the viewfinder and readjust the camera to compensate for vehicle movements. Apparently he can't pay much attention to other settings at the same time such as focal length, aperture, film speed, etc.

das Ergebnis hängt also weitgehend von dem Geschick und der Efahrung des Kameramannes ab.so the result largely depends on skill and experience of the cameraman.

Es sind auch schon raumfest stabilisierte Kameras für Erkundungs - und Fotogrammetriezwecke vom Flugzeug aus vorgeschlagen worden. Diese Kameras gestatten aber im, allgemeinen nicht das Aufsuchen eines Gegenstandes durch den Kameramann und das nachfolgende selbsttätige Verfolgen dieses Gegenstandes. In vielen Fällen machen solche Kameras einfach eine Reihe von Aufnahmen längs einer vorgeschriebenen Bahn und kompensieren hierbei die Flugzengbewegungen. Häufig geschieht die Kompensation der Flugzeugbewegungen durch Verschiebung des Films; offenbar wäre diese Kompensationsart im Falle einer Filmkamera höchst unbefriedigend.There are already spatially stabilized cameras for exploration - and airplane photogrammetry purposes have been proposed. Allow these cameras but generally not the cameraman looking for an object and the subsequent automatic tracking of this object. In many cases Such cameras simply take a series of recordings along a prescribed one Train and compensate for the movements of the aircraft. Often the compensation happens the aircraft movements by moving the film; apparently this type of compensation would be highly unsatisfactory in the case of a film camera.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine stabilisierte Plattform zur raumfesten Lagerung eines Kamera stativs oder dgl. an einem Fahrzeug bereitzustellen, die in einfacher Weise das Aufsuchen eines Ziels durch einen Kameramann gestattet und anschließend auch bei Richtungsänderungen des Fahrzeuges die Kamera auf dieses Ziel gerichtet hält.The object of the invention is accordingly to provide a stabilized platform to provide fixed storage of a camera tripod or the like on a vehicle, which allows a cameraman to visit a target in a simple manner and then also when the vehicle changes direction, the camera points to it Keeps aim focused.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind mindestens drei Kreisel vorgesehen, die so an der Plattform montiert sind, daß sie einen zur Kreiselachse senkrechten Freiheitsgrad haben. Mindestens einem Kreisel ist ein Meßwertgeber für den Präzessionswinkel desselben zugeordnet. Der gewonnene-Meßwert wird nach passender Verstärkung einem Drehmomentgeber zugeführt, der ein dem gemessenen Präzessionswinkel proportionales Drehmoment von solcher Größe und-Richtung auf die Plattform ausübt, daß die Drehung des betreffenden Kreisels um seine Präzessi-onsachse verringei't' wird'.At least three gyroscopes are provided to solve this problem, which are mounted on the platform in such a way that they are perpendicular to the axis of the gyro Have degrees of freedom. At least one gyro is a transducer for the precession angle assigned to the same. The measured value obtained becomes a Torque transducer fed to the measured precession angle proportional Torque of such magnitude and direction exerts on the platform that the rotation of the gyro in question 'is' reduced by its precision axis.

Vorzugsweise sind die Kreisel so zueinander angeordnet, daß die resultierende verstärkte Trägheit in allen Drehrichtungen gleich groß ist. Die Plattform i-st in geringem Maße pendelnd aufgehängt, so daß sie sich in Vertikalrichtung selbsttätig aufrichtet. Zum Ausgleich -von Schwerpunktsverlagerungen durch Bewegungen der Kamera und ihrer Teile dienen entsprechend verschobene Ausgleichsmassen. Auch ein oder mehrere Drehmomentgeber können aus verschiebbaren Massen bestehen.Preferably, the gyroscopes are arranged to one another that the resulting increased inertia is the same in all directions of rotation. The platform i-st suspended pendulum to a small extent, so that it is automatic in the vertical direction erects. To compensate for shifts in the center of gravity caused by movements of the camera and their parts are used accordingly shifted balancing weights. Also an or several torque transducers can consist of movable masses.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind: Fig. 1 eie Gesamtansicht des erfindungsgemäße Gerätes ohne die Fernsteuerung; Fig. 2 ein Explosionsbild der Aufhängevorrichtung; Fig. 3 eine Darstellung der Kamera mit ihrem Gewichts,-ausgleich; rjq. 4 eine Darstellung der Stabilisierungsvorrichtung; Fig. 5 die schematische Darstellung eines Richtung kreisels; Fig. 6 die Einzeldarstellung eines Teils der Fig. 4; Fig. 7 eine Ansicht der Fernsteuereinrichtung; Fig. 8 eine Blockdarstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Gerätes und Fig. 9 eine Blockdarstellung eines Regelkreises.An embodiment of the invention is described below with reference to FIG Drawing described. Herein are: Fig. 1 an overall view of the invention Device without the remote control; Fig. 2 is an exploded view of the suspension device; 3 shows an illustration of the camera with its weight and weight compensation; rjq. 4 shows an illustration the stabilization device; 5 shows the schematic representation a direction gyro; FIG. 6 shows the individual representation of part of FIG. 4; FIG. Fig. 7 is a view of the remote control device; Fig. 8 is a block diagram for explanation the mode of operation of the device and FIG. 9 is a block diagram of a control loop.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der stabili-sierten Plattform, die mit einer Montageplatte 10 an dem Fahrzeug befestigt ist. An der Montageplatte -ist eine Hohlwelle ii befestigt, welche die stabilisierte Plattform 12 mittels eines Schwingungsdämpfers 13 und eines Kardangelenkes 14 trägt. Die Plattform 12 besteht aus einem kastenartigen Gebilde, das eine Kreiselanordnung 15, elektronische Schaltunqsanordnun'gen 16 un 17 und einen Fühler 18 auf einer Seite des Kardangelenkes 14 trägt. Auf der anderen Seite desselben ist ein schwenkbar-es Stativ 19 für die Kamera (hier eine Filmkamera) angeordnet. Die ganze Anordnung wird von einer kugelformigen Schutzhülle 21 umgeben, die ein Blickfenster 22 für die Kamera aufweist.Fig. 1 shows an overall view of the stabilized platform that is attached to a mounting plate 10 on the vehicle. -Is on the mounting plate a hollow shaft ii attached, which the stabilized platform 12 by means of a Vibration damper 13 and a cardan joint 14 carries. The platform 12 is made from a box-like structure, which has a gyro arrangement 15, electronic Schaltunqsanordnun'gen 16 and 17 and a sensor 18 on one side of the universal joint 14 carries. On the on the other side of the same is a swiveling tripod 19 for the camera (here a Film camera) arranged. The whole arrangement is covered by a spherical protective cover 21 surrounded, which has a viewing window 22 for the camera.

Damit das Blickfenster stets vor dem' Kamerao-bjektiv bleibt, muß die Schutzhülle 21 sich mitdrehen. Hierzu ist sie mittels eines Lagers 25 an der Hohlwelle 11 befestigt und wird von einem Motor 23 angetrieben, dessen Steuervorrichtung in einem Gehäuse 24 sitzt.So that the viewing window is always in front of the camera lens remain, the protective cover 21 must rotate with it. For this purpose, it is on by means of a bearing 25 the hollow shaft 11 and is driven by a motor 23, the control device seated in a housing 24.

Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung des Schwingungsdämpfers 13. Die Hohlwelle 11 endet in einer Nabe 26, an die eine Schraubenfeder 27 angeschraubt ist. Das andere Ende der Schraubenfeder ist mittels einer Schraube 28 an die Basis des Kardangelenkes 14 angeschraubt.FIG. 2 is an exploded view of the vibration damper 13. The hollow shaft 11 ends in a hub 26 to which a helical spring 27 is screwed is. The other end of the coil spring is attached to the base by means of a screw 28 of the universal joint 14 screwed on.

Die ganze Plattform 12 ist also mittels der Feder 27 an der Hohlwelle 11 aufgehängt, wodurch sich eine gewisse Schwingungsdämpfung ergibt. Eine solche Feder hat aber eine Resonanz, die unter Umständen zu erheblichen Schwingungsverstärkungen führt. Deshalb ist ein Dämpfer 29 vorgesehen. Dieser besteht aus zwei schraubenförmig aufgewickeiten Metallstreifen 30 und 31, zwischen denen sich ein plastisch verformbares Material 32 mit sehr geringer Elastizität befindet. Beispielsweise handelt es sich um einen oiganischen Kunststoff, der stark mit Bleipulver yefüllt ist. Der Abstand zwischen den Streifen 30 uuid 31 wird durch Nieten 33, die auch das plastische Material zwischen den beiden Streifen festhalten, bestimmt.The entire platform 12 is therefore on the hollow shaft by means of the spring 27 11 suspended, which results in a certain vibration damping. Such However, the spring has a resonance, which under certain circumstances leads to considerable amplification of vibrations leads. A damper 29 is therefore provided. This consists of two helicals wound metal strips 30 and 31, between which there is a plastically deformable Material 32 is located with very low elasticity. For example, it is an oiganic plastic that is heavily filled with lead powder. The distance between the strips 30 uuid 31 is made by rivets 33, which are also the plastic material hold tight between the two strips, determined.

Die Enden des DSmp£ers 29 sind an der Nabe 26 und der Basis des ardangelenks 14 befestigt, also an den gleichen Stellen wie die Enden der Feder 27.The ends of the DSmp £ ers 29 are at the hub 26 and the base of the ardangle joint 14, i.e. at the same points as the ends of the spring 27.

Diese ganze Anordnung ist in zwei zylindrischen Teilen 34 und 35 eingeschlossen. Der Teil 34 ist am Kardangelenk 14 und der Teil 35 mittels einer Hülse 36 an der Nabe 26 befestigt. Diese beiden zylindrischen Teile dienen auch als Begrenzung, um eine Ueberdehnung der Feder 27 zu verhindern. Hierzu sind die Teile 34 und'35 mit Flanschen 37 und 38 versehen.This whole assembly is enclosed in two cylindrical parts 34 and 35. The part 34 is on the universal joint 14 and the part 35 by means of a sleeve 36 on the Hub 26 attached. These two cylindrical parts also serve as a limit, in order to prevent the spring 27 from being overstretched. Parts 34 and 35 are for this purpose provided with flanges 37 and 38.

Der untere Kardanring des Kardangelenkes 14 setzt sich in einer Welle 120 fort, die durch ein Loch in der Plattform 12 hineinragt und mittels Lagern 121 und 122 in einer Hülse 123 -drehbar gelagert ist. Das obere Ende der Hülse 123 ist zu einem Flansch 124 gestaltet, der mit der Plattform 1'2 verschraubt ist. Der untere Kardanring des Gelenks 14 trägt ferner ein Zahnrad 125, das am Kardanring befestigt ist und mit dem Avitzel 126 eines Motors 127 in Eingriff steht.The lower cardan ring of the cardan joint 14 is set in a shaft 120, which protrudes through a hole in the platform 12 and is supported by bearings 121 and 122 is rotatably mounted in a sleeve 123. The upper end of the sleeve 123 is designed into a flange 124 which is screwed to the platform 1'2. The lower The gimbal of the joint 14 also carries a gear 125 which is attached to the gimbal and is engaged with the pinion 126 of a motor 127.

Die Kameraanordnung 20 und ihr Stativ 19 sind im einzelnen in Fig. 3 gezeigt. Auf dem Stativ 19 ist eine Filmkamera 39 mit einem Objektiv 40 befestigt. Der vordere Teil 41 des Objektivs dient zur.Entfernungseinstellung durch Drehung mittels eines Zahnriemens 42, der von einem Einstellmotor 43 angetrieben wird. Ein Potentiometergeber 44 dient zur Fernanzeige der EntEetsnurlgseinstellung.The camera arrangement 20 and its stand 19 are shown in detail in FIG. 3 shown. A film camera 39 with an objective 40 is attached to the stand 19. The front part 41 of the lens is used to adjust the distance by rotating by means of a toothed belt 42 which is driven by an adjusting motor 43. A Potentiometer transmitter 44 is used to remotely display the EntEetsurlgs setting.

Ein Ausgleichsgewicht 49 greift mittels Zapfen 52 und 53 in Schlitze 50 und 51 des drehbaren Teils 41 ein. Der Zapfen 53 greift'auch in einen' Schlitz 54 des Stativs 19, der eine Drehung des Ausgleic4bewichtes 49 verhindert. Bei einer Drehung des Teils41 verschiebt sich also das Ausgleichsgewicht 49 in flängsricht'ung.A balance weight 49 engages in slots by means of pins 52 and 53 50 and 51 of the rotatable part 41. The cone 53 also applies into a 'slot 54 of the stand 19, the rotation of the balance weight 49 prevented. When the part41 is rotated, the balance weight is displaced 49 in the longitudinal direction.

Die -Blendenverstellung 55 Wird von einem Zahnriemen~ 56 angetrieben, der seinerseits von einem Ein'stellmotor 57 betätigt wird. Ein Geber 58 dient zur Fernanzeige der eingestellten Blende.The aperture adjustment 55 is driven by a toothed belt ~ 56, which in turn is actuated by an adjusting motor 57. A transmitter 58 is used for Remote display of the set aperture.

Die Brennweite des Objektivs läßt sich mittels einer Gummilinse 45 verstellen, die von einem Zahnriemen 46 angetrieben wird. Zum Antrieb des Zahnriemens 46 dientein Motor 47. Ein Geber 48 stellt ein Signal zur Fernanzeige der eingestellten Brennweite bereit. Die Gummilinse ist in gleicher Weise wie die Einstellvorrichtung mit einem längsverschiebbaren Ausgleichsgewicht versehen.The focal length of the lens can be adjusted by means of a rubber lens 45 adjust, which is driven by a toothed belt 46. To drive the toothed belt 46 is used by a motor 47. A transmitter 48 provides a signal for the remote display of the set Focal length ready. The rubber lens is the same as the adjuster provided with a longitudinally displaceable counterweight.

Wenn die Kamera läuft, wickelt sich der Film von einer Vorratsspule am einen Ende des Magazins 59 ab und wickelt sich auf einer Spule am anderen Ende des Magazins auf. Dadurch ergibt sich eine Schwerpunktsverschiebung.When the camera is running, the film unwinds from a supply spool at one end of the magazine 59 and winds on a spool at the other end of the magazine. This results in a shift in the center of gravity.

m diese Verschiebung zu kompensieren, ist ein Ausgleichsgewicht 60 unterhalb des Stativs 19 vorgesehen. Es wird von einer Schraubenspindel 61 verschoben, die ihrerseits über ein biegsames Kabel von dem A-ltrlebsmotor des Filmtransportes angetXiXeben wird. Die Drehung der Schraubenspindel 61 bewirkt gleichzeitig in einem Potentiometer 62 die Abgabe eines Signals, das ein Maß für den Filmverbrauch darstellt.A balance weight 60 is used to compensate for this shift provided below the stand 19. It is moved by a screw spindle 61, in turn via a flexible cable from the A-ltrlebsmotor of the film transport angetXiXeben will. The rotation of the screw spindle 61 causes at the same time in a potentiometer 62 the delivery of a signal that is a measure of represents the film consumption.

Der Sucher 63 ist schräg, zum Kamragehäuse, angeordnet.The viewfinder 63 is arranged at an angle to the camera housing.

Normalerweise wird das Auge an sein Einblickfenster angelegt. Die - vorliegende Anordnung, die zur Fernbedienung eingerichtet ist, ist mit einer Fernsehkamera 64 anstelle des Auges des Kameramanns versehen.Usually the eye is placed on its viewing window. the - The present arrangement, which is set up for remote control, is with a television camera 64 instead of the cameraman's eye.

Das Stativ 19 ist mittels eines Flansches 65 an einem Zahnrad 66 befestigt und die ganze Anordnung ist auf einer Welle 67 gelagert, die an der Plattform 12 befestigt ist. Das Zahnrad 66 greift in ein Ritzel 68 (Fig. 1), das von einem Höheneinstellmotor 69 angetrieben wird.The stand 19 is attached to a gear 66 by means of a flange 65 and the entire assembly is mounted on a shaft 67 which is attached to the platform 12 is attached. The gear 66 meshes with a pinion 68 (FIG. 1) driven by a height adjustment motor 69 is driven.

Die Kreiselanordnung ist im einzelnen in Fig. 4 bis 6 gezeigt. Sie besitzt eine Grundplatte 70, an der drei oder mehr Kreisel befestigt sind. Jeder Kreisel enthält einen Kreiselrotor 74 mit der Rotorachse 75, der in einem Kardanring 76 gelagert ist. Der Kardanring 76 ist seinerseits so gelagert, daß der Kreiselrotor um eine rechtwinklig zur Rotorachse verlauf ende Achse präze,ssieren kann.The gyro arrangement is shown in detail in Figs. she has a base plate 70 to which three or more gyroscopes are attached. Everyone Gyroscope contains a gyroscope rotor 74 with the rotor axis 75, which is in a cardan ring 76 is stored. The gimbal ring 76 is in turn mounted so that the gyro rotor about an axis running at right angles to the rotor axis.

Der Kardanring 76 wird im stationären Zustand in einer bestimmten Lage hinsichtlich der Grundplatte gehalten.The gimbal ring 76 is in the stationary state in a certain Position held with respect to the base plate.

Dies geschieht mittels einer Feder 128, die im Kreisel gehäuse gespannt und in der Mitte am Kardanring 76 befestigt ist. Der Kreiselrotor wird z.B. mittels eines Elektromotors (nicht dargestellt) angetrieben. Jeder Versuch, das Kreiselgehäuse um eine andere Achse als die Rotorachse zu drehen, ergibt eine Präzession des Kreiselrotors 74 und eine entsprechende Drehung des Kardanrings 76 im Gehäuse. Die Präzession ergibt ein Drehmoment auf das Gehäuse, das der versuchten Drehung entgegenzuwirken sucht. Dieses Drehmoment ähnelt dem Gegenmoment, das bei einer starken Trägheitskraft auftreten würde. Ferner wird die Drehung des Kardanrings 76 durch ein Potentiometer 77 gemessen. Das vom Potentiometer 77 abgegebene Signal ist ein Maß für die Abweichung des Kreiselgehäuses von der vorher eingenommenen Richtung.This is done by means of a spring 128, which is tensioned in the gyro housing and is attached in the middle to the gimbal ring 76. The gyro rotor is e.g. an electric motor (not shown) driven. Any attempt at the gyro housing Rotating around an axis other than the rotor axis results in a precession of the gyro rotor 74 and a corresponding rotation of the gimbal ring 76 in the housing. The precession results in a torque on the housing that counteracts the attempted rotation seeks. This torque is similar to the counter-torque that occurs with a strong inertial force would occur. Furthermore, the rotation of the gimbal ring 76 is controlled by a potentiometer 77 measured. The signal emitted by the potentiometer 77 is a measure of the deviation of the gyro housing from the previous direction.

Die Achsen der Kreiselrotoren sind so angeordnet, daß jeder Versuch, die Grundplatte 70 in anderer Weise als durch einfache Verschiebung zu bewegen, also jeder Versuch, eine oder mehrere Achsen in irgendeiner Weise zu drehen, zu einem Ausgangssignal vom Geberpotentiometer mindestens eines Richtungskreisels führt.The axes of the gyro rotors are arranged in such a way that every attempt to move the base plate 70 in a way other than simple displacement, so any attempt to turn one or more axes in any way, too an output signal from the encoder potentiometer leads to at least one directional gyro.

Die kichtungskreisel erteilen der Grundplatte 70 eine starke künstljiche Trägheit wM stabilisieren so die Plattform 12, kennen aber yewisse Störungen n-icht verhine3errl, Diese Störungen erzeugen Signale in den betrePPenden Potentiometern 77, die zur Betätigung einer weiteren Stabilisierungsanordnung dienen. Die letztere Anordnung besteht aus einem Pendel 78, dessen Aufhängung im einzelnen in Fig, 6 dargestellt ist. Die Pendel stange 79 ist an veinem*Kardanring 80 befestigt, der seinerseits um eine wachse 81 drehbar ist. Die Pendel stange 79 geht ferner durch einen Schlitz in einem Kardanring 82, der seinerseits auf zwei Zapfen 83,84 drehbar ist. Ein Antriebsmotor 85 ist mit dem Zapfen 83 und ein weiterer Antriebsmotor 86 mit der Achse 81 verbunden. Stellungsgeber 87 und 88 sind mit den Achsen 84 und 81 gekuppelt.The gyroscopes give the base plate 70 a strong artificial feel Inertia wM stabilize the platform 12, but do not know certain disturbances Verhine3errl, These disturbances generate signals in the person concerned Potentiometers 77, which are used to actuate a further stabilization arrangement. The latter The arrangement consists of a pendulum 78, the suspension of which is shown in detail in FIG is shown. The pendulum rod 79 is attached to veinem * cardan ring 80, the is in turn rotatable about a wax 81. The pendulum rod 79 also goes through a slot in a cardan ring 82, which in turn is rotatable on two pins 83,84 is. A drive motor 85 is connected to the pin 83 and another drive motor 86 connected to the axis 81. Position sensors 87 and 88 are with the axes 84 and 81 coupled.

Die ganze Pendelanordnung ist auf einer Platte 89 montiert, die ihrerseits am Ende einer Säule 90 an der Grundplatte 70 befestigt ist. Die Grundplatte 70 ist drehbar an der Plattform 12 gelagert. Ein an der Grundplatte 70 befestigtes Zahnrad 91 greift in ein Ritzel 92, das von einem auf der Plattform 12 befestigten Motor 93 angetrieben wird.The whole pendulum arrangement is mounted on a plate 89, which in turn is attached to the base plate 70 at the end of a column 90. The base plate 70 is rotatably mounted on the platform 12. A gear attached to the base plate 70 91 meshes with a pinion 92 driven by a motor mounted on the platform 12 93 is driven.

Alle bisher beschriebenen Teile sind zusammen mit den erforderlichan elektronischen Schaltungsanodnungen in den Kästen 16 und 17 in der erwähnten kugelförmigen Schutzhülle 21 eingeschlossen. Entfernt von der Schutzhülle ist das in Fig. 7 gezeigte Steuerpult aufgestellt. All parts described so far are required along with those electronic circuit arrangements in boxes 16 and 17 in the spherical shape mentioned Protective cover 21 included. The one shown in FIG. 7 is removed from the protective cover Control panel set up.

Der obere Teil des Steuerpultes besteht aus einer kurz geschlossenen Fernsehanlage 94, die de! Fernsehkalnera 64 zugeordnet ist. Unterhalb.des Bildschirmes .befinden sichsdie üblichen Einstellknöpfe für Bildhöhe, Bild-,breite, Kontrast und Linearität usw,. Davor befindet sich ein koaxialer Doppelabstimmknopf, nämlich ein Drehknopf 95 für die Brennweitenverstellung, der den Motor 47 steuert, und ein Drehknopf 96 für di-e Efflernungseinstellung, der auf den d'en,Motor 43 einwirkt.The upper part of the control panel consists of a short-circuited Television system 94, the de! TV calendar 64 assigned. Below.des The usual adjustment knobs for picture height, picture width, Contrast and linearity, etc. In front of it there is a coaxial double tuning button, namely a rotary knob 95 for the focal length adjustment, which controls the motor 47, and a knob 96 for the learning setting, which on the d'en, motor 43 acts.

Neben diesen Abstimmknöpfen befindet sich ein Steuerknüppel 97, durch dessen Betätigung die Filmkamera in einer Horizontalebene (Motor 93) und einer Vertikalebene (Motor 96) geschwenkt'werden kann. Next to these tuning buttons is a joystick 97, through its actuation the film camera in a horizontal plane (motor 93) and a vertical plane (Motor 96) can be swiveled.

Schließlich befinden sich an dem Steuerpult noch weitere Steuerknöpfe 98 für die Blende1 die Filmgeschwindigkeit usw. und Anzeigeinstrumente 99 für den Filmverbrauch, die Filmgeschwindigkeit, die eingestellte Brennweite usw. Finally, there are other control buttons on the control panel 98 for the aperture 1, the film speed etc. and indicators 99 for the Film consumption, film speed, set focal length, etc.

Die Arbeitsweise der Anordnung wird nunmehr anhand der Fig. 8 erläutert. Der Steuerknüppel 97 wirkt auf zwei mechanisch-elektrische Wandler 100 und 101, die Steuersignale für Verstärker 102 und 103 erzeugen. Diese Verstärker geben die Fernsteuersignale für die Motoren 93 und ffi ab. The mode of operation of the arrangement will now be explained with reference to FIG. The joystick 97 acts on two mechanical-electrical converters 100 and 101, which generate control signals for amplifiers 102 and 103. These amplifiers give the Remote control signals for motors 93 and ffi.

Der Brennweiteneinstellknop 96 betätigt ein Potentiometer 104, das die Betriebsspannung des Motors 47 beherrscht. The focal length adjustment knob 96 operates a potentiometer 104, the the operating voltage of the motor 47 dominates.

Wenn der Kameramann den Knopf 96 dreht, wird der Motor 47 je nach Ausmaß und Richtung der Drehung'in der einen oder der anderen Richtung mit entsprechender Drehzahl angetrieben. Der Motor 47 ist mechanisch mit dem Doppelpotentiometer 48 gekuppelt. Der eine Teil dieses Potentiometers erzeugt ein Signal, das zur Anzeige der jeweiligen Brennweite an einem Meßinstrument 105 des Steuerpultes dient. Der andere Teil des Potentiometers 48 erzeugt ein Signal, das auf die Verstärker 102 und 103 gegeben wird, um deren Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit von der Stellung der Gummilinse zu regeln.When the cameraman turns knob 96, motor 47 will depending Extent and direction of rotation in one direction or the other with corresponding Speed driven. The motor 47 is mechanical with the double potentiometer 48 coupled. One part of this potentiometer generates a signal that is used for display the respective focal length on a measuring instrument 105 of the control panel is used. Of the other part of potentiometer 48 generates a signal that is fed to amplifier 102 and 103 is given, its gain as a function of the position to regulate the rubber lens.

Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit des °teuerknüppels 97 von der Stellung der Gummi linse abhängig gemacht, die ihrerseits das Gesichtsfeld des Objektivs bestimmt.In this way, the sensitivity of the stick 97 of made dependent on the position of the rubber lens, which in turn affects the field of vision of the Objectively determined.

Der Steuerknopf 95 betätigt ein Potentiometer 106, das den Entfernungseinstellmotor 43 der Filmkamera fernsteuert. Die Scharfeinstellung wird anhand des auf,dem Bildschirm erscheinenden Sucherbildes vom Kameramann beurteilt'. Der Drehknopf 98 betätigt ein Potentiometer 107 für die Fernsteuerung des Motors 57. Der Motor 57 ist mechanisch mit dem Potentiometer 58 gekuppelt, das ein Signal erzeugt, welches auf ein Anzeigegerät 108 gegeben wird, um die jeweils eingestellte Blende anzugeben. Das dem Fi lmantri eb zugeordnete Potentiometer 62 erzeugt ein tusgangssigrlal, das am Anzeigegerät O9 den Filmverbrauch angibt.The control button 95 operates a potentiometer 106 which controls the distance adjustment motor 43 remotely controls the film camera. The focus is based on the on, the screen appearing viewfinder image judged by the cameraman '. The rotary knob 98 is actuated a potentiometer 107 for remote control of the motor 57. The motor 57 is mechanical coupled to potentiometer 58 which generates a signal which is sent to a display device 108 is given to indicate the aperture set in each case. That of the film mantri eb associated potentiometer 62 generates a tusgangssigrlal that on the display device O9 indicates the film consumption.

Die weitere Elektronik gehört zur Stabilisiervorrichtung und enthält die Potentiometer 77, die alle mit einer im Gehäuse 16 untergebrachten Schaltungsanordnung verbunden sind. Diese verarbeitet die von den Potentiometern 77 gelieferten Informationen derart, daß mittels der Motoren 85 und 86 das Pendel zum Ausgleich der jeweiligen gtörkraft verstellt wird. Die Motoren 85 und 86 sind mechanisch mit Potentiometern 87 und 88 gekuppelt, die in bekannter Weise Gegenkopplungssignale auf Regelanordnungen 16a und 16b geben. Ferner wird von der Schaltungsanordnung 16 ein Signal abgeleitet und iiber einen Verstärker 128 auf den Motor 127 gegeben, um bei der Drehung auftretende Störkräfte, insbesondere die Reibung der Lager 121 und 122, zu kompensieren.The other electronics belong to the stabilizing device and contain the potentiometers 77, all with a circuit arrangement accommodated in the housing 16 are connected. This processes the information supplied by the potentiometers 77 so that by means of the motors 85 and 86 the pendulum to balance the respective gtörkraft is adjusted. Motors 85 and 86 are mechanical with potentiometers 87 and 88 coupled, the negative feedback signals to control arrangements in a known manner 16a and 16b give. Furthermore, a signal is derived from the circuit arrangement 16 and fed through an amplifier 128 to the motor 127 in order to prevent rotation occurring To compensate for disturbing forces, in particular the friction of the bearings 121 and 122.

Wie erwähnt, ist es erforderlich, das Fenster 22 vor dem Kameraobjektiv zu halte. Zu diesem Zweck dient der Fühler 18 (Fig. 1), der im Normalzustand zwei Kondensatorplatten 110 und 111 gleich weit überdeckt.As mentioned, it is necessary to have the window 22 in front of the camera lens to hold. For this purpose, the sensor 18 (Fig. 1), which in the normal state two Capacitor plates 110 and 111 covered by the same amount.

er Fühler 18 wird von einer Wechselstromquelle 135 (Fig. g) mit Wechselspannung versorgt. Die an den ton(1ensatorplatten 110 und 111 au£tretende WechselsJ)annung ist eine Funktion der Ueberdeckung des Fühlers ii; it der betreftnden Platte. Diese Spannung werden über einen Verstärker 136 auf einen Gleichrichter 137 gegeben. Der Gleichrichter und der Verstärker sind so ausgebildet, daß die Ausgangsspannung des Glelchrichters phasenempfindlich ist, d.h. wenn die an der Platte 110 auftretende Spannung größer als die an der Platte 111 auftretende Spannung ist, erzeugt der Gleichrichter eine Ausgangsspannung der einen Polarität, während im umgekehrten Falle eine Ausgangsspannung der anderen Polarität erscheint. Diese veränderliche Gleichspannung wird auf einen Servoverstärker 138 gegeben, der d'en Nachstellmotor 23 derart speist, daß das Fenster 22 stets dem Kameraobjektiv nachgeführt wird.he sensor 18 is from an alternating current source 135 (Fig. g) with alternating voltage provided. The alternation appearing on the clay (sensor plates 110 and 111) is a function of the coverage of the sensor ii; it the record in question. These Voltage are passed through an amplifier 136 to a rectifier 137 given. The rectifier and the amplifier are designed so that the output voltage of the rectifier is phase sensitive, i.e. when the occurring on the plate 110 Voltage is greater than the voltage appearing on the plate 111, the generated Rectifier an output voltage of one polarity while in the reverse If an output voltage of the other polarity appears. This mutable DC voltage is fed to a servo amplifier 138, the adjuster motor 23 feeds in such a way that the window 22 is always tracked to the camera lens.

Gegenkopplungsglieder 139 und 140 dienen zur Stabilisierung des Regelkreises mit dem Verstärker 138 und dem Motor 23.Negative coupling elements 139 and 140 serve to stabilize the control loop with the amplifier 138 and the motor 23.

Die Drehung des Motors 23 wird über einen Zahnriemen 112 äuf die Hohlwelle 11 übertragen.The rotation of the motor 23 is äuf the hollow shaft via a toothed belt 112 11 transferred.

Arbeitsweise Das in Fig. 1 dargestellte Gerät wird an einem Land- oder Luftfahrzeug, beispielsweise einem Hubschrauber, angebracht. Operation The device shown in Fig. 1 is on a land or aircraft, such as a helicopter, attached.

Im Ruhezustand sind die treiselrotoren unter dem Einfluß der Federn 128 alle in bestimmten 1chtungen ausgerichtet und die ganze Plattform hängt über das Kardangelenk 14 an der Hohlwelle 11, wobei ihr Schwerpunkt etwas unterhalb des Kardangelenkes liegt, so daß das Kamerastativ eine ungefähr horizontale Lage einnimmt. Wird nun die Betriebsspannung angelegt, so beginnen die treiselrotoren zu rotieren und die Stabilisierungsanordnung sucht in der ursprünglichen Lage hinsichtlich der Horizontalebene zu bleiben. Gleichzeitig wird die Schutzhülle 21 so gedreht, daß das Fenster 22 sich vor dem Kameraobjektiv befindet. Die Filmkamera nimmt die am Steuerpult eingestellte Lage ein und das entsprechende Sucherbild erscheint auf dem Betrachungsschirm.At rest the gyroscope rotors are under the influence of the springs 128 all aligned in certain directions and the whole platform hangs over the universal joint 14 on the hollow shaft 11, with its focus slightly below the Cardan joint is so that the camera tripod assumes an approximately horizontal position. If the operating voltage is now applied, the gyro rotors begin to rotate and the stabilization arrangement searches in terms of the original position to stay on the horizontal plane. At the same time, the protective cover 21 is rotated so that that the window 22 is located in front of the camera lens. The movie camera takes that position set on the control panel and the corresponding viewfinder image appears the viewing screen.

Wird das Fahrzeug nun in Bewegung gesetzt,'so sucht die Plattform 12 in der einmal eingenommenen Bezugslage zu bleiben. Befindet sich nun beispielsweise der Hubschrauber in der Luft, so kann der Kameramann mittels des Steuerknüppels 97 die Filmkamera auf ein gewünschtes Objekt richten. Das Sucherbild erscheint auf dem Bildschirm des Fernsehapparates 94 und durch entsprechende Betätigung der Drehknöpfe 95 und 96 können Entfernung und Bildausschnitt nach Wunsch eingestellt werden.If the vehicle is now set in motion, the platform searches 12 to remain in the reference position once assumed. For example, is now the helicopter in the air, the cameraman can use the joystick 97 Point the movie camera at a desired object. The viewfinder image appears the screen of the television set 94 and by corresponding actuation of the rotary knobs 95 and 96, the distance and frame can be adjusted as required.

Ist die Kamera einmal auf ein bestimmtes Objekt gerichtet, so bleibt sie stets in der betreffenden Richtung, unabhängig von den Bewegungen des Flugzeugs. Die Flugzeugerschütterungen werden durch den Schwingungsdämpfer 13 von der Plattform ferngehalten. Die Bewegungen des Flugzeugs um die Längs- und Querachse werden vom Kardangelenk 14 aufgenommen und die Bewegungen um die Hochachse werden von den Lagern 121 und 122 aufgenommen, wobei alle diese Gelenke und Lager in Verbindung mit der Stabilisiervorrichtung 15 und den zugeordneten Stellmotoren arbeiten. Wenn beispielsweise die Seitenabweichung des Flugzeugs eine Drehung der Lager 121 und 122 hervorruft, kann die Lagerreibung ausreichen, um eine Tendenz zur Drehung der Plattform 12 hervorzurufen. Dadurch sucht sich auch die Grundplatte 70 der Stabilisiervorrichtung 15 mitzudrehen. Jeder solchen Drehung der Platte 70 wirken aber die Kreisel 71,72 und 73 entgegen. Ist die Stabilisierungswirkung dieser Kreisel nicht ausreichend, um eine merkliche Drehung der Grundplatte 70 zu verhindern, so weichen die Kardanringe der Kreisel aus, wodurch beispielsweise der Kardanring 76 ein Signal im Potentiometer 77 erzeugt. Die Signale von den einzelnen Kreiseln werden dann kombiniert und gemäß Fig. 8 in der Weise auf den Motor 127 gegeben, daß dieser die Lagerreibung kompensiert und die Plattform 12 in ihre Ausgangslage zurückstellt.Once the camera is aimed at a certain object, it remains always in the relevant direction, regardless of the movements of the aircraft. The aircraft vibrations are removed from the platform by the vibration damper 13 kept away. The movements of the aircraft around the longitudinal and transverse axes are controlled by the Cardan joint 14 added and the movements about the vertical axis are from the bearings 121 and 122, all of these joints and bearings in connection with the Stabilizing device 15 and the associated servomotors work. For example, if the lateral deviation of the aircraft requires rotation of the bearings 121 and 122 causes the bearing friction to be sufficient to cause a tendency to rotate the platform 12 to cause. As a result, the base plate 70 of the stabilizing device is also looking for itself 15 to turn. Each such rotation of the plate 70, however, the gyros 71, 72 act and 73 against. If the stabilizing effect of these gyroscopes is insufficient, in order to prevent a noticeable rotation of the base plate 70, the gimbals give way the gyro off, whereby for example the gimbal 76 a signal in the potentiometer 77 generated. The signals from the individual gyroscopes are then combined and adjusted accordingly FIG. 8 applied to the motor 127 in such a way that it compensates for the bearing friction and the platform 12 returns to its original position.

In gleicher Weise wird die Lagerreibung des Kardangelenks 14 bei Bewegungen um die Längs- und Querachse durch Nachstellung des Pendels 78 kompensiert.In the same way, the bearing friction of the universal joint 14 during movements compensated about the longitudinal and transverse axes by adjusting the pendulum 78.

Wünscht nun der Kameramann einen anderen Gegenstand zu filmen oder will er einem Objekt während des Vorbeifluges folgen, so braucht er nur den Steuerknüppel 97 nach der Seite zu drücken, wodurch der Motor 93 sich zu drehen beginnt und über das Ritzel 92 und das Zahnrad 91 die Plattform 12 um die stabilisierte Grundplatte 70 dreht.If the cameraman now wishes to film another object or if he wants to follow an object during the flyby, he only needs the control stick 97 to the side causing the motor 93 to rotate and over the pinion 92 and the gear 91 the platform 12 around the stabilized base plate 70 turns.

Wieder wird die Lagerreibung durch den Motor 127 kompensiert.The bearing friction is again compensated for by the motor 127.

Bei dieser Bewegung wandert der Fühler 18 aus der Mittellage hinsichtlich der Kondensatorplatten 111 und 110 aus und erzeugt dadurch ein Ausgangssignal, das dem Motor 23 derart zugeführt wird, daß die Schutzhülle 21 der Kamera nachläuft und das Fenster 22 weiter vor dem Objektiv derselben hält.During this movement, the sensor 18 moves from the central position with respect to of the capacitor plates 111 and 110 and thereby generates an output signal that the motor 23 is fed in such a way that the protective cover 21 runs after the camera and keeps the window 22 in front of the lens thereof.

Sind die Belichtungsbedingungen des neuen Objektes anders als diejenigen des vorherigen Objektes,so macht sich dies mittels des Anzeigegeräts 99 bemerkbar und die Blende kann mittels des Drehknopf es 98 entsprechend nachgestellt werden.Are the exposure conditions of the new object different from those of the previous object, this is noticeable by means of the display device 99 and the aperture can be adjusted accordingly by means of the rotary knob 98.

Ebenso können Scharfeinstellung und Bildwinkel auf dem Bildschirm 94 kontrolliert und mittels der Drehknopf 95 und 96 entsprechend verändert werden.You can also adjust the focus and angle of view on the screen 94 controlled and changed accordingly by means of the rotary knobs 95 and 96.

Zum Massenausgleich bei der Objektivverstellung hinsichtlich Entfernung und Brennweite werden das Ausgleichsgewicht 49 und ein entsprechendes. Ausgleichsgewicht für die Gummilinse entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der betreffenden Objektivteile verschoben. Die Ausgleichsgewichte und die Winkel der Schlitze 50 und 51 sind so gewählt, daß der Massenausgleich gewährleistet bleibt.For mass balancing when adjusting the lens with regard to distance and focal length become the balance weight 49 and a corresponding one. Counterweight for the rubber lens opposite to the direction of movement of the lens parts concerned postponed. The counterweights and the angles of the slots 50 and 51 are like this chosen so that the mass balance remains guaranteed.

Ebenso ist, wie erwähnt, der Filmantrieb mechanisch mit der Schraubenspindel 61 gekuppelt, die das Ausgleichsgewicht 60 parallel zur Bewegungsrichtung des Films, aber in umgekehrter Richtung verschiebt um so die Verlagerung des Filmgewichtes auszugleichen.Also, as mentioned, the film drive is mechanical with the screw spindle 61 coupled, the balance weight 60 parallel to the direction of movement of the film, but in the opposite direction shifts the shift in the weight of the film balance.

Zur elektrischen Verbindung der Stabilisierungsanordnung 15 mit den übrigen Teilen der Vorrichtung, insbesondere der Plattform 12,dient eine Schleifringanordnung 132 mit Schleifringen 133 und Bürsten 134.For the electrical connection of the stabilization arrangement 15th with the remaining parts of the device, in particular the platform 12, is used Slip ring assembly 132 with slip rings 133 and brushes 134.

Claims

Godparents sayings

Stabilized platform for fixed storage of a camera tripod or the like on a vehicle, marked by at least three roundabouts (71,72,73), which are mounted on the platform (12) in such a way that they are perpendicular to the axis of the gyroscope Have degrees of freedom, at least one transducer (77) for the precession angle a gyro and a torque transmitter (78), which is a measured precession angle applies proportional torque to the platform of such magnitude and direction as that the rotation of the gyro in question is reduced in its precession axis will.

2. Platform according to claim 1, characterized in that the torque transmitter consists of a pendulously suspended mass (78).

3. Platform according to claim 1 or 2, characterized by one or several displaceable balancing weights (49, 60) to compensate for shifts in the center of gravity the camera in operation.

4. Platform according to claim 3, characterized by at least one counterbalancing mass displaceable opposite to the movable part (41) of the camera lens (49).

5. Platform according to claim 3 or 4, for a film camera, characterized by a counterbalance mass (60) displaceable in the opposite direction to the film movement for the film weight.

6. Platform according to one of the preceding claims, characterized in that that the camera tripod (19) can be pivoted with respect to the platform (12).

7. Platform according to one of the preceding claims, characterized by a protective cover (21) against wind influences.

8. Platform according to claim 7, characterized by one in the protective cover located window (22) and a device (18, 23) to the window always in front to hold the camera lens.

9. Platform according to one of the preceding claims, characterized by a vibration damper (13) in the suspension.

10. Platform according to claim 9, characterized in that the vibration damper consists of a helical spring (27) and a coaxial damping winding (29), the latter consisting of two coaxial helical metal strips (30,31) and one between the two immovably inserted layer (32) made of inelastic deformable material plastic material.