FR2878016A1 - Camera platform horizontality maintaining device, has correcting unit to correct relative inclination between arm and platforms, and including force returning unit to simultaneously correct inclination of platforms - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de maintien d'horizontalitéThe present invention relates to a device for maintaining horizontality
d'un support à débattement vertical. a support with vertical movement.
Pour réaliser des prises de vues avec une caméra portée par un opérateur se déplaçant, en conservant l'horizontalité de l'axe optique de la caméra, il est connu d'utiliser un dispositif utilisant l'inertie d'un poids permettant de stabiliser horizontalement la caméra. To take pictures with a camera carried by an operator moving, keeping the horizontality of the optical axis of the camera, it is known to use a device using the inertia of a weight to stabilize horizontally the camera.
En particulier, ce type de dispositif comporte un arbre vertical, à la première extrémité duquel est fixé la caméra, l'axe optique de la caméra étant perpendiculaire à l'axe de l'arbre, l'autre extrémité de l'arbre étant reliée à un poids, l'arbre étant relié, par l'intermédiaire d'un cardan situé entre les deux extrémités de l'arbre à un bras fixé sur un harnais permettant à l'opérateur de porter le dispositif. In particular, this type of device comprises a vertical shaft, at the first end of which is fixed the camera, the optical axis of the camera being perpendicular to the axis of the shaft, the other end of the shaft being connected at a weight, the shaft being connected, via a cardan located between the two ends of the shaft to an arm attached to a harness allowing the operator to wear the device.
Le poids équilibrant l'arbre, il est possible de maintenir celui-ci vertical, l'axe optique de la caméra étant horizontal. The weight balancing the tree, it is possible to maintain it vertical, the optical axis of the camera being horizontal.
D'autre part lors des mouvements de l'opérateur, l'inertie assurée par la masse de l'ensemble permet de conserver un positionnement proche de l'horizontalité. On the other hand during the movements of the operator, the inertia ensured by the mass of the assembly makes it possible to maintain a positioning close to horizontality.
Ce dispositif donne donc entière satisfaction quant au maintien de l'horizontalité, dans des conditions courantes d'utilisation. This device therefore gives complete satisfaction with the maintenance of horizontality, under current conditions of use.
Il apparaît toutefois qu'il est souhaitable de réduire la masse totale du dispositif, qui peut être supérieure à trente kilos, cette masse importante étant nécessaire pour assurer l'inertie du système. It appears however that it is desirable to reduce the total mass of the device, which may be greater than thirty kilos, this large mass being necessary to ensure the inertia of the system.
En effet, cette masse totale importante du système limite l'utilisation de ce type de dispositif. Indeed, this large total mass of the system limits the use of this type of device.
D'autre part, il est souhaitable pour ce type de dispositif de disposer de moyens simples pour changer la position verticale de la caméra, c'està-dire son débattement vertical. On the other hand, it is desirable for this type of device to have simple means to change the vertical position of the camera, that is to say its vertical movement.
La présente invention à pour but de remédier à ces inconvénients, et de fournir un dispositif permettant la correction d'horizontalité d'un support à débattement vertical variable présentant une masse réduite permettant une maniabilité améliorée pour un opérateur. The present invention aims to remedy these drawbacks, and to provide a device for horizontally correcting a variable vertical travel carrier having a reduced mass for improved maneuverability for an operator.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de maintien d'horizontalité d'un support à débattement vertical caractérisé en ce qu'il comporte: - un bras allongé, - un premier support relié par une première liaison, comportant au moins un degré de liberté de rotation autour d'un axe, à la première extrémité du bras, - un second support relié par une seconde liaison, comportant au 5 moins un degré de liberté de rotation autour d'un axe, à la seconde extrémité du bras, les axes des deux liaisons étant sensiblement parallèles, - des moyens de détection de l'inclinaison d'au moins un support par rapport à l'horizontale, - des moyens de correction de l'inclinaison relative entre le bras et 10 les deux supports à partir des informations fournies par les moyens de détection. For this purpose, the subject of the present invention is a device for maintaining the horizontality of a support with vertical clearance characterized in that it comprises: an elongate arm; a first support connected by a first connection, comprising at least one a degree of freedom of rotation about an axis, at the first end of the arm; - a second support connected by a second link, having at least one degree of freedom of rotation about an axis, at the second end of the arm; arm, the axes of the two links being substantially parallel, means for detecting the inclination of at least one support relative to the horizontal, means for correcting the relative inclination between the arm and the two. media from the information provided by the detection means.
Le dispositif permet de maintenir les premier et second supports horizontaux par rapport au sol, quelque soit l'inclinaison du bras. The device maintains the first and second horizontal supports relative to the ground, regardless of the inclination of the arm.
Ainsi, avec cette même orientation, et selon les masses relatives sur les supports, les moments exercés par les premiers et second supports au niveau d'un point de l'arbre, par exemple au milieu de l'arbre, s'annulent, permettant une manipulation aisée du dispositif pour modifier la position verticale des supports, en particulier du premier support, sur lequel peut par exemple être fixée une caméra. Thus, with this same orientation, and according to the relative masses on the supports, the moments exerted by the first and second supports at a point of the shaft, for example in the middle of the shaft, are canceled, allowing easy manipulation of the device for modifying the vertical position of the supports, in particular the first support, on which a camera can for example be fixed.
Avantageusement, les première et seconde liaisons sont des liaisons pivot. Advantageously, the first and second links are pivotal links.
Selon un mode de réalisation, les moyens de détection comportent au moins un inclinomètre. According to one embodiment, the detection means comprise at least one inclinometer.
Avantageusement, les moyens de détection comportent au moins 25 un gyromètre. Advantageously, the detection means comprise at least one gyrometer.
Selon une possibilité, les moyens de détection détectent l'inclinaison de l'un des deux supports, et en ce que les moyens de correction comportent des moyens de renvoi d'effort permettant de réaliser la correction de l'inclinaison des deux supports simultanément. According to one possibility, the detection means detect the inclination of one of the two supports, and in that the correction means comprise force return means for performing the correction of the inclination of the two supports simultaneously.
Ces dispositions permettent de tirer parti de l'équilibrage naturel des deux plateformes, l'énergie à fournir pour équilibrer les deux supports étant ainsi réduite. These provisions make it possible to take advantage of the natural balancing of the two platforms, the energy to be provided to balance the two supports being thus reduced.
Avantageusement, les moyens de renvoi d'effort comportent un arbre mobile en rotation à l'intérieur du bras, coopérant à ses deux extrémités 35 avec deux renvois d'angle. Advantageously, the force return means comprise a shaft movable in rotation inside the arm, cooperating at both ends thereof with two angle deflectors.
Selon une autre possibilité, le dispositif comporte des premiers moyens de détection de l'inclinaison du premier support et des seconds moyens de détection de l'inclinaison du second support, les premiers moyens de détection étant associés à des premiers moyens de correction de l'inclinaison du premier support et les seconds moyens de détection étant associés à des seconds moyens de correction de l'inclinaison du second support. According to another possibility, the device comprises first means for detecting the inclination of the first support and second means for detecting the inclination of the second support, the first detection means being associated with first correction means of the second support. inclination of the first support and the second detection means being associated with second means for correcting the inclination of the second support.
Ces dispositions permettent d'éviter l'utilisation de moyens de renvoi d'effort communs aux deux supports. Ainsi la partie centrale du bras ne 10 comprend pas d'arbre ou autre moyen de renvoi. These provisions make it possible to avoid the use of means of return of effort common to both supports. Thus the central part of the arm does not include a shaft or other means of return.
En outre, ces dispositions permettent une correction précise individuelle de l'horizontalité de chacun des deux supports. In addition, these provisions allow a precise individual correction of the horizontality of each of the two supports.
Avantageusement, les moyens de correction comportent un moteur, et des moyens de contrôle du moteur. Advantageously, the correction means comprise a motor, and motor control means.
Selon un mode de réalisation, les moyens de contrôle comportent au moins: moteur. 20 support. According to one embodiment, the control means comprise at least: motor. 20 support.
- des moyens de traitement des signaux des moyens de détection, - des moyens de calcul de la consigne de correction pour le Avantageusement, le bras est de type télescopique. means for processing the signals of the detection means; means for calculating the correction setpoint for the Advantageously, the arm is of the telescopic type.
Selon un mode de réalisation, une caméra est fixée sur le premier De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant 25 à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention. According to one embodiment, a camera is fixed on the first. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended diagrammatic drawing, representing by way of non-limiting example, two embodiments of a device according to the invention.
La figure 1 représente de façon schématique un dispositif de maintien d'horizontalité selon un premier mode de réalisation, vu de côté, muni d'une caméra. FIG. 1 schematically represents a device for maintaining horizontality according to a first embodiment, viewed from the side, provided with a camera.
La figure 2 est une vue en coupe, de côté, du dispositif de figure 1. La figure 3 est une en coupe, à échelle agrandie, selon III-III de figure 2. FIG. 2 is a sectional view, from the side, of the device of FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view, on an enlarged scale, according to III-III of FIG.
La figure 4 est une vue schématique illustrant le fonctionnement du dispositif de figure 1, vu de côté. Figure 4 is a schematic view illustrating the operation of the device of Figure 1, seen from the side.
La figure 5 est une vue de côté du dispositif de maintien d'horizontalité selon un second mode de réalisation. Figure 5 is a side view of the horizontality holding device according to a second embodiment.
Selon un premier mode de réalisation, représenté sur les figures 1 à 4, un dispositif 2 de maintien d'horizontalité selon l'invention comporte: - un bras allongé 3, - un premier support, constitué d'une première plateforme 4 reliée par une première liaison pivot 5, d'axe A, à la première extrémité du bras 3, - un second support, constitué d'une seconde plateforme 6 reliée par une seconde liaison pivot 7, d'axe B à la seconde extrémité du bras 3, les axes A et B des deux liaisons pivot 5 et 7 étant sensiblement parallèles. According to a first embodiment, represented in FIGS. 1 to 4, a device 2 for maintaining horizontality according to the invention comprises: - an elongated arm 3, - a first support, consisting of a first platform 4 connected by a first pivot connection 5, of axis A, at the first end of the arm 3, - a second support, consisting of a second platform 6 connected by a second pivot link 7, of axis B to the second end of the arm 3, the axes A and B of the two pivot links 5 and 7 being substantially parallel.
Le dispositif 2 comporte également des moyens de détection 8 de l'inclinaison d'au moins un support par rapport à l'horizontale, comportant un gyromètre 9 et d'un inclinomètre 10. The device 2 also comprises means 8 for detecting the inclination of at least one support relative to the horizontal, comprising a gyrometer 9 and an inclinometer 10.
Dans le mode de réalisation présenté, les moyens de détection 8 sont solidaires de la seconde plateforme 6. In the embodiment shown, the detection means 8 are integral with the second platform 6.
Le gyromètre 9 détecte la vitesse de rotation de la seconde plateforme 6 sur laquelle il est fixé, afin de calculer la correction à apporter. The gyrometer 9 detects the speed of rotation of the second platform 6 on which it is fixed, in order to calculate the correction to be made.
L'inclinomètre 10 indique une position d'origine correspondant à l'horizontalité, ce qui permet de corriger les éventuelles dérives du gyromètre, de manière à conserver une position fixe, même quand le bras demeure fixe. The inclinometer 10 indicates an original position corresponding to the horizontality, which makes it possible to correct the possible drifts of the gyrometer, so as to maintain a fixed position, even when the arm remains stationary.
L'association d'un inclinomètre et d'un gyromètre est particulièrement avantageuse, car elle permet de combiner les caractéristiques de détection d'inclinaison dynamique du gyromètre et les caractéristiques de détection d'inclinaison statique de l'inclinomètre. The combination of an inclinometer and a gyrometer is particularly advantageous because it makes it possible to combine the dynamic inclination detection characteristics of the gyrometer with the inclinometer static inclination detection characteristics.
Le dispositif 2 comporte de plus des moyens de correction 12 de l'inclinaison relative entre les deux supports 4 et 6 et le bras 3 dont la consigne 25 est fournie par les moyens de détection 8. The device 2 further comprises means 12 for correcting the relative inclination between the two supports 4 and 6 and the arm 3 whose instruction 25 is provided by the detection means 8.
Les moyens de correction 12 comportent des moyens de contrôle, sous forme d'une carte électronique 13 comprenant au moins: - des moyens de traitement des signaux des moyens de détection, c'est-à- dire des signaux du gyromètre et de l'inclinomètre, - des moyens de calcul de la consigne de correction. The correction means 12 comprise control means, in the form of an electronic card 13 comprising at least: signal processing means of the detection means, that is to say signals of the gyrometer and the inclinometer, means for calculating the correction setpoint.
Les moyens de correction 12 comportent de plus un moteur unique 14, qui est asservi et piloté par les moyens de contrôle 13 pour atteindre la consigne de correction, et des moyens d'entraînement en rotation des plateformes 4 et 6 par rapport au bras 3 constitués de moyens de renvoi d'effort permettant de réaliser la correction de l'inclinaison des deux plateformes simultanément. The correction means 12 further comprise a single motor 14, which is controlled and controlled by the control means 13 to achieve the correction setpoint, and rotation drive means of the platforms 4 and 6 relative to the arm 3 constituted force return means for performing the correction of the inclination of the two platforms simultaneously.
Les moyens de renvoi d'effort comportent: un arbre de renvoi 15 mobile en rotation à l'intérieur du bras 3, selon l'axe du bras, coopérant à ses deux extrémités avec deux renvois d'angle. The force return means comprise: a deflection shaft 15 rotatable inside the arm 3, along the axis of the arm, cooperating at both ends with two angle deflectors.
Le premier renvoi d'angle 16, représenté en particulier sur la figure 3 est constitué par un premier pignon 17 coopérant avec un premier pignon d'extrémité 18 de l'arbre 15, le premier pignon 17 étant solidaire d'un premier arbre 19 constituant l'axe de la première liaison pivot 5 solidaire de la première plateforme 4. The first bevel gear 16, shown in particular in FIG. 3, is constituted by a first gear 17 cooperating with a first end gear 18 of the shaft 15, the first gear 17 being integral with a first shaft 19 constituting the axis of the first pivot connection 5 secured to the first platform 4.
De la même façon, le second renvoi d'angle est constitué par un second pignon coopérant avec un second pignon sur l'autre extrémité de l'arbre, le pignon étant solidaire d'un second arbre constituant l'axe de la seconde liaison pivot 7 solidaire de la seconde plateforme 4. Similarly, the second angle gear is constituted by a second gear cooperating with a second gear on the other end of the shaft, the pinion being secured to a second shaft constituting the axis of the second pivot connection 7 secured to the second platform 4.
L'arbre 15 comporte un troisième pignon 25, destiné à coopérer avec un pignon 26 fixé sur l'arbre du moteur 14. The shaft 15 comprises a third gear 25 intended to cooperate with a pinion 26 fixed to the shaft of the motor 14.
Les moyens de contrôle 13 étant associés aux moyens de détection 8, permettent la correction en temps réel de l'horizontalité des supports, en envoyant au moteur 14, fixé sur l'extrémité du bras 3, un ordre de mouvement inverse à celui qui a été détecté. The control means 13 being associated with the detection means 8, allow the real-time correction of the horizontality of the supports, by sending the motor 14, fixed on the end of the arm 3, a reverse movement command to the one that has been detected.
Le gyromètre 9 se trouvant sur la partie mobile asservie, c'est-à- dire sur la première plateforme 4, l'erreur de recopie est nulle, c'est à dire que les erreurs de mesures éventuelles, liées par exemple à un défaut de précision du gyromètre, sont automatiquement corrigées puisque que le fonctionnement du dispositif tend vers une position fixe dans l'espace de ce dernier. As the gyro 9 is on the slave mobile part, that is to say on the first platform 4, the error of duplication is zero, that is to say that the possible measurement errors, related for example to a defect accuracy of the gyrometer, are automatically corrected since the operation of the device tends to a fixed position in the space of the latter.
La correction est réalisée de façon permanente. The correction is carried out permanently.
Le dispositif 2 est en particulier destiné à une utilisation comme support de caméra embarquée sur un opérateur en mouvement. The device 2 is in particular intended for use as an onboard camera support on a moving operator.
La caméra 27 est fixée sur la première plateforme 4, et l'opérateur saisit simplement le dispositif par le bras 3, de préférence au milieu de celui-ci. The camera 27 is fixed on the first platform 4, and the operator simply grasps the device by the arm 3, preferably in the middle thereof.
L'opérateur peut ainsi faire varier la hauteur de la caméra 27 en modifiant l'inclinaison du bras 3, sans avoir à régler l'horizontalité de la caméra 27, qui est automatiquement corrigée par le dispositif 2. The operator can thus vary the height of the camera 27 by changing the inclination of the arm 3, without having to adjust the horizontality of the camera 27, which is automatically corrected by the device 2.
Ainsi le dispositif 2 ne nécessite pas de liaison mécanique avec le sol pour garantir une référence horizontale ou verticale. Thus the device 2 does not require a mechanical connection with the ground to ensure a horizontal or vertical reference.
Ce premier mode de réalisation, avec des moyens de renvoi reliant 35 les deux plateformes, permet de tirer parti de l'équilibrage naturel des deux plateformes, le travail du moteur unique étant ainsi réduit. This first embodiment, with return means connecting the two platforms, makes it possible to take advantage of the natural balancing of the two platforms, the work of the single engine thus being reduced.
Selon une variante, le bras est de type télescopique pour permettre un réglage de sa longueur, l'arbre de renvoi présentant par exemple deux sections coulissant l'une dans l'autre présentant des formes polygonales complémentaires permettant l'entraînement en rotation. According to a variant, the arm is of telescopic type to allow adjustment of its length, the return shaft having for example two sliding sections in the other having complementary polygonal shapes for driving in rotation.
Selon des variantes, les premières et secondes plateformes peuvent être en déséquilibre, le moteur compensant les inégalités de charge. According to variants, the first and second platforms may be out of balance, the motor compensating the unevenness of load.
Il est à noter que la correction en temps réel de l'horizontalité en temps réel efface l'effet de balance résiduel entre les deux plateformes. It should be noted that real-time correction of real-time horizontality erases the residual balance effect between the two platforms.
Avantageusement, les moyens de correction constituent une chaîne de réduction mécanique réalisée à partir d'éléments sans jeu, de manière à éviter tout seuil de déplacement et d'éventuels à coups lors d'un changement de sens dans le déplacement angulaire du bras. Advantageously, the correction means constitute a mechanical reduction chain made from elements without play, so as to avoid any threshold of displacement and possible bump during a change of direction in the angular displacement of the arm.
En variante, la caméra peut être fixée par l'intermédiaire d'une tête de positionnement de caméra, permettant d'orienter celle-ci en conservant des 15 références horizontales et verticales fiables. Alternatively, the camera may be attached via a camera positioning head, to orient the camera while maintaining reliable horizontal and vertical references.
En variante, le dispositif peut également être utilisé non plus porté par un opérateur, mais fixé par un point du bras, par une liaison articulé, à un dispositif mécanique. Alternatively, the device can also be used no longer carried by an operator, but fixed by a point of the arm, by an articulated connection, to a mechanical device.
La figure 5 représente un second mode de réalisation du dispositif 20 selon l'invention. FIG. 5 represents a second embodiment of the device 20 according to the invention.
Sur cette figure, les mêmes éléments portent les mêmes références que dans le premier mode de réalisation. In this figure, the same elements bear the same references as in the first embodiment.
Le dispositif 2 comporte de nouveau un arbre 3 et une première et une seconde plateformes 4 et 6. The device 2 again comprises a shaft 3 and a first and a second platform 4 and 6.
Toutefois, dans ce mode de réalisation, le dispositif 2 comporte des premiers moyens 28 de détection de l'inclinaison de la première plateforme 4 et des seconds moyens 29 de détection de l'inclinaison de la seconde plateforme 6, les premiers moyens de détection 28 étant associés à des premiers moyens de correction 30 de l'inclinaison du second support et les seconds moyens de détection étant associés à des seconds moyens de correction 32 de l'inclinaison du second support. However, in this embodiment, the device 2 comprises first means 28 for detecting the inclination of the first platform 4 and second means 29 for detecting the inclination of the second platform 6, the first detection means 28. being associated with first means for correcting the inclination of the second support and the second detection means being associated with second correction means 32 of the inclination of the second support.
Les premiers et seconds moyens de détections 18 et 29, comportent sont respectivement constitués de la même façon que dans le premier mode de réalisation, par un gyrornètre 9 et un inclinomètre 10. The first and second detecting means 18 and 29 comprise respectively constituted in the same way as in the first embodiment, by a gyroscope 9 and an inclinometer 10.
Les premiers et seconds moyens de correction 30; 32 comportent respectivement des éléments similaires à ceux décrits dans le premier mode de réalisation, en particulier des moyens de contrôle 13 et un moteur 14. First and second correction means 30; 32 respectively comprise elements similar to those described in the first embodiment, in particular control means 13 and a motor 14.
Les deux moteurs 14 sont reliés à respectivement à un premier et un second arbre de renvoi court distincts 33 et 34 par le pignon 26 d'arbre moteur avec lequel coopère un pignon solidaire de l'arbre de renvoi concerné 30 ou 32. The two motors 14 are connected respectively to a first and a second short short return shaft 33 and 34 by the pinion 26 of the motor shaft with which cooperates a pinion integral with the relevant return shaft 30 or 32.
Le premier arbre de renvoi 33 comporte le premier pignon d'extrémité 18 d'arbre, Le second arbre de renvoi 34 comporte le second pignon d'extrémité d'arbre, ces pignons et les éléments de renvoi suivants jusqu'aux plateformes 4 et 6 étant identiques au premier mode de réalisation. The first countershaft 33 includes the first shaft end gear 18, the second countershaft 34 includes the second shaft end gear, these pinions and the following deflection members to the platforms 4 and 6. being identical to the first embodiment.
Les dispositions du second mode de réalisation permettent d'éviter l'utilisation de moyens de renvoi d'effort commun aux deux plateformes. Ainsi la partie centrale ne comprend pas d'arbre ou autre moyen de renvoi. The provisions of the second embodiment make it possible to avoid the use of common force return means on both platforms. Thus the central portion does not include a shaft or other means of return.
En outre, ces dispositions permettent une correction précise individuelle de l'horizontalité de chacune des deux plateformes. In addition, these provisions allow a precise individual correction of the horizontality of each of the two platforms.
Comme il va se soi, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation préférentielles décrites ci-dessus, à titre d'exemples non limitatif; elle en embrasse au contraire toutes les variantes dans le cadre des As is self-evident, the invention is not limited to the preferred embodiments described above, by way of non-limiting examples; on the contrary, it embraces all variants within the framework of
revendications ci-après.claims below.
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2004
- 2004-11-15 FR FR0412094A patent/FR2878016B1/en not_active Expired - Fee Related
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| FR2878016B1 (en) | 2007-02-09 |
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