JP2001041395A - ペイロードの被安定化プラットホーム装置 - Google Patents

ペイロードの被安定化プラットホーム装置

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JP2001041395A JP2000175754A JP2000175754A JP2001041395A JP 2001041395 A JP2001041395 A JP 2001041395A JP 2000175754 A JP2000175754 A JP 2000175754A JP 2000175754 A JP2000175754 A JP 2000175754A JP 2001041395 A JP2001041395 A JP 2001041395A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペイロードを支持構造体の各運動から隔
離する被安定化プラットホーム装置を提供する。 【解決手段】 被安定化プラットホーム装置は、支持構
造体に固定自在になっているベース集成体と、ベース集
成体に担持されかつ２つ以上の異なる軸線を中心にベー
ス集成体に対して角運動を行うように取着されたペイロ
ード安定化集成体とを備えている。軸線の少なくとも１
つは、軸線の他の１つに対して非直角をなすとともに、
ベース集成体に対して制限された角運動を行うように取
着され、軸線は共通のポイントにおいて遭遇する延長部
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペイロード(paylo
ad)を支持構造体の角運動から隔離する被安定化プラッ
トホームシステム即ち装置(stabilized platform syste
m)に関する。
【０００２】
【従来の技術】映画用カメラ及びビデオカメラのような
画像形成装置は、所望の視点を得るために、不安定な構
造体に一層頻繁に取着されるようになってきているの
で、像安定化装置の必要性がより高まっている。今日使
用されている焦点長さの大きいビデオレンズを用いた場
合には、スタジオのコンクリートの床に置いた三脚台で
あっても、望ましくない動きを伝えて、撮影即ちショッ
トを台無しにする可能性がある。足場、クレーン及び移
動車両はいずれも、有意のレベルの動きを伝えるので、
焦点長さの大きい画像装置の使用が制限されてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる問題は、１９７
２年２月１日付けで付与されたリービット(Leavitt)等
の米国特許第３，６３８，５０２号及び１９９１年２月
５日付けで付与されたグッドマンの米国特許第４，９８
９，４６６号に記載されているような被安定化プラット
ホームシステム即ち装置を使用することにより解消する
ことができる。しかしながら、これらの特許に記載され
ているプラットホーム装置は、例えば、複雑であり、サ
イズが大きく、しかも重量があるといったような多くの
欠点をもっている。
【０００４】１９９９年４月２７日に付与されたトリッ
チュー(Tritchew)等の米国特許第５，８９７，２２３号
には、支持構造体の角運動及び並進振動からペイロード
を隔離する改良された被安定化プラットホームが記載さ
れている。本明細書においては、この米国特許を引用し
てその説明に代える。このプラットホーム装置は、ペイ
ロードを担持する内側ジンバルと、ピッチ軸、ロール軸
及びヨー軸を中心とする限定された量の角運動を内側ジ
ンバルが行うことができるように内側ジンバルを担持す
るばね付勢されたシェル(sprung shell)と、ばね付勢さ
れたシェル及び内側ジンバルを含む外側ジンバルと、ば
ね付勢シェルと外側ジンバルとの間に連結されるととも
に、ばね付勢シェルの両側に対称に配列された２つの減
衰コイルばねが配置されている受動振動アイソレータと
を有している。内側ジンバルと外側ジンバルとの間で測
定される角度位置は、エラー信号として使用されて、外
側ジンバルを内側ジンバルに追従するように駆動するこ
とにより、大きな範囲のステアリング動作を許容するよ
うになっている。
【０００５】このように構成された、トリッチューの特
許、即ち、米国特許第５，８９７，２２３号に記載のプ
ラットホーム装置は、上記したリービット等の特許及び
グッドマンの特許を改良するものであるが、ユニバーサ
ルジョイントと支持構造体が、依然として、内側ジンバ
ルの中央領域を占有している。大型のビデオカメラ及び
フィルムカメラのような単一のセンサを使用する場合に
は、トリッチューの特許のプラットホーム装置では、大
型の釣合重りを使用することにより、センサを中央のピ
ボットを中心として釣り合わせる必要がある。従って、
このようなセンサに対するかかるプラットホームのサイ
ズと重量は、有意のものとなる。
【０００６】中央領域を開放する従来のジンバル方法
は、支持軸を介して互いに直交して連結されるととも
に、ペイロードの周囲に配置された大型のジンバルリン
グを使用する必要がある。かかる大型のリングは、構造
的な共振及び慣性作用により装置の性能を制限するもの
となる。
【０００７】このような先行技術のプラットホーム装置
が遭遇する別の問題点として、映画及び放送産業におい
て現在使用されている標準的なフィルムまたはビデオの
カメラパッケージにかかる装置を適用することが困難で
あるということがある。これに代えて、特注のカメラパ
ッケージが、ジンバル装置に関して操作することができ
るように設計されている。ある程度の互換性がこれらの
装置に組み込まれているが、このカメラパッケージは、
注文設計の特性を依然として有するものとなっている。
【０００８】標準的なカメラパッケージを利用すること
ができるように、数多くの非安定化カメラステアリング
ヘッドが開発されている。かかるステアリングヘッド
は、カメラの望ましくない動きに寄与する低周波の構造
的な共振を起こしやすい大きな開放構造体を備える傾向
にある。このようなステアリングヘッドを安定化させる
ために、幾つかの試みがなされている。しかしながら、
これらの大型の開放構造体のトルクは、得られる装置の
帯域幅を著しく制限するものとなる。
【０００９】本発明の目的は、先行技術の上記した課題
を少なくとも実質上解決することができる被安定化プラ
ットホーム装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ペイロ
ードを支持構造体の角運動(angular motion)から隔離す
る被安定化プラットホーム装置が提供されている。この
被安定化プラットホーム装置は、支持構造体に固定自在
になっているベース集成体と、ベース集成体に担持され
かつ２つ以上の異なる軸線を中心にベース集成体に対し
て角運動を行うように取着されたペイロード安定化集成
体(payload stabilizing assembly)とを備えている。軸
線の少なくとも１つは、軸線の他の１つに対して非直角
をなすとともに、ベース集成体に対して制限された角運
動を行うように取着されている。軸線は、共通のポイン
ト(common point)において遭遇する延長部を有してお
り、共通のポイントは、ペイロードの周辺部内にあるの
が好ましい。
【００１１】ペイロード安定化集成体は、前記３つの軸
線のうちの第１の軸線を中心としてベース集成体に対し
て制限された角運動を行うようにベース集成体に１端が
回動自在に取着された第１の角度調整アーム(angular a
djustment arm)と、前記３つの軸線のうちの第２の軸線
を中心として第１の角度調整アームに対して制限された
角運動を行うように第１の角度調整アームの別の端部に
１端が回動自在に取着された第２の角度調整アームと、
前記３つの軸線のうちの第３の軸線を中心として第２の
角度調整アームに対して制限された角運動を行うように
第２の角度調整アームの別の端部に回動自在に取着され
たペイロードキャリヤとを備えることができる。
【００１２】プラットホーム装置はまた、少なくとも３
つの磁気トルクモータのアレイを備えることができ、各
モータはベース集成体により担持される電気励磁(elect
rically energizable)コイル部及びペイロード安定化集
成体により担持される磁気構造部を有し、各磁気トルク
モータはペイロード安定化集成体を位置決めする力が印
加される能動軸(active axis)を有するとともに、他の
２つの軸を中心とする運動の自由度を有しており、プラ
ットホーム装置は更に、いずれかの回転軸を中心として
制御されたモーメントをペイロード安定化集成体に印加
するようにモータの励磁を制御するコントローラを備え
ることができる。
【００１３】被安定化プラットホーム装置は、第１の部
分がベース集成体に担持され、第２の部分がペイロード
安定化集成体により担持されるとともに、エアギャップ
が前記第１の部分と第２の部分との間に画成された少な
くとも１つの容量角度センサ(capacitive angle senso
r)を備えることができ、前記容量角度センサは、第１の
部分と第２の部分との相対的な動きに応答することによ
りベース集成体に対するペイロード安定化集成体の角度
位置を示す信号を提供するように構成することができ
る。
【００１４】ペイロード安定化集成体は、所定の軸線を
中心とするペイロード安定化集成体の角運動の信号を提
供するように動作する少なくとも１つの角速度センサを
担持することができる。
【００１５】角速度センサは、繊維光学ジャイロとする
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、添付図面に示す
実施の形態に関して説明する。
【００１７】図１について説明すると、カメラのブーム
のような支持構造体（図示せず）に固着することができ
る、ベース集成体の形態をなした外側ジンバルと、ペイ
ロード安定化集成体の形態をなす内側ジンバルと、２個
構成のケーシング１６とを有する被安定化プラットホー
ム装置が示されている。
【００１８】ベース集成体１２は、支持構造体に対して
ボルト（図示せず）により固定することができる８角形
のベース部材１８を有している。ベース部材１８は、周
辺に略等間隔で離隔配置され、かつ、上方及び外方へ斜
めに延びるように配置された４つのトルクモータの電気
励磁コイル部２０を担持している。この種のトルクモー
タは、上記した米国特許第５，８９７，２２３号におい
て、より詳細に説明されている。ベース部材１８はま
た、隣接した対をなすモータコイル部２０間に配置さ
れ、かつ、ベース部材１８の周辺部から上方及び外方へ
斜めに延びる１対の容量角度センサの、直径方向に対向
する容量センサアレイ２２を担持している。この種の容
量角度センサもまた、米国特許第５，８９７，２２３号
において説明されている。
【００１９】ベース部材１８の中央部には、以下におい
て一層詳細に説明するように、ペイロード安定化集成体
１４の動きを制限する円形のストップ部２４が設けられ
ている。ベース部材１８はまた、ベース部材１８の周辺
部から上方及び外方へ延びるとともに、隣接した対をな
すモータコイル部２０間に配置されている、ペイロード
安定化集成体１４の取り付けアーム２６を担持してお
り、容量センサアレイ２２を挟持する１対のモータコイ
ル部２０が取り付けアーム２６のそれぞれの側に配置さ
れるようになっている。
【００２０】次に、図２及び３について説明すると、ペ
イロード安定化集成体１４は、ベース集成体１２の取り
付けアーム２６にボルト（図示せず）により固定するこ
とができる取り付けアーム２８を有している。参照番号
３０で示されている第１の角度調整アームが配設されて
おり、この調整アーム３０は、一端が、以下においてよ
り詳細に説明するように上方及び内方へ傾斜して画定さ
れている軸線Ａを中心として取り付けアーム２８に対し
て制限された量の角運動を行うことができるように、取
り付けアーム２８にベアリング３２により回動自在に取
着されている。第２の角度調整アーム３４が配設されて
おり、この第２の角度調整調整アーム３４は、一端が、
以下において一層詳細に説明するように、上方及び内方
へ傾斜して画定された軸線Ｂを中心として第１の調整ア
ーム３０に対して制限された量の角運動を行うことがで
きるように、第１の調整アーム３０の他端にベアリング
３６により回動自在に取着されている。
【００２１】ペイロードキャリヤ４０が、垂直軸線Ｃを
中心として、第２の調整アーム３４に対して制限された
量の角運動を行うことができるように、第２の調整アー
ム３４の他端にベアリング４２により回動自在に取着さ
れている。軸線Ａ、Ｂ及びＣは、延長すると、ペイロー
ド安定化集成体から上方へ幾分離れた距離のところにあ
り、かつ、ペイロードが取着されたときに、ペイロード
（図示せず）の周辺部内にあるポイントＤにおいて遭遇
する。図１に示すように、安定化集成体１４の直交する
ロール(role)軸ｘ、ピッチ(pitch)軸ｙ及びヨー(yaw)軸
ｚは、軸線Ａ、Ｂ及びＣが遭遇するポイントＤにおいて
遭遇するとともに、該ポイントを通過するように画定さ
れている。
【００２２】図１及び２について再度説明すると、取り
付けプレート４４が、ペイロードキャリヤ４０の底部に
適宜の態様で固定されており、取り付けプレート４４
は、ベース集成体１２に配設された構成部材と連係する
モータ及びセンサ素子を担持している。かくして、取り
付けプレート４４は、周辺部に略等間隔で離隔配置さ
れ、かつ、ベース集成体１２に取着された電気励磁コイ
ル部２０と協働するように角度をなして配置された４つ
のトルクモータの磁気構造体部４６を担持している。同
様に、取り付けプレート４４もまた、隣接した対をなす
磁気構造体部４６間に配置され、かつ、ベース集成体４
８の容量センサアレイ２２と協働するように角度をなし
て配置されている２つの容量角度センサの容量励磁プレ
ート４８を担持している。ペイロードキャリヤ４０はま
た、繊維光学ジャイロ（ＦＯＧ）５０のような角速度セ
ンサ(angular rate sensor)を担持している。この角速
度センサは、米国特許第５，８９７，２２３号に記載さ
れているのと同じ態様で使用することができる。
【００２３】安定化集成体１４はまた、ペイロードキャ
リヤ４０の頂部にボルト（図示せず）により固定された
ペイロードインターフェースプレート５２を有してい
る。環状構造部材５４が、安定化集成体１４の取り付け
アーム２８の頂部と、ベース部材１８に配置されかつモ
ータコイル部３０及び容量センサアレイ２２が取着され
た取り付けプレート２１、２３の上端部と、更には取り
付けアーム２６の上端部とにボルト（図示せず）により
固定されている。
【００２４】図４には、調整アームベアリング３２、３
６及び４２の構造が示されている。各ベアリングは、ベ
アリングシャフト６０と、２つのベアリング部材６２
と、下端部に配設されたベアリングキャップ６４と、上
端部に配設された保持リング６６と、シャフト保持ピン
６８とを有している。
【００２５】図５には、磁気トルクモータの１つがより
詳細に示されている。即ち、図５には、ベース集成体１
２により担持された電気励磁コイル部２０と、安定化集
成体１４により担持されている磁気構造体部４６とが示
されている。かかる構成は、米国特許第５，８９７，２
２３号において、一層詳細に説明されている。
【００２６】図６には、４つの磁気トルクモータ２０、
４６及び２つの容量角度センサ２２、４８と、図１及び
３に示すピボット軸Ａ、Ｂ及びＣの集束点Ｄに対するこ
れらの部材の関係が、平面図として示されている。
【００２７】図７は、同じ構成部材に関する図１乃至３
と同様の斜視図である。
【００２８】図８は、本発明の上記した実施の形態の制
御装置のブロック図である。制御装置は、１つのマイク
ロプロセッサを基本としており、米国特許第５，８９
７，２２３号に記載の制御装置と略同様に構成されてい
る。
【００２９】このマイクロプロセッサの主たる制御アル
ゴリズムが、この図において別個のブロックとして示さ
れている。ペイロードキャリヤ４０に取着された角速度
センサ（即ちＦＯＧ）アレイ５０は、慣性座標(inertia
l coordinate)に対するキャリヤ４０の回転速度を検出
する。外部ステアリング指令７０がない（即ち零の要求
速度(demanded rate)の）場合には、プロセッサの内側
ジンバル制御アルゴリズムは計算を行い、トルクモータ
アレイ２０が負のフィードバックの主体(principal)を
使用して内側ジンバルに小さな補正モーメントを印加す
ることにより、空間におけるペイロード安定化集成体の
角度配向を保持する。容量角度センサ２２は、３つの直
交軸線を中心とするベース集成体１２とペイロード安定
化集成体１４との間の角度変位を感知する。
【００３０】プロセッサの外側ジンバル制御アルゴリズ
ムは、３つの角度変位を、外部の追従装置の軸線即ちサ
ーボ軸線と整合された成分に分析する。次に、これらの
変位を利用して、ステアリング指令をつくって追従ステ
アリング装置を駆動することにより、容量センサ２２の
３つの角度変位のそれぞれを無効にし、即ち、これらの
センサを連続して中心に配置し、追従ステアリング装置
がペイロード安定化集成体１４の配向に従うようにさせ
る。追従ステアリング装置からの位置フィードバック
は、かかる情報が利用されるときに、外側ジンバル制御
アルゴリズムの一部として使用することができる。
【００３１】外部ステアリング信号７０があるときに
は、これらの信号は、容量角度センサアレイにより支持
される角度と、（利用することができる場合には）追従
ステアリング装置からフィードバックされる位置とを使
用して、角速度感知軸線Ｘ、Ｙ及びＺ軸と整合された３
つの角速度ベクトル成分に分析され、ペイロード安定化
集成体１４の現在の配向位置を定める。３つの負のフィ
ードバック制御ループは、次に、ペイロード安定化集成
体１４を駆動し、外部速度ステアリング信号に追従す
る。外側ジンバル制御アルゴリズムにより、追従ステア
リング装置は、動いているペイロード安定化集成体１４
に上記したように追従する。
【００３２】ペイロード安定化集成体１４の配向が、空
間において固定保持されている場合には、アース(eart
h)は１時間あたり１５度の速度で回転し、カメラの地平
線の画像を、この速度のある成分で見かけ上回転させ
る。ペイロード安定化集成体１４に取着されているピッ
チ及びロール傾斜計(inclinometer)を使用して自動速度
ステアリング信号を発生させ、カメラの画像のレベルを
水平に保持することができる。
【００３３】別のステアリングモード（追従モード）
が、容量センサ２２により測定されたこの３つの角度変
位を使用して３つのステアリング指令７０を発生させ、
容量センサ２２のこれらの変位のそれぞれを無効にし、
即ち、これらのセンサを連続的に中心におくことによ
り、ペイロード安定化集成体１４を支持構造体の配向に
従わせることができる。かかるモードにおいては、被安
定化プラットホームは、ペイロードと支持構造体との間
で低域フィルタとして作用する。このようなステアリン
グモードは、三脚台及び手動ステアリングヘッドととも
に使用することができる。
【００３４】２つの回転軸線だけとするように１つの調
整アームを省略することができる。あるいは、更なる調
整アームを設けて回転軸線を４つにすることができる。
【００３５】当業者にとって、本発明の別の実施の形態
は明らかである。本発明の範囲は、特許請求の範囲に定
められる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の被安定化プラットホーム装置
は、以上のように構成されているので、従来技術が有す
る課題を実質上解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】被安定化プラットホーム装置の分解斜視図であ
る。
【図２】本発明の一の実施例に係る被安定化プラットホ
ーム装置の斜視図であり、幾つかの部材を省略して他の
部材を一層明瞭に示している。
【図３】図１及び２に示すプラットホームに組み込まれ
ているユニバーサルジョイント構造体の斜視図である。
【図４】図３に示すユニバーサルジョイント構造体の分
解斜視図である。
【図５】プラットホーム装置に組み込まれている磁気ト
ルクモータの１つを示す斜視図である。
【図６】プラットホーム装置に組み込まれているトルク
モータと容量センサアレイを示す図である。
【図７】図６に示すトルクモータ及び容量角度センサア
レイを示す斜視図である。
【図８】プラットホーム装置の制御装置を示すブロック
図である。
【符号の説明】
１２ ベース集成体 １４ ペイロード安定化集成体 １６ ２個構成のケーシング １８ ベース部材 ２０ 電気励磁コイル部 ２２ 容量センサアレイ ２４ ストップ部 ２６ 取り付けアーム ２８ 取り付けアーム ３０ 角度調整アーム ３２ ベアリング ３４ 角度調整アーム ３６ ステアリング ４０ ペイロードキャリヤ ４２ ベアリング ４４ 取り付けプレート ４６ 磁気構造体部 ４８ ベース集成体 ５２ ペイロードインターフェースプレート ５４ 構造部材 ６０ ベアリングシャフト ６２ ベアリング部材 ６４ ベアリングキャップ ６６ ベアリングリング ６８ シャフト保持ピン ７０ 外部ステアリング指令 Ａ 軸線 Ｂ 軸線 Ｃ 軸線 Ｄ ポイント ｘ ロール軸 ｙ ピッチ軸 ｚ ヨー軸

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ペイロードを支持構造体の角運動から隔離
    する被安定化プラットホーム装置であって、 支持構造体に固定自在になっているベース集成体と、 ベース集成体に担持され、かつ、２つ以上の異なる軸線
    を中心にベース集成体に対して角運動を行うように取着
    されたペイロード安定化集成体とを備え、 軸線の少なくとも１つは軸線の他の１つに対して非直角
    をなすとともに、ベース集成体に対して制限された角運
    動を行うように取着され、 前記軸線は共通のポイントにおいて遭遇する延長部を有
    することを特徴とする被安定化プラットホーム装置。
  2. 【請求項２】前記共通のポイントは前記ペイロードの周
    辺部内にあることを特徴とする請求項１に記載の被安定
    化プラットホーム装置。
  3. 【請求項３】ペイロード安定化集成体は、 前記３つの軸線のうちの第１の軸線を中心としてベース
    集成体に対して制限された角運動を行うようにベース集
    成体に１端が回動自在に取着された第１の角度調整アー
    ムと、 前記３つの軸線のうちの第２の軸線を中心として第１の
    角度調整アームに対して制限された角運動を行うように
    第１の角度調整アームの別の端部に１端が回動自在に取
    着された第２の角度調整アームと、 前記３つの軸線のうちの第３の軸線を中心として第２の
    角度調整アームに対して制限された角運動を行うように
    第２の角度調整アームの別の端部に回動自在に取着され
    たペイロードキャリヤとを備えることを特徴とする請求
    項１に記載の被安定化プラットホーム装置。
  4. 【請求項４】少なくとも３つの磁気トルクモータのアレ
    イを備え、各モータはベース集成体により担持される電
    気励磁コイル部及びペイロード安定化集成体により担持
    される磁気構造部を有し、各磁気トルクモータはペイロ
    ード安定化集成体を位置決めする力が印加される能動軸
    を有するとともに他の２つの軸線を中心とする運動の自
    由度を有しており、更にいずれかの回転軸を中心として
    制御されたモーメントをペイロード安定化集成体に印加
    するようにモータの励磁を制御するコントローラを備え
    ることを特徴とする請求項１に記載の被安定化プラット
    ホーム装置。
  5. 【請求項５】第１の部分がベース集成体に担持され、か
    つ、第２の部分がペイロード安定化集成体により担持さ
    れるとともに、エアギャップが前記第１の部分と第２の
    部分との間に画成されている少なくとも１つの容量角度
    センサを備えており、前記容量角度センサは前記第１の
    部分と前記第２の部分との相対的な動きに応答すること
    によりベース集成体に対するペイロード安定化集成体の
    角度位置を示す信号を提供することを特徴とする請求項
    １に記載の被安定化プラットホーム装置。
  6. 【請求項６】ペイロード安定化集成体は、所定の軸を中
    心とするペイロード安定化集成体の角運動の信号を提供
    するように動作する少なくとも１つの角速度センサを担
    持することを特徴とする請求項１に記載の被安定化プラ
    ットホーム装置。
  7. 【請求項７】角速度センサは繊維光学ジャイロであるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の被安定化プラットホー
    ム装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102420975A (zh) * 2011-11-01 2012-04-18 上海海事大学 海难搜救系统抗摇装置及其方法
JP2017508109A (ja) * 2013-12-24 2017-03-23 ピーブイ ラボズ インク．Ｐｖ Ｌａｂｓ Ｉｎｃ． プラットフォーム安定化システム
JP2017533133A (ja) * 2015-09-11 2017-11-09 エスゼット ディージェイアイ オスモ テクノロジー カンパニー リミテッドＳＺ ＤＪＩ Ｏｓｍｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 支持機構

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1191861A4 (en) * 1999-05-28 2006-12-06 David E Grober AUTONOMOUS, SELF-LEVELING AND SELF-CORRECTIVE STABILIZING PLATFORM
US6718130B2 (en) * 1999-05-28 2004-04-06 David E. Grober Stabilized camera and marker buoy for media coverage of aquatic events
US6547205B2 (en) * 2001-04-27 2003-04-15 Engineered Support Systems, Inc. Isolation platform assembly for supporting an instrumentation payload
US6663298B2 (en) 2002-02-07 2003-12-16 Todd Gregory Haney Hand held counter balance and shock absorber camera mount
US6849980B1 (en) * 2003-02-21 2005-02-01 Che Ram Souza Voigt Cross plane wide-gap motor system for gimbal
US20060021498A1 (en) * 2003-12-17 2006-02-02 Stanley Moroz Optical muzzle blast detection and counterfire targeting system and method
US7710460B2 (en) * 2004-07-21 2010-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of compensating for an effect of temperature on a control system
US20060018644A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Stavely Donald J Apparatus and method for heat sinking a sensor
US7679647B2 (en) * 2004-07-21 2010-03-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Flexible suspension for image stabilization
US8179078B2 (en) * 2005-04-27 2012-05-15 Sidman Adam D Handheld or vehicle-mounted platform stabilization system
US7642741B2 (en) * 2005-04-27 2010-01-05 Sidman Adam D Handheld platform stabilization system employing distributed rotation sensors
US7513516B2 (en) * 2005-08-23 2009-04-07 Jri Development Group, Llc Shock isolation cradle
GB0810427D0 (en) * 2008-06-07 2008-07-09 El Electronic Ideas Ltd Levelling apparatus
KR101567107B1 (ko) * 2008-07-24 2015-11-06 파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카 카메라 구동 장치
US8540438B1 (en) 2011-03-24 2013-09-24 CamMate Systems. Inc. Systems and methods for positioning a camera crane
US8333520B1 (en) 2011-03-24 2012-12-18 CamMate Systems, Inc. Systems and methods for detecting an imbalance of a camera crane
US8552350B2 (en) * 2012-01-15 2013-10-08 Raytheon Company Mitigation of drift effects in secondary inertial measurements of an isolated detector assembly
CA2838861A1 (en) * 2013-02-12 2014-08-12 Panasonic Avionics Corporation Optimization of low profile antenna(s) for equatorial operation
DE102013015610A1 (de) * 2013-09-19 2015-03-19 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium der Verteidigung, vertreten durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Aktor für Schwingungsentkopplung
US9561870B2 (en) * 2013-12-10 2017-02-07 SZ DJI Technology Co., Ltd. Carrier having non-orthogonal axes
JP6142349B2 (ja) * 2014-04-04 2017-06-07 エスゼット ディージェイアイ オスモ テクノロジー カンパニー リミテッドＳＺ ＤＪＩ Ｏｓｍｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 雲台駆動装置及びこの駆動装置を用いた雲台組立体
CN104406587B (zh) * 2014-11-06 2017-09-05 北京航空航天大学 一种保护式稳定平台框架限位装置
EP3317576B1 (en) * 2015-07-02 2020-09-02 SZ DJI Osmo Technology Co., Ltd. Gimbal for image capturing
CN106909155B (zh) * 2017-03-28 2019-07-30 北京京东尚科信息技术有限公司 自动引导运输车控制方法、装置和自动引导运输车
RU2723195C1 (ru) * 2020-02-17 2020-06-09 Антон Янович Радзевич Устройство стабилизации видеооборудования
US20220002128A1 (en) * 2020-04-09 2022-01-06 Chapman/Leonard Studio Equipment, Inc. Telescoping electric camera crane
US11319985B2 (en) 2020-08-03 2022-05-03 Raytheon Company Isolation joint with spherical bearing and integral angle measurement

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3599495A (en) * 1968-09-26 1971-08-17 Ferranti Ltd Systems for gyroscopically stabilizing and controlling equipment mounted on vehicles
US4197548A (en) * 1976-06-01 1980-04-08 B. E. Industries, Inc. Antenna stabilization system
US4498038A (en) * 1983-02-15 1985-02-05 Malueg Richard M Stabilization system for soft-mounted platform
JPH02205494A (ja) * 1989-02-03 1990-08-15 Hitachi Ltd マニピュレータ画像追従方法及び装置並びに該装置を備えたマニピュレータ装置
JPH0678182A (ja) * 1992-08-26 1994-03-18 Japan Aviation Electron Ind Ltd 安定化雲台サーボループ回路
JPH0965057A (ja) * 1995-06-14 1997-03-07 Canon Inc 画像入力装置
US5897223A (en) * 1997-11-17 1999-04-27 Wescam Inc. Stabilized platform system for camera

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB723951A (en) * 1952-10-21 1955-02-16 Ferranti Ltd Improvements relating to stabilizing equipment
GB2173347A (en) * 1985-02-15 1986-10-08 Techwest A Division Of Fleet A Stabilized mount for a platform
US4919382A (en) * 1988-09-14 1990-04-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-post yoke gimbal
US5638303A (en) * 1995-06-28 1997-06-10 Mcdonnell Douglas Corporation Non-contacting isolated stabilized microgravity platform system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3599495A (en) * 1968-09-26 1971-08-17 Ferranti Ltd Systems for gyroscopically stabilizing and controlling equipment mounted on vehicles
US4197548A (en) * 1976-06-01 1980-04-08 B. E. Industries, Inc. Antenna stabilization system
US4498038A (en) * 1983-02-15 1985-02-05 Malueg Richard M Stabilization system for soft-mounted platform
JPH02205494A (ja) * 1989-02-03 1990-08-15 Hitachi Ltd マニピュレータ画像追従方法及び装置並びに該装置を備えたマニピュレータ装置
JPH0678182A (ja) * 1992-08-26 1994-03-18 Japan Aviation Electron Ind Ltd 安定化雲台サーボループ回路
JPH0965057A (ja) * 1995-06-14 1997-03-07 Canon Inc 画像入力装置
US5897223A (en) * 1997-11-17 1999-04-27 Wescam Inc. Stabilized platform system for camera
JPH11223528A (ja) * 1997-11-17 1999-08-17 Wescam Inc 安定化支持台装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102420975A (zh) * 2011-11-01 2012-04-18 上海海事大学 海难搜救系统抗摇装置及其方法
JP2017508109A (ja) * 2013-12-24 2017-03-23 ピーブイ ラボズ インク．Ｐｖ Ｌａｂｓ Ｉｎｃ． プラットフォーム安定化システム
JP2017533133A (ja) * 2015-09-11 2017-11-09 エスゼット ディージェイアイ オスモ テクノロジー カンパニー リミテッドＳＺ ＤＪＩ Ｏｓｍｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 支持機構
US10766635B2 (en) 2015-09-11 2020-09-08 Sz Dji Osmo Technology Co., Ltd. Stabilizing platform

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