JP5127202B2 - Pan head device - Google Patents
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Description
本発明は、チルト駆動部を有し、被駆動体を所望の角度位置に移動させる雲台装置に関するものである。 The present invention relates to a pan / tilt head device that has a tilt driving unit and moves a driven body to a desired angular position.
従来から、雲台装置のチルト軸に搭載される取付部材とカメラ装置等の被駆動体とを合わせた重心のチルト軸の回転中心に対し、重心位置を調整することが行われている。この場合に、内蔵モータによりチルト軸を駆動させたときの動作を確認し、動作が望ましくない場合は調整を繰り返すような方法で調整を行っている。 Conventionally, the position of the center of gravity has been adjusted with respect to the center of rotation of the tilt axis of the center of gravity of the mounting member mounted on the tilt axis of the pan head device and the driven body such as a camera device. In this case, the operation when the tilt axis is driven by the built-in motor is confirmed, and if the operation is not desirable, the adjustment is performed by repeating the adjustment.
特許文献1の第1、第2の実施例及び特許文献2では、ひずみセンサや圧電素子からの信号を処理して、チルト軸の回転中心に対する取付部材と被駆動体とを合わせた重心のずれの方向を表示装置に出力するようにしている。
In the first and second embodiments of
また、特許文献1の第3の実施例では、駆動モータである振動波モータへの周波数信号を操作して、モータの保持力を小さくすることにより、チルト軸が外力により自在に回転するようにしている。これにより、チルト軸と取付部材と被駆動体とを合わせた重心が、チルト軸の回転中心からずれている方向に、取付部材と被駆動体が基準方向から傾くことにより、重心のずれを検出するようにしている。
In the third embodiment of
上述の従来の重心位置調整方法では、雲台装置の動作をしながら調整を行うため、重心位置の調整が極めて困難で時間がかかっている。また、動作の確認のみで、重心位置を把握することはできない。 In the above-described conventional center-of-gravity position adjustment method, adjustment is performed while the pan head apparatus is operated, so that it is extremely difficult and time-consuming to adjust the position of the center of gravity. Further, the position of the center of gravity cannot be grasped only by confirming the operation.
特許文献1の第1、第2の実施例及び特許文献2では、ひずみセンサやセンサへの配線や信号処理回路や、表示装置のように雲台装置の機能に関係のない部品や回路が必要になるため、雲台装置の製造コストが高くなる。
The first and second embodiments of
また、特許文献1の第3の実施例では、雲台装置のチルト軸を駆動する駆動モータは、振動波モータであるという開示があるのみであり、他の種類のモータに関する開示はない。
In the third example of
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、簡素な構成で、正確な重心位置調整を可能にした雲台装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pan / tilt head apparatus that solves the above-described problems and enables accurate center-of-gravity position adjustment with a simple configuration.
上記目的を達成するための本願第1の発明に係る雲台装置の技術的特徴は、水平方向に配置するチルト軸をモータの駆動力により回転させる回転機構と、前記チルト軸に連結する中間部材と、前記中間部材に前記チルト軸に対して垂直な第1の方向に移動可能に取り付けられる前記第1の取付部材と、前記第1の取付部材に前記チルト軸と前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に移動可能に取り付けられる第2の取付部材と、を備え、前記第2の取付部材に固定された被駆動体を駆動する雲台装置であって、前記中間部材は、連結時に前記チルト軸に対して固定され、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在であって、前記中間部材は、前記第1および第2の取付部材を固定したままで前記チルト軸から着脱可能であることである。また、本願第2の発明に係る雲台装置の技術的特徴は、水平方向に配置するチルト軸をモータの駆動力により回転させる回転機構と、前記チルト軸に連結する中間部材と、前記中間部材に前記チルト軸に対して垂直な第1の方向に移動可能に取り付けられる取付部材と、前記取付部材に前記チルト軸と前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に移動可能に取り付けられる錘体と、を備え、前記取付部材に固定された被駆動体を駆動する雲台装置であって、前記中間部材は、連結時に前記チルト軸に対して固定され、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在であって、前記中間部材は、前記取付部材を固定したままで前記チルト軸から着脱可能であることである。 In order to achieve the above object, the technical features of the pan / tilt head device according to the first aspect of the present invention include a rotating mechanism for rotating a tilt shaft arranged in a horizontal direction by a driving force of a motor, and an intermediate member connected to the tilt shaft. The first mounting member attached to the intermediate member so as to be movable in a first direction perpendicular to the tilt axis, and the first mounting member to the tilt axis and the first direction. And a second mounting member movably mounted in a second direction perpendicular to the head, and a pan head device for driving a driven body fixed to the second mounting member, wherein the intermediate member is The intermediate member is fixed with respect to the tilt axis during connection and is rotatable with respect to the tilt axis when connection is released, and the intermediate member is fixed to the tilt axis while the first and second mounting members are fixed. It is detachable. A technical feature of the pan / tilt head device according to the second invention of the present application is that a rotation mechanism that rotates a tilt shaft arranged in a horizontal direction by a driving force of a motor, an intermediate member coupled to the tilt shaft, and the intermediate member A mounting member that is movably mounted in a first direction perpendicular to the tilt axis, and a mounting member that is movably mounted in the second direction perpendicular to the tilt shaft and the first direction. A pan head device for driving a driven body fixed to the mounting member, wherein the intermediate member is fixed to the tilt shaft when connected, and the tilt shaft is released when the connection is released The intermediate member is detachable from the tilt shaft while the attachment member is fixed.
本発明に係る雲台装置によれば、チルト軸の回転中心に対する取付部材と被駆動体とを合わせた重心の位置を、取付部材と被駆動体の傾き方により検出して調整することができる。また、重心位置を示すセンサや重心方向を示す表示装置を設けたり、駆動モータを振動波モータに限定したり、振動波モータを固有の状態にすることなく、簡素な構成で重心位置の把握が可能になり、チルト軸の回転中心と重心の位置関係を自在に設定できる。 With the pan / tilt head device according to the present invention, the position of the center of gravity of the mounting member and the driven body relative to the rotation center of the tilt axis can be detected and adjusted based on the inclination of the mounting member and the driven body. . In addition, the center of gravity position can be grasped with a simple configuration without providing a sensor indicating the position of the center of gravity and a display device indicating the direction of the center of gravity, limiting the drive motor to the vibration wave motor, or making the vibration wave motor unique. Therefore, the positional relationship between the rotation center of the tilt axis and the center of gravity can be freely set.
本発明の図示の実施例1、2および参考例に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the first and second embodiments and reference examples shown in the drawings .
(参考例)
図1は参考例の側面図、図2は正面図を示している。基体1には図示しない駆動モータが取り付けられ、駆動モータの駆動力は図示しない減速機構を介して水平のZ方向に配置した回転軸であるチルト軸2に伝達され、チルト軸2はベアリング3を介して回転自在とされている。チルト軸2の先端には調整軸2aが一体に設けられ、この調整軸2aには板体状の取付ベース4が係合され、取付ベース4は抜け止め2bを介して、連結時には例えば4本の固定ねじ5により固定されている。固定ねじ5を外して連結を解除すると、取付ベース4は調整軸2aの回りに回転自在となるようにされている。
( Reference example )
FIG. 1 is a side view of a reference example , and FIG. 2 is a front view. A driving motor (not shown) is attached to the
また、取付ベース4には複数本の固定ねじ6により取付台7が固定されている。取付台7には取付ベース4の面方向に平行な上下のY方向に調整溝7aが設けられており、調整溝7aによる移動範囲内で取付ベース4に対して、固定ねじ6を介して取付台7をY方向の任意の位置で固定可能とされている。
A
また、取付台7上には、カメラ装置などの被駆動体Cが載置され、固定ねじ8により固定されている。更に、取付台7には取付ベース4の面方向に対して平行な水平のX方向に調整溝7bが設けられており、調整溝7bの範囲内で取付台7に対して、固定ねじ8を介して被駆動体Cを任意のX方向の位置で固定可能とされている。
Further, a driven body C such as a camera device is placed on the
本参考例では、固定ねじ6、8により結合された取付ベース4、取付台7、被駆動体Cを回動体と呼び、この回動体の重心を合成重心Pとする。
In this reference example , the
本参考例におけるチルト軸2の回転中心回りの重心位置調整を行うには、初めに左右のX方向つまり調整溝7b方向の重心調整を行う。図3(a)は取付ベース4から固定ねじ5を外した状態を示している。これにより、取付ベース4は調整軸2aの回りのZ軸に対し回転自在であるため、(a)に示すように合成重心Pとチルト軸2の回転中心Oがずれていると、矢印m1に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。
In order to adjust the position of the center of gravity around the rotation center of the
この回転方向により、チルト軸2の回転中心Oからの合成重心Pのずれの方向が分かる。固定ねじ8を緩めて図3(b)の矢印に示すように、取付台7に対して被駆動体Cを左のX方向に移動し、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ8を締め付け、被駆動体Cを取付台7に固定する。この段階で、回転体の合成重心Pと回転中心Oの左右のX方向のずれがなくなり、合成重心PのX方向の位置が明らかになる。
From this rotation direction, the direction of deviation of the combined center of gravity P from the rotation center O of the
図4(a)は上下のY方向の重心調整を行うために、図3(b)の状態から回動体を調整軸2aを中心に反時計回りに約90度回転させた状態を示している。このように、取付ベース4を調整軸2aの回りに回転させ、回転体の合成重心Pと回転中心Oが(a)のようにずれていると、矢印m2に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。
FIG. 4A shows a state in which the rotating body is rotated about 90 degrees counterclockwise about the
この回転方向により、回転中心Oからの合成重心Pのずれの方向が分かる。図4(b)に示すように、今度は固定ねじ6を緩めて、取付ベース4に対して取付台7を左のX方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ6を締め付け、取付台7を取付ベース4に固定する。この段階で、合成重心Pとチルト軸2の回転中心Oの図1、図2における上下のY方向のずれがなくなり、回転体の合成重心Pと回転中心Oが一致したことが明らかになる。
From this rotation direction, the direction of deviation of the combined center of gravity P from the rotation center O is known. As shown in FIG. 4B, this time, the
図5はこのような過程を経て、回転体の合成重心Pと回転中心Oが一致し、固定ねじ5により取付ベース4をチルト軸2に固定した状態を示している。この状態では、回転中心Oと合成重心Pが一致しているため、駆動モータの負荷トルクが最小になる。
FIG. 5 shows a state where the combined center of gravity P and the rotation center O of the rotating body coincide with each other through the above process, and the
また、このときの回動体の質量を測定し、回転中心Oと合成重心Pのずれを所定量にすることにより、チルト軸2にかかる回転中心Oの回りのモーメントの大きさを設定することも可能である。更には、モーメントを常に一方向にかかるように設定することにより、図示しない減速機構のバックラッシュの影響を小さくすることが可能になる。
In addition, the mass of the rotating body at this time is measured, and the magnitude of the moment around the rotation center O applied to the
(実施例1)
図6は実施例1の側面図、図7は正面図を示し、参考例と同じ符号は同じ部材を示している。調整軸2aには中間部材11が回転自在に嵌合され、取付ベース4は中間部材11を介して調整軸2aに連結されている。
( Example 1 )
6 shows a side view of the first embodiment , FIG. 7 shows a front view, and the same reference numerals as in the reference example indicate the same members. An
中間部材11とチルト軸2は例えば2個の固定ねじ5により固定されており、取付ベース4は例えば4個の固定ねじ12により中間部材11に固定されている。固定ねじ5を外すと、中間部材11、取付ベース4はチルト軸2に対して調整軸2aの回りに回転自在となる。また、取付ベース4には水平のX方向に複数の調整溝4aが設けられていて、調整溝4aの移動範囲内で中間部材11に対して固定ねじ12を用いて取付ベース4を任意のX方向の位置で固定可能とされている。なお、本実施例1では参考例で設けた調整溝7bは設けられていない。
The
本実施例1では、固定ねじ6、8、12により結合された中間部材11、取付ベース4、取付台7、被駆動体Cを合わせて回動体と呼び、この回動体の重心を合成重心P’とする。
In the first embodiment , the
図8(a)は中間部材11をチルト軸2に固定する固定ねじ5を外した状態を示している。中間部材11は調整軸2aの回りに回転自在であるため、合成重心P’とチルト軸2の回転中心Oがずれていると、矢印m1に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。
FIG. 8A shows a state in which the fixing
この回転方向により、回転中心Oからの回動体の合成重心P’のずれの方向が分かる。図8(b)のように固定ねじ12を緩めて中間部材11に対し取付ベース4を左のX方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ12を締め付け、取付ベース4を中間部材11に固定する。この段階で、回動体の合成重心P’と回転中心Oの左右方向のずれがなくなり、合成重心P’の左右のX方向の位置が明らかになる。
From this rotation direction, the direction of deviation of the combined center of gravity P ′ of the rotating body from the rotation center O can be known. As shown in FIG. 8B, the fixing
図9(a)は上下方向の重心調整を行うために、図8(b)の状態から回動体を反時計方向に約90度回転させた状態を示している。中間部材11は調整軸2aの回りに回転自在であるため、合成重心P’と回転中心Oがずれていると、矢印m2に示すモーメントが働き回動体は時計回りに回転する。
FIG. 9A shows a state in which the rotating body is rotated about 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. 8B in order to adjust the center of gravity in the vertical direction. Since the
回転方向により、チルト軸2の回転中心Oからの合成重心Pのずれの方向が分かるため、図9(b)に示すように固定ねじ6を緩めて取付台7を左のX方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ6を締め付け、取付台7を取付ベース4に固定する。この段階で、回動体の合成重心P’と回転中心Oの図6、図7における上下のY方向のずれがなくなり、合成重心P’と回転中心Oが一致したことが明らかになる。
Since the direction of the deviation of the combined center of gravity P from the rotation center O of the
図10は合成重心P’と回転中心Oが一致し、固定ねじ5により中間部材11をチルト軸2に固定した状態を示している。
FIG. 10 shows a state in which the composite center of gravity P ′ and the rotation center O coincide with each other and the
また、雲台装置を運搬する際など、重心位置を調整した後に被駆動体Cを取り外す必要がある場合に、中間部材11を使用することにより、固定ねじ6、12が固定されたままになり、調整の再現性が確保されるため、再び重心位置調整を行う必要がなくなる。
Further, when it is necessary to remove the driven body C after adjusting the position of the center of gravity, such as when transporting the pan head device, the fixing
(実施例2)
図11は実施例2の側面図、図12は正面図を示し、参考例、実施例1と同一の符号は同一の部材を示している。調整軸2aには実施例1と同様に、中間部材11が回転自在に係合され、この中間部材11に参考例、実施例1の取付ベース4と取付台7を一体とした取付体21が固定ねじ22により固定されている。
( Example 2 )
11 shows a side view of the second embodiment , FIG. 12 shows a front view, and the same reference numerals as those in the reference example and the first embodiment denote the same members. Similarly to the first embodiment , an
取付体21には上下のY方向に調整溝21aが設けられており、固定ねじ22を緩めると、調整溝21aの範囲内で中間部材11に対して取付体21をY方向の任意の位置に移動可能とされている。
The
更に、取付体21の上部にはねじ孔21bが設けられ、調整ねじ23がねじ孔21bに螺合され、中間部材11と先端が当接した状態で調整ねじ23を回転させることにより、取付体21は上下のY方向に移動するようにされている。また、取付体21にはX方向に長い錘体24が固定ねじ25により固定されており、錘体24にはX方向に調整溝24aが設けられており、調整溝24aの範囲内で錘体24は取付体21に対してX方向の任意の位置で固定可能とされている。
Furthermore, a
本実施例2では、固定ねじ8、22、25により連結される中間部材11、取付体21、錘体24、被駆動体C及び調整ねじ23を合わせて回動体と呼び、この回動体の重心を合成重心P”とする。
In the second embodiment , the
図13(a)は中間部材11をチルト軸2に固定する固定ねじ5を外した状態を示している。中間部材11は調整軸2aの回りに回転自在であるため、合成重心P”とチルト軸2の回転中心Oがずれていると、矢印m1に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。
FIG. 13A shows a state in which the fixing
この回転方向により、回転中心Oからの合成重心P”のずれの方向が分かる。図13(b)に示すように固定ねじ25を緩めて錘体24を矢印で示す左のX方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ25を締め付け、錘体24を取付体21に固定する。この段階で、回動体の合成重心P”と回転中心Oの左右方向のずれがなくなり、合成重心P”の左右方向の位置が明らかになる。
From this rotation direction, the direction of deviation of the combined center of gravity P ″ from the rotation center O can be determined. As shown in FIG. 13B, the fixing
図14(a)は上下方向の重心調整を行うために、図13(b)の状態から回動体を反時計方向に約90度回転させた状態を示している。中間部材11は調整軸2aの回りに回転自在であるため、合成重心P”と回転中心Oがずれていると、矢印m2に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。
FIG. 14A shows a state in which the rotating body is rotated about 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. 13B in order to adjust the center of gravity in the vertical direction. Since the
この回転方向により回転中心Oからの合成重心P”のずれの方向が分かる。図14(b)に示すように固定ねじ22を緩めた状態で調整ねじ23を操作し、取付体21を左のX方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ22を締め付け、取付体21を中間部材11に固定する。この段階で、合成重心P”と回転中心Oの図11、図12における上下のY方向のずれがなくなり、合成重心P”と回転中心Oが一致したことが明らかになる。
The direction of deviation of the composite center of gravity P ″ from the rotation center O can be determined from this rotation direction. As shown in FIG. 14B, the
図15は合成重心P”と回転中心Oが一致し、固定ねじ5により中間部材11をチルト軸2に固定した状態を示している。回転中心Oと合成重心P”が一致しているため、駆動モータの負荷トルクが最小になる。また、このとき錘体24又は回動体の質量を測定し、回転中心Oと合成重心P”のずれを所定量にすることにより、チルト軸2にかかる回転中心Oの回りのモーメントの大きさを設定することも可能である。モーメントが常に一方向にかかるように設定することにより、図示しない減速機構のバックラッシュの影響を小さくすることが可能になる。
FIG. 15 shows a state in which the combined center of gravity P ″ coincides with the rotation center O, and the
この実施例2においては、実施例1と同様に、重心位置を調整した後に被駆動体Cを取り外す必要がある場合に、中間部材11を使用するので固定ねじ22、25が固定されたままで調整の再現性が確保されるため、再び重心位置調整を行う必要がなくなる。
In the second embodiment , as in the first embodiment , when the driven body C needs to be removed after adjusting the position of the center of gravity, the
なお各実施例では、左右方向の重心位置調整を先に行っているが、上下方向の重心位置調整を先に行うことも可能である。また、重心位置の調整方向を上下、左右としたが、この限りではない。 In each embodiment, the center-of-gravity position adjustment in the left-right direction is performed first, but the center-of-gravity position adjustment in the up-down direction can also be performed first. Moreover, although the adjustment direction of the center of gravity position is set to the top and bottom and the left and right, it is not limited to this.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
1 基体
2 チルト軸
2a 調整軸
4 取付ベース
7 取付台
11 中間部材
21 取付体
24 錘体
C 被駆動体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記中間部材は、連結時に前記チルト軸に対して固定され、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在であって、
前記中間部材は、前記第1および第2の取付部材を固定したままで前記チルト軸から着脱可能であることを特徴とする雲台装置。 A rotation mechanism for rotating a tilt shaft arranged in a horizontal direction by a driving force of a motor, an intermediate member connected to the tilt shaft, and an intermediate member attached to the intermediate member so as to be movable in a first direction perpendicular to the tilt shaft The first attachment member, and a second attachment member attached to the first attachment member movably in a second direction perpendicular to the tilt axis and the first direction, A pan head device for driving a driven body fixed to the second mounting member,
The intermediate member is fixed with respect to the tilt axis when connected, and is rotatable with respect to the tilt axis when released.
The pan / tilt head device, wherein the intermediate member is detachable from the tilt shaft while the first and second mounting members are fixed.
前記中間部材は、連結時に前記チルト軸に対して固定され、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在であって、
前記中間部材は、前記取付部材を固定したままで前記チルト軸から着脱可能であることを特徴とする雲台装置。 A rotation mechanism for rotating a tilt shaft arranged in a horizontal direction by a driving force of a motor, an intermediate member connected to the tilt shaft, and an intermediate member attached to the intermediate member so as to be movable in a first direction perpendicular to the tilt shaft And a weight body attached to the attachment member so as to be movable in a second direction perpendicular to the tilt axis and the first direction, and a driven body fixed to the attachment member. A pan head device for driving
The intermediate member is fixed with respect to the tilt axis when connected, and is rotatable with respect to the tilt axis when released.
The pan head device according to claim 1, wherein the intermediate member is detachable from the tilt shaft while the attachment member is fixed.
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