JPH09250687A - 電動雲台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来水平、垂直回転専用に２個のモータを使
用していた雲台の回転駆動力を１個のモータを用いて実
現することにより、雲台の小型化および低価格化を図
る。 【解決手段】 雲台の駆動源となるモータ１とモータの
両軸に電気的に駆動力を断続可能な電磁クラッチ２、３
およびウォーム減速機構を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラを搭載して
任意の方向に向けるための、ステッピングモータを使用
する電動雲台に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の技術による雲台の構造を
示す説明図である。この雲台は、カメラ２０で広範囲の
画像を得るためにカメラ２０を水平方向および垂直方向
に回転動作させるよう、水平回転用モータ１３および垂
直回転用モータ１４の２つのモータを有し、水平回転用
モータ１３の駆動力は、減速機構１５、１６を介して水
平回転部１９を水平方向に回転させ、垂直回転用モータ
１４の駆動力は同様に減速機構１７、１８を介してカメ
ラ２０を垂直方向に回転させる。上記モータはステッピ
ングモータであり、入力されたパルス信号に同期して回
転し、１パルス信号を入力する毎に、そのモータの固有
の基本ステップ角だけ回転する。

【０００３】以下、この制御方法について説明する。図
３は、２つのモータの駆動により実現できる１パルスタ
イミングでの移動ベクトルの例であり、２１は水平回転
用モータ１３の１パルスあたりの移動ベクトル、２２は
垂直回転用モータ１４の１パルスあたりの移動ベクト
ル、２３は両モータが同時に動作した場合の１パルスあ
たりの移動ベクトルである。

【０００４】図４は、ベクトル座標（０，０）からベク
トル座標（９，７）まで動作させた場合の、移動ベクト
ル方向とベクトル座標の軌跡の一例を表わした図で、点
線で示した２４はベクトル座標（０，０）からベクトル
座標（９，７）までの動作経路の理想線である。実線で
示した２５は、理想線２４に最も近い軌跡であり、図３
の３つのベクトルを組み合わせることで実現できる。軌
跡２５の経路を実現するためには、水平方向と垂直方向
のうち移動量の多い方を基準とし、２６のタイミング波
形図に示すようにパルス信号出力を行い、それにより水
平回転モータ１３を回転させる。移動量の少ない垂直方
向については、２７のタイミング波形図に示すようにパ
ルス信号を間引いた波形とすることにより軌跡２５を理
想線２４に近づけるようにする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、水平回
転用と垂直回転用の２つのモータを用いて雲台の動作を
実現しているが、この構造では、垂直回転用のモータが
カメラの横に配置されることから外形寸法を小さくする
ことが困難である。本発明は、１個のモータで水平、垂
直両方向に駆動させる機能を実現し、雲台の小型化を図
るとともに、モータを１個削減することで、より低コス
トな雲台を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために１個のモータの回転軸の両端に、電気的
な制御により駆動力を断続できる電磁クラッチを取り付
け、この電磁クラッチの断、続を制御することにより、
水平、垂直各方向へ駆動力を伝えることができるように
したものである。

【０００７】その結果、モータが回転すると、モータの
両軸に取り付けられた２つの電磁クラッチが両方とも接
続状態であれば、両軸から各方向に駆動力が伝わって動
作し、どちらか一方のクラッチを接続状態にすれば、接
続された側の軸の方向のみに駆動力が伝えられる。その
ため、モータは回転したままでクラッチの断続を制御す
ることによりベクトル座標系における移動ベクトルの方
向が、０°、９０°、４５°の各方向になるようにした
移動ベクトルを実現することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下この発明の一実施例について
説明する。１は筺体１２に取り付けられたステッピング
モータで、この雲台の駆動源である。ステッピングモー
タ１の両軸には、それぞれ垂直回転軸クラッチ２と水平
回転軸クラッチ３が取り付けられている。垂直回転軸ク
ラッチ２には、回転軸を９０°変換するためのカサ歯車
８と、カサ歯車８からの駆動力を伝える垂直回転軸ウォ
ーム６と、垂直回転軸ウォーム６からの駆動力を伝える
垂直回転軸ウォームホイール７とを介して、カメラ１０
が取り付けられる。カメラ１０は、それらの働きにより
垂直方向に回転動作する。水平回転軸クラッチ３には、
伝達ベルト９、水平回転軸ウォーム４、および水平回転
軸ウォームホイール５がモータ１からの駆動力を伝えて
いる。この駆動力により、ベース１１に固定されている
水平回転軸ウォームホイール５を回転軸として、図１中
のベース１１と水平回転軸ウォームホイール５とを除い
た部分、すなわち、水平回転軸ウォーム４以下の部分が
一体となって水平回転軸ウォームホイール５のまわりを
回転動作する。

【０００９】以下この動作について、従来例の説明と同
様に図４を用いて説明する。（ａ）は水平回転軸の動作
タイミングパルス波形、（ｂ）は垂直回転軸の動作タイ
ミングパルス波形である。２８は水平回転軸クラッチの
断続タイミング波形で、２９は垂直回転軸クラッチの断
続タイミング波形であり、ＯＮ側で接続状態、ＯＦＦ側
で断状態を示している。

【００１０】従来例の２個のモータを用いた場合には、
波形（ａ）、（ｂ）に示すタイミングで個々のモータに
パルス信号を出力していたが本実施例では、波形
（ａ）、（ｂ）に示すパルスタイミングに応じて波形
（ｃ）、（ｄ）で示すように、動作が必要とされる期間
のみクラッチ２、３を接続し、必要とされる駆動力を得
ることにより、１個のモータで軌跡２５の動作を実現で
きる。

【００１１】なお本実施例では、水平、垂直回転軸側共
にウォーム減速機（ウォーム及びウォームホイール）を
使用しておりクラッチ２、３が断状態となりフリーとな
ってもウォーム減速機のセルフロック機能により被動作
側から回転させることはできないため、位置ズレするこ
とはない。

【００１２】また、本実施例に、モータ１からの回転方
向の反転、非反転切り換え可能な変更機を水平、垂直回
転軸側にそれぞれ付加し、移動ベクトルの取り得るベク
トル方向を増してもよい。

【００１３】

【発明の効果】本発明により、従来の２個のモータのう
ちの１個を削減することができるため、装置の小型化が
可能となる。

【００１４】また、モータおよびモータドライブ用の回
路が削減できるためコストが低下しより安価な雲台を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】従来技術による雲台の構成の一例を示す図。

【図３】モータによる動作ベクトルを説明する図。

【図４】移動ベクトル方向とベクトル座標の軌跡の一例
を表わした図。

【符号の説明】

１ ステッピングモータ、 ２ 垂直回転軸クラッチ、
３ 水平回転軸クラッチ、 ４ 水平回転軸ウォー
ム、 ５ 水平回転軸ウォームホイール、 ６垂直回転
軸ウォーム、 ７ 垂直回転軸ウォームホイール、 ８
カサ歯車、９ 伝達ベルト、 １０ カメラ、 １１
ベース、 １２ 筺体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２軸制御を行う電動雲台において、１個
   のモータのみにより２軸制御を行うことを特徴とする電
   動雲台。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電動雲台において、モ
   ータと、該モータのの回転軸の両端に取り付けられた、
   電気的な制御により駆動力を断続できる電磁クラッチ
   と、該電磁クラッチの断、続を制御する手段とを有する
   ことを特徴とする電動雲台。