PL208212B1 - Teleskopowy dźwig kamerowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dźwigi kamerowe, czyli urządzenie pozwalające na zdalne manipulowanie kamerą stosowane są powszechnie w produkcji filmowej i telewizyjnej od wielu lat. Obecnie większość używanych przy filmowaniu dźwigów kamerowych stanowią dźwigi teleskopowe, które umożliwiają wykonywanie ujęć trudnych do uzyskania tradycyjnymi środkami. Przykłady rozwiązań teleskopowych dźwigów kamerowych można znaleźć na przykład w publikacji numer WO 89/10894 międzynarodowego zgłoszenia patentowego oraz w opisach patentów USA numer 4 943 019 i 6 776 488. Wszystkie te rozwiązania mają ramię nieruchome osadzone obrotowo w podstawie oraz ramiona ruchome wysuwające się teleskopowo z ramienia nieruchomego. Aby zrównoważyć ciężar kamery znajdującej się na końcu ostatniego ramienia ruchomego ramię nieruchome ma przesuwną przeciwwagę, której położenie zależy od stopnia wysunięcia ramion ruchomych.

Ruch ramion teleskopowego dźwigu kamerowego realizowany jest w większości przypadków przy wykorzystaniu napędu linowego. Napęd tego typu jest relatywnie tani, cichobieżny i nie wymaga skomplikowanych zabiegów konserwacyjnych. Schemat kinematyczny typowego dźwigu teleskopowego z napędem linowym przedstawiony jest na fig. 1. W ramieniu nieruchomym 1 osadzone są przesuwnie w znany sposób trzy ramiona ruchome 2, 3 i 4. W tylnej części ramienia nieruchomego 1 znajdują się trzy pary bębnów linowych 5, 6 i 7, osadzonych sztywno na wale 8 napędzanym nieuwidocznionym na rysunku silnikiem elektrycznym z przekładnią. Do ramion ruchomych 2, 3 i 4 przymocowane są krążki linowe 10, przez które przechodzą stalowe liny napędowe 9. Na obracające się wraz z wałem 8 bębny linowe (5, 6, 7) nawijają się odpowiednie końce lin 9, które przechodząc przez zespół bloczków 10 powodują stopniowe wysuwanie się lub wsuwanie odpowiadających im ramion ruchomych dźwigu (2, 3 i 4). Rozwiązanie takie choć w teorii bardzo proste, w praktyce wymaga jednak bardzo dużej precyzji wykonania, w szczególności bębnów linowych, których wymiary, a zwłaszcza ich średnice zewnętrzne, muszą być ściśle dopasowane do konkretnych wymiarów geometrycznych dźwigu. Poważny problem stanowi rozbudowa dźwigu o kolejne ramiona ruchome, gdyż poza wspomnianymi wyżej problemami wykonawczymi, z każdym kolejnym ramieniem ruchomym drastycznie wzrastają wymiary poprzeczne ramienia nieruchomego 1, muszącego pomieścić kolejne pary bębnów linowych o coraz większych średnicach. Ponadto rozwiązanie takie wymaga użycia bardzo długich odcinków lin, co skutkuje dużą sprężystością wzdłużną całego ustroju, utrudniającą precyzyjne sterowanie położeniem kamery. Dlatego dotychczas budowano zwykle dźwigi mające tylko dwa lub trzy ramiona ruchome.

Celem wynalazku było opracowanie konstrukcji konstrukcji teleskopowego dźwigu kamerowego z napędem linowym, prostej i taniej w budowie i dającej się łatwo rozbudowywać o kolejne ramiona ruchome.

Cel taki spełnia dźwig według wynalazku mający osadzone na postawie ramię nieruchome z ruchomą przeciwwagą, co najmniej dwa ramiona ruchome wysuwające się teleskopowo z ramienia nieruchomego oraz mechanizmy napędowe ramion ruchomych i przeciwwagi. Dźwig taki charakteryzuje się tym, że linowe mechanizmy napędowe drugiego i następnych ramion ruchomych stanowią pierwszy i drugi bęben linowy, pierwszy i drugi krążek linowy oraz cztery odcinki zasadniczo nierozciągliwej liny napędowej. Bębny linowe mechanizmu napędowego określonego ramienia napędzanego zamocowane są obrotowo do ruchomego ramienia poprzedniego względem ramienia napędzanego. Pierwszy i drugi krążek linowy zamocowane są do wspomnianego ruchomego ramienia poprzedniego w pobliż u odpowiednio jego zewnę trznego i wewnę trznego koń ca. Pierwszy i drugi odcinek liny napę dowej łączą pierwszy bęben linowy odpowiednio z ramieniem poprzedzającym ruchome ramię poprzednie i z ramieniem napędzanym, zaś trzeci i czwarty odcinek liny łączą drugi bęben linowy odpowiednio z ramieniem napędzanym i ramieniem poprzedzającym ramię poprzednie.

W jednym z wariantów wynalazku pierwszy koniec pierwszego odcinka liny zamocowany jest do ramienia poprzedzającego ramię poprzednie, a drugi koniec pierwszego odcinka liny napędowej przymocowany jest do pierwszego bębna linowego. Do pierwszego bębna linowego przymocowany jest też pierwszy koniec drugiego odcinka liny, którego drugi koniec, po przełożeniu przez pierwszy krążek linowy, zamocowany jest do ramienia napędzanego. Pierwszy koniec trzeciego odcinka liny zamocowany jest do ramienia napędzanego, a drugi koniec trzeciego odcinka liny zamocowany jest do drugiego bębna linowego. Do drugiego bębna linowego zamocowany jest też pierwszy koniec czwartego odcinka liny, którego drugi koniec, po przełożeniu przez drugi krążek linowy, zamocowany jest do ramienia poprzedniego.

PL 208 212 B1

W kolejnym wariancie wynalazku bę bny linowe jednego mechanizmu napę dowego osadzone są obrotowo na wspólnej osi zamocowanej do poprzedniego ramienia ruchomego, przy czym wspomniana oś bębnów linowych jest prostopadła do kierunku ruchu ramion ruchomych dźwigu. W innym wariancie wynalazku pierwszy i drugi odcinek liny napędowej jednego mechanizmu napędowego stanowią dwie części jednej liny. W kolejnym wariancie wynalazku trzeci i czwarty odcinek liny napędowej jednego mechanizmu napędowego stanowią dwie części jednej liny.

W jeszcze innym wariancie wynalazku pierwsze ramię ruchome napędzane jest pasem zębatym, który przebiega równolegle do osi podłużnej ramienia nieruchomego i rozpięty jest na rolkach zwrotnych przymocowanych do wspomnianego ramienia nieruchomego.

Dźwig według wynalazku łączy dotychczasowe zalety napędu linowego ze znacznie prostszą i tańszą niż dotychczas konstrukcją mechanizmów napędowych. W rozwiązaniu tym blisko trzykrotnie zmniejszono sumaryczną długość lin napędowych w stosunku do rozwiązania znanego co spowodowało znacznie zmniejszenie masy i sprężystości wzdłużnej. Poszczególne odcinki lin są znacznie krótsze i mają zasadniczo porównywalne długości, a średnice bębnów linowych w kolejnych sekcjach nie wpływają na działanie mechanizmów napędowych. Pozwala to na ujednolicenie, a tym samym i obniżenie liczby różnych elementów napędu. Konstrukcja mechanizmów napędowych powoduje, ż e znacznie łatwiejsza jest także rozbudowa dźwigu o kolejne ramiona ruchome.

Przedmiot wynalazku został schematycznie przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat kinematyczny znanego dźwigu kamerowego trzech ramionach ruchomych, natomiast fig. 2 przedstawia schemat kinematycznych takiego samego funkcjonalnie dźwigu, w którym zastosowano napęd według wynalazku. Fig. 3 i 4 przedstawiają zasadę działania napędu ramion ruchomych dźwigu według wynalazku.

Przykładowy dźwig kamerowy według wynalazku ma jedno ramię ruchome 1 o długości 4 m, w którym osadzone są teleskopowo trzy ramiona ruchome 2, 3 i 4 o d ł ugoś ciach po 3,85 m. Ramię nieruchome 1 osadzone może być w dowolnej podstawie, na przykład na poziomej osi będącej częścią znanego wózka do dźwigów kamerowych mającego pionową kolumnę. Każde ramię (1, 2, 3 i 4) dźwigu ma postać skrzynkowego dźwigara wykonanego z profili aluminiowych. Ramiona te osadzone są teleskopowo jedne w drugich za pomocą znanych prowadnic rolkowych alby innych znanych ułożyskowań liniowych. Linowy mechanizm napędowy drugiego ramienia ruchomego 3 (fig. 3 i 4) stanowią pierwszy 11 i drugi 12 bęben linowy, pierwszy 13 i drugi 14 krążek linowy oraz cztery odcinki 17, 19, 21 i 23 zasadniczo nierozciągliwej liny napędowej, na przykład liny stalowej o średnicy 4,2 mm. Bębny linowe 11 i 12, osadzone są obrotowo na wspólnej osi 15 zamocowanej do pierwszego ramienia ruchomego 2, to jest poprzedniego względem napędzanego tym napędem drugiego ramienia ruchomego 3. Oś 15 ustawiona jest prostopadle do kierunku ruchu ramienia 3. Pierwszy krążek linowy 13 zamocowany jest do pierwszego ramienia ruchomego 2 w pobliżu jego zewnętrznego końca. Drugi krążek linowy 14 zamocowany jest również do pierwszego ramienia ruchomego 2, ale w pobliżu jego końca wewnętrznego. Pierwszy koniec 16 pierwszego odcinka 17 liny napędowej zamocowany jest do ramienia poprzedzającego pierwsze ramię ruchome 2, czyli w tym przypadku do ramienia nieruchomego 1. Drugi koniec pierwszego odcinka 17 liny przymocowany jest do pierwszego bębna linowego 11. Do pierwszego bębna 11 przymocowany jest też pierwszy koniec drugiego odcinka 19 liny, którego drugi koniec 18 po przełożeniu przez pierwszy krążek linowy 13 zamocowany jest do napędzanego tymi linami ramienia ruchomego czyli w danym przypadku do drugiego ramienia ruchomego 3. Pierwszy koniec 20 trzeciego odcinka 21 liny zamocowany jest do ramienia napędzanego tą liną, czyli w tym przypadku do drugiego ramienia ruchomego 3. Drugi koniec trzeciego odcinka 21 liny zamocowany jest do drugiego bębna linowego 12, przy czym do tego samego bębna 12 zamocowany jest też pierwszy koniec czwartego odcinka 23 liny, którego drugi koniec 22 po przełożeniu przez drugi krążek linowy 14 zamocowany jest do pierwszego ramienia ruchomego, czyli ramienia poprzedniego względem ramienia napędzanego wspomnianymi wyżej odcinkami lin. Pierwsze ramię ruchome 2 wprawiane może być w ruch względem ramienia nieruchomego 1 dowolnym napędem. W opisywanym przykładzie realizowane jest to za pomocą pasa zębatego 26 rozciągniętego pomiędzy dwiema zębatymi rolkami zwrotnymi 27, z których jedna napędzana jest przez przekładnię silnikiem elektrycznym 28. W znanych rozwiązaniach taki pas zębaty służył do zmiany położenia przeciwwagi 29 i w dźwigu według wynalazku nadal może służyć do tego celu. W opisywanym przykładzie realizacji do pasa zębatego 26 przymocowany jest jeden koniec łącznika 24, którego drugi koniec połączony jest z pierwszym ramieniem ruchomym 2. Łącznik 24 porusza się w podłużnej szczelinie 25 wykonanej w bocznej ściance ramienia nieruchomego 1. Silnik 28 napędza prawa rolkę zębatą 27 co wywołuje ruch pasa zębatego 26.

PL 208 212 B1

W konsekwencji przesuwa się i łącznik 24 a wraz z nim i pierwsze ramię ruchome 2. W przypadku gdy ruch pasa 26 wywołuje wysuwanie się pierwszego ramienia ruchomego 2 z ramienia nieruchomego 1 wraz z tym ramieniem przesuwa się również pierwszy bęben linowy 11. Ponieważ pierwszy koniec pierwszego odcinka 17 liny zamocowany jest do ramienia nieruchomego 1, a drugi koniec tego docinka liny nawinięty jest na pierwszy bęben linowy 11, przesuw ramienia 2 wymusza obrót bębna 11, dzięki czemu na bęben ten zaczyna nawijać się drugi odcinek 19 liny. Ponieważ ten odcinek liny przebiega przez pierwszy krążek linowy 13, nieruchomy względem pierwszego bębna linowego 11, wyciąga on na zewnątrz drugie ramię ruchome 3. W tym samym czasie w związku z wysuwaniem się na zewnątrz drugiego ramienia ruchomego 3 odwija się z drugiego bębna linowego 12 trzeci odcinek 21 liny, a nawija się na ten sam bęben czwarty odcinek 23 liny. W momencie zmiany kierunku obrotów silnika 28 następuje zmiana kierunku ruchu pasa zębatego 26 i pierwsze ramię ruchome 2 zaczyna cofać się w głąb ramienia nieruchomego 1. Ponieważ z przesuwającym się pierwszym ramieniem ruchomym związany jest drugi bęben linowy 12, czwarty odcinek 23 liny wymusza ruch obrotowy tego bębna co z kolei wywołuje nawijanie się na ten bęben trzeciego odcinka 21 liny i stopniowe wciąganie drugiego ramienia ruchomego 3 do wnętrza pierwszego ramienia ruchomego 2.

Analogicznie napędzane jest trzecie ramię ruchome 4 oraz każde kolejne ramię tego rodzaju. Jak uwidoczniono na figurze 2, na której elementy pełniące te same funkcje w poszczególnych członach dźwigu mają te same oznaczenia numerowe, pierwszy i drugi bęben linowy 11 i 12 biorące udział w napędzaniu trzeciego ramienia ruchomego 4 zamocowane są w drugim ramieniu ruchomym które jest dla wspomnianego trzeciego (napędzanego) ramienia ruchomego 4 ramieniem poprzednim. W tej konfiguracji pierwszy koniec pierwszego odcinka 17 liny zamocowany jest do ramienia 2 poprzedzającego ramię 3 poprzednie względem ramienia 4 napędzanego tym zespołem linowym. Dźwig według wynalazku może mięć oba bębny linowe 11 i 12 osadzone obrotowo na oddzielnych osiach, gdyż na osi 15 bębny te obracają się tylko pod wpływem naciągu odpowiednich odcinków lin i istotne jest tylko aby oba bębny biorące udział w napędzie jednego ramienia miały jednakową średnicę. Podział liny napędzającej jedno ramię ruchome na cztery odcinki ma za zadanie jedynie uprościć montaż i obniżyć koszt ewentualnej wymiany uszkodzonego odcinka liny. Jednak z punktu widzenia zasady działania dźwigu według wynalazku pierwszy i drugi odcinek liny jednego mechanizmu napędowego mogą stanowić dwie części jednej liny, tak samo jak odcinek trzeci i czwarty liny napędowej. W takiej sytuacji taka dłuższa lina przytwierdzona jest w jednym miejscu do odpowiadającego jej bębna linowego.

Oczywiście opisane wyżej i przedstawiony na poszczególnych figurach rysunku sposób realizacji wynalazku jest jedynie przykładowy i nie wyczerpuje istoty niniejszego wynalazku wyrażonej w zastrzeż eniach patentowych.

Claims (6)

1. Teleskopowy dźwig kamerowy mający osadzone na postawie ramię nieruchome z ruchomą przeciwwagą, co najmniej dwa ramiona ruchome wysuwające się teleskopowo z ramienia nieruchomego oraz linowe mechanizmy napędowe ramion ruchomych, znamienny tym, że linowe mechanizmy napędowe drugiego i następnych ramion ruchomych (3, 4) stanowią pierwszy (11) i drugi (12) bęben linowy, pierwszy (13) i drugi (14) krążek linowy oraz cztery odcinki (17, 19, 21, 23) zasadniczo nierozciągliwej liny napędowej, przy czym bębny linowe (11, 12) mechanizmu napędowego określonego ramienia napędzanego (3) zamocowane są obrotowo do ruchomego ramienia poprzedniego (2) względem ramienia napędzanego (3), pierwszy (13) i drugi (14) krążek linowy zamocowane są do wspomnianego ruchomego ramienia poprzedniego (2) w pobliżu odpowiednio jego zewnętrznego i wewnętrznego końca, pierwszy (17) i drugi (19) odcinek liny napędowej łączą pierwszy bęben linowy (11) odpowiednio z ramieniem poprzedzającym (1) ruchome ramię poprzednie (2) i z ramieniem napędzanym (3), zaś trzeci (21) i czwarty (23) odcinek liny łączą drugi bęben linowy (12) odpowiednio z ramieniem napędzanym (3) i ramieniem poprzedzającym (1) ramię poprzednie (2).

2. Teleskopowy dźwig według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy koniec (16) pierwszego odcinka (17) liny zamocowany jest do ramienia poprzedzającego (1) ramię poprzednie (2), a drugi koniec pierwszego odcinka (17) liny napędowej przymocowany jest do pierwszego bębna linowego (11), do którego to bębna (11) przymocowany jest też pierwszy koniec drugiego odcinka (19) liny, którego drugi koniec (18), po przełożeniu przez pierwszy krążek linowy (13), zamocowany jest do ramienia napędzanego (3), zaś pierwszy koniec (20) trzeciego odcinka (21) liny zamocowany jest do ramienia napęPL 208 212 B1 dzanego (3), a drugi koniec trzeciego odcinka (23) liny zamocowany jest do drugiego bębna linowego (12), przy czym do tego bębna (12) zamocowany jest też pierwszy koniec czwartego odcinka (23) liny, którego drugi koniec (22), po przełożeniu przez drugi krążek linowy (14), zamocowany jest do ramienia poprzedniego (2).

3. Teleskopowy dźwig według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że bębny linowe (11, 12) jednego mechanizmu napędowego osadzone są obrotowo na wspólnej osi (15) zamocowanej do poprzedniego ramienia ruchomego (2), przy czym wspomniana oś (15) bębnów linowych (11, 12) jest prostopadła do kierunku ruchu ramion ruchomych dźwigu.

4. Teleskopowy dźwig według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że pierwszy (17) i drugi (19) odcinek liny napędowej jednego mechanizmu napędowego stanowią dwie części jednej liny.

5. Teleskopowy dźwig według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że trzeci (21) i czwarty (23) odcinek liny napędowej jednego mechanizmu napędowego stanowią dwie części jednej liny.

6. Teleskopowy dźwig według dowolnego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że pierwsze ramię ruchome (2) napędzane jest pasem zębatym (26), który przebiega równolegle do osi podłużnej ramienia nieruchomego (1) i rozpięty jest na rolkach zwrotnych (27) przymocowanych do ramienia nieruchomego (1).