SE455639B - Balanserad arm for exv televisionskamera - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 455 639 vertikala och horisontala koordinaterna. och hoppas på en jämn rörelse.

Balanserade armar. vilka även används. följer inte en rät vertikal så som pelarstativet. I många användningsområden är en arm mer lämpad för uppgiften än ett pelarstativ, beroende på dess större mångsidighet, men hittills har avsaknaden av rät vertikal styrning förorsakat problem.

Det är också önskvärt att full utbalanseríng av massan. som omfattar kameran och armen. upprätthålls hela tiden vid höjnings- resp. horisontell rörelse eller alla kombinationer av dessa så att endast en minimal kraft fordras för rörelse i godtycklig riktning inom armens arbetsområde samtidigt som full stabilitet och styvhet hela tiden upprätthålls både vid lägesförändring och i det nya läget.

En ytterligare önskvärd egenskap är att förflyttningen skall kunna begränsas till bestämda plan eller riktningar. utöver den tidigare nämnda vertikala styrningen. om och när så fordras så att en användare inte skall behöva koncentrera sig på styrningen utan endast anbringa den lilla kraft som fordras för rörelsen.

En ytterligare önskvärd egenskap är att den balanserade armen enkelt ska kunna skötas från en avlägsen plats med exempelvis en liten elektrisk motor. eller liknande. som styr armrörelsen via fjärrstyrda signalledningar.

Det är därför en avsikt med föreliggande uppfinning att åstad- komma-en helt balanserad arm vari de fördelaktiga egenskaperna hos ett pelarstativ bibehålls och de ytterligare önskade egen- skaperna ingår varigenom problemen väsentligen övervinns.

I enlighet med föreliggande uppfinning åstadkommes en balanse- rad arm för television eller liknande, enligt bif. krav 1.

Ett utföringsexempel av uppfinningen beskríves nedan under 10 15 20 25 30 35 455 639 hänvisning till bifogade schematiska diagram i vilka fig. 1 visar ett schematiskt system i enlighet med uppfinningen, fig. 2 är ett matematiskt diagram för att visa massbalansering av konstruktionen och fig. 3 är ett matematiskt diagram för att visa massbalansering av lasten.

Fig. 1 visar en bas 1 företrädesvis av huvudsakligen tri- angulär form för att underlätta monteringen av hjul 2, eller liknande så att basen kan styras eller parallellförflyttas. dvs. basen kan förflyttas längs en rät linje i varje vald riktning med sina tre hjul i linje därmed eller kan styras som en trehjuling. En del 3. som kan vara integrerad med basen eller fastsatt på denna. har en däri lagrad axel 4 av företrä- desvis stor diameter. Monterat på axeln 4 finns ett roterbart bord 5 som i sig har styrningar (ej visade) i vilka hjul, rullar eller liknande 6 kan löpa för att styra rörelserna på flyttbara stativ 7 och B. Ett fast stativ. företrädesvis en del av bordet S, bildar en fast länk 9 för vridbar montering av svängpunkten 21 för en svängcentrumarm 10 i en pantograf som ytterligare omfattar länkar ll och 12 och en proportions- arm 13. vilka är hopkopplade i fyra vridpunkter 14. 15, 16 och 17. så att rörelse av vridtappen 14 tillsammans med rotation av bordet 5. bestämmer proportionsarmens 13 läge och följakt- ligen läget för en lastbärande plattform 18, vilken är vrid- bart placerad på proportionsarmens 13 fria ände 19. Två parallellogrammer av länkar. bildade av den fasta länken 9. länken 20. 23 svängbart förbunden med den lastbärande plattformen vid en svängtapp 24 till att bilda en kort länk. säkerställer i före- ning med vridtapparna 16. 19. 21, 24, 25. 26 och 27 hos de tvâ parallellogrammerna att den lastbärande plattformen och lasten svângcentrumarmen 10. en gemensam länk 22. en länk därpå förblir vertikal oberoende av pantografens läge. Vrid- punkten 21. svängpunkten, bildar en fast reaktionspunkt vilken ger önskvärd konstruktiv styvhet mellan armarna 10 och 13 och vridbordet 5.

En vertikalstyranordning. i detta fall vertikala slitsar ur- frästa i det flyttbara stativet 7 för upptagande av de för- 10 15 20 25 30 35 455 639 längda ändarna av vrídtappen 14, medger vertikal rörelse av vridtappen 14. Vridtappen 14 påverkas av en kolv 28 med liten diameter. vilken styrs av gastrycket i en på det flyttbara stativet 7 placerad cylinder 29. som matas från en relativt stor behållare 30 via lämpliga ledningar 31. Trycket på kolven 28. vilket är väsentligen konstant, är sådant att lasten på plattformen 18 utbalanseras i alla lägen hos armen. En stång 32 som på en lämplig punkt 33 av sin längd är svängbar på det flyttbara stativet 8, är vid vridpunkten 34 vrídbart förbunden med pantografens länk ll och en vikt 36 vid motsatt ände av stången 32 har tillräcklig massa för att utbalansera den kom- binerade massan av pantografen och parallellogramlänkarna, förutom länken 9. och den lastbärande plattformen 18 när den kombinerade massan vrids kring kombinationer av vrídtapparna 9, 14 och 21. En fördel med detta arrangemang är att det tillåter användning av olika längder hos proportionsarmen 13 och svängcentrumarmen 10 under det att full utbalansering fortfarande,bibehålls.

Om exempelvis en TV-kamera utgör lasten är det normalt bruk att montera kameran på ett panoreringshuvud. eller liknande, för att åstadkomma ytterligare styrning. Denna ytterligare vikt av huvudet kan betraktas som extra last och utbalanseras genom att trycket i cylindern 29 ökas.

Låsanordningar, (ej visade) vilka kan vara av godtyckligt känt slag såsom cylinderbromsar eller friktionsklämmor. kan an- bringas eller lossas vid vridpunkten 14 för att låsa denna i vertikalplanet på det flyttbara statívet 7. vid hjulen eller rullarna 6 för att låsa det flyttbara stativet 7 i horísontal- planet=pâ vrídbordet S. och vid den lagrade axeln 4 för att låsa vridbordet 5 i azímut. Följande tabell visar effekten av låsning och frigöring av någon av de förutnämnda låsanord- ningarna antingen var för sig eller i kombination. 10 15 20 25 30 35 455 639 Vertikal Horisontal Azimut Effekt på den lastbärande plattformen låst låst låst låst i valt läge låst låst olåst vridbar i horisontalplan låst olåst låst rörlig längs horisontell linje olåst låst låst rörlig längs vertikal linje låst olåst olåst rörlig i horisontalplan olåst olåst låst rörlig i vertikalplan olåst låst olåst rörlig i ett cylindriskt plan olåst olåst olåst fullständig rörelsefrihet Manuell lägesstyrning av den lastbärande plattformen utföres företrädesvis direkt på den lastbärande plattformen men fjärr- styrning av den lastbärande plattformens läge utföres företrä- desvis på styrvrídpunkten på pantografen och kan, eftersom den balanserade armen är fullständig utbalanserad, styras av tre små elektriska motorer. eller liknande. en för vertikal-, en för horísontal- och en för azimutrörelse. vilka motorer fjärr- styrs via signalledningar. Styrning med denna metod har den ytterligare fördelen att lastens rörelse är proportionell mot den av motorerna utförda'styrpunktsförflyttningen_ Det är också tydligt för fackmannen att olika ändringar kan göras på apparaten utan att man därför frångår uppfinningen.

T.ex. kan massbalanseringen av armen med vikter enkelt bytas ut mot ett pneumatiskt eller hydrauliskt system liknande det för utbalansering av lasten eller kan armen balanseras med hjälp av ett fjädersystem sådant som visas i den brittiska patentansökan 8122509.

Följande beräkningar ger i sammanhang med fig. 2 och 3 det matematiska beviset för balansering av armen respektive lasten.

Massan av varje element i konstruktionen representeras av M vid dess tyngdpunkt. 10 15 20 25 30 35 455» 639 Balanseríng av mekanísmens komponenter M1 Hassan av länkarna 10, 20 och 22 M Hassan av länken ll M Hassan av länken 12 M Hassan av länkarna 13 och 23 M5 Hassan av den lastbärande plattformen F Konstant vertikal kraft vid förflyttning från 9 = 9 = 0°. är förlusten í lägesenergí 1 2 (LE) för länkarna í Arns. = M (1 _ cosel) l ll + Mz[rl(l -Cosêl) + l2(l - Cos62)] + M3 H4[Ll (1 - COS9l)] [(rl + l3)(l - COSQI) + I (1 - C0S92)] 2 + 4 Cos62)] + 1 (1 _ cosez) + n5[L1 (1 -_cosel) + L2 (1 - ,'.z5 L.z. = (1 _ cosel)(ul 11 + M2rl+M3 (r1+13) + (M4 + n5)Ll1 + (1 _ c°se2)[n2 12 + M3 :2 + + M4 14 + M5 L2] Motsvarande arbete utfört på kraften F âr: AS wF = F [fl (1 _ cosel) = x (1 _ cose2)] 10 15 20 25 30 35 455 639 Sålunda förblir konstruktionen i jämvikt om: l 1 1 2 l 3 1 + M5) Ll och Fx = M2 12 + M3 :Z + M4 14 + M5 L2 Balansering av variabel kameralast M6 Massan av kameran och stativ P Konstant vertikal kraft Förlusten av L.E. hos M6 är: Amra. = M6 [nl (1 _ cosel) + 1.2 (1 -cosezn Arbetet utfört på kraften P är: A Hp = P [nl (1 _ cosel) + :z (1 - cosez) Sålunda stannar lasten i jämvikt om: Pr1=Mq Ll och Pr2=M6 Lz Eftersom PCCMG i båda ekvationerna kan växlingar i H6 in- rymmas genom växlingar í P för att upprätthålla förutsätt- ningarna för jämvikt.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 455 659 Patentkrav

1. Balanserad arm för television eller liknande, t e c k n a d k ä n n e - av att den omfattar, dels en rörlig bas (l); dels ett vridbart bord (5), som är monterat på basen; dels ett första flyttbart stativ (7) på vridbordet (5), vilket stativ (7) har vertikalstyrorgan (7, 14, 28), som påverkar en styr- vridtapp (14) 1 en pantograf (10, ll, 12, 13) vars sväng- centrumarm (10) är vridbart belägen på vridbordet (5): dels en lastbärande plattform (18), som är anordnad vridbar vid änden av pantografens proportionsarm (l3); dels länksystem (18, 22, 23), som bildar ett första parallellogram på proportionsarmen (13) och vari en länk bildas av den lastbärande plattformen (18), samt ett andra parallellogram (9, 10, 20, 22) på sväng- centrumarmen (10) och vari en länk (9) bildas av en del av vridbordet (5), varjämte de tvâ parallellogrammerna har en gemensam länk (22); dels för utbalanserlng av armens massa avsedda organ (32, 36), vilka är svängbart monterade på ett andra flyttbart stativ (8) på vridbordet (5) och vilka har sitt svängningscentrum vridbart förbundet med en kort länk (ll) i pantografen; dels för utbalansering av lasten avsedda organ (28, 291 30, 31), vilka påverkar vertikalstyrorganen (7, 14, 28); och dels styrmedel för det första och andra flyttbara stativet (7, 8), så att den lastbärande plattformen och lasten (18) har bibehållen vertikalriktning och kan förflyttas med full utbalansering i varje plan inom plattformens arbetsområde.

2. Balanserad arm enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att låsorgan är anordnade på det första flyttbara stativet (7) för att låsa vertikalstyrorganen (7, 14, 28).

3. Balanserad arm enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att lâsorgan är anordnade på det första flyttbara stativet (7) för att läsa detta i horisontalplanet.

4. Balanserad arm enligt krav l. k ä n n e t e c k n a d av att de för utbalansering av lasten avsedda organen omfattar en 10 15 20 25 30 455 639 kolv (28) med liten diameter som är styrd av gastryck från en relativt stor behållare (30) för att åstadkomma ett väsentligen konstant tryck.

5. Balanserad arm enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de för utbalansering av armens massa avsedda organen omfat- tar en stâng (32), som på ett ställe längs sin längd är sväng- bar på det andra flyttbara stativet (8) och är i en ände vrid- bart förbunden med en länk (ll) i pantografen samt har 1 sin andra ände en vikt (36) av tillräcklig massa för att utbalanse- ra de kombinerade massorna av pantografen, parallellogram- länkarna med undantag för den länk (9). som bildar en del av vridbordet (5), och den lastbärande plattformen (18).

6. Balanserad arm enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att vridbordet (5) är lâsbart till basen (1) för att förhindra rörelse 1 azimutled.

7. Balanserad arm enligt krav 2 eller 6. k ä n n e t e c k - n a d av att läsorgan är anordnade på det första flyttbara stativet (7) för att låsa detta i horisontalplanet.

8. Balanserad arm enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d av att vridbordet (5) är lâsbart till basen (l) för att förhindra rörelse i azimutled.

9. Balanserad arm enligt något av föregående krav. k ä n n e - t e c k n a d av att pantografens svängningscentrum är vrid- bart på vridbordet (5) för att åstadkomma en fast reaktions- punkt för att tillförsäkra önskvärd konstruktiv styvhet mellan svängcentrumarmen (10). proportionsarmen (13) och vridbordet~ (5).