可延伸的摄像机支撑和稳定装置制造方法及图纸

一种用来定向和使用远离操作者定位、并且以稳定方式支撑的装备的支撑系统。该支撑系统包括具有分别连接至主滑架和从滑架的主动端和从动端的平衡杆。该系统包括在从滑架处复制主滑架的运动的机构。还包括具有运动缓冲功能的万向节和手柄组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于摄像机以及其他类似设备的稳定装置。特别地，本专利技术的实施例涉及ー种可延伸的摄像机稳定装置，典型地，其可安装于身体上，并且被设计为在所有类型的地形都能产生平滑的移动拍摄。
技术介绍
典型地，安装于身体上的摄像机稳定装置包括在其重心具有三轴线万向节的摄像机设备支撑系统。支撑结构一般连接至铰接的支撑臂，铰接的支撑臂依次连接至操作者穿着的背心，不过臂可安装至其他固定或移动结构。这些设备设计用来支撑摄像机或其他设备、并将摄像机或其他设备与行走、奔跑或移动的操作者、车辆或操作者/车辆的组合的不期望的运动隔离开。这种设备的常见例子是以斯坦尼康(Steadicam )商标在市场上出售 的那些设备。安装于身体上的稳定装置摄像机支撑结构，通常称之为“滑架(sled)”，一般包括延伸块以提高惯性稳定性以及将平衡中心定位于可操作(accessible)位置。摄像机支撑“滑架”结构由中心支柱一端处的刚性安装的摄像机和支柱另一端处的其他刚性安装的部件(视频监视器、电池、聚焦装备、微波传输装备、摄像机控制单元装备、其他电子设备等)大致中立地平衡。摄像机因而能通过万向节附近轻微的手动压カ而在任何方向上指向。这些指向运动的相互垂直的方向清楚地被称为摇动、倾斜和滚动。如这里使用的，除非另有規定，“滚动”表示绕着大致平行于摄像机镜头的轴线的旋转，“摇动”描述绕着从支撑摄像机的中心支柱的中心向下延伸且与滚动轴线偏离90°的轴线的旋转。“傾斜”描述绕着与镜头轴线和摇动轴线都垂直的基本上水平轴线的旋转。由于摄像机和监视器刚性地连接至支撑结构，垂直的摄像机移动，同时维持摄像机水平，限制于铰接支撑臂的最大垂直运动范围，所述最大垂直运动范围通常为标准模式下的32英寸加上“低模式”下的重叠、但不连续的32英寸。转换至低模式需要机械地移除摄像机，倒转支撑结构，并将其经由对于每个摄像机而言都不同的所谓“低模式托架”重新连接至倒转的支撑结构。另外，监视器必须倒转，万向节沿着中心支柱调节以恢复期望的平衡块的轻微底部重量；必须采用特殊的万向节一臂连接托架；并且整个摄像机系统的所有线缆必须分离并重新连接。最后，系统必须再平衡。这个耗时的过程在毎次需要从低模式转变到高模式或从高模式转变到低模式时都必须进行。经常，由于时间限制，拍摄被取消，使得导演和操作者都很懷丧。对于这些设备的操作者来说，另ー问题在低模式拍摄需要克服某种类型的障碍，比如车盖、围墙、栅栏、桌子等时出现，因为支撑臂的横向可达范围受限。陀螺仪调平的“辊笼安装的”摄像机支架是已知的，并且市场上有售，例如商标名为“AR”，其允许“低模式”至“高模式”的连续拍摄。这些设备操作起来非常笨拙，因为在从低位置至高位置的过程中，“傾斜”和“摇动”逐渐需要与摄像机实际朝向无关的稳定器中心支柱的非直觉操纵。延伸杆支撑的，远程控制的摄像机安装架，包括市售为“杆-凸轮(Pole-Cam)”的那种，是现有技术已知的并且构造简单，但是它们非常不稳定，除非安装于固定的三脚架上。因此需要一种用于增加设备稳定化支架的能力一尤其是安装于人体的摄像机稳定器一并且扩展其可达范围和角度灵敏度的装置，使得能进行稳定化的操作，比如拍摄，其优选地包括摄像机不受限制和直觉的角度控制，以及从操作者位置的较大横向和垂直位移
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种用来定向和使用远离操作者定位并且以稳定方式支撑的装备的设备。本专利技术的具体实施例可与轻重量摄像机相客，包括小于I磅、或甚至小于O. 5膀的摄像机。本专利技术的优选实施例中，一个或多个机械装置可移除地安装至改良的斯坦尼康型设备，用于在从动端复制王动端的角度运动。当支撑系统具有刚性轴向连接时，例如以主动平衡杆的形式，能采用连接至平衡杆、但能围绕平衡杆自由转动的手柄。本专利技术的优选实施例包括具有元件的手柄,所述原件连同主动万向节元件一起工作，以可选择地隔离并减缓不需要的运动，以及定向平衡杆关于垂线的姿态。根据本专利技术一个示例性实施例的支撑系统，包括具有第一端(主动端)和第二端(从动端)的平衡杆。ー个或多个第一部件块由主万向节装置连接至支撑结构或主滑架上的平衡杆主动端并平衡，并且ー个或多个第二部件块由从万向节装置连接至支撑结构或从滑架上的平衡杆从动端并平衡。具有第一轭的第一万向节装置不可转动地连接至平衡杆的第一端。具有第二轭的第二万向节装置不可转动地连接至平衡杆的第二端。第三万向节在平衡杆的平衡中心处连接至平衡杆，所以平衡杆可在其内转动，以提供第一和第二轭之间的第一角度连接度。第一滑轮树连接至第一万向节的外圈外壳，且第二滑轮树连接至第二万向节的外圈外壳。第一中心支柱布置于第一万向节内圈内，且第二中心支柱布置于第二万向节内圈内。一对系杆与平衡杆、以及彼此基本平行地布置，并且从第一滑轮树延伸至第ニ滑轮树，每ー个系杆在每个滑轮树可枢转地连接，使得平衡杆、系杆和中心支柱形成ー个平行四边形，该平行四边形提供了第一和第二中心支柱之间的第二角度连接度。每个滑轮树都具有多个功能性地与环形线连接的滑轮，使得第一万向节的运动可在第二万向节被复制，以提供第三角度连接度。因此，主万向节的定向被从万向节所模拟。支撑系统可包括至少ー个振动控制系统以缓冲传递至中心支柱的振动。在本专利技术的一个示例性实施例中，振动控制系统包含一个刚性连接至滑轮树的安装托架，且至少部分围绕中心支柱，其中安装托架具有多个托辊、且可调节地布置，以允许托辊接触中心支柱。本专利技术进一歩地包括可用于具有平衡杆的支撑系统的手柄组件的各种实例。在本专利技术的一个示例性实施例中，手柄组件包含一个功能性地连接至平衡杆，且纵向可滑动地布置于平衡杆上的平衡杆万向节。平衡杆万向节具有外圈，其在手柄支撑托架的邻近端连接至手柄支撑托架。手柄支撑托架具有凹ロ，其在支撑系统旋转时可容纳系杆。手柄支撑托架在手柄支撑托架的末端进ー步地连接至手柄轴，手柄轴延伸一定距离基本垂直于平衡杆的中心线。把手围绕手柄轴布置、且关于手柄的纵轴旋转。还包括臂安装组件，其连接至手柄轴的末端以安装支撑臂。臂安装组件围绕与手柄轴的纵向轴线基本垂直的垂直线关于支撑臂旋转。手柄支撑托架借助于连接至平衡杆万向节外圈的连接组件、以及连接至手柄支撑托架的互补的连接组件连接。弹性组件布置于平衡杆万向节外圈手柄支撑托架连接组件和互补的连接组件之间，使得基本垂直于手柄轴的纵向轴线的手柄支撑托架的运动通过弹性组件被缓冲。在本专利技术的一个特别的实施例中，连接组件从外部万向节圈上凸起，且互补的组件为横跨凸起物两边的U形组件，且其中具有弹性组件。本专利技术还包括通过如此处公开的附加的万向节和手柄装置的支撑系统的变型。根据此处提供的任意实施例，本专利技术进ー步地包括用于具有万向节和手柄装置的摄像机支撑系统的延伸杆。本专利技术还包括具有这样ー种平衡杆的支撑系统。 支撑系统可连接至铰接臂，且进一歩地，铰接臂可连接至操作者的背心。优选地，铰接臂为平衡臂。本专利技术还包括具有铰接臂的支撑系统。本专利技术还指示了通过提供根据本专利技术任何实施例的支撑系统来平衡和使用装备的方法；在第一端处将第一部件块相对彼此平衡；在第二端处将第二部件块相对彼此平衡；围绕平衡杆的纵向轴线将第一部件块相对于第二部件块平衡；将平衡杆和第一和第二部块通过沿平衡杆的长度定位的第三万向节平衡；并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.13 US PCT/US2009/064351;2009.11.13 US 12/61.ー种支撑系统，其包括 具有第一端和第二端的平衡杆； 具有第一轭的第一万向节装置不可转动地连接至平衡杆的所述第一端； 具有第二轭的第二万向节装置不可转动地连接至平衡杆的所述第二端； 第三万向节在平衡杆的平衡中心处连接至平衡杆，使得平衡杆在其内旋转，以提供第一和第二轭之间的第一角度连接；以及 在第二万向节处复制第一万向节的运动的机构。2.根据权利要求I的支撑系统,进ー步包括 ー个或多个第一部件块由第一万向节装置连接至平衡杆第一端，并围绕平衡杆第一端平衡；以及 ー个或多个第二部件块由第二万向节装置连接至平衡杆第二端，并围绕平衡杆第二端平衡。3.如权利要求I的支撑系统，其中所述运动复制机构包括 一个或多个传感器，其检测围绕第一万向节的ー个或多个旋转轴线的旋转运动；以及 一个或多个马达，其功能性地连接至第二万向节，以施加围绕第二万向节的ー个或多个旋转轴线的旋转运动； 其中所述ー个或多个马达基于从所述ー个或多个传感器接收的信号施加旋转运动，从而绕着第二万向节的旋转轴线复制绕着第一万向节的旋转轴线的运动。4.如权利要求3的支撑系统，其中至少ー个传感器和至少ー个马达形成闭环。5.如权利要求4的支撑系统，其中至少ー个马达是伺服马达。6.如权利要求I的支撑系统，其中第一和第二万向节装置提供三个角度自由度。7.如权利要求2的支撑系统，其中运动复制机构包括ー个或多个刚性连接，使得第一部件块相对于围绕ー个或多个旋转轴线的旋转、相对于第二部件块固定。8.如权利要求7的支撑系统，其中第一部件块相对于围绕俯仰轴线的旋转、相对于第~■部件块固定。9.如权利要求7的支撑系统，其中第一部件块相对于绕着偏移轴线的旋转、相对于第~■部件块固定。10.如权利要求7的支撑系统，其中第一部件块经由一个或多个系杆相对于第二部件块固定。11.如权利要求7的支撑系统，其中第一部件块经由ー个或多个滑轮和带相对于第二部件块角度地同步。12.如权利要求7的支撑系统，其中第一和第二万向节中的每个仅提供两个角度自由度，所述角度自由度对于每个万向节的角度自由度相同，并且其中支撑系统还包括 连接至平衡杆但可围绕平衡杆自由旋转的手柄。13.如权利要求12的支撑系统，包括至少ー个环形轴承，其定位为允许手柄围绕平衡杆自由地旋转。14.如权利要求13的支撑系统，还包括可调节地连接至手柄的偏移手柄部件。15.如权利要求2的支撑系统，其中第二部件块包括摄像机。16.如权利要求2的支撑系统，其中每个第一部件块和第二部件块都包括摄像机。17.如权利要求2的支撑系统，其中第一部件块包括监视器且第二部件块包括摄像机。18.如权利要求I的支撑系统，其中平衡杆可伸縮。19.如权利要求I的支撑系统，还包括 一个或多个索和一个或多个撑杆以减少平衡杆的弯曲。20.如权利要求I的支撑系统,还包括 平衡夹具，其围绕平衡杆布置，并且在夹具上具有位置可调节的配重，以围绕平衡杆的纵向轴线平衡该平衡杆。21.如权利要求20的支撑系统，其中平衡夹具包括 螺旋地连接至杆的配重，该杆定位为使得配重能在螺纹杆上向内或向外调节，直到平衡杆围绕其纵向轴线平衡。22.如权利要求I的支撑系统，其中在第二万向节处复制第一万向节的运动的机构包括 第一系柱，其枢转地连接至第一中心支柱，并且具有在第一端处的第一万向节和在第ニ端处的第二万向节； 第二系柱，其枢转地连接至第二中心支柱，并且具有在第一端处的第一万向节和在第ニ端处的第二万向节； 第一系杆，其纵向地布置于第一系柱第一万向节和第二系柱第一万向节之间；以及第二系杆，其基本上平行于第一系杆，并且纵向地布置于第一系柱第二万向节和第二系柱第二万向节之间。23.如权利要求I的支撑系统，其中在第二万向节处复制第一万向节的运动的机构包括 从第一圈管延伸至第二圈管的系杆，所述第一圈管围绕第一中心支柱布置，第一中心支柱布置为穿过第一万向节，第二圈管围绕第二中心支柱布置，第二中心支柱布置为穿过第二万向节， 具有第一端和第二端并且每端处具有万向节的系杆； 具有连接于此的第一齿轮的第一圈管以及具有连接于此的第二齿轮的第二圈管；以及 与所述齿轮功能地相容并且连接至齿轮的帯。24.如权利要求I的支撑系统，其中在第二万向节处复制第一万向节的运动的机构包括 布置于平衡杆内的线缆。25.如权利要求24的支撑系统，包括 与线缆具有功能关系的带和齿轮系统。26.ー种支撑系统，其包括 连接至如权利要求I的支撑系统的铰接臂。27.ー种平衡和使用装备的方法，其包括 提供如权利要求I的支撑系统； 在第一端处将多个第一部件块相对彼此平衡； 在第二端处将多个第二部件块相对彼此平衡； 将平衡杆围绕其纵向轴线平衡；围绕平衡杆将第一部件块相对于第二部件块平衡；以及 移动第一万向节装置，从而在第二万向接头节中复制这个运动，同时维持多个部件块的大致平衡。28.如权利要求10的支撑系统，包括 连接至第一万向节的外圈外壳的第一滑轮树； 连接至第二万向节的外圈外壳的第二滑轮树； 布置于第一万向节内圈内的第一中心支柱； 布置于第二万向节内圈内的第二中心支柱； 其中一个或多个系杆与平衡杆、及彼此之间基本平行地布置，并且从第一滑轮树延伸至第二滑轮树，每个系杆在每个滑轮树枢转地连接，使得平衡杆、系杆和中心支柱形成ー个平行四边形，该平行四边形提供第一和第二中心支柱之间的第二角度连接度；以及 其中每个滑轮树具有多个功能性地与环行线连接的滑轮，由此第一万向节的运动在第ニ万向节处复制，以提供第三角度连接度。29.如权利要求28的支撑系统，其中每个滑轮树包括 两个枢转滑轮；以及 两个转向滑轮；以及 其中环行线至...

【专利技术属性】
技术研发人员：加勒特·W·布朗，
申请(专利权)人：加勒特·W·布朗，
类型：
国别省市：