專利名稱：物品支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種諸如攝像機的物品的支架，其安裝方式使得所述物品/攝像機可選擇性地圍繞軸線旋轉。
尤其是但不排他地，本發明關于攝像機的支架，其安裝方式使得通過使攝像機能夠圍繞預定軸線旋轉，有助于在使用攝像機時穩定攝像機。
同時本發明的說明書將討論本發明的特征和與攝像機定位有關的使用模式，應該明白本發明的裝置和特征能夠用于其他應用，在這些應用中需要以類似的方式放置一物品。
背景技術：
公知地將攝像機安裝在三角架和其他支撐物上，從而攝像機能圍繞與攝像機相關透鏡的光學軸垂直的軸線和/或透鏡軸線上下傾斜的第二軸線旋轉，從而有效提供相對于攝像機光學軸的兩個旋轉運動自由度。

發明內容
本發明的目的是提供一種用于攝影機的安裝系統，該安裝系統允許攝影機被安裝到支撐件上，其方式使得攝影機可圍繞上述兩個旋轉運動自由度以外的至少一個軸線相對于支撐件選擇性地位移。
寬泛地根據本發明的一個方面，提供了一種用于安裝攝影機的裝置，其安裝方式使得利用安裝單元，所述攝影機可在位于其重心以下從攝影機光學裝置的光學軸線偏離的位置被支撐，所述安裝單元與用于支撐該安裝單元的另一支撐件之間可圍繞相對于所述光學軸線的預定軸線旋轉。
優選地，所述預定軸線由所述另一支撐件相對于水平面/垂直面的定位來限定。
根據本發明的另一方面，一物品/設備/攝影機由安裝裝置利用/從支撐件偏心安裝支撐，其方式使得所述安裝裝置適于圍繞由主支撐件相對于水平面/垂直面的定位限定的預定軸線相對旋轉，其布置方式使得在所述相對旋轉時，物品/設備/攝影機的預定軸線有效保持在其初始位置。
優選地，一攝影機偏心安裝到兩個主部分支撐單元的第一主部分上，其方式使得，所述兩個部分之間可圍繞預定軸線或方向相對旋轉，所述預定軸線或方向由與攝影機的成像裝置的光學軸線對準的第二主部分的位置限定，并且因此在相對旋轉時，攝影機的所述成像軸線有效保持在其初始位置上。
便利地，所述支撐單元包括第一主支撐部分，該第一主支撐部分包括相對于第二籠/框架可旋轉的環形/圓筒形第一籠/框架，所述第一籠/框架包括部分齒輪驅動器，用于可旋轉地與設置在第二籠/框架上的齒輪驅動器的一部分嚙合，并且其中所述第一籠/框架適于相對于第一和第二籠/框架之間的相對旋轉軸線偏心安裝攝影機。
優選地，所述齒輪驅動器包括齒條和小齒輪結構。
在一優選結構中，設置驅動裝置來產生所述相對旋轉。
優選地，所述齒輪驅動器包括安裝到第二籠/框架上的電動馬達，所述馬達設置用來轉動與齒條嚙合的齒輪/小齒輪，該齒條與所述方向共軸并且設置在所述第一籠/框架上。


為了更好地理解本發明和實施本發明，參照附圖，其中圖1是第一實施例的高度示意側視圖，示出了根據本發明的方案用于支撐攝像機單元的支撐組件；圖2是安裝在圖1中的支撐組件上的攝像機單元的正視圖；圖3是側視圖，示意性示出用于支撐攝像機單元的支撐組件的第二實施例；圖4是安裝在圖3中的籠組件(cage assembly)上的攝像機單元的正視圖；圖5示意性示出圖3和4中實施例的細節的變型。
具體實施例方式
圖1和2所示的籠組件1包括第一和第二圓形框架部件2，該第一和第二框架部件2通過間隔桿3保持平行間隔開。所述桿3位于框架部件1和2的圓形形式的外部，安裝凸耳4中。在實踐中，有6個這樣的凸耳圍繞框架部件1和2的圓周等角度地間隔開。這一結構提供了圓柱狀機架或者框架結構。
每個框架部件2的內周邊設置有光滑的圓筒形軌道5，用于以滾動接觸形式接納和定位設置在內部圓攝像機單元安裝框架7上的輥6。框架部件2中的一個或兩個包括齒形圓周限定軌道8，該圓周限定軌道8用來與小齒輪9操作嚙合，該小齒輪9與安裝框架7相關聯。在實際中，該小齒輪可通過以附圖標記10示意示出的馬達驅動旋轉，從而使框架7相對于框架部件2旋轉。
如圖2所示，要被可旋轉安裝框架承載的攝像機單元11被以將攝像機的重心，即在圖2所示的位置上，位于籠組件框架2內的攝像機單元的旋轉軸線之下的方式安裝到該框架上。可認為攝像機單元11包括實際攝像機、與攝像機相關的任何電池、監視器等一起，它們可方便地安裝到框架7上，而任何其他作為形成攝像機單元的裝置可位于別處。因此，例如，監視器可從框架組件7處被支撐或者從安裝上述支撐組件的柱狀支撐件處被支撐，從而不論籠組件1的設定如何，該監視器保持在傳統操作位置上。
支撐組件1設置有安裝裝置12，因此該組件可被安裝在攝像機設備支撐件上，在圖1和2中未示出，但在下文中進行描述。在這點上容易注意到，攝像機設備支撐件包括作為身體安裝攝像機穩定器公知的柱狀支撐件，該柱狀支撐件利用萬向節裝置在其重心通常用萬向節固定，所述萬向節裝置包括能反之被安裝到操作者佩戴的裝置支撐帶或背心上。這種裝置用于在支撐攝像機時使攝像機(或類似裝置)與操作者的走動、跑動或者其他移動的不希望運動隔離開，尤其是當攝像機被用于電影和電視產業時。
為了使所述組件能夠手持，該組件設置有與兩個最上部桿3連接的攜帶柄13。
如圖1和2所示，攝像機單元11因此偏心安裝在支撐組件1中，其安裝方式使得在支撐組件1和攝像機單元11之間可以有圍繞預定軸線或者方向(在攝像機單元帶有攝像機單元透鏡的光軸的情況下)的相對旋轉/滾動位移，其方式使得在支撐組件1圍繞所述軸線旋轉的情況下，該攝像機單元10有效保持在其初始位置上。
這種布置具有實踐結構，不論何時支撐組件框架2圍繞對稱軸線旋轉，攝像機支撐框架7和由該攝像機支撐框架7支撐的攝像機單元11將相對于籠組件1滾動(roll)，或者在電子、電氣或機械控制設備(未示出)的控制下發生滾動，從而相對于不變的水平保持攝像機的定向。換句話說，攝像機的水平(horizon)保持水平。
利用這一結構，不論籠組件安裝到相關支撐件(未示出)的特性如何，攝像機水平能保持水平。
參見圖3、4和5，其中示出本發明組件的第二實施例包括第一和第二圓形端部框架部件14。每個框架部件14包括外環元件15和同軸布置的內環元件16，該元件15和16可相對旋轉。
出于便于這種相對旋轉的目的，元件15和16的面對相對旋轉表面可設置有合適的涂敷材料(未示出)，從而便于這種相對旋轉。可選的，可將輥子(未示出)設置在合作的環元件15和16中的一個或者兩者上以便于這種旋轉。
尤其從圖4可見，環元件15各設置有一系列圍繞其周邊區域規則間隔開的孔19和槽20。
這些孔19中的選定孔用作多個平行桿21(圖3)的安裝位置，所述平行桿用來將外環元件15彼此連接以形成剛性圓筒形開口外部籠。例如，可將6或8個這種桿21等角度圍繞相關外環元件15布置。應該明白，所使用的桿21的數量取決于諸如元件的整體尺寸和直徑、該籠組件及其用途等因素。
兩個內環元件16同樣設置有多個等距離間隔開的孔23(圖4)，在每個該孔23的附近形成有凸起24。所述兩個內環元件16互連，如下所述，以便有效提供在所述外部籠中相對旋轉的剛性內部籠。
在實踐中，由于這種內部籠需要支撐/承載諸如攝像機的物品，因此用于這種物品的安裝裝置在下文中用來互連所述內環元件以提供內部籠。
外部環形環板25(圖3)利用與所述孔中的適合的孔接合的合適的螺栓26等安裝到外環元件15中的一個的外表面上(為方便起見，下文將這一特殊的環元件稱作前環元件)。所述環板26在其內環形表面上包括周邊帶齒的齒條27(只示意性示出)，該齒條27與相關聯的相互接合內環元件15和外環元件16的相對旋轉軸線共軸。帶齒的小齒輪28安裝到馬達(未示出)的軸29上，該馬達利用螺栓30由內環元件16承載。
在圖5所示的變型中，環板25在其外環表面上包括周邊帶齒齒條31，該齒條31與相關聯的相互接合內環元件15和外環元件16的相對旋轉軸線共軸。
齒條27用來被兩個齒輪/小齒輪32/33操作嚙合，所述齒輪/小齒輪由電動馬達(未在圖5中示出)的輸出軸34/35承載，該馬達從與和所述前環元件15相關的內環元件16一體的支撐支架(未示出)安裝，所述馬達借助于螺栓36被保持定位。在實踐中，所述馬達另外利用第二支撐支架(未示出)沿著其長度被支撐，所述第二支撐支架位于馬達的長度中間并與兩個桿21連接，所述兩個桿21通過與所述孔中的適合的孔接合而連接到內環元件16上，從而互連兩個內環元件16。
與所述馬達的位置直接相對，攝像機支撐平臺37安裝到內環元件16上，從而該平臺37有效橋接內環元件16并且有效形成內部籠的結構部件。
支撐平臺37利用螺栓等被固定到內環元件16上，該螺栓與所述環元件的孔中的選定孔接合。應該明白，支撐平臺37的平面實質上與內部籠組件相切。所述支撐包括鳩尾形攝像機連接部38，適于與設置在如下所述柱型攝像機支撐件上的互補鳩尾形安裝配件接合。這一布置使得能將攝像機安裝到內外籠上，和將其從內外籠移除。應該明白，可設置用于將攝像機單元11牢靠鎖定到支撐組件上的裝置。
所述外部籠設置有組件支撐/安裝平臺(未示出)。這一平臺利用螺栓(未示出)與外部籠相連，該螺栓接合到孔19中的選定孔中。應該明白，所述平臺將被合適地開孔/修改，以便于將平臺和相關組件安裝到例如行進攝像機單元，該行進攝像機單元包括用于攝像機單元11和馬達16的電源。
從上文可見，攝像機單元21有效地偏心安裝到內部和外部籠的組件上。從這種安裝中產生的一個重要特征是，如圖3所示，攝像機單元21的重心，即在圖3所示的位置，位于籠組件內的攝像機框架的旋轉軸線之下。
通過將上述馬達的控制與陀螺系統相結合，從而為小齒輪提供一種用作阻斷裝置(breaking facility)的電氣控制反饋回路，能使籠組件以任何角度安裝，同時使攝像機單元10的操作水平保持水平。
另外，該制動裝置(braking facility)可用來控制支撐框架7和安裝到其上的攝像機單元11經歷搖擺運動的任何趨勢。
應該明白，馬達驅動系統(未示出)可用來實現小齒輪的受控旋轉，從而實現攝影機安裝框架相對于支撐組件的受控旋轉。利用這一布置，攝影機安裝框架和攝影機可相對于支撐組件籠旋轉/滾動，即使是支撐組件籠是靜止從而在例如搖擺運動，即在海上或者拐彎(banking around corners)的實際效果時也是如此。
應該明白，上述支撐組件可安裝到任何方便形式的支撐件上，并且可形成攝影機安裝設備的一部分。例如上述支撐組件可提供用于從三角架、活動支架、升降架等上安裝的所謂遠程頭(remote head)的一部分，其方式使得適于用來提供攝影機的位移的第三軸線，或者提供保持水平和穩定的視角。為此，所述遠程頭包括便于穩定的裝置。
而且，支撐組件可構建成例如可安裝到所謂的攝影機穩定平臺上。這種平臺中的某些公知為“Steadicams”或者”Sled平臺。
同時上面的描述已參照攝影機在通常圓筒形籠中的安裝，該籠在外部圓筒形籠中旋轉，應該明白這只是支撐攝影機繞預定軸線旋轉/滾動的一種模式。例如，攝影機可有效安裝到支撐桿上或者是尺寸形狀適合的支撐件上，該元件包括平臺/板部件或結構，適于在第二支撐部件、結構等中安裝以旋轉，其形狀和布置使得攝影機可圍繞與攝影機光學軸線共軸或者偏離的軸線旋轉。應該明白，為了實現這一布置，用于平臺的支撐需要成形并形成以適合位于光學軸下的單元基部的物理尺寸，即深度。
如上所述，上述組件可被安裝到柱型支撐單元上。在優選的支撐單元中，為如上所述可調整地水平安裝攝影機和任何相關裝置提供了手段。
從而根據本發明的另一方面，提供了一種用于如上所述攝影機組件的可調整水平物品支撐單元，包括可伸縮接合長柱部分，該柱部分包括主柱部分和至少兩個另外的柱部分，所述另外的柱部分適于相對于主柱部分的相對端獨立定位。
根據本發明的另一方面，一種可調整水平物品支撐單元包括可伸縮接合部分，所述部分包括主部分和至少兩個另外的部分，所述另外的部分適于相對于主部分的相對端獨立定位。
優選地，所述可伸縮設置為支撐單元的長度可從主部分的相對端變化，并且其中設置位置調整裝置來從主部分支撐可調整水平支撐單元，設置在主部分上。
根據本發明的另一方面，一種可調整水平物品支撐單元包括第一柱部分；第二柱部分，在其一端部適于安裝要被支撐的物品，并且其另一端部可伸縮以相互接合到所述柱部分的一端中；第三長柱部分，在其一端適于伸縮接合到所述柱部分的另一端；以及第四柱部分，在其一端伸縮接合到所述第三柱部分的另一端中，在其另一端接合到單元支撐元件或者用于支撐負荷的裝置上；以及萬向節，位于所述第一部分的端部，使得支撐單元自身可是手動的，同時允許支撐裝置與單元長柱部分之間樞轉運動。
優選地，所述第一和第二柱部分的直徑設置得當第二柱部分從與第二柱部分進入主柱部分的方向相反的方向完全伸縮接合到所述第一柱部分時，允許第三柱部分伸縮進入第二柱部分，從而便于使所述柱部分之間的完全伸縮關系盡可能縮短。
為了更好地理解本發明并且示出如何實施本發明，參照附圖，其中圖1A示意性示出結合本發明原理的可調整水平物品支撐單元，處于延伸的物品支撐設定；圖2A示意性示出圖1中的物品支撐單元，處于最小長度設定；圖3A示出圖1和2中支撐單元所使用的伸縮件的放大圖；圖4A是用于將伸縮部分鎖定到所需相對位置的下端配件的分解詳圖；圖5A是分解詳圖，示出用于使柱部分定位和用于將支撐單元安裝到支撐件或其他物品上的兩種形式的端部配件；圖6A是分解詳圖，示出用于將伸縮柱部分鎖定到所需位置的下端配件；圖7A是結合平面圖，更詳細示出了用于將攝影機安裝到最上部伸縮柱部分的端部配件。
參見附圖，尤其是圖1A和2A，圖示的可調整水平支撐單元1包括主/第一柱部分2，適于在其上端3伸縮接納第二柱部分5的下端4。柱部分5的上端6設置有端部配件7，利用該端部配件7可將要被支撐的物品、即攝影機8等連接到使用的平臺7上。這一端部配件將在下文進行描述。
可旋轉夾緊元件9設置在第一柱部分2的上端3處，用于將第二柱部分5相對于第一部分2鎖定在所需長度位置。這一夾緊元件9適于在如下所述伸縮接合的柱部分4的外表面上施加夾緊力。
第一柱部分2的下端10設置有連接元件11，利用該連接元件11，第三和第四伸縮接合柱部分12和13分別可連接到柱部分2和4的延伸部中。這一連接元件11將在下文描述。
第三柱部分12的上端14適于與連接元件11連接。
可旋轉夾緊元件15設置在第三柱部分12的下端16處，用于將第四柱部分13相對于第三柱部分12鎖定到所需長度位置。該夾緊元件15類似于設置在第一柱部分2的下端10處的夾緊元件。第四柱部分13的下端16適于接納適配單元17，從而四個柱部分2、4、12和13的組件可連接到基礎單元18，其方式使得四個柱部分的組件從基礎單元直立。可選地，與攝影機單元的操作相關的裝置可連接到底部的柱部分13的下端上。
在附圖中示出可從柱部分承載物品。如圖所示，一個這種物品可從連接到設置在部分12上的夾緊單元23的臂22承載。在附圖中，所述臂圖示連接到第三部分12上。利用這一結構，應該注意，當四個部分伸縮到圖3A所示位置時，用于所述臂的夾緊單元23可位于相關部分的下端處。
當支撐單元是使用者身體安裝穩定裝置的一部分時，所述支撐單元利用包括攜帶柄20的萬向節單元19從攝影機使用者穿戴的支撐帶或者背心(未示出)承載。
萬向節單元19包括套筒21，該套筒21在其上端具有用于樞轉柄結構的支架22，該樞轉柄結構向支架22樞轉。支架22允許柱圍繞支撐單元的縱軸旋轉并且在安裝到最外面的部分2上，在如圖所示承載攝影機和任何其他形式的負荷時有效位于支撐件的平衡中心處。所述套筒利用鎖定環23被鎖定在柱部分2的所需長度位置。
參見圖4A，該圖詳細示出安裝單元11。該安裝單元11包括套筒部件24，該套筒部件24可與柱部分2的下端接合。套筒的下端包括“指”25的環，所述指25通過夾緊環26朝向柱部分12夾緊。
連接單元15在圖5A的上部示出，該連接單元15包括安裝到柱部分12的下端的套筒部分27，該套筒部分27具有延伸的夾緊部分28，適于在鎖定元件29旋轉時夾緊到柱部分13上。圖5A的下部示出了基礎部件18，并且如圖所示在柱部分13的下端包括環部件18，用于與設置在物品上的直立螺紋部件螺紋接合，該物品需要被安裝到所述柱部分13的下端。元件9在圖6A中示意示出，并且包括固定到柱部分2上端的套筒部件30，該套筒部件設置有利用帶有鎖定元件32的夾緊環31夾緊到柱部分5上的“指”。
平臺7可包括固定到柱部分5的上端6上的套筒，具有使攝影機等其他物品能被固定到柱部分上的螺紋部分。這一套筒可用于安裝如前所述的平臺。
通過上述的可調整支撐單元應該明白，長度伸縮調整可從主柱部分2的相對端部實現。在實踐中這意味著，物品/攝影機相對于承載萬向節/柄19、20、21安裝到平臺7的水平面可設定為便于操作者。
附圖示出了在支撐裝置下端(如附圖標記24所示)將這種另外物品安裝到支撐單元。
通過上述的可調整支撐單元應該明白，長度伸縮調整可從主柱部分2的相對端部實現。在實踐中這意味著，物品/攝影機相對于承載萬向節/柄安裝到平臺7的水平面可設定為便于操作者，如果需要將支撐單元安裝到諸如攝影機穩定平臺的實際基礎支撐件上。(這種穩定平臺公知為商標諸如“Steadicam”和Sled平臺)伸縮部分12和13的設置可設置成使攝影機當如此安裝時處于所需水平。利用這一布置應該明白，所述攝影機保持水平便于使用者從穩定平臺移除時攜帶使用，而不用重新設定調整。
另外的物品可以是諸如攝影機電池、用于在支撐單元的使用者以及與攝影機使用相關的遠程信息源之間進行通訊的監視器的元件。
權利要求
1.一種用于安裝物品/設備/攝影機的裝置，其安裝方式使得所述物品可在位于其重心以下的位置被支撐，同時使用于攝影機的支撐裝置與所述物品/設備/攝影機之間可圍繞預定軸線相對旋轉。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述預定軸線由支撐裝置相對于水平面/垂直面的定位來限定。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其中，所述物品/設備/攝影機偏心安裝在一支撐裝置內，該支撐裝置包括兩個主部分，所述兩個主部分適于圍繞由所述支撐裝置相對于水平面/垂直面的定位來限定的一預定軸線相對旋轉，其方式使得在相對旋轉時，物品/設備/攝影機的一預定軸線有效保持在其初始位置上。
4.如權利要求3所述的裝置，其中，攝影機被偏心安裝到所述部分中的一個上，其方式使得所述攝影機相對于所述部分中的另一個的所述相對旋轉能圍繞預定軸線或方向進行，所述預定軸線或方向與攝影機的成像裝置的光學軸線對準，并且因此在相對旋轉時，攝影機的所述成像軸線有效保持在其初始位置上。
5.如權利要求1、2、3或4中任一項所述的裝置，其中，所述支撐單元包括一主支撐部分，該一主支撐部分包括環形/圓筒形外部引導軌道，用于與設置在第二支撐部分上的互補引導軌道旋轉嚙合，所述第二支撐部分適于相對于內部引導軌道和外部引導軌道的相對旋轉軸線偏心安裝物品/設備/攝影機。
6.如權利要求5所述的裝置，其中，設置裝置來產生軌道之間的相對旋轉。
7.如權利要求6所述的裝置，其中，所述裝置包括安裝到一個部分上的電動馬達，所述馬達設置用來轉動與齒條嚙合的齒輪/小齒輪，該齒條與所述方向共軸并且設置在所述另一個部分上。
8.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述軸線與所述攝影機單元的透鏡的光學軸線共軸。
9.帶有可調整水平物品支撐單元的如前述權利要求1至8中任一項所述的裝置的結合，包括可伸縮接合部分，該可伸縮接合部分包括主柱部分和至少兩個另外的柱部分，所述另外的柱部分適于相對于主柱部分的相對端獨立定位。
10.如權利要求9所述的接合，其中，所述伸縮設置為支撐單元的長度可從主部分的相對端變化，并且其中設置位置調整裝置來從主部分支撐可調整水平支撐單元，其設置在主部分上。
11.如權利要求10所述的接合，其中，所述定位調整裝置包括萬向節單元，該萬向節單元包括可沿主柱部分長度方向移動并在該主柱部分長度方向上的所需位置被鎖定到其上的套筒。
12.如權利要求11所述的接合，其中，所述萬向節單元包括一樞轉安裝支撐柄等，并且另外允許圍繞支撐單元的縱軸旋轉。
13.一種可調整水平物品支撐單元，包括第一柱部分；第二柱部分，在其一端部適于安裝要被支撐的物品，并且其另一端部可伸縮以相互接合到所述第一柱部分的一端中；第三長柱部分，在其一端適于伸縮接合到所述第一柱部分的另一端；以及第四柱部分，在其一端適于伸縮接合到所述第三柱部分的另一端中，在其另一端接合到單元支撐元件或者用于支撐負荷的裝置上；以及萬向節，位于所述第一柱部分的端部間，使得支撐單元自身可是手動的同時允許支撐裝置與單元柱部分之間樞轉運動。
全文摘要
一種適于偏心安裝攝影機的裝置，支撐裝置(1)包括兩個主部分(2，3，7)，所述兩個主部分適于圍繞由所述支撐裝置相對于水平面/垂直面的定位來限定的一預定軸線相對旋轉，其方式使得在相對旋轉時物品/設備/攝影機的一預定軸線有效保持在初始位置上。，用來轉動與齒條(8，27，31)嚙合的齒輪/小齒輪(9，32，33)的電動馬達安裝到一部分(2，3)上，該齒條與所述方向共軸并且設置在所述另一部分上。所述裝置可與可調整水平物品支撐單元結合，該單元包括可伸縮接合部分(2，5，12，15)，該可伸縮接合部分包括主柱部分(2)和適于相對于主柱部分的相對端獨立定位的至少兩個另外的柱部分(5，12；5，12，13)。
文檔編號F16M11/06GK1662769SQ03813943
公開日2005年8月31日 申請日期2003年4月17日 優先權日2002年4月19日
發明者霍華德·詹姆士·史密斯 申請人:霍華德·詹姆士·史密斯