專利名稱：可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于攝像機(jī)以及其他類似設(shè)備的穩(wěn)定裝置。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種可延伸的攝像機(jī)穩(wěn)定裝置，典型地，其可安裝于身體上，并且被設(shè)計(jì)為在所有類型的地形都能產(chǎn)生平滑的移動(dòng)拍攝。
背景技術(shù)：
典型地，安裝于身體上的攝像機(jī)穩(wěn)定裝置包括在其重心具有三軸線萬向節(jié)的攝像機(jī)設(shè)備支撐系統(tǒng)。支撐結(jié)構(gòu)一般連接至鉸接的支撐臂，鉸接的支撐臂依次連接至操作者穿著的背心，不過臂可安裝至其他固定或移動(dòng)結(jié)構(gòu)。這些設(shè)備設(shè)計(jì)用來支撐攝像機(jī)或其他設(shè)備、并將攝像機(jī)或其他設(shè)備與行走、奔跑或移動(dòng)的操作者、車輛或操作者/車輛的組合的不期望的運(yùn)動(dòng)隔離開。這種設(shè)備的常見例子是以斯坦尼康(Steadicam )商標(biāo)在市場(chǎng)上出售的那些設(shè)備。安裝于身體上的穩(wěn)定裝置攝像機(jī)支撐結(jié)構(gòu)，通常稱之為“滑架(sled)”，一般包括延伸塊以提高慣性穩(wěn)定性以及將平衡中心定位于可操作(accessible)位置。攝像機(jī)支撐“滑架”結(jié)構(gòu)由中心支柱一端處的剛性安裝的攝像機(jī)和支柱另一端處的其他剛性安裝的部件(視頻監(jiān)視器、電池、聚焦裝備、微波傳輸裝備、攝像機(jī)控制單元裝備、其他電子設(shè)備等)大致中立地平衡。攝像機(jī)因而能通過萬向節(jié)附近輕微的手動(dòng)壓力而在任何方向上指向。這些指向運(yùn)動(dòng)的相互垂直的方向清楚地被稱為搖動(dòng)、傾斜和滾動(dòng)。如這里使用的，除非另有規(guī)定，“滾動(dòng)”表示繞著大致平行于攝像機(jī)鏡頭的軸線的旋轉(zhuǎn)，“搖動(dòng)”描述繞著從支撐攝像機(jī)的中心支柱的中心向下延伸且與滾動(dòng)軸線偏離90°的軸線的旋轉(zhuǎn)?！皟A斜”描述繞著與鏡頭軸線和搖動(dòng)軸線都垂直的基本上水平軸線的旋轉(zhuǎn)。由于攝像機(jī)和監(jiān)視器剛性地連接至支撐結(jié)構(gòu)，垂直的攝像機(jī)移動(dòng)，同時(shí)維持?jǐn)z像機(jī)水平，限制于鉸接支撐臂的最大垂直運(yùn)動(dòng)范圍，所述最大垂直運(yùn)動(dòng)范圍通常為標(biāo)準(zhǔn)模式下的32英寸加上“低模式”下的重疊、但不連續(xù)的32英寸。轉(zhuǎn)換至低模式需要機(jī)械地移除攝像機(jī)，倒轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)，并將其經(jīng)由對(duì)于每個(gè)攝像機(jī)而言都不同的所謂“低模式托架”重新連接至倒轉(zhuǎn)的支撐結(jié)構(gòu)。另外，監(jiān)視器必須倒轉(zhuǎn)，萬向節(jié)沿著中心支柱調(diào)節(jié)以恢復(fù)期望的平衡塊的輕微底部重量；必須采用特殊的萬向節(jié)一臂連接托架；并且整個(gè)攝像機(jī)系統(tǒng)的所有線纜必須分離并重新連接。最后，系統(tǒng)必須再平衡。這個(gè)耗時(shí)的過程在每次需要從低模式轉(zhuǎn)變到高模式，或從高模式轉(zhuǎn)變到低模式時(shí)都必須進(jìn)行。經(jīng)常，由于時(shí)間限制，拍攝被取消，使得導(dǎo)演和操作者都很懷喪。對(duì)于這些設(shè)備的操作者來說，另一問題在低模式拍攝需要克服某種類型的障礙，比如車蓋、圍墻、柵欄、桌子等時(shí)出現(xiàn)，因?yàn)橹伪鄣臋M向可達(dá)范圍受限。陀螺儀調(diào)平的“輥籠安裝的”攝像機(jī)支架是已知的，并且市場(chǎng)上有售，例如商標(biāo)名為“AR”，其允許“低模式”至“高模式”的連續(xù)拍攝。這些設(shè)備操作起來非常笨拙，因?yàn)樵趶牡臀恢弥粮呶恢玫倪^程中，“傾斜”和“搖動(dòng)”逐漸需要與攝像機(jī)實(shí)際朝向無關(guān)的穩(wěn)定器中心支柱的非直覺操縱。延伸桿支撐的，遠(yuǎn)程控制的攝像機(jī)安裝架，包括市售為“桿-凸輪(Pole-Cam)”的那種，是現(xiàn)有技術(shù)已知的并且構(gòu)造簡(jiǎn)單，但是它們非常不穩(wěn)定，除非安裝于固定的三腳架上。因此需要一種用于增加設(shè)備穩(wěn)定化支架的能力一尤其是安裝于人體的攝像機(jī)穩(wěn)定器一并且擴(kuò)展其可達(dá)范圍和角度靈敏度的裝置，使得能進(jìn)行穩(wěn)定化的操作，比如拍攝，其優(yōu)選地包括攝像機(jī)不受限制和直覺的角度控制，以及從操作者位置的較大橫向和垂直位移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用來定向和使用遠(yuǎn)離操作者定位并且以穩(wěn)定方式支撐的裝備的設(shè)備。本發(fā)明的具體實(shí)施例可與輕重量攝像機(jī)相容，包括小于I磅、或甚至小于0.5膀的攝像機(jī)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)機(jī)械裝置可移除地安裝至改良的斯坦尼康型設(shè)備，用于在從動(dòng)端復(fù)制王動(dòng)端的角度運(yùn)動(dòng)。當(dāng)支撐系統(tǒng)具有剛性軸向連接時(shí)，例如以主動(dòng)平衡桿的形式，能采用連接至平衡桿、但能圍繞平衡桿自由轉(zhuǎn)動(dòng)的手柄。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例包括具有元件的手柄，所述元件連同主動(dòng)萬向節(jié)元件一起工作，以可選擇地隔離并減緩不需要的運(yùn)動(dòng)，以及定向平衡桿關(guān)于垂線的姿態(tài)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的支撐系統(tǒng)，包括具有第一端(主動(dòng)端)和第二端(從動(dòng)端)的平衡桿。一個(gè)或多個(gè)第一部件塊由主萬向節(jié)裝置連接至支撐結(jié)構(gòu)或主滑架上的平衡桿主動(dòng)端并平衡，并且一個(gè)或多個(gè)第二部件塊由從萬向節(jié)裝置連接至支撐結(jié)構(gòu)或從滑架上的平衡桿從動(dòng)端并平衡。具有第一軛的第一萬向節(jié)裝置不可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至平衡桿的第一端。具有第二軛的第二萬向節(jié)裝置不可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至平衡桿的第二端。第三萬向節(jié)在平衡桿的平衡中心處連接至平衡桿，所以平衡桿可在其內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以提供第一和第二軛之間的第一角度連接度。第一滑輪樹連接至第一萬向節(jié)的外圈外殼，且第二滑輪樹連接至第二萬向節(jié)的外圈外殼。第一中心支柱布置于第一萬向節(jié)內(nèi)圈內(nèi)，且第二中心支柱布置于第二萬向節(jié)內(nèi)圈內(nèi)。一對(duì)系桿與平衡桿、以及彼此基本平行地布置，并且從第一滑輪樹延伸至第二滑輪樹，每一個(gè)系桿在每個(gè)滑輪樹可樞轉(zhuǎn)地連接，使得平衡桿、系桿和中心支柱形成一個(gè)平行四邊形，該平行四邊形提供了第一和第二中心支柱之間的第二角度連接度。每個(gè)滑輪樹都具有多個(gè)功能性地與環(huán)形線連接的滑輪，使得第一萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)可在第二萬向節(jié)被復(fù)制，以提供第三角度連接度。因此，主萬向節(jié)的定向被從萬向節(jié)所模擬。支撐系統(tǒng)可包括至少一個(gè)振動(dòng)控制系統(tǒng)以緩沖傳遞至中心支柱的振動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，振動(dòng)控制系統(tǒng)包含一個(gè)剛性連接至滑輪樹的安裝托架，且至少部分圍繞中心支柱，其中安裝托架具有多個(gè)托輥、且可調(diào)節(jié)地布置，以允許托輥接觸中心支柱。本發(fā)明進(jìn)一步地包括可用于具有平衡桿的支撐系統(tǒng)的手柄組件的各種實(shí)例。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，手柄組件包含一個(gè)功能性地連接至平衡桿，且縱向可滑動(dòng)地布置于平衡桿上的平衡桿萬向節(jié)。平衡桿萬向節(jié)具有外圈，其在手柄支撐托架的鄰近端連接至手柄支撐托架。手柄支撐托架具有凹口，其在支撐系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)時(shí)可容納系桿。手柄支撐托架在手柄支撐托架的末端進(jìn)一步地連接至手柄軸，手柄軸延伸一定距離基本垂直于平衡桿的中心線。把手圍繞手柄軸布置、且關(guān)于手柄的縱軸旋轉(zhuǎn)。還包括臂安裝組件，其連接至手柄軸的末端以安裝支撐臂。臂安裝組件圍繞與手柄軸的縱向軸線基本垂直的垂直線關(guān)于支撐臂旋轉(zhuǎn)。手柄支撐托架借助于連接至平衡桿萬向節(jié)外圈的連接組件、以及連接至手柄支撐托架的互補(bǔ)的連接組件連接。彈性組件布置于平衡桿萬向節(jié)外圈手柄支撐托架連接組件和互補(bǔ)的連接組件之間，使得基本垂直于手柄軸的縱向軸線的手柄支撐托架的運(yùn)動(dòng)通過彈性組件被緩沖。在本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例中，連接組件從外部萬向節(jié)圈上凸起，且互補(bǔ)的組件為橫跨凸起物兩邊的U形組件，且其中具有彈性組件。本發(fā)明還包括通過如此處公開的附加的萬向節(jié)和手柄裝置的支撐系統(tǒng)的變型。根據(jù)此處提供的任意實(shí)施例，本發(fā)明進(jìn)一步地包括用于具有萬向節(jié)和手柄裝置的攝像機(jī)支撐系統(tǒng)的延伸桿。本發(fā)明還包括具有這樣一種平衡桿的支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)可連接至鉸接臂，且進(jìn)一步地，鉸接臂可連接至操作者的背心。優(yōu)選地，鉸接臂為平衡臂。本發(fā)明還包括具有鉸接臂的支撐系統(tǒng)。本發(fā)明還指示了通過提供根據(jù)本發(fā)明任何實(shí)施例的支撐系統(tǒng)來平衡和使用裝備的方法；在第一端處將第一部件塊相對(duì)彼此平衡；在第二端處將第二部件塊相對(duì)彼此平衡；圍繞平衡桿的縱向軸線將第一部件塊相對(duì)于第二部件塊平衡；將平衡桿和第一和第二部塊通過沿平衡桿的長(zhǎng)度定位的第三萬向節(jié)平衡；并且移動(dòng)第一萬向節(jié)裝置，從而引起這個(gè)運(yùn)動(dòng)的復(fù)制裝置在位于從動(dòng)端的第二萬向節(jié)裝置中模擬這個(gè)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)維持部件塊的大致平衡。


本發(fā)明從結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中得到最好的理解。圖1是以攝像機(jī)下置的“低模式”示出的現(xiàn)有技術(shù)攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定系統(tǒng)。圖2是典型的現(xiàn)有技術(shù)的輕重量背心和鉸接支撐臂的正視圖。圖3是本發(fā)明布置用于最大鏡頭高度的示例性實(shí)施例。圖4是本發(fā)明布置用于最小鏡頭高度的示例性實(shí)施例。圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的主滑架。圖6是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的主滑架的萬向節(jié)部分的放大視圖，詳細(xì)示出了三個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的從滑架，詳細(xì)示出了三個(gè)伺服馬達(dá)、以及攝像機(jī)和微型輔助監(jiān)視器的位置。圖8示出本發(fā)明布置來從操作者正后面上方拍攝的示例性實(shí)施例。圖9示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的布置于主滑架和從滑架之間的延伸的超長(zhǎng)平衡桿。圖10示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中主滑架和從滑架的萬向節(jié)軛都硬連接至“主動(dòng)”平衡桿，并且由機(jī)械裝置軸向地同步。圖11示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的機(jī)械地連接至主動(dòng)平衡桿的主滑架萬向節(jié)軛。圖12示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的機(jī)械地連接至主動(dòng)平衡桿的從滑架軛。圖13示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于升高和橫移主動(dòng)平衡桿的環(huán)形、軸向隔離的手柄。圖14示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的偏移手柄，其硬連接至用于升高和橫移主動(dòng)平衡桿的環(huán)形、軸向隔離的手柄。圖15示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有較少配重和互鎖第二旋轉(zhuǎn)軸線的系桿的另一硬連接輕重量實(shí)施例。圖16示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的其中多部件系桿將主滑架和從滑架之間的俯仰運(yùn)動(dòng)和有限搖動(dòng)同步的支撐系統(tǒng)。圖17示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其齒輪和帶與系桿一起操作，從而將主滑架和從滑架之間的俯仰運(yùn)動(dòng)和搖動(dòng)同步。圖18提供了圖17所示實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，示出了主滑架和從滑架之間借助于有齒帶和錐齒輪的機(jī)械互連以實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的同步。圖19示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有布置于平衡桿內(nèi)的同步部件的支撐系統(tǒng)。圖20是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的立體圖，其中主萬向節(jié)三個(gè)軸線的運(yùn)動(dòng)借助于系桿、線以及滑輪在從萬向節(jié)處機(jī)械地復(fù)制。圖21是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的從動(dòng)端的立體圖，詳細(xì)示出了滑輪樹、樞轉(zhuǎn)滑輪、轉(zhuǎn)向滑輪、主搖動(dòng)滑輪以及與從萬向節(jié)的外圈相關(guān)的驅(qū)動(dòng)線的布置。圖22是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的從動(dòng)端的立體圖，示出了相對(duì)于轉(zhuǎn)向滑輪和主搖動(dòng)滑輪的驅(qū)動(dòng)線的位置。圖23是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的從萬向節(jié)滑輪樹的立體圖，示出了可選擇的托輥組件。圖24是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的“主動(dòng)”萬向節(jié)手柄的立體圖。圖25是圖24的主動(dòng)萬向節(jié)手柄的側(cè)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，在平衡桿的旋轉(zhuǎn)期間，在不同高度容納系桿的支撐托架內(nèi)的凹口的功能。圖26是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，包括轉(zhuǎn)向滑輪托架、有支架的軟管、具有托輥的托輥體、以及托輥體門(處于閉合位置)的托輥樹組件的透視圖。圖27是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括轉(zhuǎn)向滑輪托架、有支架的軟管、具有托輥的托輥體、以及用于安裝和拆卸至萬向節(jié)外圈外殼處于打開位置的托輥體門的托輥樹組件的相反面透視圖。圖28是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有狹窄的延伸、附加的彈性墊、以及用于樞轉(zhuǎn)軸的鉆孔的第三平衡桿萬向節(jié)外圈的隔離透視圖。圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于主動(dòng)手柄的萬向節(jié)組件的外圈。圖30是圖29所示的外圈的透視圖，其與主動(dòng)手柄支撐托架和樞轉(zhuǎn)軸，在成角度的偏離位置具有一個(gè)被壓縮的所示彈性墊的組件可操作地連接。圖31和圖32分別是圖30的外圈和支撐托架組件的分解圖，其示出了具有相連的彈性墊的外圈延伸之一，以及示出了將與外圈內(nèi)的鉆孔相接合的樞轉(zhuǎn)軸和軸承組件的支撐托架。圖33和圖34示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的外圈樞轉(zhuǎn)至在支撐托架的壁相反方向上壓縮彈性墊的主動(dòng)手柄組件的閉合透視圖。在圖34中，支撐托架以透明狀態(tài)呈現(xiàn)，以示例說明其與彈性墊、外圈延伸以及樞轉(zhuǎn)軸和軸承的關(guān)系。圖35示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的手柄組件。圖36A-C示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有基本垂直于中心支柱的平衡桿的可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分。圖37示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分的頂視圖。圖38示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有處于向上偏移的極限時(shí)的平衡桿的可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分。圖39示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有處于向下偏移的極限時(shí)的平衡桿的可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分。圖40是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可延伸的穩(wěn)定裝置的剖視圖。圖41示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可延伸的穩(wěn)定裝置。圖42示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可延伸的穩(wěn)定裝置。圖43示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的滑輪樹。
具體實(shí)施例總體上，本發(fā)明的示例性實(shí)施例采用固有的穩(wěn)定且受控的滑架，例如斯坦尼康型(Steadicam-type),(大體上在其平衡中心裝有萬向接頭，并且由延伸塊賦予其角度慣性)作為“伺服控制器”，以引起在空間上位移的第二“從滑架”在平衡桿的另一端同步地?fù)u動(dòng)、傾斜和/或滾動(dòng)。平衡桿在其自身的重心處由其自身的萬向節(jié)支撐。本發(fā)明的示例性實(shí)施例采用多個(gè)基本上無摩擦的旋轉(zhuǎn)傳感器來檢測(cè)主滑架萬向節(jié)在其相對(duì)于連接平衡桿的瞬時(shí)朝向而移動(dòng)和指向時(shí)的三個(gè)相互垂直的旋轉(zhuǎn)。這些旋轉(zhuǎn)然后由多個(gè)伺服馬達(dá)在安裝于平衡桿相對(duì)端處的類似的從滑架萬向節(jié)處復(fù)制。這些“從屬”旋轉(zhuǎn)中的一些通過主滑架的精密角度重定向而引起。其他能表現(xiàn)為在主滑架萬向節(jié)處在所有三個(gè)軸線上的旋轉(zhuǎn)，但是僅由平衡桿自身的橫移和/或升高而引起，在此情況下，主滑架的角度位置可不改變，但是任何或所有傳感器能記錄當(dāng)在從萬向節(jié)處再?gòu)?fù)制時(shí)也用來保持?jǐn)z像機(jī)角度地靜止的旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，傳感器與攝像機(jī)或裝備的受控角度運(yùn)動(dòng)的比率能小于I比1，或者馬達(dá)與受控自由度的比率能小于I比I。例如，單個(gè)傳感器能夠感測(cè)超過一個(gè)軸線周圍的運(yùn)動(dòng)，和/或單個(gè)馬達(dá)能夠產(chǎn)生圍繞超過一個(gè)軸線的運(yùn)動(dòng)。平衡桿能夠通過例如伸縮式或模塊化結(jié)構(gòu)延伸。主滑架和從滑架能從平衡桿釋放。在各種配重連接至主滑架時(shí)，能以例如16:1的“蹺蹺板”比例平衡微型從滑架。假定是輕重量桿，比如由碳纖維構(gòu)成，主滑架的重量與微型滑架的重量之比將大致等于滑架和平衡桿萬向節(jié)之間距離的反比。距萬向節(jié)24英尺的3磅的從滑架因此能由1.5英尺遠(yuǎn)的48磅的主滑架平衡。假設(shè)對(duì)長(zhǎng)桿及其萬向節(jié)增加9磅，則總重量是60磅，這也正好在攝像機(jī)操作者常規(guī)支撐的頂端負(fù)荷內(nèi)。
本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例可用平衡桿的直接機(jī)械軸向連接代替主滑架和從滑架至平衡桿軸線的回轉(zhuǎn)伺服連接。這個(gè)機(jī)械互連采用平衡桿自身的軸向旋轉(zhuǎn)以一對(duì)一地鎖定從和主萬向節(jié)軛的旋轉(zhuǎn)軸線，這個(gè)軸線設(shè)計(jì)為“俯仰”軸線。其他的機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)可使用其他已知類型的機(jī)械互連來代替一個(gè)或多個(gè)剩余電子伺服連接，比如齒帶、線或繩的組合，它們功能性地連接至齒輪或滑輪，以及線組合，這樣能同步主和從滑架之間的萬向節(jié)軛角度和搖動(dòng)角度。另外，本發(fā)明的機(jī)械互鎖實(shí)施例可采用系桿和/或滑輪互連來互連第二和/或第三水平或垂直旋轉(zhuǎn)軸線，以抵消從屬攝像機(jī)萬向節(jié)上方或下方和主滑架萬向節(jié)下方或上方的配重，并且因此使得剩余的主滑架配重有效地平衡從滑架攝像機(jī)、并且允許角度控制，如同主和從滑架在上方和下方互連于單個(gè)虛擬中心支柱上一樣。這個(gè)布置可使用較重的攝像機(jī)而無需在從滑架或主滑架對(duì)稱地配重，并且因此可潛在地降低本發(fā)明幾乎一半的總重量。另外，本發(fā)明的機(jī)械鎖閉實(shí)施例可采用連接于從主中心支柱和從中心支柱的每個(gè)橫向地延伸的對(duì)稱曲軸副之間的成對(duì)系桿，以同步搖動(dòng)(高達(dá)+/-180°的旋轉(zhuǎn))。如果適當(dāng)?shù)卦诟鱾€(gè)主和從萬向節(jié)上方或下方位移，這種系桿對(duì)也能用來同步主和從支柱之間的俯仰角。另外，機(jī)械互鎖實(shí)施例可采用具有軛的單數(shù)個(gè)系桿，或成對(duì)的系桿以結(jié)合牙鉆型滑輪和線組功能性相連主和副外部萬向節(jié)軸承圈，從而在沒有或最小限制的同步搖動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度的主動(dòng)和從動(dòng)端之間同步升高和搖動(dòng)。采用一個(gè)或多個(gè)系桿的機(jī)械互鎖實(shí)施例借助一個(gè)在手柄結(jié)構(gòu)內(nèi)結(jié)合了一些角度隔離的萬向節(jié)組件的“主動(dòng)萬向節(jié)手柄”可以被熟練控制以及定向。在平衡桿和手柄把手之間可提供一個(gè)凹口，當(dāng)平衡桿發(fā)生差不多90°的“俯仰”向上或向下時(shí)，該凹口足以容納系桿的偏移。圖1示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的攝像機(jī)穩(wěn)定支撐系統(tǒng)，已知為斯坦尼康(Steadicam )，布置為攝像機(jī)28下置的“低模式”。潛在的鏡頭高度的最大垂直范圍用線29表示。圖2提供了典型現(xiàn)有技術(shù)的輕重量“背心” I和鉸接支撐臂2的正視圖，鉸接支撐臂2能用來在空間上隔離和支撐本發(fā)明的實(shí)施例或其一部分。圖3示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其布置來為攝像機(jī)6獲得最大鏡頭高度。臂2連接至背心I并且升高至其行程限度。臂2借助于在該裝置的平衡中心4b處定位于主滑架3和從滑架5之間的桿萬向節(jié)4a連接至平衡桿4。主滑架3在主滑架萬向節(jié)3b處連接至平衡桿4。主滑架萬向節(jié)3b在平衡桿4和中心支柱3a之間提供三個(gè)角度隔離度。在圖3中，平衡桿4上仰以最大地升高攝像機(jī)6。從滑架5在從萬向節(jié)5b處連接至桿4。從滑架5由伺服馬達(dá)(例如在圖6中示出)定向以復(fù)制主萬向節(jié)3b的位置和角運(yùn)動(dòng)。伺服馬達(dá)響應(yīng)于基于來自定位于主滑架3處的傳感器(例如參見圖5)的信息的信號(hào)。來自主滑架處的傳感器的信號(hào)可調(diào)制，比如借助于伺服放大器和/或軟件。操作者在定位于主滑架5處的監(jiān)視器8上觀察來自攝像機(jī)6的遠(yuǎn)程圖像。這里采用的伺服馬達(dá)作為本發(fā)明示例性實(shí)施例中的一個(gè)示例。其他傳感器/馬達(dá)組合也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，傳感器/馬達(dá)的組合可以是閉環(huán)控制系統(tǒng)。對(duì)于很多情況，期望低振動(dòng)和低噪音。例如大約3000rmp至大約5000rpm的高速度也是期望的。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，解決方案在大約1000脈沖/轉(zhuǎn)至大約10，000脈沖/轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)。在一個(gè)替代實(shí)施例中，使用步進(jìn)馬達(dá)等，其可減少主滑架和從滑架的運(yùn)動(dòng)之間的延遲時(shí)間，但是這種馬達(dá)不是閉環(huán)的并且傾向于具有較高的噪音和振動(dòng)。圖4示出本發(fā)明的布置用于攝像機(jī)6的最小鏡頭高度的示例性實(shí)施例。臂2被壓下至其行程下限并且平衡桿4向下傾斜。從滑架5上的攝像機(jī)6基于主滑架3的定向在一個(gè)方向上指向。在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，攝像機(jī)6仍然在與主滑架3相同的方向上指向。這通過優(yōu)選連續(xù)地感測(cè)主萬向節(jié)3b和平衡桿4之間的瞬時(shí)角度，或者隨著主滑架3重新定位而改變的其他空間關(guān)系，并且借助于馬達(dá)，比如伺服馬達(dá)，(未示出)布置來驅(qū)動(dòng)，來復(fù)制所述角度(或其他度量)，從而同步地重定位從萬向節(jié)5b的元件來實(shí)現(xiàn)。主和從部件之間的互連能夠是機(jī)械的、或電氣的。注意到，馬達(dá)和傳感器能彼此硬連線或無線地連接。機(jī)械連接能夠包括系桿、滑輪、齒輪或類似設(shè)備?；谄叫兴倪呅蔚姆绞竭B接的機(jī)械連桿，比如用于縮放儀中以將第一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙c(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的那種，能適用于本發(fā)明的實(shí)施例中。這能夠包括放大或減小從第一點(diǎn)至第二點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，或者以一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。附圖總體上示出了定位于裝置的從動(dòng)端處的攝像機(jī)和定位于主動(dòng)端處的監(jiān)視器。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，攝像機(jī)安裝于裝置的從動(dòng)端和主動(dòng)端兩處，用于同時(shí)拍攝。圖4示出了作為具有伸縮夾具4c的伸縮部件的平衡桿4。桿4也可以不能伸縮。圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的主滑架3的更近視圖。萬向節(jié)3b定位于平衡中心3c正上方。平衡裝備3e由上部裝備7a和包括監(jiān)視器8的下部裝備7b組成。各種其他部件能包括于平衡裝備中，比如攝像機(jī)CCU (攝像機(jī)控制單元)以及相關(guān)電池、微波發(fā)射器、鏡頭控制放大器等。非功能性塊也能用作配重。操作者的手在位置3d(優(yōu)選地，盡可能地靠近平衡中心3c)處控制主滑架3的姿態(tài)。傳感器10、11和12檢測(cè)中心支柱3a相對(duì)于平衡支柱4的角位置(在三個(gè)相互垂直的軸線中)。平衡支柱4在其自身的平衡中心4b處由萬向節(jié)4a支撐。主滑架3可能是例如斯坦尼康(Steadicam )滑架(無論從哪個(gè)方面看)，除了其無需包括攝像機(jī)(替代地其遠(yuǎn)程地安裝，比如如圖4/5所示)之外。主滑架3通過將質(zhì)量定位于距中心之處的選定距離處而具有角度慣性，并且由萬向節(jié)3b和臂2隔離操作者的不利運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，其比如由游標(biāo)平衡調(diào)節(jié)來平衡為稍微底部較重，調(diào)節(jié)至大致水平地懸掛，并且能通過例如在位置3d處操作者的手定向于任何角度方向。裝置能構(gòu)造為允許操作者的手的最輕觸摸以定向主滑架3。主滑架3通過將上部和下部的配重裝備7a和7b組合以及監(jiān)視器8選擇性地定位于距中心支柱的不同距離處而在搖動(dòng)、傾斜和滾動(dòng)的所有三個(gè)軸線上具有慣性。傳感器10、11和12優(yōu)選地基本上無摩擦地操作，并且因此不會(huì)降低角度穩(wěn)定性。主滑架3因而可提供能由操作者根據(jù)意愿定向的穩(wěn)定且角度靈活的基準(zhǔn)平臺(tái)，并且從而控制遠(yuǎn)程定位的從滑架5及連接的攝像機(jī)6。即使在平衡桿4升高或橫移時(shí)，主滑架3也維持其角度定向，并且因此從滑架5和攝像機(jī)6也如此，它們因而相應(yīng)地“搖回”和“傾斜返回”以抵消和降低由于橫移和/或升高平衡桿4所產(chǎn)生的角度影響。圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的主滑架3的萬向節(jié)部分3b的放大視圖，示出了傳感器10、11、12。在這個(gè)實(shí)施例中，傳感器10、11和12彼此間相互垂直地定位，并且每個(gè)感測(cè)在三個(gè)相互垂直的方向之一上的旋轉(zhuǎn)。這些方向可以是例如繞著中心支柱縱向軸線的搖動(dòng)，繞著與搖動(dòng)軸線垂直的主滑架萬向節(jié)軸線的俯仰、以及繞著與搖動(dòng)和俯仰軸線都相互垂直的平衡桿縱向軸線的滾動(dòng)。其他傳感器定位和自由度包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。中心支柱3a和支柱4之間的瞬時(shí)角度分解為由三個(gè)傳感器10、11和12檢測(cè)的三個(gè)相互垂直的分量角度。傳感器10記錄中心支柱3a和萬向節(jié)3的搖動(dòng)軸承座圈的平面之間的角度。傳感器11記錄軛30的平面和中心支柱3a之間的角度。傳感器12記錄軛30的平面和支柱4之間的角度。這些檢測(cè)的角度然后傳輸至從滑架萬向節(jié)5b上的相似伺服馬達(dá)并復(fù)制以使得從滑架5上的攝像機(jī)同步地指向。從滑架萬向節(jié)5b和配重裝備5c (例如圖4所示)用來保持從滑架5和攝像機(jī)6在由于伺服馬達(dá)10、11、12導(dǎo)致的重定位期間的穩(wěn)定。圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的從滑架5的放大視圖，其中示出了三個(gè)伺服馬達(dá)14、15和16以及攝像機(jī)6和輔助監(jiān)視器9的位置。響應(yīng)基于主滑架或其上的部件的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的定位數(shù)據(jù)，馬達(dá)14、15和16連續(xù)地控制從中心支柱5d和平衡桿4之間的角度關(guān)系，以與主滑架的相對(duì)應(yīng)。其結(jié)果是攝像機(jī)6—直在與主滑架相同的方向上指向，并且操作者能直覺地?fù)u動(dòng)、傾斜和滾動(dòng)主滑架并且借助于主監(jiān)視器或從監(jiān)視器9觀察預(yù)期攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)的完成情況。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，從滑架處的運(yùn)動(dòng)能放大、減小或者與主滑架處的運(yùn)動(dòng)具有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從滑架和主滑架處的運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系能是正比例的、反比例的、或者具有由傳感器/馬達(dá)系統(tǒng)構(gòu)造和/或支撐系統(tǒng)的構(gòu)造所確定的另一關(guān)系。圖7示出了馬達(dá)16，其控制支柱4和從萬向節(jié)軛31的平面之間的軸向角度。馬達(dá)15控制軛31的平面和從萬向節(jié)5上的搖動(dòng)軸承座圈之間的角度。馬達(dá)14控制中心支柱5d和前述從軸承座圈之間的角度。在優(yōu)選實(shí)施例中，萬向節(jié)5b定位于從滑架平衡中心5a處，并且由夾具17相對(duì)于支柱5d鎖定就位，以使得從滑架5的平衡將是中立的、并且對(duì)于平衡支柱4相對(duì)于支柱5d的角度沒有影響。圖8示出本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，其位置和朝向布置為在操作者正后面上方拍攝。主滑架3指向后面。平衡桿4朝著后面向上傾斜。操作者在主滑架監(jiān)視器8上觀察來自攝像機(jī)6的相應(yīng)定向的遠(yuǎn)程圖像。這種極端傾斜角度會(huì)增大配重裝備3e的某個(gè)部分與桿4之間碰撞的危險(xiǎn)，但是這些潛在的干擾易于通過選擇適當(dāng)?shù)纳眢w位置和支柱角度來避免以獲得期望的拍攝。由于操作者是走動(dòng)的，潛在地被裝備的某個(gè)部件阻塞的攝像機(jī)角度經(jīng)常能通過采用稍微不同的身體位置來避開。圖9示出本發(fā)明的超延伸的示例性實(shí)施例，其包括布置于主滑架3和從滑架5之間的超長(zhǎng)平衡桿4。延伸的平衡桿4包括兩段23、24。在這個(gè)構(gòu)造中，桿段23從平衡中心4b處的萬向節(jié)4a延伸至從滑架5。桿段24從萬向節(jié)4a延伸至主滑架3。通過示例的方式，如果從萬向節(jié)4a至從滑架5的距離和從萬向節(jié)4a至主滑架3的距離之間的比值為大約6:1，那么滑架3和5之間的重量比(除去平衡桿可忽略的重量)必須反過來并且為相同的6:1比例。這可通過根據(jù)需要在主滑架萬向節(jié)3b上方和下方增加或移除配重、然后調(diào)節(jié)臂2的提升動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)。一組或多組可選的撐桿36和相關(guān)索37能減少或避免平衡桿4的撓曲，從而基本上維持其柱狀結(jié)構(gòu)并維持其繞著其縱向軸線的平衡，以及潛在地減少反彈。也能使用其他設(shè)備來支撐或增強(qiáng)平衡桿，分離地或者與撐桿和索相結(jié)合。材料的適當(dāng)選擇，比如尤其是復(fù)合材料或合金，可避免或降低對(duì)于這些設(shè)備的需要。然而，注意到，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，平衡桿可以不是柱狀的，而是能一定程度上彎曲。圖10示出本發(fā)明的替代實(shí)施例，其中主和從滑架的萬向節(jié)軛30和31都具有與可旋轉(zhuǎn)“主動(dòng)”平衡桿18的硬連接19和20，并且因而仍然借助于機(jī)械裝置軸向地同步。這個(gè)實(shí)施例具有手柄21，手柄21具有環(huán)形軸承21a或其他機(jī)構(gòu)以將手柄和桿18的運(yùn)動(dòng)彼此隔離開。由操作者施加以橫移和/或升高桿18的力因而不會(huì)角度地傳遞至桿18以及軛30和31，并且主滑架3因而仍然與軸承21a或其他隔離機(jī)構(gòu)基本上角度地隔離，除了僅輕微的軸向摩擦之外。本發(fā)明的這個(gè)示例性實(shí)施例僅需要在主滑架萬向節(jié)處的兩個(gè)傳感器，以及在從萬向節(jié)處的兩個(gè)相應(yīng)馬達(dá)，以便在所有三個(gè)軸線上互連——一個(gè)通過機(jī)械裝置并且兩個(gè)通過電子裝置。主動(dòng)平衡桿18可選地具有一組或多組如圖9所示的索和撐桿。對(duì)于撐桿和索，作為選擇或者另外地，平衡重量的夾具38能用來通過將調(diào)節(jié)重量41定位于主動(dòng)平衡桿18外面來將平衡桿18圍繞其縱向軸線平衡。因而，連接至平衡桿18的夾具軸環(huán)39旋轉(zhuǎn)以使得螺桿40指向需要配重的方向。夾具軸環(huán)39然后緊固至平衡桿18以使得其不再能繞著平衡桿18旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)重量41然后關(guān)于螺桿40向內(nèi)或向外調(diào)節(jié)，直到平衡桿18被軸向地平衡。索-撐桿和/或平衡重量夾具38的使用能確保平衡桿18的平衡不會(huì)影響主滑架3或從滑架5繞著其重心的明顯的獨(dú)自平衡。圖11示出主滑架萬向節(jié)3a的放大視圖，示出軛30借助于軸向硬連接19機(jī)械地連接至主動(dòng)桿18。兩個(gè)剩余的旋轉(zhuǎn)傳感器10和11完成其各自軸線至其從滑架上的配重部分的伺服連接。圖12示出圖10所示從滑架軛31的放大視圖，從滑架軛31借助于軸向硬連接20連接至主動(dòng)平衡桿18。馬達(dá)14和15接收例如來自伺服放大器的電脈沖，并根據(jù)源自主滑架的傳感器輸入、同步其相應(yīng)軸線，以使得攝像機(jī)6在所有三個(gè)軸線上維持與主滑架相同的角度姿態(tài)。圖13示出圖10所示本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于升高和橫移主動(dòng)平衡桿18的軸向隔離的環(huán)形手柄21的放大視圖，其中機(jī)械連接替代三個(gè)伺服連接之一。環(huán)形軸承21a防止手柄的強(qiáng)烈橫移和/或升高運(yùn)動(dòng)對(duì)桿18產(chǎn)生角度影響。圖14示出軸向隔離的環(huán)形手柄21的另一示例性實(shí)施例，其中手柄22與手柄21偏移并與之可調(diào)節(jié)地硬連接，以使得操作者更舒適地產(chǎn)生升高和橫移主動(dòng)平衡桿18所需的運(yùn)動(dòng)和力而無需使其手柄位置扭曲以適應(yīng)于手柄21的瞬時(shí)角度。這個(gè)實(shí)施例還借助于環(huán)形軸承21a或其他適合的機(jī)構(gòu)提供手柄21與桿18的環(huán)形軸向隔離。圖15示出采用各種類型主滑架34和從滑架35的另一硬連接輕重量實(shí)施例，這兩個(gè)滑架都不需要在其各自萬向節(jié)3b和5b上方或下方的配重，因?yàn)榈诙D(zhuǎn)軸線借助于系桿32硬連接。也能使用其他連接設(shè)備，比如，舉例來說滑輪和帶或線，或互連系線。因此，從滑架35可能僅承載萬向節(jié)5b上方或下方的攝像機(jī)6。主滑架34可能具有較小的配重，或在萬向節(jié)3b上方或下方不需要配重來平衡整個(gè)系統(tǒng)，如同所有塊都被布置在單個(gè)虛擬的中心支柱上。如圖12所示實(shí)施例中那樣，平衡桿4以及主和從萬向節(jié)軛30和31具有至主滑架34相對(duì)于從滑架35的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線的硬連接。系桿32連接至分別在桿18的從和主滑架端部處的樞轉(zhuǎn)軛33a、33b。主滑架端部和從滑架端部之間借助于系桿32和軛33a、33b的硬連接便于將主滑架34的樞轉(zhuǎn)角度傳遞至從滑架35。軛被連接至搖動(dòng)軸承以從與他們相關(guān)的中心支柱中隔離軛的旋轉(zhuǎn)。系桿32可選地能包括系桿手動(dòng)釋放彎頭32a，以減輕系桿32和操作者的手之間的干擾，比如可能會(huì)在例如操作的極端俯仰角度下出現(xiàn)。這也會(huì)互鎖第二旋轉(zhuǎn)軸線，因此主滑架配重7b和8能用來平衡攝像機(jī)6，如同彼此上方和下方地直接安裝于單個(gè)虛擬中心支柱上，由單個(gè)虛擬萬向節(jié)懸掛。結(jié)果是由操作者在手柄位置3d對(duì)主滑架34進(jìn)行的角度控制產(chǎn)生攝像機(jī)6在從滑架35上基本上相同的旋轉(zhuǎn)?；?4和35都不是獨(dú)立地配重至大致中立的角度平衡，而是滑架34和35、平衡桿4以及樞轉(zhuǎn)軛30、31和33的互連組合提供了如同操作常規(guī)單滑架支撐設(shè)備(比如Steadicam )的相同感覺，但是具有實(shí)現(xiàn)極高和極低鏡頭高度的額外自由；并且如所示水平地延伸。主和從滑架34、35的各個(gè)搖動(dòng)軸線中的同步能通過傳感器/馬達(dá)裝置或者借助于系桿和曲柄(參見圖16)和/或帶，線和滑輪或齒輪比如扇形齒輪來實(shí)現(xiàn)。圖16示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的不是必須需要電子伺服馬達(dá)連接的支撐系統(tǒng)，其中多部件系桿同步主和從滑架之間的俯仰運(yùn)動(dòng)和受限的搖動(dòng)。系桿42在系桿萬向節(jié)43之間延伸，并且因而借助于系桿萬向節(jié)43剛性地連接系桿支桿46的極端，但是仍然在兩個(gè)軸線中角度地?cái)嚅_。系桿42因此能同步主和從滑架之間的受限的搖動(dòng)。系桿釋放彎頭44能通過防止系桿42和延伸的主和從中心支柱45a、b之間的較早干擾而增大搖動(dòng)的角度范圍。圖17示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的不是必須需要電子伺服馬達(dá)連接的另一支撐結(jié)構(gòu)，其中齒輪和帶與系桿一起操作來同步主和從滑架之間的俯仰運(yùn)動(dòng)和搖動(dòng)。齒輪48和帶49與系桿32 —起操作來同步主滑架3和從滑架5之間的俯仰運(yùn)動(dòng)和搖動(dòng)。錐齒輪組50a、b (圖18所示)交叉，以經(jīng)由帶49和齒輪48傳遞施加于主滑架3的搖動(dòng)。圖18提供了圖17的示例性實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的主和從滑架之間借助于齒帶和錐齒輪的機(jī)械互連以實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)的同步。主滑架3和從滑架5之間的機(jī)械互連的從動(dòng)端包括搖動(dòng)控制齒帶49以及錐齒輪組50a和50b，它們將施加至主滑架3的搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞和同步至從滑架中心支柱5d。從滑架系桿軛(其布置于系桿32的端部周圍)樞轉(zhuǎn)地連接至延伸的外圈管47(其布置于從中心支柱5d的一部分周圍)，并且借助于系桿32也同步主滑架3和從滑架5之間的俯仰角度。圖19示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的具有布置于平衡桿內(nèi)的同步部件的支撐系統(tǒng)。平行四邊形張力線纜51a、b基本上彼此平行地延伸并且縱向地穿過平衡桿。它們借助于軛52樞轉(zhuǎn)地連接至從和主支撐段中的每個(gè)，以使得主中心支柱3a的運(yùn)動(dòng)在從中心支柱5d處復(fù)制。搖動(dòng)軸線環(huán)形帶53在搖動(dòng)軸線主驅(qū)動(dòng)齒輪55之間延伸，并且借助于皮帶換向齒輪54導(dǎo)向到齒輪55上。帶53優(yōu)選地是3-D有齒帶。線51和帶53中的張力將通過平衡桿4的不可壓縮性來維持，平衡桿4由軛30連接至主萬向節(jié)3b，并且由軛31連接至從萬向節(jié)5b。注意到為了圖示的清楚，這些都沒有在圖19中示出。圖20是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的立體圖，其中主萬向節(jié)三個(gè)軸線的運(yùn)動(dòng)借助于系桿、線以及滑輪在從萬向節(jié)處機(jī)械地復(fù)制。平衡桿104在一端連接至主萬向節(jié)軛130，主萬向節(jié)軛130連接到主滑架103。桿104的另一端連接至從滑架萬向節(jié)軛131，從滑架萬向節(jié)軛131連接至從滑架105?！爸鲃?dòng)”萬向節(jié)手柄166借助于主動(dòng)偏離手柄188 (如圖24所示)連接至第三主動(dòng)平衡桿萬向節(jié)114?；啒?56連接至從和主萬向節(jié)的外圈外殼160。在這個(gè)實(shí)施例和其他示例性實(shí)施例中的主動(dòng)端可以具有如裝置的從動(dòng)端相同的構(gòu)造。術(shù)語(yǔ)“滑輪樹”在此處用來指明用于各種不同的滑輪的支撐托架，其中一些構(gòu)造如圖20-23以及26-28所示。系桿159借助于系桿樞軸端163 (如圖21所示)連接至滑輪樹156?；啒?56也提供用于樞轉(zhuǎn)滑輪158以及轉(zhuǎn)向滑輪157的安裝，從而確定搖動(dòng)控制環(huán)形線161的路徑(例如參見圖21)。樞轉(zhuǎn)滑輪連接至與系桿相同的樞軸。樞轉(zhuǎn)滑輪連接至主滑架萬向節(jié)的外圈。轉(zhuǎn)向滑輪也連接至從和主萬向節(jié)的外圈。它們接收來自主滑輪的環(huán)形線161并改變其方向，例如大約90°，如圖21的實(shí)施例中所示。系桿159，樞轉(zhuǎn)滑輪158，轉(zhuǎn)向滑輪157，搖動(dòng)控制線161以及主搖動(dòng)滑輪162共同地使主萬向節(jié)三個(gè)軸線的角度運(yùn)動(dòng)在從萬向節(jié)處機(jī)械地復(fù)制。由于系桿159以及平衡桿104形成了功能平行四邊形的長(zhǎng)邊，且主和從滑輪樹156形成了功能平行四邊形的短邊，系桿159用于使主中心支柱101和從中心支柱102的保持彼此基本平行。因此，系桿159形成了在角度運(yùn)動(dòng)的三個(gè)軸線的第一軸線方向上在主和從滑架之間的機(jī)械連接。平衡桿104硬連接至主和從軛130和131，并且由此形成了在角度旋轉(zhuǎn)的第二軸線方向上的機(jī)械互連。旋轉(zhuǎn)的第三軸線被提供如下:搖動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)線161通過橫跨由滑輪樹156以及與它們相關(guān)的轉(zhuǎn)向滑輪157和樞轉(zhuǎn)滑輪158所確定的固定的平行四邊形的間距，與主和從滑架的主搖動(dòng)滑輪162相接合且互連。驅(qū)動(dòng)線161沿系桿159延伸，從而在主滑架103的搖動(dòng)角度位置和從滑架105的搖動(dòng)角度位置之間確定一個(gè)主動(dòng)的，一對(duì)一的關(guān)系，如同它們各自的主搖動(dòng)滑輪162借助于搖動(dòng)控制環(huán)形線161直接連接。注意，如斯坦尼康(Steadicam ) 備的攝像機(jī)支撐裝置的操作者，典型地，偏愛用“左手”或“右手”操作他們的設(shè)備。如圖25所詳述的以及下面進(jìn)一步描述的，主動(dòng)手柄166借助于可移動(dòng)銷167或其他可移動(dòng)的固定裝置可移動(dòng)地連接至萬向節(jié)114的外部軸承圈延伸168 (參見圖24)。這種布置有益于操作可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定器，但是它缺少典型地用于斯坦尼康(Steadicam )型萬向節(jié)的附加的旋轉(zhuǎn)自由度，所以如果攝像機(jī)需要布置在此處所示的相反面，在設(shè)備連接至鉸接支撐臂之前，主動(dòng)手柄必須重新安裝在萬向節(jié)114的相反面，典型地使用該布置方式。圖21是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的從動(dòng)端的立體圖，示出了滑輪樹、樞 轉(zhuǎn)滑輪、轉(zhuǎn)向滑輪、主搖動(dòng)滑輪以及與從萬向節(jié)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)線的布置方式?；啒?56連接至從萬向節(jié)的外圈外殼160。滑輪樹156進(jìn)一步連接至系桿159，樞轉(zhuǎn)滑輪158，轉(zhuǎn)向滑輪157 (示出一個(gè))，主搖動(dòng)滑輪162以及搖動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)線161。上述部件一起產(chǎn)生了主動(dòng)和同步連接的從滑架中心支柱102和主滑架中心支柱101 (如圖20所示)的各個(gè)搖動(dòng)角度。從萬向節(jié)軛131及連接的平衡桿104形成了將從中心支柱102的角度與主中心支柱101 (如圖20所示)同步的平行四邊形的一邊。圖22是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的從動(dòng)端的立體圖，示出了相對(duì)于轉(zhuǎn)向滑輪157和主搖動(dòng)滑輪162的驅(qū)動(dòng)線161的位置。搖動(dòng)控制環(huán)形線161布置于轉(zhuǎn)向滑輪157和主搖動(dòng)滑輪162的凸緣內(nèi)，并且其相切于或部分圍繞轉(zhuǎn)向滑輪157和主搖動(dòng)滑輪162。注意，這種幾何關(guān)系依賴于系桿159，平衡桿104和軛130，131(如圖20所示)以及各個(gè)主動(dòng)和從動(dòng)端滑輪樹156之間的平行四邊形關(guān)系。還要注意，當(dāng)“平行四邊形”升高時(shí)，線161相對(duì)于樞轉(zhuǎn)滑輪158在從動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)基本與它相對(duì)于樞轉(zhuǎn)滑輪在主動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)相同，并且結(jié)果是升高運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于主滑架升高以及壓下從滑架，不會(huì)引起在平行四邊形的任一端的主搖動(dòng)滑輪162改變它們的絕對(duì)或相對(duì)角度位置。因而，當(dāng)借助于系桿159同步時(shí)，這樣的升高運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)而不影響攝像機(jī)的搖動(dòng)軸線。圖23是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的從萬向節(jié)滑輪樹的立體圖，示出了可選擇的振動(dòng)控制托輥組件。萬向節(jié)滑輪樹156具有附接的托輥組件164以抑制或消除影響中心支柱102,其各個(gè)外圈外殼160,和/或滑輪樹156的振動(dòng)。相對(duì)于設(shè)備的主動(dòng)端的中心支柱101也可以有相似的構(gòu)造。萬一中心支柱101或102以及萬向節(jié)外圈外殼160之間的搖動(dòng)軸承間隙，由連接螺釘連接的滑輪樹156，將產(chǎn)生相對(duì)于中心支柱102的角度位置的振動(dòng)，例如從垂直方向上的振動(dòng)。托輥組件164在中心支柱102上施加單向壓力并且占據(jù)在一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。在托輥軸182上旋轉(zhuǎn)的托輥165允許中心支柱102和滑輪樹156無振動(dòng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。提供了連接螺釘布置在其中的狹縫184。狹縫結(jié)構(gòu)允許托輥組件被放松并且安裝托架186的位置可朝向或遠(yuǎn)離中心支柱102調(diào)節(jié)，從而使得托輥165在其上施加期望的壓力量以抑制或消除振動(dòng)。圖24是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的“主動(dòng)”萬向節(jié)手柄組件166。主動(dòng)萬向節(jié)手柄便于橫移和升高控制以及臂的定位，如果必要，允許另一只手只需要靈敏地控制角度。橫移運(yùn)動(dòng)，例如一般為整個(gè)設(shè)備的橫向掃描運(yùn)動(dòng)，以及升高運(yùn)動(dòng)，一般為引起平衡桿傾斜的運(yùn)動(dòng)。萬向節(jié)軸承144的外圈延伸168優(yōu)選地通過可移動(dòng)安裝銷167連接至主動(dòng)手柄偏離支撐托架188。通過操作者的手旋轉(zhuǎn)接觸主動(dòng)手柄把手169，施加壓力在偏離支撐托架188上，例如通過手指和拇指，直接使得主動(dòng)平衡桿104圍繞手柄把手169的中心線軸190升高。樞轉(zhuǎn)軸承通過樞轉(zhuǎn)間隙170允許把手169從臂支柱支架171中隔離，以圍繞軸192旋轉(zhuǎn)。鉸接臂通過支柱，該支柱優(yōu)選為可旋轉(zhuǎn)地接合臂支柱插孔194，可固定至萬向節(jié)手柄組件166，從而使得平衡桿104借助于例如通過手和手指/拇指施加在把手169和偏離托架188上的壓力，也可被“橫移”(圍繞臂支柱的軸196旋轉(zhuǎn))。圖25是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖24的主動(dòng)萬向節(jié)手柄166的側(cè)視圖，示出了在偏離支撐托架188內(nèi)的凹口 198的功能，當(dāng)中心支柱104旋轉(zhuǎn)期間，該凹口 198可容納在不同高度的系桿159的進(jìn)入。所示系桿159位于附圖標(biāo)記172a和172b標(biāo)記的兩個(gè)位置。在本實(shí)施例中，偏離支撐托架188內(nèi)的凹口 198圍繞其縱向軸貫穿主動(dòng)平衡桿104大約80°的旋轉(zhuǎn)，容納系桿的進(jìn)入。旋轉(zhuǎn)度可在位于從動(dòng)端的攝像機(jī)的一定角度移動(dòng)內(nèi)獲得，例如，有時(shí)，當(dāng)向上傾斜80°時(shí)。圖示的系桿位置172b示出了處于一個(gè)與平衡桿104隔離的系桿的極端的位置——例如，平衡桿為水平的且各個(gè)主和從中心支柱為垂直時(shí)。圖示的系桿位置172a示出了位于相對(duì)面的極端的位置(以及進(jìn)入偏離支撐托架188內(nèi)的凹口 198)——當(dāng)平衡桿類似旋轉(zhuǎn)時(shí)，但是升高至大約65°的斜線，且主和從中心支柱仍然基本垂直?？梢钥闯觯灤┻@些高度和平衡桿傾斜的極端的系桿位置在手柄支撐托架188的偏離的凹口198內(nèi)依然充裕，并且沒有受到限制，或減少這些常見的操作方法的限制，例如，必須利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可延伸的攝像機(jī)支撐和穩(wěn)定裝置的空間和角度的靈活性。進(jìn)一步地，樞轉(zhuǎn)中心線190優(yōu)選地正好橫穿萬向節(jié)114和主動(dòng)平衡支柱104的共有中心，因此不會(huì)引起升高偏離，從而借助于手-定位把手169保持在任意高度傾斜不變。主動(dòng)平衡桿104圍繞臂支柱軸196的橫移旋轉(zhuǎn)通過關(guān)于軸旋轉(zhuǎn)把手169被影響。例如，軸通過軸承裝置與位于支撐臂端塊200的臂安裝支柱一致，從而影響旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，臂為鉸接平衡臂。注意，如圖20所公開的，主動(dòng)手柄166借助于可移動(dòng)銷167硬連接至外圈外殼160。典型地，操作者偏愛于斯坦尼康型組件的“左手”或“右手”操作。斯坦尼康(Steadicam )萬向節(jié)通常具有一個(gè)附加的旋轉(zhuǎn)自由度，這里僅需通過關(guān)于臂支柱的旋轉(zhuǎn)獲得。結(jié)果是手柄166具有與平衡桿104的固定的角度關(guān)系，如此從和主滑架不能容易地交換到相反面，簡(jiǎn)單的關(guān)于手柄樞軸旋轉(zhuǎn)平衡柱180°將引起兩個(gè)滑架顛倒。因此，比方說從左手操作轉(zhuǎn)換為右手操作通過“裝卸(docking)”整個(gè)可延伸攝像機(jī)組件來完成,將攝像機(jī)從臂上拆卸，移除安裝銷167，在相反面上重新安裝手柄166，以及然后通過臂安裝支柱再一次安裝組件。圖26是可選擇的振動(dòng)控制托輥樹組件的另一個(gè)示例性實(shí)施例的透視圖。托輥樹組件174包括轉(zhuǎn)向滑輪托架175，支架支撐179 (在本示例中為管或?qū)嵭膱A柱體支柱)，具有托輥202的托輥體178，以及托輥體門176，此處通過示例所示的是處于它的閉鎖位置，為了與主滑架萬向節(jié)210相關(guān)聯(lián)。注意，可延伸支撐和穩(wěn)定裝置的從動(dòng)端采用了相同或類似的組件。一般地，“托輥樹”是用于各種滑輪和振動(dòng)緩沖組件的支撐系統(tǒng)。優(yōu)選地，托輥樹連接至主滑架萬向節(jié)外殼。轉(zhuǎn)向滑輪托架175連接至萬向節(jié)外圈160，例如通過安裝螺釘204，并且構(gòu)成托輥樹組件174的底座。支架支撐179鉸接在托輥體門鉸鏈177上，支撐托輥樹門176。托輥樹門鉸鏈鎖緊螺釘206在閉鎖位置上固定托輥體門176，由此相對(duì)于中心支柱101定位托輥體178。托輥樹組件174，由此能準(zhǔn)確定位樞轉(zhuǎn)滑輪158和系桿樞轉(zhuǎn)端163至中心支柱101的垂直中心線的任意一側(cè)，并且保持位于萬向節(jié)軛樞軸208上方的選定的距離。托輥樹組件174，包括多個(gè)托輥202 (在本實(shí)施例中可以看見3個(gè)中的2個(gè))，其直接或間接地連接中心支柱101，同時(shí)允許它的自由旋轉(zhuǎn)并相對(duì)于樞轉(zhuǎn)滑輪158和系桿樞轉(zhuǎn)端163控制中心支柱101的軸向位置時(shí)。由此，中心支柱101和系桿樞轉(zhuǎn)端163之間的振動(dòng)以及系桿159所引起的振動(dòng)，例如通過如在主動(dòng)萬向節(jié)210中的軸承運(yùn)動(dòng)，被減小或消除。采用如圖23所示的托輥組件還可以通過迫使相關(guān)中心支柱定向至可用的搖動(dòng)軸承間隙的一個(gè)極限來減少這種振動(dòng)，但是由于軸承不被允許懸掛在其正常中心，預(yù)安裝的條件，可能產(chǎn)生額外的摩擦。采用本實(shí)施例的托輥樹組件174可相對(duì)于系桿端輕巧地固定相關(guān)中心支柱(本圖中的101)的角度，并允許其保持基本居中的、預(yù)安裝方向。圖27是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有處于打開位置的門176的托輥樹組件174的相反面透視圖。由于門177打開，托輥樹組件174可移除。門176可通過第一拆卸鉸鏈鎖緊螺釘206以及門鉸鏈鎖緊螺釘204關(guān)于鉸鏈177旋轉(zhuǎn)。當(dāng)裝置處于操作位置時(shí)，門鉸鏈鎖緊螺釘204插入螺孔212內(nèi)，以固定托輥樹組件174至萬向節(jié)外圈外殼160。從圖27中可以看出，托輥樹組件174可整體移除，以便于打包和運(yùn)輸。圖28示出了本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，可以減少或消除相對(duì)于萬向節(jié)、與中心支柱的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)。在本實(shí)施例中，第二萬向節(jié)216分別在萬向節(jié)210或214上方、圍繞中心支柱101和/或102布置。優(yōu)選地，下部的和上部萬向節(jié)都連接至共有的內(nèi)圈218，由此設(shè)定上部的萬向節(jié)216相對(duì)于下部萬向節(jié)210之間的距離，并且保持一致的平行四邊形結(jié)構(gòu)。如果兩個(gè)系桿159包括于可延伸支撐和穩(wěn)定裝置中，第一系桿可連接至第一萬向節(jié)軛樞軸163ab、且第二系桿可連接至與第一萬向節(jié)軛樞軸163a相對(duì)的第二萬向節(jié)軛樞軸163b。在本發(fā)明可替換的實(shí)施例中，單個(gè)系桿以與下部萬向節(jié)軛和平衡桿之間的連接相似的方式連接至軛。搖動(dòng)控制環(huán)形線在下部萬向節(jié)處圍繞主搖動(dòng)滑輪布置，或在上部和下部萬向節(jié)之間圍繞與內(nèi)圈管相關(guān)的相似的滑輪布置?？蓪?shí)現(xiàn)從滑架和主滑架之間的運(yùn)動(dòng)的期望的復(fù)制的各種滑輪的布置方式都在本發(fā)明的范圍內(nèi)?，F(xiàn)存的斯坦尼康型系統(tǒng)可用這里所描述的改型的各種滑輪和系桿系統(tǒng)，包括振動(dòng)控制設(shè)備，被適應(yīng)或改型。例如，圍繞中心支柱布置的萬向節(jié)內(nèi)圈可開槽以容納滑輪線，從而用作主搖動(dòng)滑輪，或處于此目的，現(xiàn)存的內(nèi)圈被替換為開槽的內(nèi)圈。能夠增加具有各種滑輪的滑輪樹，如樞轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向滑輪。圖29是具有外圈延伸304、附接的彈性墊306a，b, c, d以及用作樞轉(zhuǎn)軸的鉆孔308(如圖30所示)的第三萬向節(jié)外圈302的隔離透視圖。第三萬向節(jié)外圈可圍繞平衡桿或圍繞平衡桿布置的套管布置。圖30是透視圖，示出了圖29的第三平衡桿萬向節(jié)外圈302可操作地連接主動(dòng)手柄支撐托架組件312，并且關(guān)于樞轉(zhuǎn)軸314旋轉(zhuǎn)進(jìn)入與支撐托架312相關(guān)的角度偏離位置，使得一個(gè)彈性墊306a與支撐托架324相對(duì)地被壓縮，由此限制其間可能的角度偏移。相對(duì)的彈性墊306b處于未壓縮狀態(tài)。優(yōu)選地，偏移被限定在大約±10°。這種彈性緩沖的結(jié)果是，通過支撐臂段(未示出)的大量運(yùn)動(dòng)(mass-1n-motion)傳遞至臂支柱支架316的極小的、不期望的角度運(yùn)動(dòng)不會(huì)傳遞至外圈302，由此也不會(huì)傳遞至貫穿其布置的平衡桿以及任何相關(guān)設(shè)備，如攝像機(jī)。由把手218的運(yùn)動(dòng)所傳遞的故意的、顯而易見的角度輸入，無論如何將導(dǎo)致平衡桿的適當(dāng)?shù)纳吆蜋M移。圖31和32示出了圖30的外圈302和支撐托架組件312。圖31示出了具有相關(guān)彈性墊306的外圈延伸304中的一個(gè)。如圖32所示的偏離支撐托架組件312包括樞轉(zhuǎn)軸314和與外圈302上的鉆孔308相接合的軸承組件。圖33和圖34示出了主動(dòng)手柄組件320的透視圖，具有外圈302樞轉(zhuǎn)至相對(duì)偏離支撐托架組件312的凸緣延伸324壓縮彈性墊306a，由此相對(duì)于凸緣延伸324限制外圈302的角度偏移。在圖34中，偏離支撐托架組件312為透明的，以示出其與彈性墊306a，b，外圈延伸304以及樞轉(zhuǎn)軸314和相關(guān)軸承組件的關(guān)系。主動(dòng)萬向節(jié)手柄320與圖24和圖25所示的主動(dòng)萬向節(jié)手柄166類似，除了手柄320提供了與傳遞至臂支柱插孔316的小的、無意的運(yùn)動(dòng)的附加的角度隔離。傳遞至把手318的顯而易見的、有意的角度運(yùn)動(dòng)通過傳遞至外圈302的相關(guān)角度運(yùn)動(dòng)被嚴(yán)密的及順利地復(fù)制。但是，傳遞至主動(dòng)萬向節(jié)手柄320的無意的、小的角度運(yùn)動(dòng)通過樞軸314的隔離動(dòng)作以及包含在支撐托架凸緣324內(nèi)的彈性緩沖器306被抑制和平衡。類似主動(dòng)萬向節(jié)手柄166，主動(dòng)萬向節(jié)手柄320包括具有用以容納系桿的凹口區(qū)域322的偏離支撐托架組件312。圖35示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的手柄組件400。手柄組件400包括具有外圈402和內(nèi)圈(未示出)的萬向節(jié)組件，相關(guān)平衡柱套管404，平衡桿貫穿平衡柱套管布置。此處使用的“外圈”指的是圍繞軸承外圈旋轉(zhuǎn)的所有部件。平衡桿套管404固定連接至內(nèi)圈，因此可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至外圈。手柄組件設(shè)置為功能性地連接至且縱向可滑動(dòng)地布置在平衡桿上。萬向節(jié)外圈402朝向手柄支撐托架的鄰近端固定連接至手柄支撐托架406。優(yōu)選地，該連接基本沒有運(yùn)動(dòng)。手柄支撐托架406借助于如部分由部件418所示的延伸可連接至外圈402。手柄支撐托架406進(jìn)一步地連接至手柄把手408。具有末端和鄰近端的臂支座托架410在它的鄰近端，朝向手柄支撐托架406的鄰近端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接手柄支撐托架406。臂支座412可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至臂支座托架410的末端。彈性部件414關(guān)于臂支座托架410和手柄支撐托架406功能性地布置，以限制托架彼此之間的轉(zhuǎn)動(dòng)并緩沖相關(guān)運(yùn)動(dòng)。所示彈性部件414為彈性帶，但是也可以說各種其他類型的部件，如基于彈簧的機(jī)構(gòu)或基于橡膠的行程限制緩沖器。通常，臂支座托架410與手柄支撐托架406之間的轉(zhuǎn)動(dòng)被限制為大約±20°。將轉(zhuǎn)動(dòng)限制為對(duì)于應(yīng)用的一定的量或可期望的量，并且消除或緩沖運(yùn)動(dòng)的極端的硬停止的機(jī)構(gòu)是合適的。該機(jī)構(gòu)也不應(yīng)干擾需要進(jìn)入凹口 416內(nèi)的系桿。臂支座托架410與手柄支撐托架406之間旋轉(zhuǎn)的示例性范圍包括大約±30° ;以及大約±30°。總之，該范圍在托架的每一邊近似等分。如圖35所示的示例性設(shè)計(jì)包括萬向節(jié)旋轉(zhuǎn)接頭的兩個(gè)垂直的軸420，422，這兩個(gè)軸會(huì)合于平衡桿的近似中心。例如，平衡桿位于所示“夾具管”(平衡桿套管)內(nèi)。圖36-40示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分。除了取代系桿159，線從主動(dòng)端延伸至從動(dòng)端以促進(jìn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)制，所示結(jié)構(gòu)與圖21和28所示的類似。適用于用在裝置的從動(dòng)端和主動(dòng)端的滑輪樹500，包括周圍圍繞布置著環(huán)行線的滑輪系統(tǒng)。這些線和滑輪與設(shè)置在平衡桿510和萬向節(jié)裝置514上的附加的線和滑輪一起在從動(dòng)端復(fù)制攝像機(jī)或其他有效載荷的主動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)。圖41和42示出了包括示例性裝置的主動(dòng)端(第一端)和從動(dòng)端(第二端)的裝置。圖36A示出了具有基本垂直于中心支柱540的平衡桿510的可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分。圖36B示出了圖36A的手柄和臂安裝部分的放大圖。圖36C示出了圖36A的滑輪樹部分的放大圖。圖37示出了也具有基本垂直于中心支柱540的平衡桿510的可延伸的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的頂視圖。圖38示出了可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分，其中平衡桿510從位于支點(diǎn)542的水平位置向上樞轉(zhuǎn)至向上偏移的最大值或接近最大值。圖39示出了可延伸的穩(wěn)定裝置的一部分，其中平衡桿510從位于支點(diǎn)542的水平位置向下樞轉(zhuǎn)至向下偏移的最大值或接近最大值。圖40為通過萬向節(jié)裝置514的可延伸的穩(wěn)定裝置的剖視圖。環(huán)行線508被布置于樞轉(zhuǎn)滑輪504A和轉(zhuǎn)向滑輪502A之上，并且然后部分環(huán)繞位于面向相對(duì)的滑輪樹一側(cè)上的主滑輪506。然后，線508向上傳送并越過樞轉(zhuǎn)滑輪504B以及轉(zhuǎn)向滑輪502B。環(huán)行線508從每個(gè)滑輪504A、504B向從動(dòng)端延伸。需要注意的是，如圖38所示，當(dāng)平衡桿510關(guān)于支點(diǎn)542從水平位置“向上”樞轉(zhuǎn)時(shí)，線508提升滑輪504A、504B。這種線結(jié)構(gòu)與圖26所示的類似。需要注意的是，由于沒有系桿與線和滑輪系統(tǒng)一起工作，滑輪504A、504B可以位于比圖26所示的更低的位置。在從動(dòng)端，線508以類似于主動(dòng)端的方式圍繞從動(dòng)滑輪?？梢岳斫獾氖牵褂玫木唧w的滑輪和線系統(tǒng)可以變化，以使所需的運(yùn)動(dòng)復(fù)制被實(shí)現(xiàn)。這通常包括整個(gè)主動(dòng)端運(yùn)動(dòng)范圍的均勻復(fù)制。沿著平衡桿向上和向下延伸的環(huán)行線508被置于兩個(gè)滑輪512A、512B的下方，滑輪512A，512B位于沿著平衡桿布置的萬向節(jié)裝置514。另一個(gè)萬向節(jié)裝置538連接平衡桿510至中心支柱540。如圖41和42所示，還有另一個(gè)萬向節(jié)裝置548連接平衡桿510至另一個(gè)中心支柱550。輪軸516通過滑輪512A、512B布置，且安裝至萬向節(jié)的內(nèi)圈536。環(huán)形線508通過萬向節(jié)內(nèi)圈536布置，由此限制或避免平衡桿510關(guān)于其縱向軸的旋轉(zhuǎn)的約束。優(yōu)選地，萬向節(jié)裝置外圈的內(nèi)部尺寸為大約3英寸至4英寸。線508所通過的、位于平衡桿510和內(nèi)圈536之間的間隙優(yōu)選為3/8英寸。如下所述的附加線也通過該間隙。兩根附加線518A、518B分別直接或間接地固定至圓弧520A、520B，例如，在點(diǎn)522A、522B處固定。點(diǎn)522A大體上指向或位于圓弧520A的底部，以及點(diǎn)522B大體上指向或位于圓弧520B的頂部。張力調(diào)節(jié)裝置，例如圖43所示的卷軸530B，可以被包括在線518A、518B的末端。卷軸530B在臨近相對(duì)于線518B所需的附著點(diǎn)的圓弧520B的“頂端”，被示出。用于線518A的張力調(diào)節(jié)卷軸可位于相對(duì)于線518A的所需附著點(diǎn)的圓弧520A的底部。優(yōu)選地，張力調(diào)節(jié)裝置位于裝置的從動(dòng)端。圓弧520A、520B具有處于軛544的支點(diǎn)處542的中心。優(yōu)選地，每個(gè)圓弧520A、520B具有基本相同的半徑。優(yōu)選地，位于裝置的相對(duì)端的圓弧的半徑彼此之間以及與圓弧520A.520B具有基本相同的半徑。線518A、518B布置于圓弧520A、520B的外部邊緣的溝槽中。然后，線518A越過圓弧滑輪526A延伸，并且線518B在圓弧滑輪526B的下方延伸。圓弧滑輪526A、526B被安裝至平衡桿510，并且優(yōu)選地，分別邊緣對(duì)邊緣地緊靠圓弧520A、520B，由此線518A、518B從圓弧520A、520B的外部邊緣內(nèi)的溝槽中延伸至圓弧滑輪526A、526B的外部邊緣的溝槽。然后，線518A、518B沿著平衡桿510延伸，通過萬向節(jié)內(nèi)圈536。線518A、518B將從臨近萬向節(jié)的滑輪528A、528B的下方通過。在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，滑輪512A、512B、528A、528B都在輪軸516上，且滑輪528A、528B布置于滑輪512A、512B之間。如圖41、42所示，線518A、518B以類似于或相同于主動(dòng)端、或者以類似于或相同于主動(dòng)端的方式通過環(huán)繞位于從動(dòng)端的滑輪系統(tǒng)。線518A位于或接近位于從動(dòng)端的相對(duì)的圓弧的底部結(jié)束，且線518B位于或接近位于從動(dòng)端的相對(duì)的圓弧的頂端結(jié)束。線518A將越過位于從動(dòng)端的圓弧滑輪延伸，如果其在主動(dòng)端也這樣的話，且線518B將在位于從動(dòng)端的圓弧滑輪的下方延伸，如果其在主動(dòng)端也這樣的話。如圖36-40所示的以及如上所述的布置與系桿結(jié)構(gòu)比較，可以消除對(duì)平衡桿圍繞其縱向軸的旋轉(zhuǎn)范圍的限制，因?yàn)楫?dāng)線508、518A、518B通過萬向節(jié)裝置514時(shí)，很少或沒有一點(diǎn)干擾。該布置還可以允許手柄位置的擴(kuò)大選擇。萬向節(jié)軛532可樞轉(zhuǎn)地連接至萬向節(jié)外圈524。臂柱安裝支架5 52從萬向節(jié)軛532延伸。如圖36A-B，38和39所示，手柄546優(yōu)選地從萬向節(jié)外圈524延伸。在之前所描述的系桿布置中，該側(cè)面延伸的手柄可能阻礙旋轉(zhuǎn)。手柄和柱安裝支架也可以連接至單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)部件，如圖10所示。從圖15中可以看出，源自萬向節(jié)的突起會(huì)干擾系桿32。相反地，從圖36可以看出，這樣的突起不會(huì)干擾線508、518A、518B，由于線都布置于萬向節(jié)裝置514的里面。此外，當(dāng)平衡桿通過第三萬向節(jié)的旋轉(zhuǎn)與水平位置成角度時(shí)，從動(dòng)和主動(dòng)端達(dá)到或臨近極高或極低的高度，平行四邊形的系桿易于振動(dòng)。通過以如圖36-43所示的圓弧和滑輪結(jié)構(gòu)代替系桿，該振動(dòng)可以被減少或消除。線508、518A、518B優(yōu)選無彈性的、輕質(zhì)材料,例如聚乙烯纖維(Vectxan )。以下
屬性中的一些或所有可呈現(xiàn)于本發(fā)明的實(shí)施例中，加入或替換這里所述的任意特征:.一種用于輕重量攝像機(jī)的簡(jiǎn)單、廉價(jià)、緊湊的身體或車輛支撐的安裝件，其能在任何方向上延伸為距操作者一定距離并且達(dá)到從“地板至頂板”的鏡頭高度，而沒有對(duì)延伸的攝像機(jī)的不適當(dāng)使用而是具有直覺、準(zhǔn)確、本地、三軸線的角度控制；.延伸的可達(dá)范圍和角度靈活性以使得能進(jìn)行穩(wěn)定的拍攝，其優(yōu)選地包括對(duì)攝像機(jī)的不受限制且直覺的角度控制，以及從操作者位置的較大橫向和垂直位移； 身體安裝的攝像機(jī)穩(wěn)定設(shè)備連續(xù)的垂直運(yùn)動(dòng)范圍，避免了低模式托架、低模式轉(zhuǎn)換；.多段的伸縮支柱，其能是加長(zhǎng)的，以便于高鏡頭高度，以及低模式下的超低鏡頭高度，“傾斜”軸線中的角度慣性沒有變得與“搖動(dòng)”軸線中不變的角度慣性相比不適當(dāng)?shù)卮?，以提供不那么笨重的設(shè)備來操作，并且其保持角度靈活性以及穩(wěn)定性； 身體安裝的“輥籠”攝像機(jī)穩(wěn)定設(shè)備的功能性和角度靈活性中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且電子地不復(fù)雜的改進(jìn)，其無需昂貴、水平感測(cè)、集成陀螺儀和鐘擺的計(jì)算機(jī)來保持?jǐn)z像機(jī)的水平姿態(tài)；.遠(yuǎn)程定位的攝像機(jī)頭的三軸線角度控制，而無需升高或橫移長(zhǎng)的滑架中心支柱；·.與常規(guī)桿安裝的攝像機(jī)支架相比角度靈活性提高，因此它們能以直覺的精度遠(yuǎn)程地?fù)u動(dòng)和傾斜(和滾動(dòng))，而不是借助于笨拙且非直覺的“操縱桿”(其固有地不會(huì)“搖回”)來控制；.與常規(guī)桿安裝的攝像機(jī)支架相比角度穩(wěn)定性提高，因此甚至在激烈的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)期間，也能提供水平且穩(wěn)定的拍攝，并且仍然便于操作者精確地控制； 與常規(guī)延伸桿安裝的攝像機(jī)支架相比角度控制提高，因此它們自動(dòng)地“搖回”(意味著在桿水平地橫移或垂直地“上升”時(shí)，攝像機(jī)的角度姿態(tài)不會(huì)相應(yīng)地改變)，并且因此更易于始終如一且精確地“指向”遠(yuǎn)處目標(biāo)；.“桿安裝的”攝像機(jī)，其能選擇性地?fù)u動(dòng)和傾斜超過360°，而不會(huì)在拍攝中看到其自身的本地支撐結(jié)構(gòu)； 用于極輕攝像機(jī)芯片/鏡頭組合的支撐系統(tǒng)，比如舉例來說，重量小于I磅，其仍然能通過較大較重結(jié)構(gòu)的角度慣性穩(wěn)定化； 攝像機(jī)支撐和操作系統(tǒng)，其提供了極低和極高的鏡頭位置，但是不需要拖延的身體努力以完成這些拍攝；.一種支撐系統(tǒng)，其具有完全隔離的慣性穩(wěn)定性，但是適合于伺服控制主滑架(可選地沒有攝像機(jī))和微型從滑架的瞬時(shí)角度姿態(tài)之間一對(duì)一的主/從關(guān)系，連接的輕重量攝像機(jī)分別安裝于其間延伸平衡桿的極端處；.輕重量視頻攝像機(jī)的角度和空間控制的遠(yuǎn)程便利性，借助于穩(wěn)定且可重復(fù)并且不會(huì)在極高/極低升高或橫向延伸處增加另外的角度慣性的裝置； 連續(xù)的“上升”范圍(動(dòng)態(tài)垂直運(yùn)動(dòng)的范圍)，其允許鏡頭隨意地從“底板至頂板”升高，并且水平地橫移，而不會(huì)對(duì)主滑架施加任何角度干擾；.主滑架中心支柱與連接的平衡桿的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)三軸向關(guān)系在相對(duì)于從滑架的中心支柱及其相關(guān)攝像機(jī)的另一端處大致一比一地復(fù)制，因此其與平衡桿較長(zhǎng)輕重量端的角度關(guān)系將連續(xù)地模仿主滑架與桿的較短重端的關(guān)系；.從滑架上的攝像機(jī)所產(chǎn)生的圖像經(jīng)由主滑架上常規(guī)定位的監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)第一視圖；.借助于另外監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)的第二視圖，所述另外監(jiān)視器用作從滑架的配重以及在操作者的注意力必須集中于從滑架附近以留意任何障礙物時(shí)觀察圖像；.小型緊湊的攝像機(jī)頭，其能穿過小開口，但是保留本地獨(dú)立的搖動(dòng)/傾斜/滾動(dòng)能力；并且甚至能從移動(dòng)車輛內(nèi)部移動(dòng)到外面進(jìn)行滑流而不會(huì)將任何風(fēng)振動(dòng)傳遞至隱蔽在車輛內(nèi)的主滑架的穩(wěn)定質(zhì)量；.同時(shí)控制兩臺(tái)攝像機(jī):主滑架上一個(gè)以及可選地從滑架上在延伸平衡桿遠(yuǎn)端處較小的一個(gè)，以使得后者的角度方向“從屬于”前者，并且操作者能同時(shí)進(jìn)行，舉例來說，寬景和近景的拍攝；.用于增加輕重量桿段、或“超支柱”伸縮段、或動(dòng)態(tài)伸縮段的模塊構(gòu)造，以使得攝像機(jī)能從走動(dòng)的操作者超延伸高達(dá)20英尺或更多，但是仍然保持穩(wěn)定、直覺地控制以及自動(dòng)“搖回”和“傾斜回”，用于在超長(zhǎng)平衡桿升高和橫移時(shí)始終如一地指向；以及.在平衡桿上延伸的從攝像機(jī)的遠(yuǎn)程控制，而無需在從動(dòng)端本地配重?cái)z像機(jī)的重量，因而便于使用較重的攝像機(jī)。本發(fā)明還包括使用和制造這里所述設(shè)備的方法。已經(jīng)描述了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，每個(gè)具有元件的不同組合。本發(fā)明不限于所公開的具體實(shí)施例，并且可包括所公開元件的不同組合，以及不包括一些元件的具體實(shí)施例。雖然本發(fā)明特別適用于攝像機(jī)，但是本發(fā)明也可以用于支撐、瞄準(zhǔn)、定位和/或穩(wěn)定其他類型的設(shè)備和工具。本發(fā)明已經(jīng)通過示例性實(shí)施例被描述，附加的優(yōu)點(diǎn)及修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是可以想到的。因此，本發(fā)明在更廣泛的方面并不限制于所示具體的細(xì)節(jié)和本文的描述。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明并不限于具體的示例性實(shí)施例，而是通過后附的權(quán)利要求和他們的等同物的全部精神和范圍內(nèi)被解釋。
權(quán)利要求
1.一種有效載荷的支撐系統(tǒng)，其包括: 具有第一端和第二端的平衡桿； 具有第一軛的第一萬向節(jié)裝置不可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至平衡桿的所述第一端； 具有第二軛的第二萬向節(jié)裝置不可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至平衡桿的所述第二端； 第三萬向節(jié)在平衡桿的平衡中心處連接至平衡桿，使得平衡桿在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以提供第一和第二軛之間的第一角度連接； 一個(gè)或多個(gè)第一部件塊由第一萬向節(jié)裝置連接至平衡桿第一端，并圍繞平衡桿第一端平衡； 一個(gè)或多個(gè)第二部件塊由第二萬向節(jié)裝置連接至平衡桿第二端，并圍繞平衡桿第二端平衡；以及 用于在第二萬向節(jié)處復(fù)制第一萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)包括: 在第一端功能性地連接多個(gè)滑輪的環(huán)行線，以及在第二端的多個(gè)滑輪，使得第一萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)在第二萬向節(jié)以第一自由度被復(fù)制，以及其中環(huán)行線在第一端和第二端之間的兩個(gè)方向上通過第三萬向節(jié)的內(nèi)圈； 布置于第一端的第一主要圓弧和第二主要圓弧； 布置于第二端的第二次要圓弧和第二次要圓?。? 與上述四個(gè)圓弧的每一個(gè)功能性地相互配合的多個(gè)圓弧滑輪； 第一線，固定于第一主要圓弧的下端，沿第一主要圓弧的外部邊緣布置，并且圍繞圓弧滑輪通過，且進(jìn)一步沿著第一次要圓弧的外部邊緣延伸，并且固定于第一次要圓弧的下端; 第二線，固定于第二主要圓弧的上端，沿第二主要圓弧的外部邊緣布置，并且圍繞圓弧滑輪通過，且進(jìn)一步沿著第二次要圓弧的外部邊緣延伸，并且固定于第二次要圓弧的上端; 其中第一線和第二線通過第三萬向節(jié)的內(nèi)圈；以及 其中第一線和第二線在第二萬向節(jié)處以第二自由度復(fù)制第一萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)。
2.按權(quán)利要求1所述的有效載荷的支撐系統(tǒng)，其中用于在第二萬向節(jié)處復(fù)制第一萬向節(jié)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)包括: 連接至第一萬向節(jié)的外圈外殼的第一滑輪樹； 連接至第二萬向節(jié)的外圈外殼的第二滑輪樹； 其中多個(gè)滑輪中的一部分位于每個(gè)滑輪樹上； 第一中心支柱布置于第一萬向節(jié)的內(nèi)圈內(nèi)； 第二中心支柱布置于第二萬向節(jié)的內(nèi)圈內(nèi)； 輪軸連接至第三萬向節(jié)、且具有多個(gè)滑輪； 其中第一主要圓弧和第二主要圓弧布置在第一滑輪樹上、且第一次要圓弧和第二次要圓弧布置在第二滑輪樹上； 其中圓弧滑輪包括布置于平衡桿上且分別接近比鄰第一主要圓弧和第二主要圓弧的第一主要圓弧滑輪和第二主要圓弧滑輪，以及布置于平衡桿上且分別接近比鄰第一次要圓弧和第二次要圓弧的第一次要圓弧滑輪和第二次要圓弧滑輪； 第一線，其固定于第一主要圓弧的下端，沿著第一主要圓弧的外部邊緣布置，圍繞第一主要圓弧滑輪，進(jìn)一步圍繞在第三萬向節(jié)上、且位于第三萬向節(jié)內(nèi)圈的內(nèi)部的滑輪，進(jìn)一步圍繞第一次要圓弧滑輪，進(jìn)一步沿著第一次要圓弧的外部邊緣，并且固定于第一次要圓弧的下端； 第二線，其固定于第二主要圓弧的上端，沿著第二主要圓弧的外部邊緣布置，圍繞第二主要圓弧滑輪，進(jìn)一步圍繞在第三萬向節(jié)上、且位于第三萬向節(jié)內(nèi)圈的內(nèi)部的滑輪，進(jìn)一步圍繞第二次要圓弧滑輪，進(jìn)一步沿著第二次要圓弧的外部邊緣，并且固定于第二次要圓弧的上端； 其中第一線和第二線在第二萬向節(jié)處以第二自由度復(fù)制第一萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)。
3.一種有效載荷的支撐系統(tǒng)包括: 連接至權(quán)利要求1中所述的支撐系統(tǒng)的鉸接臂。
4.一種平衡和使用裝備的方法，其包括: 提供如權(quán)利要求1的有效載荷的支撐系統(tǒng)； 在第一端處將多個(gè)第一部件塊相對(duì)彼此平衡； 在第二端處將多個(gè)第二部件塊相對(duì)彼此平衡； 將平衡桿圍繞其縱向軸線平衡； 圍繞平衡桿將第一部件塊相對(duì)于第二部件塊平衡；以及 移動(dòng)第一萬向節(jié)裝置，從而在第二萬向接頭節(jié)中復(fù)制這個(gè)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)維持多個(gè)部件塊的大致平衡。
5.根據(jù)如圖36-43所不的任一實(shí)施例的有效載荷的支撐系統(tǒng)。
6.按權(quán)利要求5所述的有效載荷的支撐系統(tǒng)進(jìn)一步包括此處公開的任何元件。
全文摘要
一種用來定向和使用遠(yuǎn)離操作者定位、并且以穩(wěn)定方式支撐的裝備的支撐系統(tǒng)。該支撐系統(tǒng)包括具有分別連接至主滑架和從滑架的主動(dòng)端和從動(dòng)端的平衡桿。該系統(tǒng)包括在從滑架處復(fù)制主滑架的運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。該復(fù)制機(jī)構(gòu)包括與通過中心萬向節(jié)的內(nèi)圈的線相配合的一系列滑輪和圓弧部件。
文檔編號(hào)G03B17/56GK103091943SQ20121042614
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者加勒特·W·布朗 申請(qǐng)人:加勒特·W·布朗