JPH01256498A - ワイヤ・ウインチ - Google Patents

ワイヤ・ウインチ

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JPH01256498A
JPH01256498A JP63083609A JP8360988A JPH01256498A JP H01256498 A JPH01256498 A JP H01256498A JP 63083609 A JP63083609 A JP 63083609A JP 8360988 A JP8360988 A JP 8360988A JP H01256498 A JPH01256498 A JP H01256498A
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JP
Japan
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wire
pulley
motor
reel
take
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JP63083609A
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English (en)
Inventor
Shunichi Mizuno
俊一 水野
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TAMUKO KK
Original Assignee
TAMUKO KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、変動する荷重が加えられるワイヤの巻取リー
ルから繰出される長さ、速度、および張力を制御できる
ワイヤ・ウインチに関する。
本発明は、特に4本のワイヤに吊下されたテレビジョン
カメラの位置を移動する位置制御装置に利用するに適す
る。
〔概要〕
本発明は、巻取リールから繰出すワイヤの繰出距離およ
びその速度をコンピュータ制御により微細に行うワイヤ
・ウインチにおいて、 ワイヤに加わる荷重は、このワイヤが巻きつけられたプ
ーリで受けとめ、巻取リールはこのプーリの回転に追従
するように制御することにより、ワイヤに加わる変動荷
重による制御の乱れを可及的に小さくしたものである。
〔従来の技術〕
米国特許第4.625.938号および同第4.710
.819号(対応日本国出願特開昭60−500551
号公報)に、テレビジョンカメラの撮影位置をワイヤ・
ウインチで精密に制御するものが知られている。この装
置は、第5図に示すようにスタジアムなどのテレビ撮影
をするもので、スタジアムの四隅に立てたポールに、そ
れぞれワイヤを懸架し、このワイヤをボール近傍に設定
されたワイヤ・ウインチで巻取り、各ワイヤの先端が1
個のカメラの支持手段に結びつけられた構造のものであ
る。
このためのワイヤ・ウインチは、ワイヤを巻取る巻取リ
ールを広範囲の速度で微妙な制御を行う必要があり、こ
の制御のためにコンピュータを含む制御回路が設けられ
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記装置を使用してみたところ、スタジアムのような広
い場所でこれを使用すると、カメラを吊下するワイヤに
大きい張力の波動が生じることがわかった。この波動が
ワイヤ・ウインチに達すると、巻取リールに衝撃を与え
、ワイヤがリールに正しく整列しなくなるなどの現象が
見られた。また正しく整列して巻取られていないリール
を逆転してワイヤを戻すと、リール上で乱れて重なって
いるワイヤがほどけるとき、新たな波動を発生させ、こ
れが他のワイヤ・ウインチに悪影響を及ぼすとともに、
カメラが不当に震動して映像が乱れる現象が観察された
この原因を追求したところ、巻取リールの重量が大きい
ために慣性があって細かい制御が不能であること、これ
を防ぐためにはきわめて大型のモータを使用しなければ
ならないことがわかった。
本発明は、モータを著しく大きくすることなく、ワイヤ
に発生する波動をおさえ、かつワイヤに結びつけられた
カメラなどの物体の移動を乱れなく制御することのでき
るワイヤ・ウインチならびにこのワイヤ・ウインチを備
えたテレビジョンカメラの位置制御装置を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明において、変動する荷重が与えられるワイヤを巻
取る巻取リールと、巻取リールを駆動する第一のモータ
と、モータを制御する第一の制御回路と、ワイヤの巻取
および巻戻を操作する操作手段とを備えたワイヤ・ウイ
ンチにおいて、巻取リールの近傍に設けられ、巻取リー
ルに巻取られるワイヤとほとんど滑りのない状態で接す
る第一のプーリと、このプーリを変動する荷重の設定さ
れた最大値より大きい力で駆動する第二のモータと、こ
の第二のモータの回転方向および回転速度を制御する第
二の制御回路とを備え、操作手段はこの第二の制御回路
に接続され、上記第一の制御回路は、上記巻取リールが
巻取るワイヤの上記プーリに対する張力がほぼ一定にな
るように上記第一のモータの回転を上記プーリに追従さ
せる制御手段を含むことを特徴とする。
第一のプーリよりワイヤの荷重側に、ワイヤに接する第
二のプーリを設け、この第二のプーリはその回転軸に対
して直角方向にわずかに移動可能な構造であり、直角方
向の移動量に応じてこのワイヤに加わる荷重を検出する
センサを備えることができる。
センサの出力が第二の制御回路にワイヤの荷重入力とし
て接続されることが好ましい。
第一のプーリと第二のモータとは弾性のあるドライブベ
ルトにより結合され、第一のプーリには、ドライブベル
トを介して第二のモータにより与えられる回転駆動力に
加えて、このドライブベルトにより与えられる回転より
実質的に回転速度の大きい回転駆動力を上記第二のモー
タより与える滑りクラッチ手段が結合されることができ
る。
第二のプーリよりワイヤの荷重側にこのワイヤを引込む
可動のガイドアームを設け、このガイドアームと第二の
プーリとの間に軸位置が固定され回転自在の第三のプー
リを備えることが好ましい。
第一のプーリと巻取リールとの間でワイヤに接する第四
のプーリと、この第四のプーリの回転を計数する巻取距
離計数手段とを備えることができる。
第一の制御回路は、第一のモータに流れる電流が一定に
なるように追従制御する手段を含むことができる。
本発明の応用発明は、ワイヤ・ウインチを4台備え、各
ワイヤ・ウインチのワイヤの先端が一つのリングに接続
され、そのリングにはテレビジョンカメラを取付けるブ
ラケットが設けられたテレビジョンカメラの位置制御装
置において、上記ワイヤ・ウインチは上記本発明による
ワイヤ・ウインチであり、各ワイヤ・ウインチの第二の
制御回路に操作信号を与える操作手段は4台の装置につ
いて一つが共通に設けられたことを特徴とする。
〔作用〕
本発明では、ワイヤから加わる変動する荷重を巻取リー
ルで受けとめるのではなく、巻取リールの手前に設けた
第一のプーリで受けとめる。すなわち、ワイヤと滑りが
ほとんどないようにワイヤが少数回巻付けられた第一の
プーリを設け、ワイヤの巻取および巻戻に伴う張力は、
この第一のプーリに連結した第二のモータにより制御す
る。巻取リールに連結する第一のモータは小形のモータ
とし、上記プーリとの間に生じる小さい張力が一定にな
るように、巻取リールの回転を上記第一のプーリに追従
させるように自動制御する。
この状態では、巻取リールに加わる張力は小さく、しか
も一定であるから、巻き乱れが起こらない。ワイヤに加
わる変動する張力は、慣性の小さい第一のプーリにより
駆動制御されるので、張力の変動が頻繁に生じ、あるい
は大きい幅で変動が生じても、これを細かく制御できる
。ワイヤから伝わる波動は巻取リールに及ばない。ワイ
ヤ・ウインチの乱れにより新たな波動を発生させること
はない。
この第一のプーリとこれを駆動する第二のモータとは、
軸駆動ではなく、ドライブベルトにより結合すると、こ
のドライブベルトの弾性により、ワイヤから到来しこの
プーリに伝わる異常な張力変動を吸収できる。
このドライブベルトの駆動に重ねて、滑りクラッチによ
り駆動を行うと、ベルトにバックラッシュが生じても常
に適当な張力をベルトに与えるように制御できる。
このワイヤ・ウインチを使用して、テレビジョンカメラ
の制御を行ったところ、各ワイヤの制御はきわめて安定
化し、波動が生じても直ちに吸収され、カメラにより撮
影された画面の乱れはほとんどないことがわかった。
〔実施例〕
つぎに本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本発明一実施例の構成要素を示した説明図で
あり、本図では説明を容易にするため、支持枠や軸受部
分などの直接本発明の構成要素でない部分は、これを省
略している。
第2図は、上記実施例の作動および制御の説明図で、上
記各構成要素の一部を分離して示したものである。
両図において、本実施例はその先端に変動する荷重が与
えられるワイヤ1を巻取る巻取リール2と、この巻取リ
ール2がキー2Aを介して挿着されるリール軸2Bをベ
ル)3Aにより駆動する第一のモータ3と、この第一の
モータの回転方向および回転速度を制御する第一の制御
回路4と、ワイヤの巻取および巻戻を操作により指示す
る操作手段であるコンソールデスク5とを備えている。
例えば、第2図に示すように、本実施例より引出された
ワイヤ1の先端は、長大なポール31の頭頂部に設けら
れた滑車手段31Aを介して、テレビジョンカメラの吊
下リング32に取付けられることがある。この吊下リン
グ32には図示していない他の3台のワイヤ・ウインチ
から引出される3本のワイヤ41.42.43が取付け
られる。この吊下リングとコンソールデスクの指示によ
り、例えばワイヤ1側に近づけると、ワイヤ1は引込ま
れ、ワイヤ41.42.43は引出される。この操作の
さい吊下リングに可及的動揺を与えぬためには、各ワイ
ヤの張力が釣合う必要がある。このような場合、ワイヤ
の張力、すなわちワイヤの荷重はつねに変動するように
なる。
ここに本発明の特徴とするところは、上記のワイヤ・ウ
インチにおいて、巻取リール2の近傍に設けられ、巻取
リールに巻取られるワイヤ1とほとんど滑りのない状態
で二つの軌条6Aおよび6Bにおいて接する第一のプー
リであるドライブプーリ6と、このドライブプーリ6を
ワイヤ1の変動する荷重の設定された最大値より大きい
力で駆動する第二のモータ7と、この第二のモータ7の
回転方向右よび回転速度を制御する第二の制御回路8と
を備え、操作手段であるコンソールデスク5は第二の制
御回路8に接続され、上記第一の制御回路4は、巻取リ
ール2が巻取るワイヤのドライブプーリ6に対する張力
がほぼ一定になるように第一のモータ3の回転をドライ
ブプーリ6に追従させることにある。
さらに第一のプーリであるドライブプーリ6のワイヤ1
の荷重側(吊下リング32側)にワイヤ1に接する第二
のプーリである荷重測定プーリ9を設け、この荷重測定
プーリ9はその回転軸9Aに対して直角方向にわずかに
移動可能となるよう、回転軸9Aは揺れ腕10に回転自
在に支持され、揺れ腕10はその軸10Aにより回転自
在に支持される。
ワイヤ1はこの荷重測定プーリ9に対し中心角が180
°以上となるように接しているので、回転軸9Aの移動
量はワイヤ1に加えられる荷重と比例する。揺れ腕10
も回転軸9Aとともに移動するので、この揺れ腕10に
感圧センサ11を設けることにより、ワイヤ1の荷重が
検出され、その出力信号は第二の制御回路8に入力する
ように接続される。
第一のプーリであるドライブプーリ6と第二のモータ7
とは、ドライブローラ12および3個のアイドルローラ
13A、13B、13Cにより駆動される弾性のあるド
ライブベルト14により動的に結合され、第二のモータ
7の回転駆動力をドライブプーリ6に伝達する。すなわ
ち第2図に示すように、ドライブローラおよびアイドル
ローラはドライブベルト14を、ドライブプーリ6にそ
の軌条6Aおよび6Bに接したワイヤ1を挟んだ状態で
圧接する。一方ドライブローラ12の軸12Aには第二
のモータ7の軸7Aよりベル)7Bを介して回転駆動力
が伝達される。またワイヤ1は斜交プーリ15により上
記ドライブプーリ6の軌条6A、6Bに正しく配量され
、これに接するドライブベルト14の面にはポリウレタ
ン樹脂のライニングが施されている。このためドライブ
ベルト14は、ドライブプーリ6およびこれに接するワ
イヤの部分に、第二のモータ7の回転駆動力を正確に伝
達する。第1図および第2図では、簡略化したため表示
されていないが、実際にはドライブベルト14の内側の
面はラック状の突起が構成され、ドライブローラおよび
アイドルローラはそれぞれこの突起と噛合う歯車形状の
ものでなっている。
第二のモータ7は正弦波によるパルス幅制御方式の交流
サーボモータであり、第3図に示すように第二の制御回
路8を介して、コンソールデスク5のキーボード5Eの
指示にしたがって、プロセッサ5Bから出力される比較
電圧値により、その回転方向および回転速度が制御され
る。
第二の制御回路8は感圧センサ11の出力にしたがって
、ワイヤの張力が常に入力する基準電圧(V ref 
、 )に追従するように自動制御される回路である。す
なわち、感圧センサ11の入力および基準電圧は比較回
路8Aに入力され、この比較出力は増幅器8Bで増幅さ
れ、低域更波器8Cを介してパルス幅制御回路8Dに制
御入力として与えられる。このパルス幅制御回路8Dに
は電源端子8Eが接続され、この電源端子8Eの電流が
第二のモータ7にパルス幅制御されて供給される。
上記基準電圧(Vref+)はコンソールデスク5から
与えられる。すなわち、コンソールデスク5は、4台の
ワイヤ・ウインチについて1金膜けられ、それぞれ接続
端子5Aを介して接続される。
コンソールデスク5にはコンピュータのプロセラす5B
、メモリ回路Cを実装し、インタフェース5Dを介して
接続されたキーボード5Eおよび2組のジョイスティッ
ク5Fにより上記4台のワイヤ・ウインチを制御するも
のである。
ジョイスティック5Fの一方は、ワイヤの先端に結付け
られたテレビジョンカメラの吊下リングを所望の方向に
進むように操作し、他方はテレビジョンカメラの地表よ
りの高さを制御する。
コンソールデスク5の近傍に表示部5Gが設けられる。
この表示部5Gに上記キーボードの操作により、現在撮
影している画面、スタジアムの平面図面上のカメラの位
置のグラフィック画面ふよび側面からみたカメラの高さ
のグラフインク画面をそれぞれ切替えて表示する。第2
図に示す符号5Hはテレビジョンカメラのレンズの方向
やズーム深度を操作するデスク部分である。
さらに本実施例では、ドライブプーリ6の軸6Cとドラ
イブローラ12の軸12Aとは、軸12Aに設けられた
同軸型の滑りクラッチ16とベルト16Aとを介して回
転駆動力を伝達するように結合されている。
これは、ワイヤの荷重の方向が急に変化した場合、ドラ
イブベルト14はその弾性によりバックラッシュが生じ
、ドライブプーリ6に対する回転駆動力の伝達が正しく
行われないことがある。このような場合、上記滑りクラ
ッチ16により、ドライブプーリ6の軸6Cを直接駆動
する。このようにすることにより、巻取リール2とドラ
イブプーリ6との間のワイヤがたるむのを防ぐ。
また第二のプーリである上記荷重測定プーリ9のワイヤ
1の荷重側、すなわちワイヤ・ウインチのワイヤの引込
み側には、ワイヤ1を引込むポールガイド17を備えた
ガイドアーム18を設け、このポールガイド17と荷重
測定プーリ9との間にワイヤを案内する第三のプーリで
あるガイドプーリ19が設けられる。このガイドプーリ
19は軸位置が固定された軸19Aに回転自在に設けら
れ、上記ガイドアーム18もこの軸19Aに対して可動
となるように取付けられ、ガイドプーリ19とともに巻
取のさいのワイヤ1の案内となる。ガイドアーム18は
つインチが正規の位置に設置されたのちロック19Bに
よりその角度が固定される。
さらに第一のプーリであるドライブプーリ6と巻取り−
ル2との間でワイヤに接する第四のプーリである回転計
プーリ20と、この回転計プーリ20の回転を計数する
巻取距離計数手段として回転接手20A1可撓回転軸2
0Bおよびエンコーダ21を備えている。
ワイヤ1は、上記回転計プーリ20とアイドルローラ2
0Cとに挟まれ、滑ることなく接触しているので、ワイ
ヤの巻取距離の大きさはエンコーダ21により計測され
る。このエンコーダ21の出カバ、第2図に示すように
コンソールデスク5に送られる。
また回転計プーリ20と巻取リール2との間のワイヤ1
の方向を規制する案内輪22が設けられる。
この案内輪22、回転計プーリ20およびアイドルロー
ラ20Cのそれぞれの軸は弾性支持された吊腕23に取
付いており、巻取リール2がワイヤを正しく巻取るよう
になっている。
巻取り−ル2を駆動する第一のモータ3を制御する第一
の制御回路4は、この第一のモータ3に流れる電流が一
定になるように追従制御するものである。すなわち、モ
ータ3にはインバータ4Aから電源電流が供給され、そ
の電流通路に電流検出回路4Bが挿入されている。この
電流検出回路4Bの検出出力は整流回路4Cに与えられ
る。整流回路4Cの出力は比較回路4Dにより基準電圧
Vref2と対比され、低域が波器4E、増幅器4Fを
通ってインバータ4Aに制御信号として与えられる。ま
たモータ3の回転速度はこれに直結するタコメータ3C
により検出され、巻取リールがワイヤを巻取る場合はモ
ータ3を駆動側に作用し、巻戻す場合はブレーキ側に作
用するようにモータ3に流れる電流の方向を逆転回路4
Gにより制御する。
第1図において、巻取リール2は軸2Bに取付けられ、
キー2Aにより回転する。巻取リール2に摺接支持する
支持具2Cはその一端が2重螺線軸24と噛合い、この
2重螺線軸24はベル)2Dを介して軸2Bと同期回転
される。
したがって回転時には支持具2Cの上記一端は二重螺線
軸24の螺旋溝に案内されて矢印のように往復運動し、
巻取リール2もその軸2B上に往復運動する。これによ
りリール2上にワイヤを整列させる。
以上の説明において、ドライブベルト14のドライブプ
ーリ6との接触面にはポリウレタン樹脂をライニングす
るものとしたが、このライニング層の表面にさらにケブ
ラ(デュポン社)などの新案材を複合して、表面劣化が
ほとんどないようにすることができる。
第5図に本発明の応用発明の説明図を示す。本図では、
客席44、トラック45、フィールド46が設けられた
スタジアムの四隅にワイヤ・ウインチ33を4台備え、
各ワイヤ・ウインチ33のワイヤ1.41.42.43
のそれぞれの先端が、それぞれポール31の頭頂部の滑
車手段31Aを介して、吊下リンク32に接続され、こ
の吊下リング32にはテレビジョンカメラを取付けるブ
ラケフト34が設けられている。このようなテレビジョ
ンカメラの位置制御装置において、ワイヤ・ウインチ3
3は上記本発明によるワイヤ・ウインチであり、各ワイ
ヤ・ウインチの第二の制御回路(第2図の符号8のもの
)に操作信号を与える模作手段であるコンソールデスク
5は、4台の装置に対して一つが共通に設けられる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ワイヤの荷重の急
激な変動およびワイヤ・ウインチのワイヤ駆動部分にお
ける変形によるワイヤに発生する波動を防止し、巻取リ
ールのワイヤの整列を乱さないようにすることにより、
ワイヤ先端に取付けた物体の位置の移動を円滑に行うこ
とができる。
したがって、スタジアムなどの上方に吊下して撮影を行
うテレビジョンカメラの位置制御装置として、運動競技
などの撮影に優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明一実施例の構成要素を示す説明図。 第2図は、上記実施例の作動および制御説明図。 第3図は、上記実施例の第二の制御回路を主体としたブ
ロック構成図。 第4図は、上記実施例の第一の制御回路のブロック構成
図。 第5図は、応用発明の説明図。 1・・・ワイヤ、2・・・巻取リール、2A・・・キー
、2B、6C,7A、9A、IOA、12A、 19A
・・・軸1.2C・・・支持具、2D、3A、7B、1
.6A・・・ベルト、3・・・第一のモータ、4・・・
第一の制御回路、4A・・・インバータ、4B・・・電
流検出回路、4C・・・整流回路、4D、8A・・比較
回路、4E、8C・・・低域が波器、4F、8B・・・
増幅器、4G・・・逆転回路、5・・・操作手段である
コンソールデスク、5A・・・接続端子、5B・・・プ
ロセッサ、5C・・・メモリ回路、5D・・・インタフ
ェース、5E・・・キーボード、5F・・・ジョイステ
ィック、5G・・・表示部、5H・・・テレビジョン操
作デスク部分、6・・・第二のプーリであるドライブブ
ーIJ、6A、6B・・・軌条、7・・・第二のモータ
、8・・・第二の制御回路、8D・・・パルス幅制御回
路、8E・・・電源端子、9・・・第二のプーリである
荷重測定プーリ、10・・・揺れ腕、11・・・感圧セ
ンサ、12・・・ドライブローラ、13C13B、13
C,20C・・・アイドルローラ、14・・・ドライブ
ベルト、15・・・斜交プーリ、16・・・滑りクラッ
チ、17・・・ポールガイド、18・・・ガイドアーム
、19・・・第三のプーリであるガイドプーリ、19B
・・・ロック、20・・・第四のプーリである回転計プ
ーリ、20A・・・回転接手、20B・・・可撓回転軸
、21・・・エンコーダ、22・・・案内輪、23・・
・吊腕、24・・・二重螺旋軸、31・・・ポール、3
1A・・・滑車手段、32・・・吊下リング、33・・
・ワイヤ・ウインチ、34・・・テレビジョンカメラの
ブラケット、41〜43・・・ワイヤ、44・・・客席
、45・・・トラック、46・・・フィールド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、変動する荷重が与えられるワイヤを巻取る巻取リー
    ルと、 この巻取リールを駆動する第一のモータと、このモータ
    の回転方向および回転速度を制御する第一の制御回路と
    、 上記ワイヤの巻取および巻戻を操作により支持する操作
    手段と を備えたワイヤ・ウインチにおいて、 上記巻取リールの近傍に設けられ、上記巻取リールに巻
    取られるワイヤとほとんど滑りのない状態で接する第一
    のプーリと、 このプーリを上記変動する荷重の設定された最大値より
    大きい力で駆動する第二のモータと、この第二のモータ
    の回転方向および回転速度を制御する第二の制御回路と を備え、 上記操作手段はこの第二の制御回路に接続され、上記第
    一の制御回路は、上記巻取リールが巻取るワイヤの上記
    プーリに対する張力がほぼ一定になるように上記第一の
    モータの回転を上記プーリに追従させる制御手段を含む ことを特徴とするワイヤ・ウインチ。 2、第一のプーリよりワイヤの荷重側に、上記ワイヤに
    接する第二のプーリを設け、 この第二のプーリはその回転軸に対して直角方向にわず
    かに移動可能な構造であり、 上記直角方向の移動量に応じてこのワイヤに加わる荷重
    を検出するセンサを備えた 請求項1記載のワイヤ・ウインチ。 3、センサの出力が第二の制御回路にワイヤの荷重入力
    として接続された請求項2記載のワイヤ・ウインチ。 4、第一のプーリと第二のモータとは弾性のあるドライ
    ブベルトにより結合された請求項1記載のワイヤ・ウイ
    ンチ。 5、第一のプーリには、ドライブベルトを介して第二の
    モータにより与えられる回転駆動力に加えて、このドラ
    イブベルトにより与えられる回転より実質的に回転速度
    の大きい回転駆動力を上記第二のモータより与える滑り
    クラッチ手段が結合された請求項4記載のワイヤ・ウイ
    ンチ。 6、第二のプーリよりワイヤの荷重側にこのワイヤを引
    込む可動のガイドアームを設け、 このガイドアームと第二のプーリとの間に軸位置が固定
    され回転自在の第三のプーリを備えた請求項2記載のワ
    イヤ・ウインチ。 7、第一のプーリと巻取リールとの間でワイヤに接する
    第四のプーリと、この第四のプーリの回転を計数する巻
    取距離計数手段とを備えた請求項6記載のワイヤ・ウイ
    ンチ。 8、第一の制御回路は、第一のモータに流れる電流が一
    定になるように追従制御する手段を含む請求項1記載の
    ワイヤ・ウインチ。 9、ワイヤ・ウインチを4台備え、 各ワイヤ・ウインチのワイヤの先端が一つのリングに接
    続され、 そのリングにはテレビジョンカメラを取付けるブラケッ
    トが設けられた テレビジョンカメラの位置制御装置において、上記ワイ
    ヤ・ウインチは請求項1記載のワイヤ・ウインチであり
    、 各ワイヤ・ウインチの第二の制御回路に操作信号を与え
    る操作手段は4台の装置について一つが共通に設けられ
    た ことを特徴とするテレビジョンカメラの位置制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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