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自作ステディカムのバランスの原理を考え中…

自作ステディカムのバランスの原理を考えている。理解している人にとっては当たり前のことなのだろうが、何しろ俺は頭の出来があまりよくないので絵を描いてゆっくり消化していく必要がある。

ステディカムの仕組みはヤジロベエに似ている。ヤジロベエと同じ点は支点を中心に物を配置して全体の重さのバランスをとること。違うのは配置した物を回転させないようにすること、そして錘を真下にカメラを真上に配置することか。

これはバランス調整について考えるための図。
e-15.jpg
左側一番上はカメラ側と錘側のバランスが取れた状態。重さ×支点からの距離が左右で等しくなっている。

仮にカメラ側が重くなった場合(オレンジ色の枠内)、バランスをとる方法は3つ。錘を足すこと、錘を支点から離すこと、カメラを支点に近づけること。自作する上で、製作・操作ともに一番簡単なのは錘の位置を動かす方法だと思う。腕に錘を固定するのではなく、腕をネジにしてナットの錘を動かせば良い。

右上は「支点の真上に錘を置いてもバランスは変わらない」という図。
何が言いたいのかというと、マーリンタイプの弓形アームの先端の錘はジンバル支点に近いので、回転防止の意味はあれど上部カメラ対下部錘のバランス設定にはそれほど効き目がないんじゃね、ということ。

中央(緑色の枠)は、実際のステディカムは縦配置だよねっていう図。図には描いてないけど、錘を下に来るようにするには錘側をカメラ側よりも重くして自然落下させる。この重力の作用によって前後(頷き)左右(首傾け)の運動は収束する。

右下は「実際のステディカムはヤジロベエを縦にしただけでなく、真上にも重さ×距離のバランスが要求される」という図。


これは慣性について考えるための図。
e-15-2.jpg
上下の重さ×距離が等しければ、全体が押されたときの運動エネルギーも等しくなるので揺れる事はない。しかし下部錘が重いと、重い差分だけ慣性が生まれてブランコのように動いてしまう。

ということは、カメラを上に錘を下に来させるために錘側を重くする以上、ステディカムは必ず慣性による揺れが発生することになる。ここまではわかる。


んで今考えてるのがこれ。ステディカムを真上から見た図で、上が前方だ。そしてカメラと持ち手。
e-15-3.jpg
最初の図の右下に書いたように、ステディカムの真上の面にも別のヤジロベエがある。で、このヤジロベエは回転させたくないわけだ。

回転させないというのは慣性を発生させないということで、つまり2つ目の図に描いたとおり支点からの片側ともう片側の「重さ×距離」を同じにする必要がある。

けど実際はカメラの形状からくる重心やらステディカムのアームやらの不定形要素がいろいろあるわけで、じゃあどうやればバランスさせられるんだろう?ってのをずっと考えている。

もう訳わかんないんだけど、上部の板(としよう)が水平であれば、すなわちジンバルよりも前と後ろのバランスが取れているんじゃないかって気もする。(自己解決しました)

(追記:ここから怪しい)でもさー。それはステディカムが停止している前提での話で、ステディカムが斜めになってる状態では「上部の板」上の支点が動くから、そうすると前と後ろのバランスに差が出て回転が始まるんじゃね?

となるとバランスのズレを小さくするためには最初の図のカメラ側から支点までの距離を出来るだけ縮めれば良いのだが、そうすると今度はカメラ側を重くしないと支点との距離的に釣り合いが取れなくなる。

という感じで自信のない推測と、そこから先の想像がループしてる。

(追記:この記事を書いたあとで風呂に入りながら思ったこと。回転する竹とんぼが斜めになっても失速せずに飛び続けるのは、斜めになることが羽の回転運動に影響を及ぼさないからだ。ということはステディカムが斜めになっても、それだけでは影響がないはず。例えば斜めになってカメラが上向きになった場合、ジンバル上部前側が上にあがる=位置エネルギーが上がるが、同時に対称の位置=上部後ろ側=支点を挟んだ正反対にある下部前側も上にあがるか相対的な位置エネルギーの合計は変わらない。ただしステディカムが斜めになることで上部カメラと下部錘を結ぶ腕がよれたとしたら、それで上下の回転軸=重心がずれるためブレがおこり回転し始めるんじゃないか。)

ニュートンとかわかんねーしさ。よく知らないし。リンゴよりみかん派だし。
「重さ×距離」の釣り合いを取るって事とフィギュアスケートの回転の話の2つだけでどうにかする。
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テーマ : Do It Yourself
ジャンル : 趣味・実用

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バランスの話の続き

けど実際はカメラの形状からくる重心やらステディカムのアームやらの不定形要素がいろいろあるわけで、じゃあどうやればバランスさせられる...

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Secret

はじめまして。

宮崎市在住の男性です。
私も2年位前から、スタビライザーを自作しております。
最初は、コンパクトデジタルカメラ専用で始めました。
何故か「ハマ」ってしまい、今日至っております。

Re: はじめまして。

コメントありがとうございます。
俺は自作を思い立ってからたった1ヶ月で、まだネットで調べながら原理を勉強している段階です。
どうぞよろしくお願いします。
プロフィール

ポッチャリノッポ

Author:ポッチャリノッポ
ホムセン・ステディカムを作ったあかつきには散歩動画を撮る旅に出たい。

知識なし、技術なし、工具なし、金もなし。だからダイソーとホームセンターで買った格安工具でなんとかします。

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