Redesign eines motorisierten Panoramakopfes (Fotografie)

[hboy007]

Hallo zusammen, ich habe mein aktuelles Problem zum Anlass genommen, hier mal reinzuschneien, vielleicht kann mir ja jemand helfen.

Seit längerer Zeit versuche ich, einen motorisierten Panoramakopf für meine digitale Spiegelreflexkamera zu bauen. Vielleicht kennt jemand diese Teile hier:
http://www.gigapansystems.com/

mein Kollege besitzt so ein Teil und ich bin sehr unzufrieden damit, da ich ohnehin vorwiegend Kugelpanoramen aufnehme und das gute Stück wesentlich zu langsam ist, insbesondere, wenn die Lichtverhältnisse wesentlich höhere Verfahrgeschwindigkeiten zulassen. Eigentlich ist man nur durch Unwuchten und das auf das Stativ wirkende Drehmoment beschränkt. Zunächst möchte ich jedoch keine beidseitig gelagerte Aufhängung bauen, da diese schnell unhandlich wird (siehe Gigapano Pro).

[ranke]

... und das gute Stück wesentlich zu langsam ist, insbesondere, wenn die Lichtverhältnisse wesentlich höhere Verfahrgeschwindigkeiten zulassen. Eigentlich ist man nur durch Unwuchten und das auf das Stativ wirkende Drehmoment beschränkt.

Ich kenne den Panoramakopf nicht und habe auch bisher nicht mit so etwas gearbeitet. In meiner Vorstellung ist aber die wesentliche Einschränkung, dass die Kamera ausgeschwungen sein muß, bevor ausgelöst wird. Die Eigenfrequenz wird über die Steifigkeit des Stativs und die Masse des Aufbaus definiert (also Faktoren, die außerhalb des Einflusses des Herstellers des Panoramakopf liegen), die Dämpfung ist von allen möglichen Faktoren (wahrscheinlich hauptsächlich Stativ) abhängig. Der Hersteller des Panoramakopfs verzögert die Positionierung und das Auslösen vielleicht deshalb so lange, weil er sicher sein will, dass auch bei ungünstigen Verhältnissen und langen Belichtungszeiten keine Unschärfen durch Schwingen der Kamera entstehen. Wenn man mit ausreichend kurzer Belichtungszeit arbeitet und die exakte Ausrichtung keine Rolle spielt, könnte man sicher auch schneller positionieren und auslösen.
Durch eine Entlastung des Pan-Antriebs vom Tilt-Motor würde ich mir da nichts versprechen, außer die von Dir bereits angesprochenen Probleme bezüglich Getriebespiel etc. Wenn man es trotzdem machen will, dürften sich Lösungen mit weniger Zahnspiel anbieten. Zwei konzentrische Wellen anzutreiben geht im einfachsten Fall mit einem Zahnradpaar zuzüglich zum Kegelradpaar, das man zusätzlich braucht.
Auch die einseitige Lagerung geht natürlich auf Kosten der Steifigkeit, bzw. man muß konstruktiv entsprechend gegenarbeiten, dass es trotzdem steif genug wird. Das betrifft dann auch den Fehler, der sich durch Verbiegen unter dem Eigengewicht der Kamera entsteht.

[hboy007]

Hallo ranke,

Vielen Dank für deine ausführliche Antwort. Nach dem Kennenlernen des Gigapano Epic Pro gestalten sich die Limitierungen folgendermaßen: die Drehgeschwindigkeit ist konstruktionsbedingt stark beschränkt, es wurde jedoch Wert auf eine hohe Positioniergenauigkeit gelegt, daher auch "Gigapano" - für Gigapixelbilder, nicht unmittelbar für sphärische Panoramen, wobei das als Leckerli mit abfällt. Wenn man eine leistungsfähige, schnelle Mechanik hat, kann man sich auch den Spaß erlauben, Beschleunigungs-/Kraftsensoren anzubringen, Trägheitsmoment und Antwortfunktion des Stativsystems aufzuzeichnen und die Schwingung aktiv zu dämpfen. Das macht nur keiner - und wie man sieht aus gutem Grunde.
Nun schwirren in meinem Kopf drei Designs herum, die es ermöglichen, die Motoren vom Rotor herunterzunehmen, zwei sind nun verworfen, darunter auch obiges, zu aufwendige mit dem Planetengetriebesatz. Der Unterschied zwischen der einseitigen und der beidseitigen Aufhängung des Kameraträgers besteht im Wesentlich darin, dass man bei einseitiger Aufhängung mit weniger Aufwand eine horizontale/vertikale Kameraorientierung realisieren kann, außerdem wird bei beidseitiger Aufhängung der Aufbau breiter, da die Kamera einseitig noch den ganzen Handgriff hat. Die größere Breite erhöht das Trägheitsmoment des Rotors dann wiederum wesentlich.

Ich versuche am Wochenende noch einmal mein Glück mit einem neuen Prototypen.

Natürlich freue ich mich auch weiterhin auf eine anregende Diskussion.

[hboy007]

Ich habe mich nun noch einmal mit einer schlechten Zeichnung der Lagerung des Rotors und der Ankopplung an die beiden Motoren gewidmet. Hier ist nun die Skizze:


Für den Aufbau, also ein Schneckengetriebe, von dem nur die hochragende Schneckenwelle eingezeichnet ist, zeige ich hier das schon modifizierte Getriebe im Explosionsstil:



Meint ihr, es täte statt dem verspannten Axiallager + Kegelrollenlager auch ein einfaches oder zweireihiges Radiallager? Der Rotor ist bis zu 35cm hoch und soll dabei Kameras bis 5kg tragen, sowohl stehend als auch um 90° in die Horizontale gekippt.

[ranke]

Meint ihr, es täte statt dem verspannten Axiallager + Kegelrollenlager auch ein einfaches oder zweireihiges Radiallager? Der Rotor ist bis zu 35cm hoch und soll dabei Kameras bis 5kg tragen, sowohl stehend als auch um 90° in die Horizontale gekippt.

Entweder 2 Rillenkugellager oder ein zweireihiges würden wohl genügen, es kommt natürlich auch darauf an, wie die Maße sind, aber festigkeitsmäßig dürften die Lager nicht limitierend sein. Beispiel: ein zweireihiges Rillenkugellager 4204-B-TVH, Innendurchmesser 20mm, Außendurchmesser 47mm, Breite 18mm hat eine statische Traglast (radial) von 12,7 kN (Quelle: www.ina.com). Klar, axial hält das weniger, aber die 50N vom Aufbau merkt das Lager doch gar nicht. Was die Steifigkeit betrifft wird man noch etwas detaillieren müssen. Details um den Spannring (Befestigung an der Motorplatte mit radialen Schrauben, Lagervorspannung durch Madenschrauben) können mich an der Konstruktion auch nicht überzeugen.

[hboy007]

Der Spannring stand auch am Ende der Überlegungen und ist nicht so gelungen. Ich habe ihn nun zur vertikalen Verschraubung ausgeführt, man kann dann ja alles passend drehen und Ringe aus 20-50µm Messingfolie einlegen, um das Spiel zu kontrollieren. Dies wird auch bei optischen Komponenten gern gemacht. Die Ringdicke von Spannring und Riemenscheibe ist harmonisiert, ebenso ist noch eine Abstandshülse an der inneren Welle vorgesehen, sodass axiale Kräfte auf das oberste Kugellager nicht durch das Haften der Hohlwelle am Lagerring sondern durch den Druck durch den oberen und unteren Spannring, vermittelt durch die Abstandshülse vermittelt werden.




Als netten Nebeneffekt reduziert sich die minimale Höhe des Rohlings für die Motorplatte. Danke auf jedenfall für den Hinweis. Ist es nun gut so? Kann ich sonst noch was reißen?