三腳架頭的製作方法
2023-07-01 01:31:51 4
專利名稱：三腳架頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於改變光學設備定位特別是照相機、攝像機或膠片攝像機定位 的光學設備固定器(雲臺)，包括與三腳架連接且具有第一樞軸的第一組件和與光學設備 連接且具有第二樞軸的第二組件。
背景技術：
這種固定器又被稱作三向頭(three-way heads)。三向頭是一種攝影器材三腳架 的三腳架頭，即光學設備特別是照相機、攝像機或膠片攝像機的固定器。藉助這種三向頭， 可將光學設備固定在三腳架上，而且還可以設置或改變光學設備的定位(向)。可在三個軸 向上獨立地調整三向頭。此類三向頭可水平旋轉、可上、下傾斜而且可向側方傾斜。
此類三向頭的一種特殊形式為齒輪傳動的三腳架頭。齒輪傳動的三腳架頭是一種 具有用來調整三個軸向的齒輪傳動機構的三腳架頭。同常見三向三腳架頭相比，此類三腳 架頭具有的優勢為各軸向設置簡單、穩定且更加精確。使用自鎖齒輪傳動機構的設置可以 防止較重的攝影器材掉落或下跌。這種精確的調整能力絕對有利於全景相機的準確定位以 及全景攝影中單幅相片的精確匹配。
Manfrotto公司的(曼富圖400系列產品)和Area Swiss公司的(雅佳Cube Cl) 特別使用了齒輪傳動的三腳架頭。公開號為EP0974862 BI的歐洲專利文獻公開了 Arca Swiss 的 Cube Cl。
前述各種可用型號的產品結構相對較為龐大，而且還很重。此外，同球形頭三腳架 頭相比，就這些型號的產品尺寸和重量而言，其產生的固定力較小。發明內容
與上述型號的產品相比，本發明的目的在於提供一種結構緊湊、質量較輕且具有 較大固定力的三腳架頭。
本發明目的可由權利要求1中所描述的齒輪傳動的三腳架頭所實現。
因為這種用於改變光學設備定位特別是照相機、攝像機或膠片攝像機定位的光 學設備固定器，包括具有第一樞軸的第一組件，其與三腳架連接；具有第二樞軸的第二組 件，其與所述光學設備連接；其中，這兩個所述樞軸特別以彼此構成直角的形式彼此相互垂 直地延伸，而且所述第一組件和所述第二組件以互相獨立的方式進行調節，其中，所述第一 樞軸設置在所述第一組件內，而所述第二樞軸同樣設置在所述第一組件內。這樣能夠提供 一特別緊湊和輕量化的固定件。
由此可使用一常見的可旋轉的快速夾持具將光學設備安裝在上述第二組件上，而 上述固定器可憑藉其自身結構通過上述第一組件連接於三腳架或類似配件。
在一優選實施例中，上述第一組件為圓柱形組件，即基本為圓柱形的部件。
於是，較為有益的是所述第一樞軸穿過所述圓柱形部件的縱向中軸。
如果所述第一組件通過具有第三樞軸的第三組件連接於所述三腳架，則可提供較大的調節自由度。優選地，這一第三組件為「平移底座」，即能夠轉過360度的可鎖定的轉盤。
當所述第二組件以能夠圍繞所述第二樞軸旋轉的方式安裝在所述第一組件內時， 能夠得到一個結構特別緊湊的部件。此外，所述第一組件以能夠圍繞所述第一樞軸旋轉的 方式安裝在所述第三組件內。
在本發明一特別優選的實例中，可通過傳動機構以所述第一、第二部件互相獨立 的方式圍繞所述第一、第二部件各自對應的樞軸對所述第一、第二部件進行調節。那麼，固 定器即為齒輪傳動的三腳架頭。為此，優選地，所述傳動機構由蝸輪蝸杆機構構成，所述蝸 輪蝸杆機構包括作用於圍繞相應樞軸旋轉的蝸輪的蝸杆。所述蝸輪(或齒輪)連接於或可 使得其連接於所述組件(取決於分離機構的狀態，參見下文)。因此，可實現光學設備相對 於三腳架的精確調節或定位。優選地，該蝸輪蝸杆機構為自鎖型蝸輪蝸杆機構。
同樣優選地，所述第二樞軸的傳動機構位於所述圓柱形部件的縱向中軸上。優選 地，所述第二樞軸的傳動機構沿所述第一樞軸延伸。這樣，可將所述固定器的結構設計得相 當緊湊，並可獲得令人滿意的對稱度。
特別的是，兩個樞軸的間距相當的小。由此，除了使得結構特別緊湊之外，還會減 少槓桿作用，這意味著僅需施加、補償相當小的力。憑藉這種結構，在調節光學設備時，同樣 可減少光學設備的調節誤差，由此使光學設備的調節更為精確。
為了保證不以較大調整幅度的方式使用蝸輪蝸杆機構，在三向頭中，固定器允許 進行「自由」調整。優選地，所述傳動機構設置有分離機構。在一優選實施例中，所述分離 機構包括沿所述樞軸連接於與該樞軸對應的組件的錐體，該錐體具有插銷，其中，所述傳動 機構的蝸輪具有一中央開口，所述中央開口的朝向所述錐體的一側具有對應於所述錐體的 內圓周斜面，所述插銷穿過所述蝸輪，而且，該插銷插入遠離所述錐體一側設置的控制鈕並 與之配合，所述控制鈕使所述蝸輪和所述錐體產生相對移動以使所述蝸輪向內與所述錐體 嚙合或者使所述蝸輪向外脫離所述錐體。
這一機構無需繁瑣的螺栓傳動或夾持杆便可使實現在任意方位或定位上的分離。
在一優選實施例中，所述第二組件傳動機構的分離機構的插銷為螺紋軸。
在同樣一優選實施例中，所述第一組件傳動機構的分離機構的錐體和插銷作為所 述第一組件的一部分來形成。
較為有益的是，所述蝸輪的內圓周斜面與所述錐體設置有互相配合的齒狀結構， 從而實現內咬合式的旋轉固定連接，以避免發生「滑移」。
在本發明的第二優選實施例中，上述各個組件均包括用於固定其位置的鎖止機 構；所述鎖止結構包括沿所述樞軸連接於所述組件且具有插銷的錐體以及摩擦輪，其中，所 述摩擦輪具有中央開口，所述中央開口朝向所述錐體的一側具有對應於所述錐體的內圓周 斜面，所述插銷穿過所述摩擦輪，而且插入遠離所述錐體一側設置的控制鈕並與之配合，所 述控制鈕使所述錐體和所述摩擦輪產生相對移動以使所述摩擦輪向內與所述錐體嚙合或 者使所述摩擦齒輪向外脫離所述錐體。
由此，使這一實例成為無需傳動機構的「普通」三腳架頭。與上述的第一實例相比， 這一實例去除了傳動機構，並使用摩擦輪來替代傳動機構的齒輪。這一實例的其他部件都 與第一實例相同。
因此，不難理解，分離機構和鎖止機構的差別僅在於渦輪/摩擦輪。
由此，實現了上述有益效果。
參照下列附圖，在隨後的實施例中具體介紹本發明的更多細節、特徵和優點。
圖1為三腳架頭的透視圖2為圖1所示三腳架頭的側視圖3為圖1所示三腳架頭的正視圖4為圖2所示三腳架頭的A-A剖面圖5為圖3所示三腳架頭的B-B剖面圖；以及
圖6為圖3所示三腳架頭的C-C剖面圖。
具體實施方式
在附圖中，三腳架頭的整體被標註為數字「I」。該三腳架頭被當做用來固定照相機 的固定器來使用，因此其可被固定在三腳架上。
出於與三腳架連接的目的，固定器I包括以常用方式通過絲扣連接於三腳架的轉 盤2。憑藉鎖止杆14可將能夠360度旋轉的轉盤2固定在任意旋轉位置上。
在轉盤2上固定有固定部3。該固定部3構成了可繞樞軸7旋轉的圓柱形部件4 的託架。圓柱形部件4由此可通過轉盤2連接於三腳架，從而可圍繞縱軸15 (相當於圖3 中的B-B剖面線)旋轉，並可以圍繞樞軸7相對於固定部3進行自轉。
旋轉縱軸15與樞軸7特別以構成直角的形式彼此垂直延伸，而且可採用兩軸互不 幹擾的方式調節旋轉縱軸15和樞軸7。
第二部件5被連接在基本呈圓柱形的部件4上，並可圍繞另一樞軸8相對於圓柱 形部件4進行旋轉。
另一樞軸8和樞軸7特別以構成直角的形式彼此垂直延伸。而且可通過傳動結構 (參見下文)採用部件4，5互不幹擾的方式圍繞樞軸7，8分別調節部件4，5。因此，這種三 腳架頭為齒輪傳動的三腳架頭。
在第二部件5上，固定有通過導軌17夾持光學設備快速更換板(未圖示)的快速 夾持機構6。快速更換板和導軌17具有互相配合使用的導軌面。導軌包括可彼此相對調節 的夾持部件18，19，而快速更換板固定機構16可調整夾持部件18，19的間距。
由此，可通過快速夾持機構6將光學設備連接到第二部件5上。
快速夾持機構6可相對於第二部件5進行360度旋轉，並可通過鎖止杆20將其固 定在任意旋轉位置上。
樞軸7以及第二樞軸8設置在第一部件4(參見圖4)內。因此，通過這種嵌套式 設置可以獲得非常緊湊的結構。
樞軸7穿過圓柱形部件4的縱向中軸。
可通過旋鈕9或旋鈕10來調節部件4，5。旋鈕9，10分別使蝸杆21，22旋轉，進而 使分別與蝸杆21，22嚙合的蝸輪23，24運動或旋轉。由此，傳動機構25，26為蝸輪蝸杆機 構。
因此，蝸杆21，22可分別作用於蝸輪23，24。又因為蝸輪23，24分別圍繞樞軸7， 8旋轉，並分別與部件4，5連接(或者可使得其與部件4，5連接，參見下文)，由此實現了對 於部件4，5的調節。
第二部件5的傳動機構26幾乎被完全收納在第一部件4之中，也就是說，蝸杆22 以及蝸輪24實際上完全位於圓柱形部件4的套筒內。無關緊要的是，有一小部分蝸輪24 略微突出。
第二樞軸8的傳動部件26沿第一樞軸7延伸，因此其位於圓柱形部件4的縱向中 軸上。
由此通過使用傳動機構25，26實現了固定器乃至光學設備的精確設置及定位。
為了實現大幅度的快速調節，可於不同情況下分離上述傳動機構，由此可以實現 類似球形頭調節方式的自由調節。不難理解，可在隨後的任何時間、任何位置上取消上述分 離，並恢復傳動機構的有效連接。
為此，傳動機構25,26分別設置有分尚機構27,28。
分離機構27，28包括分別連接於部件4，5且沿樞軸7，8延伸的錐體29，30。錐體 29，30分別設置有插銷31，32。
傳動機構25，26的蝸輪23，24分別包括中央開口 33，34。在開口 33，34朝向錐體 29，30的一側設置有分別對應於錐體29，30的內圓周斜面35，36。
在結合狀態下，通過螺杆21，22將旋鈕9，10的轉動傳遞至蝸輪23，24，之後該轉動 從蝸輪23，24處被傳遞至錐體29，30。
對於經改進的非主動鎖止連接而言，蝸輪23，24的內圓周斜面35，36和錐體29，30 具有互相配合的齒狀結構。
然而，為了實現自由運動，可藉助分離機構27，28解除蝸輪23，24和錐體29，30之 間的嚙合。
為此，使錐體29，30和蝸輪23，24沿樞軸7，8相對移動。
為了實現這一效果，將插銷31，32穿過蝸輪23，24，並將其離開錐體29，30的那一 側插入控制鈕10，12並與之配合。
第一部件傳動機構25的分離機構中的錐體和插銷形成為部件4的一部分。
為了實現蝸輪23，24與錐體29，30之間的嚙合或分離，可相對於錐體29，30移動 蝸輪23，24。為此，可通過在控制鈕10，12的位置上旋轉控制鈕10，12來調節控制鈕10，12， 以此驅動插銷31，32，其中，控制鈕10，12的末端面作用於蝸輪23，24。
控制鈕10，12的旋轉會使蝸輪23，24分別沿樞軸7，8移動。
為此，控制鈕10內表面上的螺紋37與插銷31外圓周上的螺紋38嚙合。因此，控 制鈕10的旋轉會使其產生沿插銷31的縱向位移。這樣，插銷31便可作為螺紋軸使用。通 過軸承39，以可旋轉的方式連接控制鈕10和蝸輪23。因此，當傳動機構25運轉時，蝸輪23 可圍繞樞軸7旋轉。
以類似的方式，使控制鈕12內表面上的螺紋42與插銷32外圓周上的螺紋41齧 合。這樣，插銷32便可作為螺紋軸使用。因此，控制鈕12的旋轉會使其產生沿插銷32的 縱向位移。由此，使控制鈕12與蝸輪24連接在一起，從而可通過軸承40實現控制鈕12與 蝸輪24彼此間的相對旋轉。因此，在傳動機構26運轉時，蝸輪24可以圍繞樞軸8旋轉。
第一部件4通過側方突出45支承在固定部3中。該突出45包括圍繞樞軸7設置、 且與樞軸7同軸的開口 46。該開口 46用於安裝旋鈕11或控制鈕10。這樣，旋鈕11或控 制鈕10位於開口 46內。對於第一部件4的實際支承而言，第一部件4的一端由設置於蝸 杆22左右兩側的軸承13支承，並由此穿過已連接的旋鈕11。其另一端，由設置在控制鈕 10 一側的另一軸承43支承。在控制鈕10的該側上，控制鈕10、軸承39和蝸輪23 —同被 支承在開口 46中。
在第一部件4中，第二部件5的一端由控制鈕12中的軸32支承，其另一端由圓柱 形突出47支承。該圓柱形突出47位於第一部件4中與其相對應的孔48內。
假設，作為蝸輪23，24的替代，在不同情況下使用類似的摩擦輪並去除傳動機構 25，26，這一 「改造」僅僅製成了可自由調節的三腳架頭，而非齒輪傳動的三腳架頭。
由此不難理解，分離機構和鎖止機構的差別僅在於蝸輪/摩擦輪。
摩擦輪可與蝸輪23，24相同，或者因為沒有傳動功能，可以更簡單的方式設計摩 擦輪，即採用無齒設計的摩擦輪。
附圖標記列表
1、三腳架頭
2、轉盤
3、固定部
4、部件
5、部件
6、快速夾持機構
7、樞軸
8、樞軸
9、旋鈕
10、控制鈕
11、旋鈕
12、控制鈕
I3、軸承
14、鎖止杆
15、縱軸
16、快速更換板固定機構
17、導軌
18、夾持部件
19、夾持部件
20、鎖止杆
21、蝸杆
22、蝸杆
23、蝸輪(toothed wheel)
24、蝸輪(toothed wheel)
25、傳動機構
26、傳動機構
27、分離機構
28、分離機構
29、椎體
30、椎體
31、插銷
32、插銷
33、中央開口
34、中央開口
35、斜面
36、斜面
37、螺紋
38、螺紋
39、軸承
40、軸承
41、螺紋
42、螺紋
43、軸承
45、突出
46、開口
47、突出
48、孔
權利要求
1.一種用於改變光學設備定位、特別是照相機、攝像機或膠片攝像機定位的光學設備固定器，包括具有第一樞軸(7)的第一組件(4)，其與三腳架連接；具有第二樞軸(8)的第二組件(5)，其與所述光學設備連接；其中，這兩個所述樞軸特別以彼此構成直角的形式彼此相互垂直地延伸，而且所述第一組件和所述第二組件以互相獨立的方式圍繞其各自對應的樞軸可進行調節，其中，所述第一樞軸設置在所述第一組件內，而所述第二樞軸同樣設置在所述第一組件內，所述第一組件(4)通過具有第三樞軸(15)的第三組件(2)連接於所述三腳架，所述第二組件(5)以能夠圍繞所述第二樞軸(8)旋轉的方式安裝在所述第一組件(4)內，所述第一組件(4)以能夠圍繞所述第一樞軸(7)旋轉的方式安裝在所述第三組件(2)內。
2.根據權利要求1所述的固定器，其特徵在於，所述第一組件為圓柱形組件。
3.根據權利要求2所述的固定器，其特徵在於，所述第一樞軸穿過所述圓柱形部件的縱向中軸。
4.根據權利要求3或4所述的固定器，其特徵在於，所述第二樞軸的傳動機構位於所述圓柱形部件的縱向中軸上。
5.根據前述任意一項權利要求所述的固定器，其特徵在於，在任何情況下，可通過傳動機構以所述第一、第二部件(4，5)互相獨立的方式圍繞所述第一、第二部件(4，5)各自對應的樞軸(7，8)對所述第一、第二部件(4，5)進行調節。
6.根據權利要求5所述的固定器，其特徵在於，所述第二樞軸的傳動機構沿所述第一樞軸延伸。
7.根據權利要求5或6所述的固定器，其特徵在於，所述傳動機構由蝸輪蝸杆機構構成，所述蝸輪蝸杆機構包括作用於圍繞相應樞軸旋轉的蝸輪的蝸杆。
8.根據權利要求5至7中任意一項所述的固定器，其特徵在於，所述傳動機構設置有分離機構。
9.根據權利要求8所述的固定器，其特徵在於，所述分離機構包括沿所述樞軸連接於與該樞軸對應的組件的錐體，該錐體具有插銷，其中，所述傳動機構的蝸輪具有一中央開口，所述中央開口的朝向所述錐體的一側具有對應於所述錐體的內圓周斜面，所述插銷穿過所述蝸輪並插入遠離所述錐體一側設置的控制鈕而與之配合，所述控制鈕使所述蝸輪和所述錐體產生相對移動以使所述蝸輪向內與所述錐體嚙合，或者使所述蝸輪向外脫離所述錐體。
10.根據權利要求9所述的固定器，其特徵在於，所述第二組件傳動機構的分離機構的插銷為螺紋軸。
11.根據權利要求9所述的固定器，其特徵在於，所述第一組件傳動機構的分離機構的錐體和插銷作為所述第一組件的一部分來形成。
12.根據前述權利要求6至11中任意一項所述的固定器，其特徵在於，所述蝸輪的內圓周斜面與所述錐體設置有互相配合的齒狀結構。
13.根據前述權利要求1至5中任意一項所述的固定器，其特徵在於，上述各個組件均包括用於固定其位置的鎖止機構；所述鎖止結構包括沿所述樞軸連接於所述組件且具有插銷的錐體以及摩擦輪，其中，所述摩擦輪具有中央開口，所述中央開口朝向所述錐體的一側具有對應於所述錐體的內圓周斜面，所述插銷穿過所述摩擦輪並插入遠離所述錐體一側設置的控制鈕而與之配合，所述控制鈕使所述錐體和所述摩擦輪產生相對移動以 使所述摩擦輪向內與所述錐體嚙合或者使所述摩擦輪向外脫離所述錐體。
全文摘要
一種用於改變光學設備定位特別是照相機、攝像機或膠片攝像機定位的光學設備固定器，包括具有第一樞軸的第一組件，其與三腳架連接；具有第二樞軸的第二組件，其與所述光學設備連接；其中，這兩個所述樞軸特別以彼此構成直角的形式彼此相互垂直地延伸，而且所述第一組件和所述第二組件以互相獨立的方式圍繞其各自對應的樞軸可進行調節，其中，所述第一樞軸設置在所述第一組件內，而所述第二樞軸同樣設置在所述第一組件內。
文檔編號G03B17/56GK103003615SQ201180034461
公開日2013年3月27日 申請日期2011年6月15日 優先權日2010年7月14日
發明者菲利普·福格特 申請人:菲利普·福格特