CN101861491B - 云台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有一个倾斜装置(2)的云台，所述倾斜装置带有一个球接头(5)与一个可以固定在球接头上的保持装置(100)，用于固定相机、望远镜、观测镜或带有快装板(101)的类似光学仪器。

Description

云台
技术领域
本发明涉及一种云台，具有一个带有一个球节的倾斜装置，所述球节具有一个可摆动地安装在轴承壳体中的球接头，所述球接头安装在轴承壳体中的两个滑动轴承之间，其中一个滑动轴承朝滑动轴承的间隔方向轴向可移动地安装在轴承壳体中，其中球节设置在位于云台的相互背离端部上的连接盘之间，其中一个连接盘与相机、望远镜、观测镜或类似的光学仪器连接或可连接，而另一个连接盘与至少一个三角架腿或类似的支架连接或可连接。
背景技术
从德国专利申请10 2006 001 580A1已知一种这样的倾斜单元。但在此轴向可移动的滑动轴承只在一个位置通过一个锥形的销支承。由于接触面较小，所以借助其将滑动轴承压向球接头的力也相对较小。由此整个云台的总体上的支承能力只有很小。除此之外，通过单侧施力产生了一个倾覆力矩，通过倾覆力矩，滑动轴承可能在轴承壳体中倾斜并由此可能导致轴承壳体或滑动轴承的损坏。
从EP1 473 510A1已知一种云台，所述云台具有一个圆柱形的轴承壳体，在所述轴承壳体的壳体内部可转动地安装一个球接头。在已知的云台的轴承壳体中还轴向可移动和可转动地设置一个轴承元件，所述轴承元件具有一个贴靠在球接头的周围上的滑动面。轴承元件还配备有一个支座，所述支座与一个调节装置这样作用连接，以致轴承元件可以移向球接头，以实现一种卡紧作用。这种调节装置具有圆弧形的机构，这些机构通过一个调节螺栓相互连接，所述调节螺栓在机构的区域内具有一些方向相互相反的螺纹段。在这些机构上设置一些相互平行的斜面，所述斜面与在支座的背离球接头的端面上的互补成形的对应斜面共同作用。从FR2 799 807A和US2007／147829A1还已知一些另外的具有倾斜装置的云台。
由于在EP1 473 510A1中已知的云台中设置的斜面与对应斜面，必须克服很高的摩擦力才能使机构的通过调节螺栓施加的彼此相对移动转化成支座和位于其上的轴承元件的一种朝球接头的卡紧方向的轴向调节运动。由于具有很高的摩擦力，所以几乎不能将这样的卡紧力施加到球接头上，这些卡紧力对于紧固一个通过施加重负荷的球接头来说是需要的。因此，由EP1 473 510A1已知的云台不是非常适用于重的相机或类似的光学仪器。
另外，其缺点还在于，如果在球接头与轴承元件之间的卡紧连接被锁紧，而机构就此要运动到其初始位置，那么就必须克服较高的摩擦力。
从DE27 47 677A1已知一种云台，所述云台具有一个快装板，在所述快装板上可以固定照相机、观测镜、望远镜或类似的光学仪器。快装板配备有一个底座，所述底座可以固定在一个三角架上或类似的支承架上。在底座上设置一个燕尾形导向装置，所述燕尾形导向装置具有一个用于可移动地安装快装板的导轨和一个相对于底座可相对运动的用于将快装板固定到导轨中的卡紧装置。卡紧装置可以构成为一个摇杆，所述摇杆在一个为取出而释放快装板的打开位置与一个关闭位置之间可偏转，在关闭位置，快装板可移动地容纳在导向装置中。而摇杆在其打开位置释放在底座中确定用于快装板的凹座，快装板在底座的摇杆的关闭位置被锁紧。因为快装板在打开位置还固定在底座中并且因为为了将快装板固定在底座中还需要扭转摇杆，所以已知的云台对于单个操作人员来说非常难以操作，特别是当该操作人员要将一个重的光学仪器固定在由DE27 47 677A1已知的云台上时。此外从US3,612,462和EP1 365 187A1还已知一些用于云台的快装板，其中，在第一篇文献中，快装板虽然设有一个保险装置，但是该保险装置面临着的是，在负载状态下，在那里的卡紧装置发生翻转时，保险装置会自动打开，因此，这种云台只能有限地适用于快速更换在三脚架上的光学仪器。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种云台，与上述的现有技术相比，所述云台在即使特别对于重的光学仪器也具有较高支承力的情况下允许以快速更换仪器的可能性将所涉及的仪器简单而可靠地定位在云台上。
一种根据本发明的用于解决这种任务的建议以一种云台为内容，其具有一个用于安装相机或观测镜的保持装置，所述保持装置具有一个快装板、一个用于安装在三脚架上的底座，所述底座具有一个燕尾形导向装置，该燕尾形导向装置具有一个用于可移动地安装快装板的导轨和一个相对于底座可相对运动的用于将快装板固定在导轨中的卡紧装置，其中，燕尾形导向装置的导轨沿纵侧模制在底座上，并且卡紧装置主要具有两个位置，其中在一个关闭位置，快装板可移动地安装在燕尾形导向装置中，而在一个打开位置，快装板被释放以便安装，其中通过放上与相机或观测镜可连接的快装板，可将卡紧装置从其打开位置转入其关闭位置，其特征在于，在与导轨相对置的纵侧上设置一个槽，在所述槽中绕纵轴线可转动地安装圆柱形的卡紧装置，该卡紧装置具有一个沿纵向定向的扇形开口，所述扇形开口构成燕尾形导向装置的对应导向装置，并且在卡紧装置上设置一个弹簧加载的保险元件，以防止卡紧装置的意外转动；卡紧装置为了固定快装板横向于纵轴线可直线运动地安装、具有一个可转动安装的用于进行手动操纵的操作元件和用于将操作元件的旋转运动转换成卡紧装置的直线运动的机构。
另一种根据本发明的建议由一种云台限定，其具有一个上述的保持装置和一个带有一个球节的倾斜装置，所述球节具有一个可摆动地安装在轴承壳体中的球接头，所述球接头安装在轴承壳体中的两个滑动轴承之间，其中一个滑动轴承轴向可移动地安装在轴承壳体中，其中球节设置在位于倾斜装置的相互背离端部上的连接盘之间，其中一个连接盘与相机或观测镜或保持装置可连接，而另一个连接盘与至少一个三角架腿可连接，其中，在轴承壳体中设置一个在间隙处可扩张的卡圈，所述卡圈具有一个相对于纵向中心平面朝球接头的方向逐渐变细的斜面，并且所述斜面与在轴向可移动的滑动轴承上的一个互补成形的对应斜面共同作用。在优选方案中所描述的带有快装板的保持装置例如在照相或摄影时用于能够在三角架上以方便的方式更换不同的、必要时还有重的或操作不便的例如带有各种各样的胶卷或镜头的相机，而不必麻烦地从云台拧相机。
因此在较大与较重的光学仪器中可以使用这样的快装系统，在所述快装系统中，大多用多个螺钉将一个快装板固定在光学仪器上并且将快装板固定在云台上。在此已知一些具有燕尾形导向装置的系统，其中，快装板可以推入导向装置中并且可以通过一个固定装置防止移动。因为快装板大多都比光学仪器小并且因此从上面看不见，所以为了推入
Figure GSB0000114986200000041
快装板，要么摸索导向装置，要么使用者必须弯腰，这两种方式在光学仪器相当重时都比较麻烦或者是不可能的。
因此本发明的任务在于，提供一种云台，与现有技术相比，所述云台具有更高的支承力并且特别对于重的光学仪器来说具有一种简单进行快装的可能性。
根据本发明，该任务通过以下方式得以解决，即，在轴承壳体中设置一个在间隙处可扩张的卡圈，所述卡圈具有一个相对于纵向中心平面朝球接头方向逐渐变细的斜面并且所述斜面与在轴向可移动的滑动轴承上的一个互补成形的对应斜面共同作用。
如果卡圈被扩张，滑动轴承便在斜面上沿轴向方向滑向球接头并且将球接头压到固定的第二滑动轴承上。在此卡圈在另一侧上通过一个卡紧环或类似机构固定在其位置上，因此不能另外发生偏移。
因为卡圈除了窄的间隙之外完全与滑动轴承共同作用，所以轴向力在滑动轴承的周围上均匀地分布，所以不会产生倾覆力矩。因此，实际上防止了因为倾斜而导致滑动轴承或轴承壳体的损坏。
另外，通过这种方式可以将明显更大的压紧力施加到球接头上，由此与现有技术相比，明显提高了云台的支承能力。
另外，该任务通过如下方式得以解决，即，卡紧装置绕纵轴线可转动地安装并且主要具有两个位置，其中，在一个第一位置，快装板可移动地保持导向装置中，而一个第二位置，快装板为了取出而被释放。
根据本发明的保持装置的卡紧装置一方面作为导向装置的一部分用于可以沿着纵轴线可移动地引导快装板并且将其固定在一个所需的位置。这一点对于所保持的光学仪器的定位来说是非常重要的。
另外，在打开位置，保持装置允许方便地插入快装板继而从宽侧插入光学仪器。这样就不用麻烦地从较侧将快装板推入到导向装置中。特别是在使用重的和／或体积大的光学仪器时，这种固定方式极其轻松，因为导向装置大多都不可见地在光学仪器下面而看不见并且至多是可以摸索到。在保持装置的水平位置，快装板简单地从上面钩入到保持装置中，即使带有重的仪器也可以容易地完成这一操作。
此外，一个保险装置避免了卡紧装置的松开，因此，快装板不会意外地从导向装置中翻出。另一个保险装置还避免了快装板可能沿纵向意外地从导向装置中被推出来。
总之，通过本发明的倾斜装置与保持装置可以构成一种云台，所述云台允许高负荷并且同时还易于操作，特别是在更换光学仪器时易于操作。
附图说明
本发明的其它有利的特征由各从属权利要求和下面借助附图详细说明的实施例给出。其中：
图1具有保持装置与快装板的根据本发明的云台的纵剖面视图，
图2所述云台的横截面视图，
图3具有已卡入一半的快装板的保持装置的横截面视图，
图4保持装置的俯视图。
具体实施方式
图1示出了整体用1标记的云台，所述云台具有一个倾斜装置2和一个固定在倾斜装置上的保持装置100，所述保持装置带有一个快装板101。
倾斜装置2具有一个大致圆柱形轴承壳体3，所述圆柱形轴承壳体构成为空心圆柱体。在其上端部4设置一个在附图中不可见的、直角向内指向的法兰，所述法兰构成一个用于一个球接头的上轴承套。在所述法兰上还设置一个同样由部分剖面视图中不可见的滑动轴承，所述滑动轴承具有一个优选球面的滑动面，所述滑动轴承与一个球接头5共同作用。
球接头5沿轴承壳体3的轴向具有一个带有螺纹的直凸起6，在其上可以固定一个有效负荷。在球接头5下方设置一个另外的、轴向可移动的滑动轴承7，所述滑动轴承具有一个球面的、与球接头5匹配的轴承面8。紧接滑动轴承7的是一个卡圈9。整个装置通过一个支座10支承继而保持在轴承壳体3中。
卡圈9具有一个与轴承壳体3的内径相比减小的周长。另外，卡圈9在其上部边缘具有一个相对于纵向中心轴线11朝球接头5方向逐渐变细的斜面12，所述斜面与在滑动轴承7底侧上的一个互补成形的对应斜面13共同作用。
在轴承壳体3中，大约在卡圈9的高度上设置一个螺纹孔14，一个螺栓15可以在所述螺纹孔中横向于轴承壳体3的纵向中心轴线11运动。在螺栓15的外端部16设置一个手轮17，用于进行手动操纵。内端部18在尾端成形为约锥形的并且嵌入在卡圈9中的一个轴向间隙19中。在此间隙19与螺栓15的锥形端部18以如下方式共同作用，以致在螺栓15逐渐侵入间隙19时，卡圈9被扩张。大约在缝隙19对面，卡圈9具有一个材料弱化部20，以便能够更简单地扩张。
在卡圈9扩张时，只有通过斜面12、13的共同作用才能轴向朝球接头5方向上挤压下部滑动轴承7，由此产生一个较高的挤压力。由此，球接头5更牢固地压向上部滑动轴承并且通过较高的摩擦被固定住。通过更强烈地扩张卡圈9，更牢固地保持球接头5。
因为卡圈9在滑动轴承7的整个周围上均匀起作用，所以产生一种非常均匀的力作用。在这种卡紧过程中不会对滑动轴承7产生转矩与倾覆力矩，所以实际上防止了由于倾斜而损坏轴承壳体3或滑动轴承7。此外，通过完全地支承滑动轴承7，倾斜装置2的支承力明显高于现有技术中的支承力。
在旋出螺栓15时，卡圈9通过自身弹性的弹簧力再收缩。由于受重力的限制，滑动轴承7可以向下滑并因此释放球接头5，以进行运动。
为了防止污损，螺栓15由一个模制到轴承壳体3上的圆柱形衬套21包住，其中在螺栓15的一个槽中可以插入一个O型圈22，所述O型圈的外侧贴靠在衬套21的内壁上。在螺栓15端部上的手轮17具有一个朝轴承壳体3方向凸出的边缘23，所述边缘搭接衬套21并且使污渍难以向衬套21传播。
在图2中可以看到，卡圈9在松弛状态下只在材料弱化部20的区域内贴靠在轴承壳体内壁上，因此有足够的空间进行扩张。在卡圈9中的间隙19在初始状态的宽度大约等于材料厚度。在本实施例中，支座10通过一个保险环构成，所述保险环设置在位于卡圈9下方的轴承壳体中的一个环绕的内槽中。设置两个另外模制的衬套24、25用于其它功能，但这并不是本发明的主题。
另外，在图1中示出了一个保持装置100，所述保持装置主要具有一个带有中心螺纹孔127的底座102，在所述中心螺纹孔中旋入球接头的5的螺纹凸起6。
底座102具有一个成形为燕尾形导向装置的用于快装板101的安装座。快装板101固定在一个要与底座102连接的光学仪器上。
在大致矩形的底座102上，在一个纵侧103模制有燕尾形导向装置的一个导轨104。在底座102的相对置的纵侧105上设置一个大致圆柱形的槽106，在所述圆柱形槽中可以插入一个圆柱形的卡紧装置107。为了使卡紧装置107不沿纵向128从槽106中掉落，在卡紧装置107的两个端部分别模制有一个伸出所述槽106的凸缘108。卡紧装置107具有一个沿纵向128连续的扇形开口109，所述开口构成燕尾形导向装置的对应导向装置。根据本发明，卡紧装置107可转动地安装在槽106中并且主要具有两个位置。
在图1所示的关闭位置，一个插入的快装板101可移动地保持在导向装置中。
在图3中示出了卡紧装置107的一个第二打开位置，在该位置，可以向上取出或从上面插入快装板101。在打开位置插入快装板101时，如图示那样，首先将快装板101单侧钩入固定的导轨104中并且然后将其放下。在将快装板101放置到卡紧装置107上时，卡紧装置通过接触压力转动到关闭位置。
止动装置110包括一个弹簧111和一个止动球珠112，所述止动球珠大致居中地从卡紧装置107设置在底座102中的一个孔113中并且与在卡紧装置107中的一个球面的凹陷114共同作用。通过止动装置110，卡紧装置107的打开位置维持一个限定的位置。
如从比较图1与图3可以看出，卡紧装置107被止动球珠112加载，止动球珠借助弹簧111压靠到卡紧装置107的周围上。在卡紧装置107的周围上设置优选球形或其它类似球形的凹陷114，止动球珠112可以卡入所述凹陷中，同时传递转矩并且将卡紧装置107扭转到入取出位置。在从卡紧装置107中取下设置在相机上的快装板101时，卡紧装置还没有完全偏转到其取出位置，相反地，卡紧装置107只有通过运动到凹陷114中的止动球珠112产生的转矩才能完全转入取出位置。在该取出位置，快装板101可以利用其设置在相邻纵向边缘上的弹簧摆入到在卡紧装置107中的互补成形的纵槽中，而不用更大的推入。
另外，在卡紧装置107上还设置一个保险装置115，所述保险装置可以避免卡紧装置107意外扭转而由此松开快装板101。为此，如图4看到的那样，在底座102中，沿纵向128在卡紧装置107旁边设置一个弹簧销116，所述弹簧销具有三个不同的直径117、118、119并且在卡紧装置107的凸缘108上设置一个缺口。在卡紧装置107的关闭位置，缺口贴靠在弹簧销116的中间直径部分118上并且因此阻止卡紧装置107的旋转运动。进一步位于内部的较大直径117沿纵向128贴靠在凸缘108上并且在卡紧装置107的两个位置防止弹簧销116从孔121中掉落。为了打开保险装置115，现在弹簧销116必须向内压靠弹簧120，从而具有最小直径的部分119面对凸缘周围并解除缺口的啮合，并且释放卡紧装置107，以便转动。通过从导向装置中取出快装板101，卡紧装置107转入到打开位置。
为了避免快装板101在燕尾形导向装置中移动，卡紧装置107还可以附加地沿横向122运动。为此，槽106沿底座102的横向122略大于卡紧装置107的直径，这样可以进行一种直线运动。
为了操纵卡紧装置107，设置一个操作元件123，所述操作元件可转动地安装在底座102上并且具有一个偏心轮124，所述偏心轮可以与卡紧装置107共同作用。通过这种方式，将操作元件123的旋转运动转化成卡紧装置107的一种横向运动。
如在图4中可以看到的那样，卡紧装置107在操作元件的作用范围内具有一个环绕的球面的槽125。在偏心轮124的周围上设置一种同样的球面的槽126，所述球面的槽根据偏心率在圆周的走向中变得更深并且与在卡紧装置107中的槽125共同作用。这种球面的槽126是必要的，因为卡紧装置107额外地可转动。
还有一个另外的保险销没有被示出，所述保险销避免了快装板101可能不小心从导向装置中被推出来。
具有可转动的卡紧装置107的保持装置100能够简单地将重的或体积大的光学仪器安置到云台1上。在此使用者不必弯腰或费事地摸索在保持装置100中的导向装置。另外，本发明所述的球头2能够实现安全的安装和对重仪器的锁紧，因为与现有技术相比，通过均匀地卡紧球接头5可以相应地放大支承力。
附图标记清单
1     云台
2     倾斜装置
3     轴承壳体
4     上端部
5     球接头
6     螺纹凸起
7     滑动轴承
8     轴承面
9     卡圈
10    快装板
11    纵向中心轴线
12    斜面
13    对应斜面
14    螺纹孔
15    螺栓
16    外端部
17    手轮／加载元件
18    内端部
19    间隙
20    材料减弱部
21    衬套
22    O型圈
23    边缘
24    衬套
25    衬套
100   保持装置
101   快装板
102   底座
103   纵侧(固定的)
104   导轨(固定的)
105   纵侧
106   槽
107   卡紧装置
108   凸缘
109   开口
110   止动装置
111   弹簧
112   球珠
113   孔
114   凹陷
115   保险装置
116   弹簧销
117   大直径
118   同上的机构(Dito Mittel)
119   同上的小配件(Dito Klein)
120   弹簧
121   孔
122   横向
123   操作元件
124   偏心轮
125   卡紧装置的槽
126   偏心轮的槽
127   螺纹孔
128   纵向

Claims (4)

1.云台，具有一个用于安装相机或观测镜的保持装置(100)，所述保持装置具有一个快装板(101)、一个用于安装在三脚架上的底座(102)，所述底座具有一个燕尾形导向装置，该燕尾形导向装置具有一个用于可移动地安装快装板(101)的导轨(104)和一个相对于底座(102)可相对运动的用于将快装板(101)固定在导轨(104)中的卡紧装置(107)，其中，燕尾形导向装置的导轨(104)沿纵侧模制在底座(102)上，并且卡紧装置(107)主要具有两个位置，其中在一个关闭位置，快装板(101)可移动地安装在燕尾形导向装置中，而在一个打开位置，快装板(101)被释放以便安装，其中通过放上与相机或观测镜可连接的快装板(101)，可将卡紧装置(107)从其打开位置转入其关闭位置，其特征在于，在与导轨(104)相对置的纵侧(105)上设置一个槽(106)，在所述槽中绕纵轴线可转动地安装圆柱形的卡紧装置(107)，该卡紧装置具有一个沿纵向定向的扇形开口(109)，所述扇形开口构成燕尾形导向装置的对应导向装置，并且在卡紧装置(107)上设置一个弹簧加载的保险元件(115)，以防止卡紧装置(107)的意外转动；卡紧装置(107)为了固定快装板(101)横向于纵轴线可直线运动地安装、具有一个可转动安装的用于进行手动操纵的操作元件(123)和用于将操作元件(123)的旋转运动转换成卡紧装置(107)的直线运动的机构(124)。
2.根据权利要求1所述的云台，其特征在于，所述观测镜是望远镜。
3.云台，具有一个根据权利要求1或2所述的保持装置(100)和一个带有一个球节的倾斜装置(2)，所述球节具有一个可摆动地安装在轴承壳体(3)中的球接头(5)，所述球接头安装在轴承壳体(3)中的两个滑动轴承之间，其中一个滑动轴承(7)轴向可移动地安装在轴承壳体(3)中，其中球节设置在位于倾斜装置(2)的相互背离端部上的连接盘之间，其中一个连接盘与相机或观测镜或保持装置可连接，而另一个连接盘与至少一个三角架腿可连接，其中，在轴承壳体(3)中设置一个在间隙处可扩张的卡圈(9)，所述卡圈具有一个相对于纵向中心平面朝球接头(5)的方向逐渐变细的斜面(12)，并且所述斜面(12)与在轴向可移动的滑动轴承(7)上的一个互补成形的对应斜面(13)共同作用。
4.根据权利要求3所述的云台，其特征在于，所述观测镜是望远镜。
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