CN103003615B - 三脚架头 - Google Patents

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Abstract

一种用于改变光学设备定位特别是照相机、摄像机或胶片摄像机定位的光学设备固定器，包括：具有第一枢轴的第一组件，其与三脚架连接；具有第二枢轴的第二组件，其与所述光学设备连接；其中，这两个所述枢轴特别以彼此构成直角的形式彼此相互垂直地延伸，而且所述第一组件和所述第二组件以互相独立的方式围绕其各自对应的枢轴可进行调节，其中，所述第一枢轴设置在所述第一组件内，而所述第二枢轴同样设置在所述第一组件内。

Description

三脚架头
技术领域
本发明涉及一种用于改变光学设备定位特别是照相机、摄像机或胶片摄像机定位的光学设备固定器(云台)，包括与三脚架连接且具有第一枢轴的第一组件和与光学设备连接且具有第二枢轴的第二组件。
背景技术
这种固定器又被称作三向头(three-way heads)。三向头是一种摄影器材三脚架的三脚架头，即光学设备特别是照相机、摄像机或胶片摄像机的固定器。借助这种三向头，可将光学设备固定在三脚架上，而且还可以设置或改变光学设备的定位(向)。可在三个轴向上独立地调整三向头。此类三向头可水平旋转、可上、下倾斜而且可向侧方倾斜。
此类三向头的一种特殊形式为齿轮传动的三脚架头。齿轮传动的三脚架头是一种具有用来调整三个轴向的齿轮传动机构的三脚架头。同常见三向三脚架头相比，此类三脚架头具有的优势为各轴向设置简单、稳定且更加精确。使用自锁齿轮传动机构的设置可以防止较重的摄影器材掉落或下跌。这种精确的调整能力绝对有利于全景相机的准确定位以及全景摄影中单幅相片的精确匹配。
Manfrotto公司的(曼富图400系列产品)和Arca Swiss公司的(雅佳Cube C1)特别使用了齿轮传动的三脚架头。公开号为EP0974862 B1的欧洲专利文献公开了Arca Swiss的Cube C1。
前述各种可用型号的产品结构相对较为庞大，而且还很重。此外，同球形头三脚架头相比，就这些型号的产品尺寸和重量而言，其产生的固定力较小。
发明内容
与上述型号的产品相比，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、质量较轻且具有较大固定力的三脚架头。
本发明目的可由权利要求1中所描述的齿轮传动的三脚架头所实现。
因为这种用于改变光学设备定位特别是照相机、摄像机或胶片摄像机定位的光学设备固定器，包括：具有第一枢轴的第一组件，其与三脚架连接；具有第二枢轴的第二组件，其与所述光学设备连接；其中，这两个所述枢轴特别以彼此构成直角的形式彼此相互垂直地延伸，而且所述第一组件和所述第二组件以互相独立的方式进行调节，其中，所述第一枢轴设置在所述第一组件内，而所述第二枢轴同样设置在所述第一组件内。这样能够提供一特别紧凑和轻量化的固定件。
由此可使用一常见的可旋转的快速夹持具将光学设备安装在上述第二组件上，而上述固定器可凭借其自身结构通过上述第一组件连接于三脚架或类似配件。
在一优选实施例中，上述第一组件为圆柱形组件，即基本为圆柱形的部件。
于是，较为有益的是所述第一枢轴穿过所述圆柱形部件的纵向中轴。
如果所述第一组件通过具有第三枢轴的第三组件连接于所述三脚架，则可提供较大的调节自由度。优选地，这一第三组件为“平移底座”，即能够转过360度的可锁定的转盘。
当所述第二组件以能够围绕所述第二枢轴旋转的方式安装在所述第一组件内时，能够得到一个结构特别紧凑的部件。此外，所述第一组件以能够围绕所述第一枢轴旋转的方式安装在所述第三组件内。
在本发明一特别优选的实例中，可通过传动机构以所述第一、第二部件互相独立的方式围绕所述第一、第二部件各自对应的枢轴对所述第一、第二部件进行调节。那么，固定器即为齿轮传动的三脚架头。为此，优选地，所述传动机构由蜗轮蜗杆机构构成，所述蜗轮蜗杆机构包括作用于围绕相应枢轴旋转的蜗轮的蜗杆。所述蜗轮(或齿轮)连接于或可使得其连接于所述组件(取决于分离机构的状态，参见下文)。因此，可实现光学设备相对于三脚架的精确调节或定位。优选地，该蜗轮蜗杆机构为自锁型蜗轮蜗杆机构。
同样优选地，所述第二枢轴的传动机构位于所述圆柱形部件的纵向中轴上。优选地，所述第二枢轴的传动机构沿所述第一枢轴延伸。这样，可将所述固定器的结构设计得相当紧凑，并可获得令人满意的对称度。
特别的是，两个枢轴的间距相当的小。由此，除了使得结构特别紧凑之外，还会减少杠杆作用，这意味着仅需施加、补偿相当小的力。凭借这种结构，在调节光学设备时，同样可减少光学设备的调节误差，由此使光学设备的调节更为精确。
为了保证不以较大调整幅度的方式使用蜗轮蜗杆机构，在三向头中，固定器允许进行“自由”调整。优选地，所述传动机构设置有分离机构。在一优选实施例中，所述分离机构包括沿所述枢轴连接于与该枢轴对应的组件的锥体，该锥体具有插销，其中，所述传动机构的蜗轮具有一中央开口，所述中央开口的朝向所述锥体的一侧具有对应于所述锥体的内圆周斜面，所述插销穿过所述蜗轮，而且，该插销插入远离所述锥体一侧设置的控制钮并与之配合，所述控制钮使所述蜗轮和所述锥体产生相对移动以使所述蜗轮向内与所述锥体啮合或者使所述蜗轮向外脱离所述锥体。
这一机构无需繁琐的螺栓传动或夹持杆便可使实现在任意方位或定位上的分离。
在一优选实施例中，所述第二组件传动机构的分离机构的插销为螺纹轴。
在同样一优选实施例中，所述第一组件传动机构的分离机构的锥体和插销作为所述第一组件的一部分来形成。
较为有益的是，所述蜗轮的内圆周斜面与所述锥体设置有互相配合的齿状结构，从而实现内咬合式的旋转固定连接，以避免发生“滑移”。
在本发明的第二优选实施例中，上述各个组件均包括用于固定其位置的锁止机构；所述锁止结构包括沿所述枢轴连接于所述组件且具有插销的锥体以及摩擦轮，其中，所述摩擦轮具有中央开口，所述中央开口朝向所述锥体的一侧具有对应于所述锥体的内圆周斜面，所述插销穿过所述摩擦轮，而且插入远离所述锥体一侧设置的控制钮并与之配合，所述控制钮使所述锥体和所述摩擦轮产生相对移动以使所述摩擦轮向内与所述锥体啮合或者使所述摩擦齿轮向外脱离所述锥体。
由此，使这一实例成为无需传动机构的“普通”三脚架头。与上述的第一实例相比，这一实例去除了传动机构，并使用摩擦轮来替代传动机构的齿轮。这一实例的其他部件都与第一实例相同。
因此，不难理解，分离机构和锁止机构的差别仅在于涡轮/摩擦轮。
由此，实现了上述有益效果。
参照下列附图，在随后的实施例中具体介绍本发明的更多细节、特征和优点。
附图说明
图1为三脚架头的透视图；
图2为图1所示三脚架头的侧视图；
图3为图1所示三脚架头的正视图；
图4为图2所示三脚架头的A-A剖面图；
图5为图3所示三脚架头的B-B剖面图；以及
图6为图3所示三脚架头的C-C剖面图。
具体实施方式
在附图中，三脚架头的整体被标注为数字“1”。该三脚架头被当做用来固定照相机的固定器来使用，因此其可被固定在三脚架上。
出于与三脚架连接的目的，固定器1包括以常用方式通过丝扣连接于三脚架的转盘2。凭借锁止杆14可将能够360度旋转的转盘2固定在任意旋转位置上。
在转盘2上固定有固定部3。该固定部3构成了可绕枢轴7旋转的圆柱形部件4的托架。圆柱形部件4由此可通过转盘2连接于三脚架，从而可围绕纵轴15(相当于图3中的B-B剖面线)旋转，并可以围绕枢轴7相对于固定部3进行自转。
旋转纵轴15与枢轴7特别以构成直角的形式彼此垂直延伸，而且可采用两轴互不干扰的方式调节旋转纵轴15和枢轴7。
第二部件5被连接在基本呈圆柱形的部件4上，并可围绕另一枢轴8相对于圆柱形部件4进行旋转。
另一枢轴8和枢轴7特别以构成直角的形式彼此垂直延伸。而且可通过传动结构(参见下文)采用部件4，5互不干扰的方式围绕枢轴7，8分别调节部件4，5。因此，这种三脚架头为齿轮传动的三脚架头。
在第二部件5上，固定有通过导轨17夹持光学设备快速更换板(未图示)的快速夹持机构6。快速更换板和导轨17具有互相配合使用的导轨面。导轨包括可彼此相对调节的夹持部件18，19，而快速更换板固定机构16可调整夹持部件18，19的间距。
由此，可通过快速夹持机构6将光学设备连接到第二部件5上。
快速夹持机构6可相对于第二部件5进行360度旋转，并可通过锁止杆20将其固定在任意旋转位置上。
枢轴7以及第二枢轴8设置在第一部件4(参见图4)内。因此，通过这种嵌套式设置可以获得非常紧凑的结构。
枢轴7穿过圆柱形部件4的纵向中轴。
可通过旋钮9或控制钮10来调节部件4，5。旋钮9和控制钮10分别使蜗杆21，22旋转，进而使分别与蜗杆21，22啮合的蜗轮23，24运动或旋转。由此，传动机构25，26为蜗轮蜗杆机构。
因此，蜗杆21，22可分别作用于蜗轮23，24。又因为蜗轮23，24分别围绕枢轴7，8旋转，并分别与部件4，5连接(或者可使得其与部件4，5连接，参见下文)，由此实现了对于部件4，5的调节。
第二部件5的传动机构26几乎被完全收纳在第一部件4之中，也就是说，蜗杆22以及蜗轮24实际上完全位于圆柱形部件4的套筒内。无关紧要的是，有一小部分蜗轮24略微突出。
第二枢轴8的传动部件26沿第一枢轴7延伸，因此其位于圆柱形部件4的纵向中轴上。
由此通过使用传动机构25，26实现了固定器乃至光学设备的精确设置及定位。
为了实现大幅度的快速调节，可于不同情况下分离上述传动机构，由此可以实现类似球形头调节方式的自由调节。不难理解，可在随后的任何时间、任何位置上取消上述分离，并恢复传动机构的有效连接。
为此，传动机构25，26分别设置有分离机构27，28。
分离机构27，28包括分别连接于部件4，5且沿枢轴7，8延伸的锥体29，30。锥体29，30分别设置有插销31，32。
传动机构25，26的蜗轮23，24分别包括中央开口33，34。在开口33，34朝向锥体29，30的一侧设置有分别对应于锥体29，30的内圆周斜面35，36。
在结合状态下，通过蜗杆21，22将旋钮9和控制钮10的转动传递至蜗轮23，24，之后该转动从蜗轮23，24处被传递至锥体29，30。
对于经改进的非主动锁止连接而言，蜗轮23，24的内圆周斜面35，36和锥体29，30具有互相配合的齿状结构。
然而，为了实现自由运动，可借助分离机构27，28解除蜗轮23，24和锥体29，30之间的啮合。
为此，使锥体29，30和蜗轮23，24沿枢轴7，8相对移动。
为了实现这一效果，将插销31，32穿过蜗轮23，24，并将其离开锥体29，30的那一侧插入控制钮10，12并与之配合。
第一部件传动机构25的分离机构中的锥体和插销形成为部件4的一部分。
为了实现蜗轮23，24与锥体29，30之间的啮合或分离，可相对于锥体29，30移动蜗轮23，24。为此，可通过在控制钮10，12的位置上旋转控制钮10，12来调节控制钮10，12，以此驱动插销31，32，其中，控制钮10，12的末端面作用于蜗轮23，24。
控制钮10，12的旋转会使蜗轮23，24分别沿枢轴7，8移动。
为此，控制钮10内表面上的螺纹37与插销31外圆周上的螺纹38啮合。因此，控制钮10的旋转会使其产生沿插销31的纵向位移。这样，插销31便可作为螺纹轴使用。通过轴承39，以可旋转的方式连接控制钮10和蜗轮23。因此，当传动机构25运转时，蜗轮23可围绕枢轴7旋转。
以类似的方式，使控制钮12内表面上的螺纹42与插销32外圆周上的螺纹41啮合。这样，插销32便可作为螺纹轴使用。因此，控制钮12的旋转会使其产生沿插销32的纵向位移。由此，使控制钮12与蜗轮24连接在一起，从而可通过轴承40实现控制钮12与蜗轮24彼此间的相对旋转。因此，在传动机构26运转时，蜗轮24可以围绕枢轴8旋转。
第一部件4通过侧方突出45支承在固定部3中。该突出45包括围绕枢轴7设置、且与枢轴7同轴的开口46。该开口46用于安装旋钮11或控制钮10。这样，旋钮11或控制钮10位于开口46内。对于第一部件4的实际支承而言，第一部件4的一端由设置于蜗杆22左右两侧的轴承13支承，并由此穿过已连接的旋钮11。其另一端，由设置在控制钮10一侧的另一轴承43支承。在控制钮10的该侧上，控制钮10、轴承39和蜗轮23一同被支承在开口46中。
在第一部件4中，第二部件5的一端由控制钮12中的轴32支承，其另一端由圆柱形突出47支承。该圆柱形突出47位于第一部件4中与其相对应的孔48内。
假设，作为蜗轮23，24的替代，在不同情况下使用类似的摩擦轮并去除传动机构25，26，这一“改造”仅仅制成了可自由调节的三脚架头，而非齿轮传动的三脚架头。
由此不难理解，分离机构和锁止机构的差别仅在于蜗轮/摩擦轮。
摩擦轮可与蜗轮23，24相同，或者因为没有传动功能，可以更简单的方式设计摩擦轮，即采用无齿设计的摩擦轮。
附图标记列表
1、三脚架头
2、转盘
3、固定部
4、部件
5、部件
6、快速夹持机构
7、枢轴
8、枢轴
9、旋钮
10、控制钮
11、旋钮
12、控制钮
13、轴承
14、锁止杆
15、纵轴
16、快速更换板固定机构
17、导轨
18、夹持部件
19、夹持部件
20、锁止杆
21、蜗杆
22、蜗杆
23、蜗轮(toothed wheel)
24、蜗轮(toothed wheel)
25、传动机构
26、传动机构
27、分离机构
28、分离机构
29、椎体
30、椎体
31、插销
32、插销
33、中央开口
34、中央开口
35、斜面
36、斜面
37、螺纹
38、螺纹
39、轴承
40、轴承
41、螺纹
42、螺纹
43、轴承
45、突出
46、开口
47、突出
48、孔

Claims (10)

1.一种三脚架头，包括：
具有第一枢轴(7)的第一部件(4)，其与三脚架连接；
具有第二枢轴(8)的第二部件(5)，其与光学设备连接；
其中，这两个所述枢轴以彼此构成直角的形式彼此相互垂直地延伸，而且所述第一部件和所述第二部件以互相独立的方式围绕其各自对应的枢轴可进行调节，其中，所述第一枢轴设置在所述第一部件内，而所述第二枢轴同样设置在所述第一部件内，所述第一部件(4)通过具有纵轴(15)的第三部件(2)连接于所述三脚架，所述第二部件(5)以能够围绕所述第二枢轴(8)旋转的方式安装在所述第一部件(4)内，所述第一部件(4)以能够围绕所述第一枢轴(7)旋转的方式安装在所述第三部件(2)内；其中，
所述第一部件为圆柱形部件；
所述第一枢轴穿过所述圆柱形部件的纵向中轴；
所述第二枢轴的传动机构位于所述圆柱形部件的纵向中轴上。
2.根据权利要求1所述的三脚架头，其特征在于，在任何情况下，可通过传动机构以所述第一、第二部件(4,5)互相独立的方式围绕所述第一、第二部件(4,5)各自对应的枢轴(7,8)对所述第一、第二部件(4,5)进行调节。
3.根据权利要求2所述的三脚架头，其特征在于，所述第二枢轴的传动机构沿所述第一枢轴延伸。
4.根据权利要求2或3所述的三脚架头，其特征在于，所述传动机构由蜗轮蜗杆机构构成，所述蜗轮蜗杆机构包括作用于围绕相应枢轴旋转的蜗轮的蜗杆。
5.根据权利要求2或3所述的三脚架头，其特征在于，所述传动机构设置有分离机构。
6.根据权利要求5所述的三脚架头，其特征在于，所述分离机构包括沿所述第一、第二枢轴分别连接于与所述第一、第二枢轴对应的所述第一、第二部件的锥体，该锥体具有插销，其中，所述传动机构的蜗轮具有一中央开口，所述中央开口的朝向所述锥体的一侧具有对应于所述锥体的内圆周斜面，所述插销穿过所述蜗轮并插入远离所述锥体一侧设置的控制钮而与之配合，所述控制钮使所述蜗轮和所述锥体产生相对移动以使所述蜗轮向内与所述锥体啮合，或者使所述蜗轮向外脱离所述锥体。
7.根据权利要求6所述的三脚架头，其特征在于，所述第二部件传动机构的分离机构的插销为螺纹轴。
8.根据权利要求6所述的三脚架头，其特征在于，所述第一部件传动机构的分离机构的锥体和插销作为所述第一部件的一部分来形成。
9.根据前述权利要求6至8中任意一项所述的三脚架头，其特征在于，所述蜗轮的内圆周斜面与所述锥体设置有互相配合的齿状结构。
10.根据权利要求1或2所述的三脚架头，其特征在于，上述第一、第二部件均包括用于固定其位置的锁止机构；所述锁止结构包括沿所述第一、第二枢轴分别连接于所述第一、第二部件且具有插销的锥体以及摩擦轮，其中，所述摩擦轮具有中央开口，所述中央开口朝向所述锥体的一侧具有对应于所述锥体的内圆周斜面，所述插销穿过所述摩擦轮并插入远离所述锥体一侧设置的控制钮而与之配合，所述控制钮使所述锥体和所述摩擦轮产生相对移动以使所述摩擦轮向内与所述锥体啮合或者使所述摩擦轮向外脱离所述锥体。
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