CN108351066A - 用于球窝式安装装置的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于球窝式安装装置(1)的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构，其包括：设置于外部壳体(15)中的、设置有引导构件(18)的外部球壳(16)；内部球(5)，其设置于所述外部球壳(16)中并且具有颈部部分(10)、缝口(9)以及具有孔的滑动件(20)；窝(24)；以及盖(17)，其中设置有调节螺钉(3)的安装盘(2)附接至所述内部球(5)的颈部部分(10)。所述防倾斜弹簧机构和张紧安装机构的特征在于，插入至所述内部球(5)的内腔(6)中的一个或多个适当地构造的弹性体与所述外部球壳(16)的引导构件(18)以及所述内部球(5)的内表面接触或者附接至所述外部球壳(16)的引导构件(18)以及所述内部球(5)的内表面，以使得由所述内部球(5)的旋转实现的所述弹性体的变形而引起的力所产生的扭矩抵制所述内部球(5)的旋转。

Description

用于球窝式安装装置的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构

技术领域

本发明涉及一种用于球窝式安装装置的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构，所述弹簧机构容许抵消由内部球以及连接至其的物体(例如，照相机)的重力在所述球窝式安装装置的内部球在它在枢转平面中旋转时从平衡位置移位时所造成的倾斜力，并且还提供将所述内部球固定于给定的位置中，以使得连接至所述球窝式安装装置的物体的光轴不会在固定操作期间在即使最轻微的程度上旋转，并且不会由于固定操作在即使最轻微的程度上旋转。

背景技术

摄影的基本要求是照相机必须一直保持水平。

可调平的球窝头很长时间以来为摄影师所众所周知的。与具有三个自由度的传统的球窝头相反，在这里两个球安装于彼此内部。外部的、较大的球适于调平所述系统，而内部的、较小的球被限于两个自由度，由此充当双向倾斜头，这在摄影以及摄像中为最常应用的照相机安装和定向方案。

该传统的方案具有的缺点是，当照相机从它的中心位置向前或向后倾斜时，它的重心从球的中心上方移位，并且由此从它的平衡位置移位并且变得向前倾斜。为了防止这一点发生，使用者必须时刻保持注意。

现有技术的专利申请P 01 03299公开一种球窝接头和嵌入环，其中所述嵌入环容置球形体，并且所述接头包括包围所述嵌入环的壳体，其中所述嵌入环沿邻近所述球形体的大圆弧的部分完全地包围所述球形体。所述嵌入环具有第一内部边缘和第二内部边缘，所述边缘中的每一个限定尺寸彼此不同的相应的表面。

专利申请P 13 00365公开一种用于需要调平和旋转的设备的、特别地用于将照相机安装于三脚架上的球窝式安装装置。方案包括：在顶部处为敞开的的、具有内部球形表面的壳体；在顶部处为敞开的的壳，其适于在所述壳体中旋转并且具有在形状方面对应于所述壳体的内部球形表面的外部球形表面区域；以及球，其具有对应于所述壳的内部球形表面的表面形状并且适于相对于所述壳旋转。安装盘连接至所述球，所述安装盘延伸通过所述壳体的上部开口并且接合至所述球或者与所述球集成为一体。该方案的重要特征为，所述壳为具有大于180°的、优选地190°-210°的中心角的在顶部处为敞开的的球形壳，其中所述壳在顶部处被平坦的表面覆盖，并且所述球被布置成固定至所述壳。

以上所描述的方案具有的缺点是，它们不能防止安装于球窝式安装装置上的物体(照相机)在安装装置从它的平衡位置移位时向下倾斜，并且由于紧固机构的应用，光轴在固定内部球的位置期间轻微地移位，以及此外由于它的构造，形成于内部球中的缝口在结构上使内部球的颈部部分变弱，并且因此降低安装的稳定性。

借助于图20解释说明根据专利申请P1300365所述的方案的缺点。

在已知的方案中，在内部球5中形成朝向安装盘2a敞开的缝口，这使得内部球5的颈部部分的两半中的仅仅一半-颈部部分10a-被固定至安装盘2a，这致使光轴相对于所调节的平面移位。因此，对光学系统的精密调整变得难以实施。

除了这一点之外，安装于安装盘2a上的照相机4无法保持平衡，并且因此照相机4以角度Ω相对于水平面倾斜。

发明内容

本发明的目的是提供一种机构，其用于防止附接至球窝式安装装置的内部球壳的物体(例如，照相机)在于竖直平面中调节所述球窝式安装装置的内部球期间倾斜，并且还提供将内部球固定于给定的位置/取向中，以使得附接至所述球窝式安装装置的物体的光轴在由保持机构的操作所执行的固定过程期间不会旋转即使最轻微的量。

仔细地考虑根据本发明所述的方案，我们已经认识到，如果插入至球窝式安装装置的内部球的内腔中的一个或多个适当地构造的弹性体的面中的一个面被固定至外部球壳的引导构件，而所述一个或多个弹性体的另一个面与内部球的位于水平轴线周围的内表面接触或者被固定至所述内表面，以使得由内部球的旋转所引起的弹性体的变形所生成的力抵制内部球的旋转；

以及，此外，如果扭力弹簧被放置至形成于所述球窝式安装装置的内部球中的内腔中，以使得所述弹簧的柱中的一个被保持于形成于布置于外部球壳的底部处的引导构件中的孔中，所述弹簧的另一个柱被保持于形成于所述球窝式安装装置的内部球的颈部布置中的孔中，其中将一对V形弹簧或者片弹簧放置于形成于所述内部球中的内腔中，以使得所述弹簧的第一柱被张紧于形成于所述外部球壳的底部处的引导构件上，而所述弹簧的第二柱被张紧于形成于所述内腔内部的支撑面上，并且其中将分别从所述内部球的上部颈部部分以及所述球的底部开始的张紧孔以及缝口布置于所述内部球中，以使得所述缝口包围所述张紧孔的轴线，则可实现本发明的目的。

通过提供一种防倾斜弹簧机构和张紧安装机构实现本发明的目的，所述防倾斜弹簧机构和张紧安装机构包括：设置于外部壳体中的、设置有引导构件的外部球壳；具有颈部部分的内部球，其设置于所述外部球壳中并且具有缝口以及具有孔的滑动件；窝；以及盖，其中设置有调节螺钉的安装盘附接至所述内部球的颈部部分。所述机构的特征在于，插入至所述内部球的内腔中的一个或多个适当地构造的弹性体与所述外部球壳的引导构件以及所述内部球的内表面接触或者附接至所述外部球壳的引导构件以及所述内部球的内表面，以使得由所述内部球的旋转实现的所述弹性体的变形而引起的力所产生的扭矩抵制所述内部球的旋转。

通过提供一种防倾斜弹簧机构和张紧安装机构进一步实现本发明的目的，所述防倾斜弹簧机构和张紧安装机构包括：设置于外部壳体中的、设置有引导构件的外部球壳；具有颈部部分的内部球，其设置于所述外部球壳中并且具有缝口以及具有孔的滑动件；窝；以及盖，其中设置有调节螺钉的安装盘附接至所述内部球的颈部部分。所述机构的特征在于，所述内部球被定位成使得所述具有孔的滑动件的孔附接至所述外部球壳的引导构件，所述内部球位于被插入至所述外部壳体中的并且设置有包括有孔的引导构件的外部球壳中，并且所述内部球具有内腔、具有孔的颈部部分、以及设置于所述内部球的纵向腔的安装面上的具有孔的滑动件，其中双柱扭力弹簧安装于所述内部球的内腔内部，以使得所述双柱扭力弹簧的第一柱被固定于所述引导构件的孔中，以及所述双柱扭力弹簧的第二柱被固定于形成于所述颈部部分中的孔中，所述双柱扭力弹簧的弹簧力由此抵消由位于固定至所述内部球的安装盘上的物体的重量所产生的倾斜力；并且其中缝口形成于所述内部球中，所述缝口在所述内部球的底部部分处开始并且延伸直到所述内部球的颈部部分的起点，所述缝口将所述内部球分成两个空间区域：较大的球部分以及较小的球部分；以及其中具有直径D以及轴线t1的张紧孔被形成为使得所述张紧孔的轴线t1沿所述缝口延伸，所述张紧孔从所述颈部部分延伸于所述内部球的底部附近，其中张紧棒被插入至所述张紧孔中，以使得所述张紧棒的上部弓形面接触所述调节螺钉的柱。

通过提供一种防倾斜弹簧机构和张紧安装机构进一步实现本发明的目的，所述防倾斜弹簧机构和张紧安装机构包括：设置于外部壳体中的、设置有引导构件的外部球壳；具有颈部部分的内部球，其设置于所述外部球壳中并且具有缝口以及具有孔的滑动件；窝；以及盖，其中设置有调节螺钉的安装盘附接至所述内部球的颈部部分。所述机构的特征在于，所述内部球被定位成使得所述具有孔的滑动件的孔附接至所述外部球壳的引导构件，所述内部球位于被插入至所述外部壳体中的并且设置有引导构件的外部球壳中，并且所述内部球具有包括有支撑面的内腔、具有孔的颈部部分、以及设置于所述内部球的纵向腔的安装面上的具有孔的滑动件，其中两个张紧弹簧被插入至所述内部球的内腔中，以使得所述张紧弹簧的第一柱被张紧于所述引导构件上，所述引导构件以及所述柱被固定构件包围，而所述张紧弹簧的第二柱被固定到设置于所述内部球的内腔中的支撑面上，所述张紧弹簧由此抵消由安装于固定至所述内部球的安装盘上的物体的重量所引起的倾斜力；以及，缝口形成于所述内部球中，所述缝口在所述内部球的底部部分处开始并且延伸直到所述内部球的颈部部分的起点，所述缝口将所述内部球分成两个空间区域：较大的球部分以及较小的球部分；以及其中，具有直径D以及轴线t1的张紧孔被形成为使得所述张紧孔的轴线t1沿所述缝口延伸，所述张紧孔从所述颈部部分延伸于所述内部球的底部附近，其中张紧棒被插入至所述张紧孔中，以使得所述张紧棒的上部弓形面接触所述调节螺钉的柱。

在根据本发明所述的防倾斜机构的一个优选实施例中，所述弹簧为被布置成具有柱的片弹簧。

在根据本发明所述的防倾斜机构的另一个优选的且有利的实施例中，具有长度L的张紧棒包括具有长度L2以及直径D的圆柱形部分以及具有长度L1的截头部分，其中定位销设置于所述圆柱形部分上，并且所述截头部分具有张紧面、垂直于所述张紧面设定的两个截头表面、以及弓形面，其中L1:L2＝4:1-L1:L2＝3:1。

在根据本发明所述的防倾斜机构的另一个优选的且有利的实施例中，不等式L>H适于具有长度H的张紧孔以及具有长度L的张紧棒。

在根据本发明所述的防倾斜机构的另一个优选的且有利的实施例中，在所述内部球中形成减重凹槽。

在根据本发明所述的防倾斜机构的另一个优选的且有利的实施例中，所述张紧孔的轴线(t1)沿所述缝口的长度的下部的1/3-1/4位于所述缝口内部。

附图说明

参考附图具体地解释说明根据本发明所述的方案，其中：

图1为球窝式安装装置的一个优选实施例连同安装于其上的照相机的侧视图，

图1a示出图1中所示的、在倾斜位置中的球窝式安装装置，

图2为根据本发明所述的张紧安装装置的内部球的一个优选实施方式的剖视图，

图3为图2中所示的内部球的仰视图，

图4为根据本发明所述的弹簧机构的优选实施例的剖视图，

图5为安装于图4的球窝式安装装置上的、处于轻微地向前倾斜的位置中的照相机的局部剖视图，

图6为图5中所示的扭力弹簧的侧视图，

图7为图6中所示的弹簧的仰视图，

图8为根据本发明所述的弹簧机构的另一个实施例的剖视图，

图9示出根据本发明所述的弹簧机构的另一个优选实施例的剖视图，其中内部球旋转，

图10为根据本发明的、应用于球窝式安装装置的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构的剖视图，

图11示出图10中所示的机构的张紧棒的一个可能的实施例的立体图，

图12为图11中所示的张紧棒的侧视图，

图13为根据本发明所述的球窝式安装装置的球窝部分的另一个实施例的分解图，

图14示出根据图13所述的球窝式安装装置的剖视图，其中示出图6的扭力弹簧，

图15为根据本发明所述的弹簧机构的另一个优选实施例的剖视图，

图16为示出图15的弹簧机构的弹簧的俯视平面图，

图17为图16中所示的弹簧的侧视图，以及

图18为图16的弹簧机构的弹簧的另一个优选实施例的俯视平面图，

图19为图18的弹簧的分解图，

图20为示出现有技术的装置的缺点的视图。

具体实施方式

图1示出球窝式安装装置1的优选的实现方式连同安装于其上的照相机4的侧视图。在图中示出球窝式安装装置1、包括有调节螺钉3的安装盘2、以及安装于其上的照相机4。

在图1a中，球窝式安装装置被显示为处于倾斜位置中。

照相机4被定位于安装盘2上，以使得它的重心G在光轴被水平地设定时在枢转点A上方，并且由此所述系统处于平衡位置中。

当照相机4倾斜给定的角度ω时，产生倾斜力FG：

FG＝6×sinω

所述倾斜力几乎与角度ω成正比。

虽然可通过应用球张紧机构将系统保持于任何位置中，但是对于更高的倾斜角度ω，需要使得难以转动所安装的装置的高的保持力。

对于较低的倾斜角度ω，通过内摩擦力将系统保持平衡，但是对于更高的倾斜角度，与倾斜角度成比例增加的弹簧力将是可取的，以便抵消倾斜力FG。

需要这样的操作模式：其中物体可容易地沿任何方向转动并且可被保持于它的最后的位置中。

可通过滑动构件的充足的尺寸调节系统的内摩擦。

示例：

当物体倾斜至它的最大倾斜度时，角度ω＝32°。

系统的内摩擦容许，可将具有大约1kg的质量的设备固定地保持于任何位置中。实践经验表明，在这种情况下，即使进行微调，也可足够舒服地处理所述系统。应当选择这样的弹簧，其提供足以在最大倾斜角度(32°)下对2kg的光学装置起平衡作用的弹簧力，其中在零内摩擦的情况下进行计算。

由此，通过组合的内摩擦力以及弹簧力抵制装置的倾斜。

然而，内摩擦还抵消复位弹簧力，并且因此，对于具有介于1kg至3kg之间(覆盖普遍使用的大多数照相机的范围)的质量的装置，装置可在任何位置中保持它的位置/取向，但是它可被容易地转动，由此容许舒适又安全的使用。

稍后将具体地解释说明在以上示例中所提到的弹簧构造。

图2以剖视图示出内部球5的一个可能的实施例，而图3示出图2的内部球5的仰视图。

在图中，可容易地看到内部球5，其具有颈部部分10以及凹槽12，形成于内部球5中的内腔6以及纵向腔7，以及设置于颈部部分10中的孔11。

在图中，还可看到缝口9以及张紧孔8。缝口9将内部球5分成两个部分：较大的球部分13以及较小的球部分14。

缝口9包围张紧孔8的轴线t1。这意味着，缝口9的中间面与张紧孔8的轴线t1重合或者有利地轴线t1以及缝口9的中间面以几度的角度彼此相交。后面这种布置的目的在于，使缝口9的、位于内部球5的颈部部分10中的上部部分尽可能靠近颈部部分10的外表面，亦即实现，球部分的该部分在颈部部分10处为尽可能窄的，因为这种布置容许，可通过施加较低的力更容易地使较小的球部分14远离较大的球部分13。

在附图中，还可看到纵向腔7的安装面36、37。

图4为示出根据本发明所述的弹簧机构的优选实施例的剖视图。附图示出球窝式安装装置1的外部壳体15，其中设置有引导构件18的外部球壳16位于所述外部壳体15中，并且还示出插入于外部球壳16中的内部球5，包围内部球5的窝24，以及适于覆盖外部球壳16的顶部的盖17。如在图中可看到的，具有孔的滑动件20通过它的孔放置于引导构件18上(具有孔的滑动件20的孔的直径与引导构件18的直径相同)，具有孔的滑动件20适于沿形成于内部球5内部的纵向腔7的安装面36、37滑动。

在图中还看到的是，设置于内腔6中的双柱弹簧21的柱23被固定于形成于引导构件18中的孔19中，而双柱弹簧21的另一个柱22被固定于形成于内部球5的颈部部分10中的孔11中。

形成于引导构件18中的、适于容置双柱弹簧21的柱23的孔19的深度有利地大于引导构件18的长度，并且由此孔19还延伸至外部球壳16中。安装盘2附接至内部球5的颈部部分10。

图5示出安装于球窝式安装装置上的处于轻微地向前倾斜的位置中的照相机4、以及球窝式安装装置1自身、以及设置有调节螺钉3的安装盘2的局部剖视图。

当使用者调节内部球5时，使照相机4沿由箭头所表示的方向向前倾斜，位于内部球5的内腔6中的双柱扭力弹簧21的弹簧力抵制进一步的倾斜，亦即它抵消由照相机4的重量G所引起的、垂直于杠杆臂K的分力F的扭矩(相对于旋转轴)。

因此重要的是，对于设定双柱弹簧21的弹簧力，还将照相机4的质量考虑在内。

图6示出在图5中所示例说明的方案中所使用的双柱扭力弹簧21的构造。图7示出根据图6所述的双柱弹簧21的仰视图，该图还示出双柱扭力弹簧21的两个柱22、23。

图8示出根据本发明所述的弹簧机构的另一个可能的实施例的剖视图。该图示出球窝式安装装置1的外部壳体15，设置有引导构件25的外部球壳16位于所述外部壳体15中，并且还示出插入至外部球壳16中的内部球5、包围内部球5的窝24、以及适于覆盖外部球壳16的顶部的盖17。

对应于张紧弹簧27的尺寸，亦即对应于其柱29的长度设定引导构件25的高度，以便可将柱29充分地支撑于引导构件25上。

引导构件25的下部部分被具有孔的滑动件20包围，所述具有孔的滑动件20适于沿形成于内部球5内部的纵向腔7的侧壁、亦即沿纵向腔7的安装面36、37滑动。

对称地布置于内腔6中的片弹簧(flat spring)27的第一柱28被张紧于形成在内腔6中的支撑面30上，而片弹簧27的第二柱29被张紧于引导构件25上，通过在固定构件26中包围引导构件25连同片弹簧27的柱29而固定所述柱。

图9示出根据本发明所述的弹簧机构的另一个可能的实施例的剖视图，其中使内部球5旋转。该图清楚地示出球窝式安装装置1的外部壳体15，设置有更长的引导构件25的外部球壳16位于所述外部壳体15中，并且还示出插入至外部球壳16中的内部球5、包围内部球5的窝24、以及适于覆盖外部球壳16的顶部的盖17。

引导构件25的下部部分被具有孔的滑动件20包围，所述具有孔的滑动件20适于沿形成于内部球5内部的纵向腔7的侧壁、亦即沿纵向腔7的安装面36、37滑动。

如图中所示，已经使内部球5沿由箭头所表示的方向旋转。在这种情况下，对称地布置于内腔6中的张紧弹簧31的柱32被张紧于引导构件25上。由固定构件26实现对柱32的定位。张紧弹簧31的、面对旋转方向的柱33被张紧于形成于内腔6中的支撑面30上，而另一个张紧弹簧31的、背离旋转方向的柱33自由地悬挂于内腔6内部，已经变得远离支撑面30。

在后面这种情况下，在内部球5旋转或突然地倾斜时，张紧弹簧31的、面对倾斜方向的柱33被张紧于支撑面30上，并且由此所产生的弹簧力限制内部球5的进一步的旋转和倾斜。

图10示出根据本发明所述的、适于球窝式安装装置的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构的剖视图。该图示出球窝式安装装置1的外部壳体15，设置有引导构件18的外部球壳16位于所述外部壳体15中，并且还示出插入于外部球壳16中的内部球5、包围内部球5的窝24、以及适于覆盖外部球壳16的顶部的盖17。引导构件18被具有孔的滑动件20包围，所述具有孔的滑动件20适于沿形成于内部球5内部的纵向腔7的安装面36、37滑动。

设置于内腔6中的双柱弹簧21的柱23被固定于形成于引导构件18中的孔19中，而双柱弹簧21的另一个柱22被固定于形成于内部球5的颈部部分10中的孔11中。

在图中还可看到张紧棒35，其设置有定位销38并且被插入至具有长度H的张紧孔8中。张紧棒35的上部较窄的部分延伸于内部球5的颈部部分10上方，并且与安装盘2的调节螺钉3的柱34接触。可以清楚地看到的是，在旋入调节螺钉3时，其柱34将压力施加于张紧棒35的较窄的上部部分上，这使得张紧棒35的底部部分将压力施加于球部分14上，将它向上推动，并且由此内部球5的下部部分轻微地膨胀并且被卡于外部球壳16中。

图11示出张紧棒35的一个可能的实施例。图12示出图11中所示的张紧棒的侧视图。该图示出张紧棒35，其中它的截头部分42具有长度L1，并且它的圆柱形部分具有长度L2。还可看到张紧棒35的定位销38。

在图中还可清楚地看到的是，截头部分42由张紧面39以及两个截头表面40界定。

图13为根据本发明所述的球窝式安装装置1的另一个实施例的分解图。

三脚架(在这里未示出)连接至下部外部壳体15的底部，而外部球壳16布置于外部壳体15中，其中窝49以及适于固定窝49的紧固环位于外部球壳16与外部壳体15之间。外部球壳16容置窝24以及内部构件5a。内部构件5a为位于窝24的孔47中的圆柱形元件，其中凹陷48在与颈部部分10相对的一侧处形成于所述内部构件5a的上部部分上。

设置于球窝式安装装置内部的双柱弹簧21的柱22容置于凹陷48中(参见图14)。

图15示出根据本发明所述的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构的另一个实施例的剖视图。

在图中可清楚地看到球窝式安装装置1的外部壳体15，其中设置有引导构件18的外部球壳16位于外部壳体15中，并且还示出插入于外部球壳16中的内部球5、包围内部球5的窝24、以及适于覆盖外部球壳16的盖17。具有孔的滑动件20通过所述孔放置于引导构件18上。

特别地构造的双柱弹簧44设置于内部球5的内腔6中，其中弹簧的第一和第二柱45、46分别被固定于形成于内部球5的颈部部分10中的孔11中、以及形成于引导构件18中的孔19中。形成于引导构件18中的、用于容置弹簧44的柱46的孔19有利地比引导构件18的长度更深，孔19由此延伸至外部球壳16中，并且弹簧44的柱46被固定于外部球壳16上。

图16、17分别示出图15中所示的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构的弹簧44的俯视平面图和侧视图。弹簧44为多次地折叠的扭力弹簧，其中其柱45、46被以关于图15所解释说明的方式固定至机构。

图18、19分别示出弹簧50的俯视平面图和分解图，弹簧50为图15的弹簧机构的弹簧的另一个实施例。该弹簧50为多次地折叠的扭力弹簧，其中其柱51、52以关于图15所解释说明的方式固定至机构。

在图19中示出弹簧50的部分53、54、55。

对于本发明的一个有利的优选的实施例(参见图4)，将布置有引导构件18的外部球壳16插入于外部壳体15中，并且接着将内部球5插入至外部球壳16中。将双柱弹簧21布置于内部球5的内腔6中，以使得双柱弹簧21的柱23被固定于形成于引导构件18中的孔19中，而双柱弹簧21的另一个柱22被固定于形成于内部球5的颈部部分10中的孔11中。

具有孔的滑动件20被布置成包围引导构件18，具有孔的滑动件20被定位成沿形成于内部球5内部的纵向腔7的安装面36、37滑动。

在内部球5中形成具有直径D和轴t1的张紧孔8，其从内部球5的颈部部分10延伸于内部球5的底部附近。

在内部球5中还设置有从内部球5的底部部分开始的、延伸至内部球5的颈部部分10的起点的缝口9。缝口9将内部球5分成两个空间区域：较大的球部分13以及较小的球部分14。

缝口9的几何构造被设计成使得缝口9包围张紧孔8的轴线t1。此外，窝24以及盖17被插入于内部球5与外部球壳16之间。

具有长度L的张紧棒35被布置成用于操作根据本发明所述的安装机构。张紧棒35包括具有直径D的圆柱体，其中定位销38设置于它的具有长度L2的圆柱形部分41的端部处。张紧棒35的、具有长度L1的截头部分42由张紧面39以及被机械加工成垂直于面39的两个截头表面40形成。

不等式L>H适于具有长度H的张紧孔8以及具有长度L的张紧棒35。

张紧棒35被插入于张紧孔8中，以使得其定位销38延伸至缝口9中，并且张紧棒35的截头部分42的最上部部分从张紧孔8凸出，调节螺钉3的柱34与截头部分42的弓形面(arcuate face)43接触。弓形面43可选择性地被布置成为平坦的。张紧棒35的具有长度L1的截头部分42与圆柱形部分L2之间的比例为：

L1:L2＝4:1-L1:L2＝3:1(参见图2)。

对于根据本发明所述的方案，重要的是，张紧孔8的轴线t1应当沿缝口9的下部的1/3-1/4的部分位于缝口9中，以确保插入于张紧孔8中的张紧棒35的下部圆柱形部分41可向外推动内部球5的球部分13、14而不会被卡住。

在根据本发明所述的方案的一个有利的实施例中，光学装置(例如，照相机4)以已知的方式安装于附接至球窝式安装装置1的内部球5的颈部部分10的安装盘2上。为了以所期望的角度定位照相机4，首先，例如通过水准仪以已知的方式调平外部球壳16的上部截头(平坦的)面。随后执行对照相机4的进一步的定位，亦即通过使内部球5仅仅围绕竖直轴线在外部球壳16中水平地旋转，因为沿其它方向的旋转由于设置于内部球5的纵向腔7的安装面36、37中的具有孔的滑动件20被固定成使得它包围外部球壳16的引导构件18而被阻止。随后，可通过使内部球5沿由纵向腔7所限定的平面旋转所期望的程度而执行进一步的定位/定向。具有孔的滑动件20(其被设置于内部球5的安装面36、37中以使得它包围外部球壳16的引导构件18)接着开始在内部球5的纵向腔7内部滑动。

然而，在该定向操作期间，如果安装于安装盘2上的物体(例如，具有大镜头的照相机)未被执行定向的人员充分地支撑，该物体可能由于它的重量以及它的重心的位置而使内部球5在很大程度上倾斜。然而，此时，根据本发明所述的防倾斜弹簧机构被启动，并且插入于内部球5的内腔6中的双柱扭力弹簧21防止过多的倾斜，亦即弹簧力抵消倾斜扭矩。

一旦给定的物体或者照相机已经达到所期望的位置/取向，就通过向内转动调节螺钉3将所述位置/取向锁定，这致使调节螺钉3的柱34将压力施加于位于张紧孔8中的张紧棒35的截头部分42的弓形面43上。由于截头部分42具有比张紧孔8小的横截面，因此它在张紧孔8内部移动。由此，充当第一级杠杆(其中它的支点为圆柱形部分41和截头部分42的互连点)，这引起圆柱形部分41的方向相反的移动，这继而将压力施加于内部球5的较小的球部分14上，并且沿缝口9从球部分13进一步推动球部分14。由此，内部球5的直径增加并且球被卡于外部球壳16内部。

在本发明的一个可能的实施例中，可将张紧弹簧31设置于内部球5的内腔6中，以使得张紧弹簧31的第一柱32与引导构件25接触。第二柱33继而与支撑面30接触，张紧弹簧31的定位被设置成使得内腔6的宽度与张紧弹簧31的宽度大致相同，并且因此弹簧不能从它们的正确的位置移动。

在本发明的另一个可能的实施例中，可将张紧弹簧31设置于内部球5的内腔6中，以使得张紧弹簧31的第二柱33被固定于支撑面30上，而它们的第一柱32可与引导构件25接触，并且还可远离它。或者，替代地，每一个张紧弹簧31的柱32、33都被固定于引导构件25和支撑面30上。

直径D优选地为大约6mm。

缝口9的横截面面积为1-1.5mm、优选地1.2mm。

由于倾斜力在照相机向前倾斜时随倾斜角度增加，因此需要成比例地增加的反作用力来抵消它。有利地布置的扭力弹簧(具有与它的旋转成比例地增加的弹簧力)满足该要求。

根据本发明所述的方案具有的优点是，其弹簧机构容许防止内部球以及连接至其的物体(例如，照相机)在球窝式安装装置的内部球在它在枢转平面中旋转时从平衡位置移位时倾斜，以及它提供将内部球固定于给定的位置中，以使得连接至球窝式安装装置的物体的光轴不会在即使最轻微的程度上旋转。

Claims (10)

1.一种用于球窝式安装装置(1)的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构，包括：设置于外部壳体(15)中的、设置有引导构件(18)的外部球壳(16)；内部球(5)，其设置于所述外部球壳(16)中并且具有颈部部分(10)、缝口(9)以及具有孔的滑动件(20)；窝(24)；以及盖(17)，其中设置有调节螺钉(3)的安装盘(2)附接至所述内部球(5)的颈部部分(10)，

其特征在于，

插入至所述内部球(5)的内腔(6)中的一个或多个适当地构造的弹性体与所述外部球壳(16)的引导构件(18)以及所述内部球(5)的内表面接触或者附接至所述外部球壳(16)的引导构件(18)以及所述内部球(5)的内表面，以使得由所述内部球(5)的旋转实现的所述弹性体的变形而引起的力所产生的扭矩抵制所述内部球(5)的旋转。

2.一种用于球窝式安装装置(1)的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构，其包括：设置于外部壳体(15)中的、设置有引导构件(18)的外部球壳(16)；内部球(5)，其设置于所述外部球壳(16)中并且具有颈部部分(10)、缝口(9)以及具有孔的滑动件(20)；窝(24)；以及盖，其中设置有调节螺钉(3)的安装盘(2)附接至所述内部球(5)的颈部部分(10)，

其特征在于，

所述内部球(5)被定位成使得所述具有孔的滑动件(20)的孔附接至所述外部球壳(16)的引导构件(18)，所述内部球(5)位于被插入至所述外部壳体(15)中的并且设置有包括有孔(19)的引导构件(18)的外部球壳(16)中，并且所述内部球具有内腔(6)、具有孔(11)的颈部部分(10)、以及设置于所述内部球(5)的纵向腔(7)的安装面(36，37)上的具有孔的滑动件(20)，其中双柱扭力弹簧(21，44)安装于所述内部球(5)的内腔(6)内部，以使得所述双柱扭力弹簧(21，44)的第一柱(23，46)被固定于所述引导构件(18)的孔(19)中，以及所述双柱扭力弹簧(21，44)的第二柱(22，45)被固定于形成于所述颈部部分(10)中的孔(11)中，所述双柱扭力弹簧(21，44)的弹簧力由此抵消由位于固定至所述内部球(5)的安装盘(2)上的物体的重量所产生的倾斜力，

其中缝口(9)形成于所述内部球(5)中，所述缝口(9)在所述内部球(5)的底部部分处开始并且延伸直到所述内部球(5)的颈部部分(10)的起点，所述缝口(9)将所述内部球(5)分成两个空间区域，较大的球部分(13)以及较小的球部分(14)，

以及其中具有直径D以及轴线t1的张紧孔(8)被形成为使得所述张紧孔(8)的轴线t1沿所述缝口(9)延伸，所述张紧孔(8)从所述颈部部分(10)延伸于所述内部球(5)的底部附近，其中张紧棒被插入至所述张紧孔(8)中，以使得所述张紧棒(35)的上部弓形面(43)接触所述调节螺钉(3)的柱(34)。

3.一种用于球窝式安装装置(1)的防倾斜弹簧机构和张紧安装机构，其包括：设置于外部壳体(15)中的、设置有引导构件(18)的外部球壳(16)；内部球(5)，其设置于所述外部球壳(16)中并且具有颈部部分(10)、缝口(9)以及具有孔的滑动件(20)；窝(24)；以及盖(17)，其中设置有调节螺钉(3)的安装盘(2)附接至所述内部球(5)的颈部部分(10)，

其特征在于，

所述内部球(5)被定位成使得所述具有孔的滑动件(20)的孔附接至所述外部球壳(16)的引导构件(25)，所述内部球(5)位于被插入至所述外部壳体(15)中的并且设置有引导构件(25)的外部球壳(16)中，并且所述内部球具有包括有支撑面(30)的内腔(6)、具有孔(11)的颈部部分(10)、以及设置于所述内部球(5)的纵向腔(7)的安装面(36，37)上的具有孔的滑动件(20)，其中两个张紧弹簧(31)被插入至所述内部球(5)的内腔(6)中，以使得所述张紧弹簧(31)的第一柱(32)被张紧于所述引导构件(25)上，所述引导构件(25)以及所述柱(32)被固定构件(26)包围，而所述张紧弹簧(31)的第二柱(33)被固定于设置于所述内部球(5)的内腔(6)中的支撑面(30)上，所述张紧弹簧(31)由此抵消由安装于固定至所述内部球(5)的安装盘(2)上的物体的重量所产生的倾斜力，以及

其中缝口(9)形成于所述内部球(5)中，所述缝口(9)在所述内部球(5)的底部部分处开始并且延伸直到所述内部球(5)的颈部部分(10)的起点，所述缝口(9)将所述内部球(5)分成两个空间区域：较大的球部分(13)以及较小的球部分(14)，

以及其中具有直径D以及轴线t1的张紧孔(8)被形成为使得所述张紧孔(8)的轴线t1在所述缝口(9)内部延伸，所述张紧孔(8)从所述颈部部分(10)延伸于所述内部球(5)的底部附近，其中张紧棒(35)被插入至所述张紧孔(8)中，以使得所述张紧棒(35)的上部弓形面(43)接触所述调节螺钉(3)的柱(34)。

4.根据权利要求3所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，所述弹簧为被布置成具有柱(28，29)的片弹簧。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，具有长度L的张紧棒(35)由具有长度L2以及直径D的圆柱形部分(41)以及具有长度L1的截头部分(42)组成，其中定位销(38)设置于所述圆柱形部分(41)上，并且所述截头部分(42)具有张紧面(39)、垂直于所述张紧面(39)设定的两个截头表面(40)、以及弓形面(43)，其中L1:L2＝4:1-L1:L2＝3:1。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，L>H适于所述张紧孔(8)的长度H以及所述张紧棒(35)的长度L。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，在所述内部球(5)中形成减重凹槽(12)。

8.根据权利要求1-6中的任一项所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，代替所述内部球(5)，所述防倾斜弹簧机构包括被构造成水平轴式旋转体的内部构件(5a)。

9.根据权利要求1-7中的任一项所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，所述张紧孔(8)的轴线(t1)沿所述缝口(9)的长度的下部的1/3-1/4位于所述缝口(9)内部。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的防倾斜弹簧机构，其特征在于，用附接元件固定的窝(49)设置于所述外部壳体(15)与所述外部球壳之间。

附图标记

1-球窝式安装装置

2-安装盘

3-调节螺钉

3a-张紧螺钉

4-照相机

5-内部球

5a-内室

6-内腔

7-纵向腔

8-张紧孔

10-颈部部分

10a-颈部部分

11-孔

12-凹槽

13-球部分

14-球部分

15-外部壳体

16-外部球壳

17-盖

18-引导构件

19-孔

20-具有孔的滑动件

21-双柱弹簧

22-柱

23-柱

24-窝

25-引导构件

26-固定构件

27-片弹簧

28-柱

29-柱

30-支撑面

31-张紧弹簧

32-柱

33-柱

34-柱

35-张紧棒

36-安装面

37-安装面

38-定位销

39-张紧面

40-截头表面

41-圆柱形部分

42-截头部分

43-弓形面

44-弹簧

45-弹簧柱

46-弹簧柱

47-孔

48-凹陷

49-窝

50-弹簧

51-弹簧柱

52-弹簧柱

53-弹簧的部分

54-弹簧的部分

55-弹簧的部分

L-长度

L1-长度

L2-长度

H-长度

t1-轴线

D-直径

ɑ-倾斜角度

P-枢转点

FG-倾斜力

G-重心