CN109695801B - 一种云台轴臂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种云台轴臂,轴臂一端设有调整关节,另一端为外连插接端,轴臂之间通过调整关节连接,轴臂包括刚性内骨架和轻质外包体,刚性内骨架固定嵌置于轻质外包体中,调整关节包括关节筒和锁定盖,锁定盖滑动连接在关节筒内,关节筒包括固定筒节和转动筒节,固定筒节和转动筒节转动连接,轴臂与固定筒节固连,转动筒节上设有轴臂连接插孔,锁定盖与转动筒节间设有旋转调节机构。本发明通过不同材料性能的集成,可更好地兼顾多方面性能,更好地平衡强度、轻量化、成本等指标,提高云台轴臂的综合性能。使用本发明后,相连轴臂间转动方向、滑动方向上的调节都可通过控制锁定盖来实现,可大大方便相连轴臂间相对位置的调整。

Description

一种云台轴臂
技术领域
本发明涉及一种摄影摄像器材,更具体地说,它涉及一种云台轴臂。
背景技术
云台是一种摄影摄像器材的载体,起到平衡与稳定作用,且云台上设有多根轴臂,通过调整轴臂可实现摄影摄像器材全方位的调整,从而获取所需拍摄角度。目前市场上的云台轴臂的主体结构主要采用金属、塑料、碳纤维等材料中的单一一种进行制作。金属轴臂强度高但是重量大,增加用户使用负担;塑料轴臂重量轻但是强度差,会降低云台的工作可靠性;碳纤维轴臂重量轻且强度高,但是价格高昂,没有大批量生产可行性。除此之外,现有的云台轴臂通常通过调节旋柄的方式实现相连轴臂间的锁定及解锁,操作相对不便。公开号为CN 206545760U的实用新型专利于2017年10月10日公开了一种云台轴臂及具有该云台轴臂的云台结构,云台轴臂包括第一轴臂、第二轴臂以及能够将第一轴臂和第二轴臂锁紧的锁紧机构;其中,锁紧机构包括:滑动组件、驱动组件以及设置于第二轴臂上的夹紧件,所述夹紧件设有夹紧面,驱动组件驱动滑动组件从第一位置移动到第二位置,使得夹紧件的所述夹紧面夹紧或松脱第一轴臂,进而将第一轴臂和第二轴臂锁紧或解锁。该发明的云台轴臂,通过所述驱动组件驱动所述滑动组件从第一位置移动到第二位置,使得所述夹紧件夹紧或松脱所述第一轴臂,进而将所述第一轴臂和所述第二轴臂锁紧或解锁。但该实用新型并未针对轴臂的强度、轻量化及成本的平衡设计进行相应改进,且其采用的锁紧机构也与现有技术相近,需要旋转旋柄锁紧或解锁相连的轴臂。
发明内容
现有的云台轴臂的主体结构一般采用单一材料进行制作,强度、轻量化、成本等指标难以兼顾,且现有的云台轴臂通常通过调节旋柄的方式实现相连轴臂间的锁定及解锁,操作相对不便,为解决这些问题,本发明提供了一种可兼顾多方面性能,更好地平衡强度、轻量化、成本等指标,同时能更方便地进行相连轴臂调节的云台轴臂。
本发明的技术方案是:一种云台轴臂,轴臂一端设有调整关节,另一端为外连插接端,轴臂之间通过调整关节连接,轴臂包括刚性内骨架和轻质外包体,刚性内骨架固定嵌置于轻质外包体中,调整关节包括关节筒和锁定盖,锁定盖滑动连接在关节筒内,关节筒包括固定筒节和转动筒节,固定筒节和转动筒节转动连接,轴臂与固定筒节固连,转动筒节上设有轴臂连接插孔,锁定盖与转动筒节间设有旋转调节机构。轻质外包体占据轴臂的大部分体积,但质量较轻,具有较好的轻量化特性;刚性内骨架虽体积较小,但可以强化轴臂的结构,具有较好的强度性能。这样轴臂就结合了不同材料的优点,通过不同材料性能的集成,达到强度、轻量化性能的均衡。同时采取这种材料集成的方式比寻求兼有强度、轻量化性能的单一材料更具成本上的可实施性。与现有的云台轴臂调整关节上旋柄松紧调节方式不同,本发明是通过按压和松开锁定盖控制所述旋转调节机构工作,使锁定盖与转动筒节锁定或解锁,继而实现相连轴臂在调整关节处的转动调节。此种相连轴臂间的锁定及解锁结构操作更便捷。
作为优选,锁定盖包括盖头、外筒和芯轴,外筒和芯轴同轴固连在盖头底部,芯轴位于外筒内,外筒与固定筒节通过卡块滑槽结构滑动连接,芯轴上套接有顶簧。通过外筒与固定筒节的配合,锁定盖可实现与关节筒的滑动连接。盖头作为操作对象用来接受按压力,芯轴作为盖头的延伸可将外力继续向深处传导,用来控制旋转调节机构工作。顶簧可使锁定盖具有自复位功能。
作为优选,所述旋转调节机构包括关节筒内齿槽、多个弹性分瓣爪和可触压弹性分瓣爪外侧面的收爪环,关节筒内齿槽和收爪环固设于转动筒节内壁上,弹性分瓣爪铰接在一固定在芯轴末端的分瓣爪固定盘上,芯轴与收爪环同轴。在自然状态下,顶簧将盖头顶起,芯轴随盖头上升到较高位置,此处弹性分瓣爪不与收爪环接触,弹性分瓣爪不受约束地张开成爪状,卡入关节筒内齿槽中,即此时锁定盖既通过外筒与固定筒节形成周向定位,又通过弹性分瓣爪与转动筒节形成周向定位,使得固定筒节和转动筒节间的相对转动受限,从而实现相连轴臂间转动调节后的锁定;按压盖头时,芯轴携弹性分瓣爪下探,弹性分瓣爪与收爪环发生位置重叠,收爪环内圈触压弹性分瓣爪外侧面,压迫弹性分瓣爪收拢,盖头压得越低,弹性分瓣爪就收得更紧,收拢到一定程度时,弹性分瓣爪从关节筒内齿槽中脱出,解除与转动筒节间的卡接,恢复固定筒节和转动筒节间的相对转动,此时相连轴臂间在转动调节方向上处于解锁状态,可进行自由调节。
作为优选,分瓣爪固定盘周面上设有簧片卡槽,簧片卡槽中设有V形簧片,V形簧片与弹性分瓣爪内侧面抵接。V形簧片提供弹力,使弹性分瓣爪与芯轴间保持相斥,并成为弹性分瓣爪的弹性来源。
作为优选,所述卡块滑槽结构包括设于固定筒节内壁的滑槽和设于外筒上的卡块,卡块与滑槽适配嵌合。通过此种结构设置可实现锁定盖外筒与关节筒固定筒节间的滑动连接,进而实现锁定盖在关节筒内的滑动连接。
作为另选,所述卡块滑槽结构包括设于固定筒节内壁的卡块和设于外筒上的滑槽,卡块与滑槽适配嵌合。此种结构设置也可实现锁定盖外筒与关节筒固定筒节间的滑动连接。
作为优选,轴臂上设有可容芯轴穿过的芯轴过槽,芯轴贯穿芯轴过槽,轴臂底面设有调距齿槽,芯轴上固设有可嵌入调距齿槽的锁定块。芯轴随盖头升降时,锁定块也可随之嵌入或移出调距齿槽,锁定块移出调距齿槽时,穿连在轴臂连接插孔中的另一轴臂没有滑动阻碍,可以沿轴臂连接插孔轴线自由滑动,进行轴臂间距的调节;锁定块卡入调距齿槽时,则相连轴臂间的间距被锁定,无法进行滑动调节。本发明中相连轴臂间转动方向、滑动方向上的调节都是通过按压锁定盖实现,可大大方便相连轴臂间相对位置的调整。
作为优选,刚性内骨架上设有强化结构。刚性内骨架上加工冲压槽或加强筋等强化结构,用于提高刚性内骨架与轻质外包体间的结合力,增强云台轴臂结构的抗弯、抗扭等力学性能。
作为优选,所述强化结构为冲压槽。刚性内骨架上冲压出槽结构,使刚性内骨架表面形成凹凸,可提高刚性内骨架的抗弯强度,而为了使轻质外包体与刚性内骨架更好贴合,轻质外包体上也会设置与冲压槽匹配互补的凹凸结构,这使得刚性内骨架与轻质外包体的接合面上形成咬合结构,加强二者间的结合力。
作为另选,所述强化结构为加强筋。类似于槽结构,刚性内骨架上加工出加强筋也可在提高刚性内骨架的抗弯强度的同时使刚性内骨架表面形成凹凸,而为了使轻质外包体与刚性内骨架更好贴合,轻质外包体上也会设置与冲压槽匹配互补的凹凸结构,这使得刚性内骨架与轻质外包体的接合面上形成咬合结构,加强二者间的结合力。
本发明的有益效果是:
提高云台轴臂的综合性能。本发明通过不同材料性能的集成,可更好地兼顾多方面性能,更好地平衡强度、轻量化、成本等指标,提高云台轴臂的综合性能。
更方便地进行相连轴臂调节。使用本发明后,相连轴臂间转动方向、滑动方向上的调节都可通过控制锁定盖来实现,可大大方便相连轴臂间相对位置的调整。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图;
图2为本发明的另一种结构示意图;
图3为本发明中刚性内骨架的一种结构示意图;
图4为本发明中轴臂连接时调整关节内部的一种结构示意图;
图5为本发明中转动筒节横断面的一种结构示意图;
图6为应用本发明的一种云台结构示意图。
图中,1-轴臂,2-刚性内骨架,3-轻质外包体,4-调整关节,5-关节筒,6-锁定盖,7-固定筒节,8-转动筒节,9-轴臂连接插孔,10-盖头,11-外筒,12-芯轴,13-顶簧,14-关节筒内齿槽,15-弹性分瓣爪,16-收爪环,17-芯轴过槽,18-调距齿槽,19-锁定块,20-关节筒内齿,21-冲压槽,22-固定环,23-分瓣爪固定盘。
具体实施方式
下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:
如图1至图6所示,一种云台轴臂,轴臂1包括刚性内骨架2和轻质外包体3,刚性内骨架2用钢板制成,轻质外包体3用塑料制成。刚性内骨架2固定嵌置于轻质外包体3中。刚性内骨架2与轻质外包体3通过注塑包胶复合方式连接。刚性内骨架2上设有通过冲压形成的冲压槽21作为强化结构,使刚性内骨架表面产生凹凸,轻质外包体3上设有与刚性内骨架2表面互补匹配的凹凸结构。金属的刚性内骨架2和塑料的轻质外包体3构成轴臂1的主体,共同支撑轴臂1的负载,刚性内骨架2可弥补轻质外包体3强度的不足,轻质外包体3则起到减轻轴臂1重量的作用。三根轴臂1顺序相连,构成云台的支撑及调整结构。轴臂1一端设有调整关节4,另一端为外连插接端,轴臂1之间通过调整关节4连接,调整关节4包括关节筒5和锁定盖6,锁定盖6用合金制成,锁定盖6滑动连接在关节筒5内,关节筒5包括固定筒节7和转动筒节8,固定筒节7底端设有翻边,转动筒节8上套接一固定环22,固定环22通过径向安装的螺钉固定在转动筒节8的周面上,固定环22顶端设有内翻的压边,压边叠压在固定筒节7的翻边上,从而实现固定筒节7和转动筒节8的转动连接,轴臂1与固定筒节7一体成型,转动筒节8上设有轴臂连接插孔9,一根轴臂1的外连插接端插入另一根轴臂1的轴臂连接插孔9即可形成轴臂1间的相连。锁定盖6与转动筒节8间设有旋转调节机构。锁定盖6包括盖头10、外筒11和芯轴12,盖头10、外筒11和芯轴12一体成型。外筒11和芯轴12同轴固连在盖头10底部,芯轴12位于外筒11内,外筒11与固定筒节7通过卡块滑槽结构滑动连接,芯轴12上套接有顶簧13,顶簧13一端抵接在盖头10上,另一端抵接在穿连在轴臂连接插孔9中的另一根轴臂1上。所述卡块滑槽结构包括设于固定筒节7内壁的滑槽和设于外筒11上的卡块,卡块与滑槽适配嵌合。所述旋转调节机构包括关节筒内齿槽14、四个弹性分瓣爪15和可触压弹性分瓣爪15外侧面的收爪环16,关节筒内齿槽14和收爪环16一体成型地设于转动筒节8内壁上,弹性分瓣爪15铰接在一固定在芯轴12末端的分瓣爪固定盘23上,芯轴12与收爪环16同轴。关节筒内齿槽14在转动筒节8内壁上连续均匀分布,相邻关节筒内齿槽14之间的部分为关节筒内齿20,关节筒内齿20齿尖具有圆滑曲面。分瓣爪固定盘23周面上设有簧片卡槽,簧片卡槽中设有V形簧片,V形簧片与弹性分瓣爪15内侧面抵接。近外连插接端的轴臂1上设有可容芯轴12穿过的芯轴过槽17,芯轴12贯穿芯轴过槽17,轴臂1底面设有调距齿槽18,芯轴12上固设有可嵌入调距齿槽18的锁定块19。
在自然状态下,顶簧13将盖头10顶起,芯轴12随盖头10上升到较高位置,此处弹性分瓣爪15不与收爪环接触,弹性分瓣爪15不受约束地张开成爪状,卡入关节筒内齿槽14中,即此时锁定盖6既通过外筒11与固定筒节7形成周向定位,又通过弹性分瓣爪15与转动筒节8形成周向定位,使得固定筒节7和转动筒节8间的相对转动受限,从而实现相连轴臂间转动调节后的锁定;按压盖头10时,芯轴12携弹性分瓣爪15下探,弹性分瓣爪15与收爪环16发生位置重叠,收爪环16内圈触压弹性分瓣爪15外侧面,压迫弹性分瓣爪15收拢,盖头10压得越低,弹性分瓣爪15就收得更紧,收拢到一定程度时,弹性分瓣爪15从关节筒内齿槽14中脱出,解除与转动筒节8间的卡接,恢复固定筒节7和转动筒节8间的相对转动,此时相连轴臂间在转动调节方向上处于解锁状态,可进行自由调节。芯轴12随盖头10升降时,锁定块19也可随之嵌入或移出调距齿槽18。锁定块19移出调距齿槽18时,穿连在轴臂连接插孔9中的另一轴臂1没有滑动阻碍,可以沿轴臂连接插孔9的轴线自由滑动,进行轴臂间距的调节;锁定块19卡入调距齿槽18时,则相连轴臂间的间距被锁定,无法进行滑动调节。
实施例2:
弹性分瓣爪15为三个。所述卡块滑槽结构包括设于固定筒节7内壁的卡块和设于外筒11上的滑槽,卡块与滑槽适配嵌合。所述强化结构为加强筋。刚性内骨架2与轻质外包体3通过螺钉固定连接。其余同实施例1。
实施例3:
弹性分瓣爪15为六个。刚性内骨架2与轻质外包体3粘接。其余同实施例1。
实施例4:
刚性内骨架2与轻质外包体3刚性内骨架2与轻质外包体3通过超声波焊接方式连接。其余同实施例1。

Claims (9)

1.一种云台轴臂,轴臂(1)一端设有调整关节(4),轴臂(1)之间通过调整关节(4)连接,其特征是轴臂(1)包括刚性内骨架(2)和轻质外包体(3),刚性内骨架(2)固定嵌置于轻质外包体(3)中,调整关节(4)包括关节筒(5)和锁定盖(6),锁定盖(6)滑动连接在关节筒(5)内,关节筒(5)包括固定筒节(7)和转动筒节(8),固定筒节(7)和转动筒节(8)转动连接,轴臂(1)与固定筒节(7)固连,转动筒节(8)上设有轴臂连接插孔(9),锁定盖(6)与转动筒节(8)间设有旋转调节机构,锁定盖(6)包括盖头(10)、外筒(11)和芯轴(12),外筒(11)和芯轴(12)同轴固连在盖头(10)底部,芯轴(12)位于外筒(11)内,所述旋转调节机构包括关节筒内齿槽(14)、多个弹性分瓣爪(15)和可触压弹性分瓣爪(15)外侧面的收爪环(16),关节筒内齿槽(14)和收爪环(16)固设于转动筒节(8)内壁上,弹性分瓣爪(15)铰接在一固定在芯轴(12)末端的分瓣爪固定盘(23)上,芯轴(12)与收爪环(16)同轴。
2.根据权利要求1所述的云台轴臂,其特征是外筒(11)与固定筒节(7)通过卡块滑槽结构滑动连接,芯轴(12)上套接有顶簧(13)。
3.根据权利要求1所述的云台轴臂,其特征是分瓣爪固定盘(23)周面上设有簧片卡槽,簧片卡槽中设有V形簧片,V形簧片与弹性分瓣爪(15)内侧面抵接。
4.根据权利要求2所述的云台轴臂,其特征是所述卡块滑槽结构包括设于固定筒节(7)内壁的滑槽和设于外筒(11)上的卡块,卡块与滑槽适配嵌合。
5.根据权利要求2所述的云台轴臂,其特征是所述卡块滑槽结构包括设于固定筒节(7)内壁的卡块和设于外筒(11)上的滑槽,卡块与滑槽适配嵌合。
6.根据权利要求1所述的云台轴臂,其特征是轴臂(1)上设有可容芯轴(12)穿过的芯轴过槽(17),芯轴(12)贯穿芯轴过槽(17),轴臂(1)底面设有调距齿槽(18),芯轴(12)上固设有可嵌入调距齿槽(18)的锁定块(19)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的云台轴臂,其特征是刚性内骨架(2)上设有强化结构。
8.根据权利要求7所述的云台轴臂结构,其特征是所述强化结构为冲压槽(21)。
9.根据权利要求7所述的云台轴臂结构,其特征是所述强化结构为加强筋。
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