CN110566778B - 一种快速收放三脚架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速收放三脚架，所述手柄具有操作机构和扭动机构，所述支架与手柄连接，所述的支架包括若干同步张开机构，若干同步张开机构在外力作用下同步转动相同角度；每个支腿与一个同步张开机构连接；每个所述支腿均包括若干节嵌套连接的脚管，且下一节脚管能够嵌套在上一节脚管外部；每个支腿包括：若干关节，所述关节设置在相邻脚管连接处；关节具有关节锁紧装置和防脱结构；关节锁紧装置包括旋转装置和挤压摩擦件；及传动轴，每个支腿内设置若干依次连接的所述传动轴，最上部的传动轴与扭动机构连接。在手柄处做一个动作实现所有关节的同步锁定，再做一个动作实现所有关节的同步解锁。

Description

一种快速收放三脚架

技术领域

本发明涉及一种可伸缩三脚架，用于照相机、摄像机、灯具、测量仪器或其他适用设备的支撑。

背景技术

可伸缩三脚架由多节脚管组成，每节脚管之间有关节用于锁定两节脚管之间的连接，传统三脚架支腿的每个关节需要分别锁定和放松。如每支支腿由3节脚管组成，则一个三脚架就有6个关节。传统三脚架需要做6次动作锁定6个关节，再做6次动作放松6个关节。现有的快速收放三脚架有两种：

1.不用分别锁定关节，而是用两只手旋转偏心圆支腿，靠上下两节脚管管壁的相互挤压摩擦来锁定支腿，方便快捷。但是，其支腿材料有弹性，刚性差，锁定的可靠性差，承重能力低，而且三支支腿要分别锁紧和松开。

2.“一锁三”摄像机三脚架：承重性能和稳定性可达到普通三脚架的水平，但体积、重量大，而且三支支腿要分别锁紧和松开。

传统三脚架实现三支支腿同角度张开和并拢的方法：将每支支腿的第一节脚管的下端用连杆连接在一起，连杆的两端均为铰接。

发明内容

为解决现有的三脚架不能快速收放的问题，本发明提供了一种快速收放三脚架，可以在手柄处做一个动作实现所有关节的同步锁定，再做一个动作实现所有关节的同步解锁。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速收放三脚架，包括：

手柄，手柄为三脚架的操作装置。所述手柄具有操作机构和扭动机构，操作机构驱动扭动机构产生水平方向扭矩；

支架，支架是衔接手柄与支腿的装置。所述支架与手柄连接，所述的支架包括若干同步张开机构，若干同步张开机构在外力作用下同步转动相同角度；

和若干支腿，支腿是三脚架的支撑部分。每个支腿与一个同步张开机构连接；每个所述支腿均包括若干节嵌套连接的脚管，且下一节脚管能够嵌套在上一节脚管外部；最上面的脚管称作第一节脚管，其下面的脚管称作第二脚管，以此类推；每个支腿包括：

若干关节，所述关节是连接相邻两节脚管的机构；关节具有关节锁紧装置和防脱结构；关节锁紧装置包括旋转装置和挤压摩擦件；扭动机构连接与旋转装置连接用于挤压挤压摩擦件变形，挤压摩擦件设置在旋转装置与脚管之间，挤压摩擦件变形后挤压脚管产生摩擦力，使相邻两节脚管不能相对滑动，称作锁紧(或称锁定)关节；反向运动时，挤压摩擦件与脚管之间的压力解除，相邻两节脚管可以相对滑动，称作放松(或称解锁)关节；第一节脚管与第二节脚管之间的关节称作第一关节，第二节脚管与第三节脚管之间的关节称作第二关节，以此类推；防脱结构设置在相邻的脚管连接处外部；

及传动轴，每个支腿内设置若干依次连接的所述传动轴，最上部的传动轴与扭动机构连接，且上一传动轴能够嵌套在下一节传动轴外部；若干传动轴同步转动实现每个支腿的若干支腿同步收放。

作为本发明的进一步改进，所述的手柄的操作机构包括云台承载盘、手柄上盖、手柄外壳、手柄底盘、外轴和内轴；所述的内轴与云台承载盘固定连接，为固定不动部分，所述外轴套在内轴外面，外轴与手柄上盖、手柄底盘、手柄外壳固定连接，为可旋转部分；用手转动手柄外壳带动扭动机构转动。

作为本发明的进一步改进，所述的手柄的操作机构包括云台承载盘、弹性件、手柄外壳和手柄底壳，手柄底壳的底端固定连接在支架上，手柄底壳的上面和握柄的底端铰接，握柄的上端与握柄外延杆铰接，握柄外延杆与握柄外延杆纵轴、握柄推杆之间均为铰接；握柄推杆通过云台承载盘缺口穿进云台承载盘内部，手柄内部有两根嵌套的同心轴，内轴固定连接在支座的中央，外轴套在内轴外面；外轴顶端固定连接两根同样的支撑柱，支撑柱固定连接圆盘；圆盘中间有一个穿透圆盘的滑道，滑道两端为圆形，中部为窄通道；握柄推杆的一端设置有轴接一滑动件，滑动件滑动设置在窄通道上；弹性件设置在握柄内侧，弹性件可以是弹簧片或者压簧；握压握柄带动内轴进而驱动扭动机构转动。

作为本发明的进一步改进，所述的扭动机构包括中央齿轮、若干分动齿轮和同心旋转机构，手柄内轴与中央齿轮固定连接，若干分动齿轮设置在手柄底盘底部，中央齿轮与若干分动齿轮均啮合，每个分动齿轮均连接一个分动轴，分动轴伸入支架通过万向联轴器连接支腿分动轴，支腿分动轴下端伸入脚管中与传动轴连接，传动轴伸入同心旋转机构的内环中，同心旋转机构的外环固定连接在对应脚管的下端内壁；同心旋转机构的内环与对应的旋转装置连接。

作为本发明的进一步改进，所述的扭动机构包括多对牵引绳、同心旋转机构和非圆形滑套，手柄外轴的底端固定连接并错位缠绕多对牵引绳，每对牵引绳向下穿过支架进入支腿中；同心旋转机构的外环固定连接在对应脚管的下端内壁，同心旋转机构的外环上设置有两个引导环，非圆形滑套与同心旋转机构的内环连接；传动轴伸入非圆形滑套中，每对牵引绳的两个牵引绳端部分别绕过一个引导环后在非圆形滑套外壁连接，非圆形滑套与对应的旋转装置连接。

作为本发明的进一步改进，所述的旋转装置包括圆盘，所述的传动轴的下端固定连接同心旋转机构的内环；同心旋转机构的内环向下延伸，其底端固定连接圆盘。

作为本发明的进一步改进，所述的挤压摩擦件为摩擦环，摩擦环套设在圆盘和同心旋转机构外部，摩擦环为具有缺口的圆环，圆环纵截面上半部分为梯形，摩擦环的内壁上设置有凸块，凸块的下面顶在弧形坡上；摩擦环的内壁上半部斜面顶住一脚管的下端外侧，摩擦环的外壁被下一节脚管的内壁箍住；上一节脚管的下端有一个方形凸块，方形凸块卡在摩擦环的缺口处。

作为本发明的进一步改进，所述的挤压摩擦件为摩擦环，摩擦环套设在圆盘和同心旋转机构外部，摩擦环为具有缺口的圆环，摩擦环内部设置有螺旋状的内凸环，内凸环卡在圆盘上缘。

作为本发明的进一步改进，所述的圆盘外周连接挤压摩擦件；挤压摩擦件为非圆摩擦块，摩擦块转动能够挤紧下一节脚管的内壁。此种摩擦块所配合的脚管内壁也是非圆形。

作为本发明的进一步改进，所述圆盘下端设置有非圆顶块；所述的挤压摩擦件包括至少一个摩擦片，摩擦片一端铰接在圆盘下端，非圆顶块转动能够挤压摩擦片与下一节脚管的内壁挤压从而锁紧关节。

作为本发明的进一步改进，所述的同心旋转机构为轴承或螺杆螺母结构；所述轴承为滑动轴承或滚动轴承，具有同等效果；所述螺杆螺母结构包括螺母和带螺纹的套环，螺母与套环螺纹连接。

作为本发明的进一步改进，所述防脱结构包括防脱螺母，相邻的脚管中，下一节脚管的上端外侧有螺纹，所述防脱螺母套设在下一节脚管的上端，且防脱螺母与该脚管上端螺纹连接；防脱螺母的上端内径小于挤压摩擦件的外径而大于上一节脚管的外径。

作为本发明的进一步改进，所述防脱结构包括防脱螺钉，相邻的脚管中，上一节脚管外部设置有滑槽，所述防脱螺钉端部穿过下一节脚管并设置在上一节脚管的滑槽内。

作为本发明的进一步改进，所述的同步张开机构包括支座和锥齿轮，若干所述支座均布在手柄下端，每个支座两侧均通过齿轮底座设置一个锥齿轮，相邻两个支座同侧的两个锥齿轮啮合；每个齿轮底座下端与一个支腿连接。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明三支支腿连接处的上方、即三脚架顶部是一个手柄，通过握压或者旋转手柄，一个动作就可以完成三支支腿的所有关节的同步解锁，再做一个动作就可以完成三支支腿的所有关节的同步锁定。握压手柄和转动手柄的下端都是可旋转的轴，握压手柄的握压运动在下端转化为轴旋转运动，即握压手柄和旋转手柄的动力输出方式相同。在手柄上做一个动作实现所有关节的同步锁定，再做一个动作实现所有关节的同步解锁。如果一个三脚架有三节脚管，则可将动作数量减少到1/6，从而实现多节脚管的快速收放，大大简化了三脚架的收放操作。

进一步，手柄与第一关节之间的传动机构是齿轮、连杆、万向联轴器的配套或钢丝绳。支腿内部的传动机构是两根钢丝绳或传动轴。

进一步，第二关节的同步锁定或者解锁是通过非圆形形传动轴穿过第一关节中央的非圆形管管实现连动的。

进一步，锁定关节(即限制两根支腿之间的相对滑动)是靠关节处的旋转装置带动摩擦装置挤压支腿实现的。

进一步，三支支腿同步张开的实现方式：每支管脚上端有一对锥形齿轮，三对锥形齿轮相互啮合，用两只手各握住一根支腿将其掰开成一定角度时，齿轮的传动会使第三支支腿也以同样角度同步张开。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体外观图。

图2为本发明实施例1的手柄部分的外视图和内视图。

图3为本发明实施例1的支架的外视图和内视图。

图4为本发明实施例1的单支支腿的第一关节的外视图和内视图。

图5为本发明实施例1的摩擦环的图。

图6为本发明实施例1的单支支腿的第一关节的纵截面图。

图7为本发明实施例1的单支支腿的第二关节的外视图和内视图。

图8为本发明实施例2的整体外观图。

图9为本发明实施例2的手柄部分的外视图和内视图。

图10为本发明实施例2的云台承载盘的外视图和内视图。

图11为本发明实施例2的握柄推杆与圆盘之间的关系的侧视图。

图12为本发明实施例2的支架的外视图和内视图。

图13为本发明实施例2的单支支腿的第一关节的外视图和内视图。

图14为本发明实施例2的单支支腿的摩擦环的图。

图15为本发明实施例2的单支支腿的第一关节的纵截面图。

图16为本发明实施例2的单支支腿的第二关节的外视图和内视图。

图17为本发明实施例3的整体外观图。

图18为本发明实施例3的手柄和支架的外视图和内视图。

图19为本发明实施例3的单支支腿的第一关节的外视图和内视图。

图20为本发明实施例3的第一关节的纵截面图。

图21为本发明实施例3的第一关节的各零件位置结构的顶视图。

图22为本发明实施例3的单支支腿的第二关节的外视图和内视图。

图23为本发明实施例4的整体外观图。

图24为本发明实施例4的手柄和支架的外视图和内视图。

图25为本发明实施例4的单支支腿的第一关节的外视图和内视图。

图26为本发明实施例4的第一关节的锁紧机构的仰视图。

图27为本发明实施例4的单支支腿的第二关节的外视图和内视图。

其中，4个实施例分别为ABCD，每个三脚架的结构由四部分构成：1手柄、2支架、3支腿、4关节。

实施例1的手柄、支架、支腿、关节分别为A1、A2、A3、A4，手柄的零件标注为A11-A19，支架的零件标注为A21-A28，支腿的零件标注为A31-A38，关节的零件标注为A41-A47。A1、手柄，A2、支架，A3、支腿，A4关节，A11、云台承载盘，A12、螺丝，A13、云台承载盘缺口，A14、内轴，A15、手柄上盖，A16、手柄上盖凸起，A17、外轴，A18、手柄底盘、A19、手柄外壳，A21、支座，A22、齿轮底座，A23、锥形齿轮，A24、半轴，A25、中央齿轮，A26、分动齿轮，A27、支架分动轴，A28、万向联轴器，A31、第一节脚管，A32、第二节脚管，A33、第三节脚管，A34、支脚，A35、支腿分动轴，A36、第一传动轴，A37、第二传动轴，A38、第一节和第二节脚管底端的方形凸块，A41、关节外螺母，A42、轴承，A43、圆盘，A44、弧形坡，A46摩擦环，A47、摩擦环内壁凸块。

实施例2的手柄、支架、支腿、关节分别为B1、B2、B3、B4，手柄的零件标注为B101-B121，支架的零件标注为B21-B25，支腿的零件标注为B31-B37，关节的零件标注为B41-B49。B1、手柄，B2、支架，B3、支腿，B4关节，B101、云台承载盘，B102、螺丝，B103、云台承载盘缺口，B104、手柄外壳，B105、手柄底壳，B106弹簧片，B107、握柄，B108、握柄铰接手柄底壳的轴，B109、握柄外延杆，B110、握柄外延杆纵轴，B111、握柄推杆，B112、握柄推杆滑轴，B113、防脱片(上、下)，B114、手柄转盘，B115、转盘滑道，B116、支撑柱(2个)，B117、手柄外轴，B118、手柄内轴，B119、握柄铰接握柄外延杆的轴，B121、钢丝绳(3对6根)，B21、支座，B22、齿轮底座，B23、锥形齿轮，B24、齿轮轴，B25、钢丝绳引导架B31、第一节脚管，B32、第二节脚管，B33、第三节脚管，B34、支脚，B37、传动轴，B41、关节外螺母，B42、螺杆，B43、圆盘，B44、螺母，B46、摩擦环，B47、摩擦环内凸环，B48、传动轴滑槽，B49、钢丝绳引导环。

实施例3的手柄、支架、支腿、关节分别为C1、C2、C3、C4，手柄的零件标注为C101-C111，支架的零件标注为C21-C27，支腿的零件标注为C31-B37，关节的零件标注为C41-C43。C1、手柄，C2、支架，C3、支腿，C4关节，C101、云台承载盘，C102、螺丝，C103、云台承载盘缺口，C104、手柄外壳，C105、手柄底壳，C106弹簧片，C107、握柄，C108、握柄铰接手柄底壳的轴，C109、握柄外延杆，C110、握柄外延杆纵轴，C111、握柄推杆，C21、支座，C22、齿轮底座，C23、锥形齿轮，C24、半轴，C25、中央齿轮，C26、分动齿轮，C27、支架分动轴，C31、第一节脚管，C32、第二节脚管，C33、第三节脚管，C34、支脚，C35、支腿分动轴，C36、第一传动轴，C37、第二传动轴，C41、防脱出螺钉，C42、轴承，C43、椭圆摩擦块。

实施例4的手柄、支架、支腿、关节分别为D1、D2、D3、D4，手柄的零件标注为D11-D19，支架的零件标注为D21-D26，支腿的零件标注为D31-D37，关节的零件标注为D41-D49。D1、手柄，D2、支架，D3、支腿，D4关节，D11、云台承载盘，D12、螺丝，D13、云台承载盘缺口，D19、手柄外壳，D21、支座，D22、齿轮底座，D23、锥形齿轮，D24、齿轮轴，D25、钢丝绳引导架，D26，钢丝绳，D31、第一节脚管，D32、第二节脚管，D33、第三节脚管，D34、支脚，D37、传动轴，D41、关节外螺母，D42、轴承，D43、圆盘，D44、椭圆顶块，D46、摩擦片，D47、摩擦片连接轴，D48、传动轴滑槽，D49、钢丝绳引导环。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细阐述，但本发明不限于该实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选施例中详细说明具体的细节。

本发明包括多种方案可以实现以上功能。三脚架由四大部分组成：手柄、支架、支腿、关节。

手柄，所述手柄具有操作机构和扭动机构，操作机构驱动扭动机构产生水平方向扭矩；

支架，所述支架与手柄连接，所述的支架包括若干同步张开机构，若干同步张开机构在外力作用下同步转动相同角度；

和若干支腿，每个支腿与一个同步张开机构连接；每个所述支腿均包括若干节嵌套连接的脚管，且下一节脚管能够嵌套在上一节脚管外部；每个支腿包括：

若干关节，所述关节设置在相邻脚管连接处；关节具有关节锁紧装置和防脱结构；关节锁紧装置包括旋转装置和挤压摩擦件；扭动机构连接与旋转装置连接用于挤压挤压摩擦件变形，挤压摩擦件设置在旋转装置与脚管之间，挤压摩擦件变形后挤压脚管产生摩擦力来锁定相邻两节脚管之间相对滑动；防脱结构设置在相邻的脚管连接处外部；

及传动轴，每个支腿内设置若干依次连接的所述传动轴，最上部的传动轴与扭动机构连接，且上一传动轴能够嵌套在下一节传动轴外部；若干传动轴同步转动实现每个支腿的若干支腿同步收放。

四大组成部分具体说明：

手柄：通过旋转或者握压手柄就可以实现一个动作打开所有支腿的全部关节，再做一个动作就可以锁紧全部关节。手柄有两种：旋转手柄和双次握压手柄。a.旋转手柄的操作方式是：一只手握住任意一支支腿，另一只手握住手柄进行旋转。b.双次握压手柄的操作方式是：单手对握柄进行握压，第一次握压可使全部关节松开，然后松手，弹簧片将握柄弹开复位。第二次握压可使全部关节锁紧，弹簧片将握柄弹开复位。两次握压分别完成松开和锁紧关节，所以称双次握压手柄。双次握压手柄的上部是握压装置，但其内部装置将握压力转化为内部轴的旋转运动，其下端机构与旋转手柄的下端是相同的，都是通过轴旋转进行动力输出。握压手柄的优点是方便、可以单手操作，旋转手柄的优点是可以旋转任意大的角度，所以锁紧力度大。

支架：支架支腿同步张开机构：支架的主体由3个空心立方体(称作支座)固定连接构成，支座通过轴或半轴与6个锥形齿轮铰接，齿轮分别与齿轮底座固定连接，齿轮底座分别与3支支腿固定连接。3组6个锥形齿轮，每2个齿轮相互啮合。两手分别握住两根支腿张开或并拢时，第三根支腿会同步张开或并拢。这种同步机构并非本发明的必要组成部分，可以与传统的同步机构互相替代。支架内部传动机构有两种：两根钢丝绳和齿轮连杆万向联轴器。a.两根钢丝绳：每个支腿有两根钢丝绳与手柄底部的轴固定连接并缠绕在轴上。轴旋转会使一根钢丝绳被轴从支腿中拉出而另一根被拉进支腿中。两根钢丝绳其实是一根，在第一根支腿内部底端与关节机构固定连接，带动其旋转。b.齿轮连杆万向联轴器：手柄底端嵌套固定连接一个齿轮，称作中央齿轮，该齿轮啮合3个分动齿轮，分动齿轮通过传动轴和万向联轴器连接支腿内的传动轴，将旋转力量传递给关节的锁紧机构。万向联轴器的旋转轴心与锥形齿轮的两个半轴轴心在一条直线上，所以支腿张开到任意角度都不影响多根传动轴的同步旋转。三支支腿张开角度的锁定方式(即6个锥形齿轮的锁定方式)：在某两个相互啮合的锥形齿轮的近啮合处增加一个活动销子，使之可以顶住齿轮的齿，使齿轮不能转动，从而锁定三支支腿张开的角度。因为结构简单，故不图示。

支腿：三节脚管3互相嵌套，可以相对滑动(收缩和放开)。由于本三脚架支腿内部有传动和锁紧装置，所以最上面的支腿(第一节脚管)管径最小，最下面的支腿(第三节脚管)管径最大。支腿的横截面可以是圆形、椭圆形、方形、梯形等，相关机构可以进行相应调整，其原理相同。支腿内部的传动机构有两种：a.第一节脚管内为两根钢丝绳，第二节脚管内为传动轴；b.两节脚管内都是传动轴。两种机构的作用都是将手柄的轴旋转力量传递到关节内部机构，使其进行同步旋转。

关节：关节包括外部和内部机构，外部机构是在关节处的支腿防脱出装置(螺钉和螺母)，可以在正常使用时防止支腿相对滑动到尽头后分离，拧下螺钉则可以将支腿分离。内部机构是锁紧(或称锁定)和放松(或称解锁)关节的装置。锁紧指的是限制两节脚管的相对滑动，放松则可以滑动。关节锁紧装置由两部分组成：旋转装置和挤压摩擦件。旋转装置是动力输入机构，旋转装置有两个互相嵌套、可以相对旋转的轴承，外环与支腿的底端内壁固定连接，内环中央嵌套(固定连接)方管(正方形或长方形皆可)，方管中间嵌套方形传动轴，传动轴横截面尺寸略小于方管内壁横截面尺寸，传动轴可以在方管中滑动，方管转动时，传动轴会被带动进行同角度旋转。旋转装置有两种：轴承旋转和螺纹旋转。详见实施例。挤压摩擦件可以采用摩擦环、摩擦块、摩擦片等，用其挤压支腿产生摩擦力来锁定两节脚管之间的相对滑动。

该三脚架也可以有第四节管脚，其结构设计与第三节管脚相同，只需第二传动轴也是中空的方管、内穿第三传动轴即可。

本三脚架中的6个锥形齿轮互相啮合实现三支支腿同步张开的方法也可以被传统的连杆同步方法代替，并非本三脚架的必要组成部分。

三脚架在收缩状态需要放开时，将锁紧的三脚架提至悬空，一只手握住手柄进行操作，可使所有关节松开，支腿因重力自然下落展开，展开至最大高度以内的任意高度并使支腿抵触地面时，握住手柄操作，可使所有关节锁紧。需要收缩三脚架时，先将三支支腿并拢，握住手柄操作松开所有关节，将三脚架整体向下按，地面的抵触将所有支腿缩至最小高度，握住手柄操作锁紧所有关节。此结构可以使三支支腿分别在最小收缩高度和最大伸展高度之间的任意高度锁定。当地面不平时，三支支腿展开并抵触不同高度的地面时，锁紧关节即可使三支支腿同时固定在所需高度。

各部分的实施方法可以变换组合，如下表1所示：

手柄与支架有4种组合方式，支腿内部传动方式与关节锁定机构有8种组合方式，则整个三脚架有多种组合方式。

每个部分都有多种实施方案。

组成部分的各种实施方法：

表1

下面具体给出几种实施例，对本发明做进一步说明：

三脚架各部分的实施方法在4个实施例中的搭配组合方式：

4个实施例的图示均为关节锁紧状态，做以下动作后放松关节：

实施例	手柄动作
		实施例1	顺时针旋转手柄，手柄底部顺时针运动。
实施例2	第一次握压手柄，手柄底部顺时针运动。
		实施例3	第一次握压手柄，手柄底部顺时针运动。
实施例4	逆时针旋转手柄，手柄底部逆时针运动。

实施例1

图1所示，三脚架由四部分构成：手柄A1、支架A2、支腿A3(3支，每支3节)、A4关节(每支支腿2个关节，共6个)。

图2所示为三脚架关节锁紧状态时的手柄。所述的手柄的操作机构包括云台承载盘、外轴A17、手柄底盘A18、手柄外壳A19、手柄上盖A15和内轴A14；所述的内轴A14上端与云台承载盘连接，所述外轴A17套在内轴A14外面，外轴A17的两个端部分别连接手柄底盘A18和手柄上盖A15，手柄外壳A19的两个端部分别连接手柄底盘A18和手柄上盖A15；手柄外壳A19转动带动手柄底盘A18转动进而驱动扭动机构转动。图2中a为外视图，图2中b为内部第一层，图2中c为内部第二层。图2中c所示的云台承载盘A11、螺丝A12、内轴A14和支架A2之间均为固定连接，这一部分为固定部分。外轴A17、手柄底盘A18、手柄外壳A19、手柄上盖A15之间均为固定连接，这一部分为活动部分。外轴A17套在内轴A14外面，用一只手握住手柄外壳A19可以围绕A14内轴进行顺时针或逆时针旋转。旋转时，所有活动部分同步旋转，固定部分不动。在关节锁定状态时，A13云台承载盘缺口和A17手柄上盖凸起相互扣合，内部有一个小弹簧帮助其压紧(原理简单，故不图示)，作用是使锁紧状态不易被误松开。

图3所示为支架的外视图和内视图。支架A2外部基本结构由支座A21、齿轮底座A22、锥形齿轮A23、半轴A24组成。A21支座由三个中空的立方体固定连接，每个立方体之间夹角为120度。A23为锥形齿轮，共有6个锥形齿轮，每两个锥形齿轮互相啮合。锥形齿轮A23与齿轮底座A22、半轴A24固定连接，半轴A24与支座A21铰接。齿轮A22底座下端与第一节脚管A31的上端固定连接。用两只手分别握住两只支腿掰开时，齿轮A22底座带动锥形齿轮A23转动，6个锥形齿轮只能同步转动相同角度，3只支腿也就只能同步张开相同角度。

扭动机构包括中央齿轮A25、若干分动齿轮A26和轴承，内轴A14与中央齿轮A25固定连接，若干分动齿轮A26设置在手柄底盘A18底部，中央齿轮A25与若干分动齿轮A26均啮合，每个分动齿轮A26均连接一个分动轴A27，分动轴伸入支架通过万向联轴器A28连接支腿分动轴A35，支腿分动轴下端伸入脚管中与传动轴连接，传动轴伸入轴承的内圈中，轴承的外环固定连接在对应脚管A31的下端内壁；轴承的内圈与对应的旋转装置连接。其中，手柄外轴A17与中央齿轮A25固定连接，中央齿轮A25与三个分动齿轮A26啮合，分动齿轮A26与分动轴A27固定连接，分动轴穿过支架A21支座并与之铰接，分动轴下端固定连接万向联轴器A28，万向联轴器下端固定连接支腿分动轴A35，支腿分动轴下端固定连接第一节脚管A31内的第一传动轴A36的上端。第一传动轴是一根中空的方管，可以容纳第二传动轴缩入其中。顺时针或逆时针旋转手柄时，第一传动轴A36也会同步转动。两根半轴A24与支座A21铰接，支座内的万向联轴器的中点在半轴的轴心线上，这样可以保证支腿张开或并拢时，内外部机构的旋转轴心重合。

图4所示为一支支腿的第一关节的外视图a、二层内视图b、三层内视图c、四层内视图d。图d所示，第一传动轴A36的下端固定连接轴承A42的内圆。轴承的外环固定连接在第一节脚管A31的下端内壁。轴承A42的内圆向下延伸，其底端固定连接圆盘A43。圆盘上面边缘有两个弧形坡A44。第一传动轴A36从轴承A42的内圆的中央穿过直至圆盘A43的底端，第二传动轴A37为一根方形条或方管，其外形尺寸比方管A36的内壁略小，嵌套穿入第一传动轴A36中。第二节脚管缩入第一节脚管时，其内部的第二传动轴同步缩入第一传动轴中。第一传动轴顺时针或逆时针转动时，第二传动轴也同角度转动。图4中c所示，A46是一个摩擦环，其构造请见图5及下段描述。摩擦环的内壁上半部斜面顶住第一节脚管A31的下端外侧，图4中b所示，摩擦环的外壁被第二节脚管A32的内壁箍住。第一节脚管A31的下端固定连接方形凸块A38，卡在摩擦环的缺口处，使得摩擦环与第一节脚管之间只能做相对上下运动而不能做相对旋转运动。凸块的厚度略低于摩擦环的厚度。

图5是摩擦环的图。其中，图5中a是斜视图，图5中b是俯视图，图5中c是摩擦环安装在轴承下面圆盘上的位置关系图。A46是一个摩擦环，用尼龙等略有弹性且耐磨的材料制成，其基本形状是一个不闭合的圆环，圆环的纵截面上半部分是一个梯形，即圆环顶端壁薄，中部壁厚。摩擦环的内壁中央有两块凸块A47，凸块的下面顶在弧形坡A44上。

图6是第一关节的截面图。在关节松开状态时，摩擦环与第一节脚管、第二节脚管之间的接触是松弛的，第一节脚管和第二节脚管可以相对滑动。当逆时针旋转三脚架手柄时，分动齿轮顺时针旋转，第一传动轴带动圆盘A43同步顺时针旋转，弧形坡A44逐渐将凸块A47顶高，摩擦环也被同步顶高，摩擦环内壁上半部斜面被第一节脚管的下端外侧顶着向上运动的同时，不闭合的摩擦环的外径逐渐增大，摩擦环的外壁逐渐顶紧第二节脚管的内壁，从而锁紧两节脚管，使其不能相对滑动。锁紧状态时，顺时针旋转手柄，所有相关零件同步反向运动解锁。

图7所示为第二关节的外视图a、二层内视图b、三层内视图c、四层内视图d。与第一关节结构和运动原理相同。

防脱结构：为防止上一节脚管滑动到下一节脚管末端时从下一节脚管内脱出，如图4所示，下一节脚管的上端外侧有螺纹，外套一个A41螺母，螺母的上端内径小于摩擦环的外径而大于上一节脚管的外径，所以螺母可以随下一节脚管在上一节脚管外面滑动，滑动到上一节脚管下端时，被摩擦环顶住，两节脚管不能分离脱出。将螺母拧下来时，可以将两节脚管拆分。第一关节和第二关节都有此相同的防脱结构。

实施例2

图8所示，三脚架由四部分构成：手柄B1、支架B2、支腿B3、关节B4。

图9所示为三脚架关节锁紧状态时的手柄。所述的手柄的操作机构包括云台承载盘B101、弹簧片B106、手柄外壳B104和手柄底壳B105，手柄底壳的底端固定连接在支架B21上，手柄底壳的上面和握柄B107的底端铰接，握柄的上端与握柄外延杆B109铰接，握柄外延杆B109与握柄外延杆纵轴B110、握柄推杆B111之间均为铰接；握柄推杆B111通过云台承载盘B103缺口穿进云台承载盘内部，手柄内部有两根嵌套的同心轴，内轴B118固定连接在支座B21的中央，外轴套B117在内轴外面；外轴顶端固定连接两根同样的支撑柱B116，支撑柱固定连接圆盘B114；圆盘中间有一个穿透圆盘的滑道B115，滑道两端为圆形，中部为窄通道；握柄推杆B111的一端设置有轴接一滑动件，滑动件滑动设置在窄通道上；弹簧片B106设置在握柄B107内侧；握压握柄B107带动内轴B118进而驱动扭动机构转动。

图9中a为外视图，图9中b为第二层内视图，图9中c为第三层内视图，图9中d为第四层内视图。云台承载盘B101、螺丝B102、手柄外壳B104、手柄底壳B105之间为固定连接，手柄底壳的底端固定连接在支架B21的支座上。手柄底壳的上面分别与弹簧片B106和握柄B107的底端铰接。握柄的上端与握柄外延杆B109铰接，握柄外延杆B109与握柄外延杆纵轴B110、握柄推杆B111之间均为铰接。握柄推杆B111通过云台承载盘B103缺口穿进云台承载盘内部。手柄内部有两根嵌套的同心轴，内轴B118固定连接在支座B21的中央，外轴套B117在内轴外面，可以绕内轴旋转，不能上下移动。外轴顶端固定连接两根同样的支撑柱B116，支撑柱固定连接圆盘B114。圆盘中间有一个穿透圆盘的滑道B115，滑道两端为圆形，中部较窄。

图10和11所示，握柄推杆滑轴B112和防脱片B113之间为固定连接，组成一个类似线轴的零件，以下简称线轴。握柄推杆B111的一端有一个椭圆环，环下端有一个类楔形结构。椭圆环套住线轴，线轴的握柄推杆滑轴B112卡在滑道间。因此，握柄推杆的椭圆环端可以沿滑道滑动。图10中a为正常安装结构，图10中b为将线轴从握柄推杆B111中拆开的示意图。图11中a为正常安装结构，图11中b为拆除了圆盘和线轴之后的示图。握柄推杆椭圆环的外径大于滑道宽度而小于滑道两端圆的直径。如图9和图10所示，在关节锁紧状态下，单手握紧B107握柄，推杆一端的楔形结构会顶住滑道的圆端，将圆盘顺时针转动约120度，通过传动机构使所有关节松开。松开手时，B106弹簧片推动握柄复位，圆盘因设计有少量阻尼而不转动，拉力使握柄推杆一端的楔形结构从滑道的圆形中向上脱出，而线轴的B112握柄推杆滑轴仍然卡在滑道中，握柄推杆的椭圆环端会沿着滑道滑动至滑道的另一端的圆中。此时，握柄已弹开复位而关节仍处于放松状态。再次握紧握柄，握柄推杆的楔形结构会顶着滑道的圆使圆盘逆时针旋转约120度，通过传动机构使所有关节锁紧。松开手，握柄被簧片弹开复位，握柄推杆会滑动至滑道的另一端而圆盘不转。也就是说，第一次握压手柄可使关节放松，松手后再握压一次可使关节锁紧。由于同时锁紧或松开6个关节需要很大的力，这种双次握压手柄设计虽然较为复杂，但可以使锁紧和松开关节时都能够使用人手的握力，从而获得最大力量。

因为6个关节同时锁紧或放松所需的力量很大，通过一定设计可以使三支支腿的关节分三次锁紧或放松，但是复杂的结构和三支支腿的零件差异会导致高制造成本和低可靠性，不如增加行程更好，故不对其进行描述。在实施中，手柄的直径越小，握柄的行程就越大，做的功就越多，锁紧的牢固程度就越高。本设计的云台承载盘直径较大，握柄外延杆的作用就是为了将握紧的行程增加到最大限度。如果实施中发现握力足够锁紧，可以简化设计，缩小云台承载盘和圆盘的直径，同时去除握柄外延杆，将握柄与握柄推杆直接铰接。

所述的扭动机构包括多对牵引绳、轴承和非圆形滑套，内轴B118的底端固定连接并错位缠绕多对牵引绳B121，每对牵引绳向下穿过支架进入支腿中；轴承的外环固定连接在对应脚管A31的下端内壁，轴承的外环上设置有两个引导环，非圆形滑套与轴承的内环连接；传动轴伸入非圆形滑套中，每对牵引绳的两个牵引绳端部分别绕过一个引导环后在非圆形滑套外壁连接，非圆形滑套与对应的旋转装置连接。

图12所示为关节锁紧状态的三脚架支架外视图和内视图。手柄外轴B117的底端固定连接并缠绕着3对6根钢丝绳B121，每对钢丝绳从钢丝绳B25引导架中穿过，向下穿过中空的支座B21，进入第一节脚管B31。3个支座上的钢丝绳引导架为三个不同高度，是为了避免钢丝绳在手柄外轴上缠绕时相互重叠。逆时针旋转手柄B117外轴时，每对钢丝绳中的右边的一根被手柄外轴从支腿B31中拉出并缠绕在手柄外轴上，左边的一根被拉进支腿中。顺时针旋转时，钢丝绳反向运动。

图13所示为单支支腿第一关节的外视图和内视图。此关节的外部构造与实施例1完全相同，内部构造既有相同点也有不同点。第二次握压握柄时，手柄底部逆时针旋转，带动左边的一根钢丝绳A121下行，右边的一根钢丝绳上行，钢丝绳穿过引导环B49后与轴承中央的方形滑套B48固定连接，方形滑套与螺杆B42、圆盘B43为固定连接，螺杆逆时针旋转、从螺母B44中向上旋出，螺母B44与第一节脚管B31的下端固定连接，圆盘B43随螺杆向上提升，挤压摩擦环B46向上提升，摩擦环B46内壁的上半部分为斜面，不闭合的摩擦环向上提升的同时也被第一节脚管B31的下端外侧挤压而扩大直径，从而挤紧第二节脚管B32的上端内壁，实现锁紧关节。第一次握压握柄时，手柄底部顺时针旋转，所有相关零件反向运动，实现放松关节。

图14所示为摩擦环的图，a为顶视图，b为侧视图，c为在安装位置上的图。

图15所示为第一关节的截面图。

图16所示为第二关节的外视图和内视图，与第一关节结构基本相同，只是B37传动轴与B42螺杆固定连接。

实施例3

图17所示，三脚架由四部分构成：手柄C1、支架C2、支腿C3、关节C4。

图18所示为三脚架的手柄和支架。图18中a为外视图，图18中b为内视图。手柄部分与实施例2完全相同，支架与实施例1完全相同。手柄底部与中央齿轮C25固定连接。在关节锁紧状态下，第一次握压手柄，手柄底部带动中央齿轮顺时针旋转，通过分动齿轮C26带动第一传动轴逆C36时针旋转。

图19为单支支腿第一关节的外视图和内视图。图19中a为外视图，图19中b为去除第二节脚管C32后防脱出螺钉C41与第一节脚管C31的位置关系图，图19中c为再去除第一节脚管后内部结构图，图d为最里层结构图。第一节脚管套在第二节脚管里面，可以滑进滑出。第二节脚管顶端有一个螺丝孔，螺丝孔内壁有螺纹，防脱出螺钉C41从螺丝孔中拧入后，离第一节脚管外壁有少量间隙。在第一节脚管底端有一个凸出的台阶，当第一节脚管从第二节脚管中滑出快到末端时，螺钉侧壁可以抵住这个台阶，防止支腿脱出。将此螺钉旋出时，可使两节脚管分离。第一传动轴C36是空心的方管，内部嵌套着第二传动轴C37。轴承C42的外环固定在第一节脚管C31的底端内壁上，第一传动轴的底端贯穿轴承和C37椭圆柱体摩擦块的中央，并且与轴承和椭圆摩擦块固定连接。

尺寸要求摩擦块水平几何最大长度大于下一节脚管直径。

图20为第一关节的纵截面图。图21所示为第一关节的各零件位置结构的顶视图，其中图21中a为轴承C42的安装位置结构图，图21中b为轴承下面的椭圆摩擦块C43的安装位置结构图。本实施例的支腿横截面全部为近似椭圆形。轴承底端的椭圆形摩擦块的长轴基本等于第二节脚管C32内壁的短轴长度，椭圆形摩擦块挤压摩擦支腿内壁，从而实现关节锁紧，使两节脚管不能进行相对滑动。第一次握压握柄，第一传动轴C36逆时针旋转，带动轴承底部椭圆摩擦块同步逆时针旋转，摩擦块与支腿内壁分离，关节放松，两节脚管可以相对滑动。第二次握压握柄，第一传动轴C36顺时针旋转，关节锁紧。

图22为第二关节的外视图和内视图。第二关节的操作原理与第一关节相同，结构也基本相同。

实施例4

图23所示，三脚架由四部分构成：手柄D1、D2支架、D3支腿、D4关节。

图24所示为三脚架的手柄和支架。图24中a为外视图，图24中b为内视图。手柄部分与实施例1完全相同，支架与实施例2完全相同。钢丝绳D26与手柄底部固定连接并且缠绕其上。在关节锁紧状态下，逆时针旋转手柄，手柄底部将D26钢丝绳左边的一根从支腿中拉出，右边的一根进入支腿中。

图25为单支支腿第一关节的外视图和内视图。图25中a为外视图，图25中b为去掉关节外螺母D41的图，图25中c为去掉第一节脚管D31和第二节脚管D32的内视图，图25中d为去掉摩擦片D46的内视图。关节外螺母D41拧在第二节脚管D32顶端外壁的螺纹上，螺母的上部内侧被圆盘D43挂住，可防止两节脚管相对滑动到末端时互相脱离。将螺母拧下来可以拆卸两节脚管。轴承D42的外围与圆盘D43、第一节脚管D31固定连接，轴承中央为传动轴滑槽D48，是一个中空的方管，传动轴D37穿入其中。滑槽向下贯穿轴承，与椭圆顶D44块固定连接。椭圆顶块的外围有两片摩擦片D46。

图26为单支支腿第一关节内部锁紧机构的仰视图。此锁紧机构与汽车内涨式制动器原理相似。两片摩擦片D46通过摩擦片D47连接轴与圆盘D43铰接，即摩擦片可以摩擦片连接轴为轴心旋转，摩擦片相当于汽车刹车片。椭圆顶块顶紧摩擦片，摩擦片顶紧其外围的第二节脚管D32的内壁，实现关节锁定。当钢丝绳带动传动轴D48滑槽逆时针旋转时，椭圆顶块逆时针旋转(仰视则为顺时针旋转)，椭圆顶块旋转到顶住摩擦片一端的较薄部位时，椭圆顶块、摩擦片与支腿内壁之间的压力解除，关节放松，支腿可以相对滑动。顺时针旋转则锁紧。

图27为第二关节的外视图a和内视图b。其结构与第一关节相似。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非仅限于本发明的实施范围，凡依本发明专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.快速收放三脚架，其特征在于，包括：

手柄，所述手柄具有操作机构和扭动机构，操作机构驱动扭动机构产生水平方向扭矩；

支架，所述支架与手柄连接，所述的支架包括若干同步张开机构，若干同步张开机构在外力作用下同步转动相同角度；

和若干支腿，每个支腿与一个同步张开机构连接；每个所述支腿均包括若干节嵌套连接的脚管，且下一节脚管能够嵌套在上一节脚管外部；每个支腿包括：

若干关节，所述关节设置在相邻脚管连接处；关节具有关节锁紧装置和防脱结构；关节锁紧装置包括旋转装置和挤压摩擦件；扭动机构连接与旋转装置连接用于挤压摩擦件变形，挤压摩擦件设置在旋转装置与脚管之间，挤压摩擦件变形后挤压脚管产生摩擦力来锁定相邻两节脚管之间相对滑动；防脱结构设置在相邻的脚管连接处外部；

及传动轴，每个支腿内设置若干依次连接的所述传动轴，最上部的传动轴与扭动机构连接，且上一传动轴能够嵌套在下一节传动轴外部；若干传动轴同步转动实现每个支腿的若干支腿同步收放；

所述的手柄的操作机构包括云台承载盘、手柄上盖、手柄外壳、手柄底盘、外轴和内轴；所述的内轴与云台承载盘固定连接，为固定不动部分，所述外轴套在内轴外面，外轴与手柄上盖、手柄底盘、手柄外壳固定连接，为可旋转部分；用手转动手柄外壳带动扭动机构转动；或者，

所述的手柄的操作机构包括云台承载盘、弹性件、手柄外壳和手柄底壳，手柄底壳的底端固定连接在支架上，手柄底壳的上面和握柄的底端铰接，握柄的上端与握柄外延杆铰接，握柄外延杆与握柄外延杆纵轴、握柄推杆之间均为铰接；握柄推杆通过云台承载盘缺口穿进云台承载盘内部，手柄内部有两根嵌套的同心轴，内轴固定连接在支座的中央，外轴套在内轴外面；外轴顶端固定连接两根同样的支撑柱，支撑柱固定连接圆盘 ；圆盘中间有一个穿透圆盘的滑道，滑道两端为圆形，中部为窄通道；握柄推杆的一端设置有轴接一滑动件，滑动件滑动设置在窄通道上；弹性件设置在握柄内侧；握压握柄带动内轴进而驱动扭动机构转动；

所述的扭动机构包括中央齿轮、若干分动齿轮和同心旋转机构，手柄内轴与中央齿轮固定连接，中央齿轮与若干分动齿轮啮合，每个分动齿轮均连接一个分动轴，分动轴伸入支架通过万向联轴器连接支腿分动轴，支腿分动轴下端伸入脚管中与传动轴连接，传动轴伸入同心旋转机构的内环中，同心旋转机构的外环固定连接在对应脚管的下端内壁；同心旋转机构的内环与对应的旋转装置连接，或者，

所述的扭动机构包括多对牵引绳、同心旋转机构和非圆形滑套，手柄外轴的底端固定连接并错位缠绕多对牵引绳，每对牵引绳向下穿过支架进入支腿中；同心旋转机构的外环固定连接在对应脚管的下端内壁，同心旋转机构的外环上设置有两个引导环，非圆形滑套与同心旋转机构的内环连接；传动轴伸入非圆形滑套中，每对牵引绳的两个牵引绳端部分别绕过一个引导环后在非圆形滑套外壁连接，非圆形滑套与对应的旋转装置连接；

所述防脱结构包括防脱螺母，相邻的脚管中，下一节脚管的上端外侧有螺纹，所述防脱螺母套设在下一节脚管的上端，且防脱螺母与该脚管上端螺纹连接；防脱螺母的上端内径小于挤压摩擦件的外径而大于上一节脚管的外径，或者，

所述防脱结构包括防脱螺钉，相邻的脚管中，上一节脚管外部设置有滑槽，所述防脱螺钉端部穿过下一节脚管并设置在上一节脚管的滑槽内；

所述的同步张开机构包括支座和锥齿轮，若干所述支座均布在手柄下端，每个支座两侧均通过齿轮底座设置一个锥齿轮，相邻两个支座同侧的两个锥齿轮啮合；每个齿轮底座下端与一个支腿连接。

2.根据权利要求1所述的快速收放三脚架，其特征在于，所述的旋转装置包括圆盘，所述的传动轴的下端固定连接同心旋转机构的内环；同心旋转机构的内环向下延伸，其底端固定连接圆盘。

3.根据权利要求2所述的快速收放三脚架，其特征在于，所述的圆盘上面边缘有弧形坡；

所述的挤压摩擦件为摩擦环，摩擦环套设在圆盘和同心旋转机构外部，摩擦环为具有缺口的圆环，圆环纵截面上半部分为梯形，摩擦环的内壁上设置有凸块，凸块的下面顶在弧形坡上；摩擦环的内壁上半部斜面顶住一脚管的下端外侧，摩擦环的外壁被下一节脚管的内壁箍住；上一节脚管的下端有一个方形凸块，方形凸块卡在摩擦环的缺口处。

4.根据权利要求2所述的快速收放三脚架，其特征在于，所述的挤压摩擦件为摩擦环，摩擦环套设在圆盘和同心旋转机构外部，摩擦环为具有缺口的圆环，摩擦环内部设置有内凸环，内凸环卡在圆盘上缘。

5.根据权利要求2所述的快速收放三脚架，其特征在于，所述的圆盘外周连接挤压摩擦件；挤压摩擦件为非圆摩擦块，摩擦块转动能够挤紧下一节脚管的内壁，与摩擦块所配合的脚管内壁为非圆形结构。

6.根据权利要求2所述的快速收放三脚架，其特征在于，所述圆盘下端设置有非圆顶块；所述的挤压摩擦件包括至少一个摩擦片，摩擦片一端铰接在圆盘下端，非圆顶块转动能够挤压摩擦片与下一节脚管的内壁挤压从而锁紧关节。

7.根据权利要求1所述的快速收放三脚架，其特征在于，所述的同心旋转机构为轴承或螺杆螺母结构；

所述轴承为滑动轴承或滚动轴承；

所述螺杆螺母结构包括螺母和带螺纹的套环，螺母与套环螺纹连接。