ШТАТИВНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1995 года по МПК G03B17/56 

Изобретение относится к фотопринадлежностям, в частности к шаровым штативным головкам (ШГ) для установки и направления фотоаппарата в процессе организации кадра. ШГ различаются как отдельные, с установкой на любой штатив, не имеющий ШГ, и как встроенные в штатив или фотострубцину.

Известна ШГ фотострубцины ФЭД по ТУ 1-01-0037-77 Харьковского завода ФЭД. Ее можно использовать как отдельную, отвинтить от корпуса струбцины и присоединить к другим штативам. ШГ ФЭД имеет корпус, в нижнюю часть которого установлена шайба с резьбовым отверстием для присоединения к штативам. В корпусе установлен эксцентрик, прижимающий сферическую шайбу к шаровой опоре и втулке с буртиком внизу, взаимодействующим с буртиком на верхней внутренней части корпуса. Шаровая опора прижимается к конической поверхности верхней части втулки с буртиком. Втулка с буртиком и пазом позволяет наклонять аппарат на стержне шаровой опоры в любом угловом положении на угол 90^о. Шаровая опора и стержень выполнены заодно из дюраля. ШГ ФЭД работает следующим образом. ШГ ФЭД устанавливают на винт штатива, рукоятку эксцентрика поворачивают, освобождая шаровую опору, на верхнюю часть стержня с опорной площадкой под фотоаппарат на винт устанавливают аппарат, наводят его на объект съемки, поворотом эксцентрика зажимают шаровую опору, фиксируя в нужном угловом положении, и производят съемку.

К слабым местам конструкции ШГ ФЭД можно отнести следующее. Нет возможности зажимать шаровую опору с разными усилиями, так как эксцентрик в одном положении зажимает, а в другом положении освобождает от зажима нет регулируемого усилия зажима. Шайба с резьбовым отверстием штативного соединения, установленная внизу корпуса, выступает за торец корпуса и качается в корпусе, так как фиксируется только одним винтиком М2. На штатив опирается не корпус ШГ, а качающаяся шайба, что дает качание аппарата снимки теряют резкость. Конструкция эксцентрикового механизма плохо работает зажим плохой, часто отказы в работе.

Прототипом взята единственная, выпускаемая промышленностью шаровая штативная головка ЗШГ по ТУ 19-404-83, завод Москинап. ЗШГ имеет корпус, в нижнюю часть которого установлена на резьбе шайба с резьбовым отверстием штативного соединения. В корпусе установлен эксцентрик, прижимающий фрикционную шайбу к шаровой опоре, которая прижимается к конической внутренней поверхности верхней части корпуса. Шаровая опора состоит из стального шара, в который установлен дюралевый стержень, несущий наверху площадку с винтом для установки аппарата. На оси эксцентрика снаружи корпуса закреплена рукоятка, поворачивающая ось эксцентрика и тем самым зажимающая или освобождающая шаровую опору. Для склонения аппарата на угол 90^о в верхней части корпуса имеется паз, куда при этом входит стержень шаровой опоры. ЗШГ работает следующим образом. ЗШГ устанавливают на винт штатива, рукоятку эксцентрика поворачивают, освобождая шаровую опору, на верхнюю часть опорной площадки на винт устанавливают аппарат, наводят его на объект съемки, поворотом эксцентрика зажимают шаровую опору, фиксируя ее в нужном угловом положении, и производят съемку.

Несмотря на массивность и значительные габариты, предполагающие надежность и основательность, ЗШГ имеет ряд слабых мест, снижающих ее работоспособность. Шаровая опора выполнена из стального шарика от использованного шарикоподшипника, где большой вес и полированная поверхность являются ненужными и вредными другие заводы делают шаровую опору из дюраля, что в 3 раза легче стальных, а поверхность шара без полировки полированная поверхность лишает шар надежной сцепляемости с взаимодействующими поверхностями коническим отверстием в корпусе и фрикционной шайбой. Еще более снижает сцепляемость шаровой опоры то, что стальной, закаленный, полированный шар с твердостью НРс 60-62 прижимается к мягкому дюралевому корпусу в месте конического отверстия, что исключает надежную фиксацию шара от проворота, снижает работоспособность ЗШГ, так как нет фрикционного контакта. Нет возможности зажимать шаровую опору с разными усилиями, так как эксцентрик в одном положении зажимает, а в другом освобождает от зажима взаимодействующие детали нет регулируемого усилия зажима. Паз в корпусе позволяет склонять аппарат на стержне шаровой опоры на угол 90^отолько в одном направлении, для наклона в другом направлении надо поворачивать (переставлять) весь штатив это ограничивает функциональные возможности ЗШГ. Гнездо резьбового соединения со штативом, выполненное в шайбе, ввинченной в отверстие нижнего торца корпуса, ничем не зафиксировано (не законтрено) от поворота может разъединиться с корпусом, что вызовет "рассыпание" разборку всей ШГ. Опорная площадка под аппарат необоснованно увеличена до диаметра 45 мм ширина корпусов массовых аппаратов 30-32 мм, достаточно диаметра 30-2 мм. Опорная площадка шайбы штативного соединения имеет диаметр 26 мм, т.е. меньше, чем наверху диаметр 45 мм, должно быть наоборот.

Таким образом, вышеуказанные слабые места конструкции снижают технические возможности ЗШГ, ее работоспособность и потребительские свойства. Массогабаритные характеристики ЗШГ значительны даже Москинап не комплектует своей ЗШГ свой напольный штатив 2ШЛ. Габариты: 45 х 65 х 10 мм. Масса 300 г.

Технической задачей изобретения является повышение надежности фиксации зажимом шаровой опоры в нужном угловом положении с одновременным расширением функциональных возможностей, упрощение конструкции шаровой ШГ и снижение массогабаритных характеристик.

Технический результат достигается тем, что в ШГ, содержащей корпус, шаровую опору со стержнем и опорной площадкой с винтом для крепления аппарата и средство фиксации зажимом шаровой опоры в заданном угловом положении, средство фиксации выполнено в виде зажимного винта, корпус выполнен в виде скобы с резьбовым отверстием внизу для крепления на штативе, с резьбовым отверстием в одной вертикальной стенке для зажимного винта и с наклонной поверхностью на внутренней стороне другой стенки, в которой выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна наклонной поверхности и твердость материала острых кромок которого превышает твердость материала шара шаровой опоры, контактирующего с острыми кромками отверстия, причем точка пересечения осей отверстий в стенках корпуса совпадает с центром шара шаровой опоры.

На фиг. 1 изображена ШГ, вид спереди; на фиг.2 то же ШГ, вид сверху; на фиг.3 она же, вид сбоку.

Шаровая ШГ состоит из корпуса 1 с резьбовым отверстием 2 штативного соединения, шаровой опоры с элементами шар 3, стержень 4, опорная площадка 5 с винтом 6. Шаровая опора базируется в отверстии 7 с острыми кромками 8, ось отверстия 7 перпендикулярна поверхности 9. Винт 10 через кольцо 11 прижимает шаровую опору к остроугольным кромкам 8 отверстия 7. Поворот винта 10 осуществляется воротком 12 с отогнутыми концами, на которые установлены мягкие трубочки 13.

ШГ работает следующим образом.

Ее навинчивают резьбой в нижней части корпуса 1 на резьбовой выступ штатива до упора с натягом. Отвернув винт 10 на 1/4 оборота, освобождают шаровую опору для легкого вращения, ввинчивают винт 6 в резьбовое гнездо фотоаппарата, направляют объектив на предмет съемки и фиксируют это положение винтом 10, затем производят съемку, применяя тросик или автоспуск. Для разъединения фотоаппарата и ШГ операции повторяют в обратном порядке, кроме разъединения ШГ со штативом (это делают при необходимости).

Выполнение корпуса ШГ в виде скобы, имеющей отверстия для соединения со штативом, для базирования шаровой опоры и для механизма фиксации зажимом шаровой опоры в нужном угловом положении, является новым для конструкций шаровых ШГ. Традиционно корпуса имеют сложную форму цилиндра с коническим верхом, присоединение к штативу выполняется с помощью отдельной детали шайбы, соединенной с корпусом. Механизм фиксации зажимом шаровой опоры эксцентрик содержит ряд сложных деталей, требующих подгонки для их работы и регулировки в процессе эксплуатации часто отказывают в работе. Для наклона шаровой опоры под нужный угол выполняют отдельную втулку с пазом или паз в верхней части корпуса, в пазу размещается стержень шаровой опоры. В изобретении эта деталь не нужна.

В предложенной конструкции все конструктивные элементы выполнены проще, надежней, количество деталей ШГ меньше, детали технологичны. Для соединения со штативом резьбовое отверстие в корпусе нет отдельной шайбы, нет качаний как у шайбы, обеспечена надежная установка ШГ на штативе без качаний, исключена отдельная деталь шайба. Для базирования шаровой опоры отверстие в наклонной поверхности вертикальной стенки корпуса с остроугольными кромками нет фрикционной шайбы, это повышает надежность и упрощает конструкцию. Для наклона шаровой опоры под нужный угол выполняется проем в корпусе, позволяющий наклонять стержень и всю шаровую опору в широком диапазоне угловых положений на угол 98^о в одну сторону и на угол 98^о в противоположную сторону без лишних деталей втулки с пазом или паз в корпусе. Это расширяет функциональные возможности ШГ, упрощает конструкцию, повышает надежность. Для фиксации зажимом шаровой опоры выполнены резьбовое отверстие в вертикальной стенке и винт, позволяющий осуществить зажим с любым усилием, нет сложного и ненадежного эксцентрикового механизма, часто отказывающего, нуждающегося в регулировке. Это повышает надежность, упрощает конструкцию и расширяет функциональные возможности.

Механизм фиксации шаровой опоры в виде винта в резьбовом отверстии корпуса надежен, прост, безотказен, долговечен и не требует регулировки все это проверено на опытном образце. Наклонная поверхность вертикальной стенки обеспечивает большую свободу углового перемещения шаровой опоры и больший диаметр охвата шара, это расширяет функциональные возможности ШГ.

Выполнение элементов фиксации зажимом шаровой опоры в виде отверстия в наклонной поверхности вертикальной стенки с остроугольными кромками, охватывающими шаровую поверхность, у которой твердость меньше, чем твердость остроугольных кромок отверстия, что позволяет зажать шар с любой степенью свободы движения и неподвижно, так как более твердые остроугольные кромки отверстия внедряются в мягкую поверхность шара, создает надежную фиксацию соединения и при этом кромки не оставляют следов на поверхности шара в виде канавок или рисок, так как внедрение находится в пределах упругой деформации шаровой поверхности. Усилие винта передается через кольцо, имеющее остроугольные кромки, контактирующие с шаром.

Поворот винта осуществляют воротком с отогнутыми концами. Вороток позволяет менять плечо, таким образом увеличить крутящий момент при сдвиге его в крайнее положение, уменьшить габариты в транспортном положении. Концы его поворачивают в сторону корпуса это положительные потребительские свойства. Вороток, как и другие детали, технологичен в изготовлении это стальная проволока, отрубленная в размер и отогнутая по концам.

Массогабаритные характеристики лучше, чем у прототипа габариты 28 х 40 х 48 мм. Масса 75 г. Габариты значительно меньше, масса меньше в 4 раза.

Использование заявленной ШГ обеспечит надежное крепление фотоаппарата с любыми объективами при выполнении рабочих операций при съемке, что дает возможность применить ее не только для любительской съемки, но и для профессиональной, для геодезических и других приборов, что выгодно отличает ее от прототипа и аналогов. ШГ вполне и с превышением функциональных возможностей и надежности заменит ЗШГ, ШГ ФЭД и может более эффективно применима вместо штатных на штативных напольных, настольных и фотострубцинах.

Детали конструкции могут быть изготовлены на любом предприятии, где есть токарные, фрезерные и сверлильные станки, при минимуме технологической оснастки из обычных материалов по обычной технологии.

Использование: в фотографии, в частности относятся к фотопринадлежностям для установки и направления фотоаппарата в процессе организации кадра. Может использоваться на штативах без штативных головок, а также взамен существующих, штатных в любительской, профессиональной фотографии. Сущность изобретения заключается в том, что корпус 1 шаровой головки выполнен в виде скобы с резьбовым отверстием 7 в наклонной поверхности 9 на внутренней стороне стенки корпуса. Ось резьбового отверстия 7 перпендикулярна наклонной поверхности 9. Твердость материала острых кромок 8 отверстия 7 превышает твердость материала шара 3 шаровой опоры, который контактирует с острыми кромками 8 отверстия 7. 3 ил.

ШТАТИВНАЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус, шаровую опору со стержнем и опорной площадкой с винтом для крепления аппарата и средство фиксации зажимом шаровой опоры в заданном угловом положении, отличающаяся тем, что в ней средство фиксации зажимом шаровой опоры в заданном угловом положении выполнено в виде зажимного винта, корпус выполнен в виде скобы с резьбовым отверстием внизу для крепления на штативе, с резьбовым отверстием в одной вертикальной стенке для зажимного винта и с наклонной поверхностью на внутренней стороне другой стенки, в которой выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна наклонной поверхности и твердость материала острых кромок которого превышает твердость материала шара шаровой опоры, контактирующего с острыми кромками отверстия, причем точка пересечения осей отверстий в стенках корпуса совпадает с центром шара шаровой опоры.