Киносъемочный аппарат Советский патент 1993 года по МПК G03B19/18 

Изобретение относится к кинотехнике, в.частности к киносъемочным аппаратам с пониженным уровнем шума.

Известен киносъемочный аппарат, в котором плата механизма виброизолирована от корпуса аппарата 1. В этом аппарате возникающие при работе механизма вибрации ослабляются при передаче с платы на корпус через виброизоляторы и за счет этого обеспечивается снижение уровней вибрации корпуса и уровня шума, излучаемого аппаратом. Однако эффективность виброизоляции невелика/поскольку вследствие недопустимости значительных смещений механизма относительно корпуса минимальная жесткость виброизоляторов ограничена. -. V :::.. ; . УК- vf ..- .ЧГ

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является киносъемочный аппарат, содержащий корпус и сменную кассету, объ- ективодержатель с объективом, внутренний корпус (плату механизма), соединенный с корпусом аппарата посредством виброизо- лирующих упругих элементов, а также закрепленные на внутреннем корпусе механизм прерывистого движения кинопленки, обтюратор, привод 2. В этом случае снижение уровня акустического шума, излучаемого аппаратом, обеспечиваемся за счет виброизоляции механизма от корпуса аппарата. Однако эффективность виброизо- ляции механизма ограничена, поскольку уменьшение жесткости упругих элементов (обеспечивающее повышение эффективности виброизоляции) приводит к увеличению смещений механизма (с киноплёнкой) относительно объектива (закрепляемого на корпусе аппарата) и вследствие этого ухудшается качество изображения.

Цель изобретения. - снижение уровня излучаемого аппаратом акустического шума путем повышения эффективности виброизоляции.. ::....

Цель достигается тем, что в киносъемоч- ном аппарате, содержащем наружный корпус и сменную кассету, объективодержатель с объективом, внутренний корпус, соединенный с наружным корпусом посредством виброизолирующих упругих элементов, а также закрепленные на внутреннем корпусе механизм прерывистого движения кинопленки, обтюратор, привод, на одном из корпусов выполнены выступы полусферической формы, расположенные в местах со- единения виброизолирующих упругих элементов с соответствующим корпусом, причем центр выступа находится на оси упругого элемента, а радиус R Выступа соответствует соотношению (Яп/6) 2R

0

5

0

5

0

5 5

5

0

0

(сп/ 2 JTfm), где An-длина изгибной волны в соответствующем корпусе; сп - скорость распространения продольной волны в соответствующем корпусе,1 fm - верхняя граничная частота рабочего диапазона частот аппарата. На внутренней поверхности каждого выступа закреплены два взаимно перпендикулярных ребра жесткости, причем высота hp ребер жесткости равна высоте выступа. На оси каждого выступа выполнено отверстие, в котором жестко закреплен полый цилиндр, открытый с одного конца, и в полости цилиндра расположен упругий виброизолирующий элемент, причем внутренний диаметр цилиндра равен диаметру виброизолирующего упругого элемента, а глубина hp полости цилиндра соответствует соотношению hn (hv/4), где hy - высота упругого элемента.

На фиг. 1 схематично представлен киносъемочный аппарат; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 показана виброизоляция механизма от корпуса аппарата в случае, когда корпус аппарата выполнен с полусферическими выступами и ребрами жесткости в них; на фиг. 5 - разрез Б-Б на

ФИГ. 4. ..; - .:.V; ;-r ---/ -..V - ./V .: -:

Киносъемочный аппарат содержит корпус 1 аппарата со сменной кассетой 2, объектив 3 с объективодержателем 4, обтюратор 5, привод 6, механизм 7 прерывистого движения, заднюю салазку 8 фильмового канала, внутренний корпус9 (выполняющий функции Платы механизма) с выступами 10 полусферической формы, расположенными в местах крепления виброизолирующих упругих элементов 11, ребра 12 жесткости, закрепленные на внутренней поверхности каждого выступа 10, зубчатые барабаны 13, кинопленку 14. Верхушки выступов 10 срезаны таким образом, чтобы образовать плоское основание, к которому крепится упругий элемент 11. Корпус 1 аппарата (фиг.З) также может быть выполнен с выступами 15 полусферической формы, расположёнными в местах крепления упругих элементов 11, и с ребрами 16 жесткости. Кроме того, упругие элементы 11 могут располагаться в полостях цилиндров 17, жестко закрепленных, например, на резьбе в отверстиях, выполненных на оси выступов 10 и 15 (фиг.5). Для радиусов R и R выступов 10 и 15 выполняются соответствующие соотношения;

(An/6j 2R();

(A n/6)2R (cn72jrfm),

где Ал и АгГ - длина изгибной волны в соответствующем корпусе;

Сп, Сп - скорость распространения продольной волны в соответствующем корпусе 9 или 1, для глубины hn полости цилиндра 17 выполняется соотношение hn (hy/4), где Ну - высота упругого элемента 11, а внутрен- ний диаметр полого цилиндра 17 равен диаметру упругого элемента 11.

Киносъемочный аппарат работает следующим образом.

При включении привода 6 приводится во вращение обтюратор 5, а механизм 7 прерывистого перемещения кинопленки начинает перемещать киноплёнку , 14 через фильмовый канал (образованный передней и задней 8 салазками), причем для подачи кинопленки 14 в фильмовый канал с подающего рулона кинопленки и для перемотки кинопленки 14 (прошедшей через фильмовый канал) на приемный рулон используются зубчатые барабаны 13.

При работе механизма аппарата (перемещении элементов механизма 7 прерывистого перемещения кинопленки, вращении обтюратора 5 и элементов привода 6) вследствие соударений в кинематических парах возбуждаются вибрации (колеба ния), которые затем передаются на внутренний корпус 9. На внутреннем корпусе 9 колебательная энергия распределяется преимущественно между модами его собст- венных колебаний. При изгибных колебаниях внутреннего корпуса 9 с выступами 10 в формах его собственных колебаний (соответствующих модам колебаний) появляются дополнительные локальные минимумы ко- лебанйй в местах расположения выступов 10, т.е. амплитуда изгибных колебаний внутреннего корпуса 9 в местах расположения выступов 10 уменьшается, поскольку амплитуда Vmn(Xi, YI) колебательной скорости в точке внутреннего корпуса 9 с координатами Xi, YI обратно пропорциональна его жесткости cmn(Xi, YI) в этой точке при колебаниях на собственной частоте fmn (m,n -1,2,3...}:

Vmn(X|,Y|) - F -(2 Ж fmn)(X|, Y|) 1Jmn, (1)

где F - амплитуда возникающего при работе механизма ударного импульса, возбуж- дающего изгибные колебания внутреннего корпуса 9; tjmn - коэффициент потерь колебательной энергии во внутреннем корпусе 9 при колебаниях на частоте fmn. Из формулы (1) следует, что при наличии на внутреннем корпусе 9 участков с повышенной жесткостью cmn (Xi, YI) амплитуда колебательной скорости Vmn(Xi, YI) на этих участках минимальна. В то же время известно: акустическое сопротивление (импеданс) и жесткость полусферического выступа 10 существенно выше, чем импеданс и жесткость плоской панели в диапазоне частот до 0,5 fR (fR - частота кольцевого резонанса выступа 10, fR Сп/2 я R, R - радиус выступа 10; сп - скорость продольных волн во внутреннем корпусе 9). Следовательно, при выполнении соотношения (Д, n/6) 2R (сп/2 л fm), где Лп - длина изгибной волны во внутреннем корпусе 9; fm - верхняя граничная частота рабочего диапазона частот аппарата, амплитуда колебательной скорости Vmn (Xi, YI) внутреннего корпуса 9 в местах крепления виброизолирующих упругих элементов 11 (в которых расположены выступы 10) минимальна во всем рабочем диапазоне частот аппарата, поскольку в этом случае fro 0,5 IR (при этом для всего диапазона частот выполняется соотношение f 0,5 fp). В случае, если 2R Ал/6, то выступы 10 можно рассматривать как сосредоточенную массу, поэтому изгибные волны не замечают кривизны выступа ТО и импеданс (а также жесткость) внутреннего корпуса 9 в местах расположения выступов 10 равен импедансу плоской панели. Таким образом, во всем диапазоне частот, в котором выполняется приведенное выше соотношение для радиуса R выступа 10, наличие выступов 10 обеспечивает уменьшение амплитуды колебательной скорости в местах крепления упругих элементов 11.

С внутреннего корпуса 9 колебательная энергия передается через виброизолирую- щие упругие элементы 11 на корпус 1 аппарата и на сменную кассету 2, Поскольку в местах крепления виброизолирующих упругих элементов 11 амплитуда колебаний внутреннего корпуса 9 при наличии выступов 10 уменьшается (благодаря появлению дополнительных локальных минимумов колебаний), то уменьшается и поток колебательной энергии, передающейся через упругие элементы 11 на корпус 1 аппарата и, следовательно, ослабляются вибрации корпуса 1 аппарата с объективом 3 и кассеты 2 (т.е. повышается эффективность виброизоляции механизма от корпуса 1 аппарата). Снижение уровней вибрации корпуса 1 с объективом 3 и кассеты 2 приводит к снижению уровня излучаемого ими структурного шума, т.е. обеспечивается достижение цели изобретения.

Дополнительное ослабление вибраций внутреннего корпуса 9 в местах крепления виброизолирующих элементов 11 обеспечивается при закреплении на внутренней поверхности каждого выступа 10 двух взаимно

перпендикулярных ребер 12 жесткости, высота которых равна высоте выступа 10. В этом .случае, как известно, на частотах, лежащих ниже первой резонансной частоты выступа 10, жесткость выступа 10 определи- ется высотой ребер 12 жесткости и, следовательно, жесткость внутреннего корпуса 9 в местах крепления виброизолирующих упругих элементов 11 существенно выше, чем при наличии на внутреннем корпусе 9 вы- ступовч 10 без ребер 12 жесткости.

Для ослабления вибраций корпуса 1 аппарата целесообразно также уменьшить эф- фективность возбуждения вибраций корпуса 1 путем увеличения жесткости кор- пуса 1 в местах крепления упругих элементов 11 (т.е. в местах приложения сил, возбуждающих вибрации корпуса 1). С этой целью корпус 1 выполнен с выступами 15 полусферической формы. В случае, когда в местах крепления упругих элементов 11 на корпусе 1 располагаются выступы 15, эффективность возбуждения колебаний корпуса 1 существенно снижается, поскольку силы, возбуждающие колебания, приложе- ны в местах расположения дополнительных узлов (локальных минимумов), появляющихся в формах собственных колебаний корпуса 1 при наличии выступов 15. Как известно, для эффективного возбуждения колебаний конструкции возбуждающая сила должна быть приложена в пучности собственных колебаний конструкции. Таким образом, при наличии на корпусе 1 аппарат выступов 15 в местах расположения упругих элементов 11 обеспечивается дополнительное ослабление колебаний корпуса 1 (обеспечивается повышение эффективности виброизоляции механизма от корпуса 1)за счет снижения эффективности возбужде- ния его колебаний. При выполнении соотношения A n/6) L 2R (сп /2ятт), где R - радиус выступа 15; Ал - длина изгибной волны в корпусе 1; Сп -Скорость распространения продольной волны в корпусе 1, обеспечивается уменьшение амплитуды колебательной скорости корпуса 1 аппарата во всем рабочем диапазоне частот, поскольку жесткость корпуса 1 в местах крепления упругих элементов 11 в этом случае выше, чем жесткость плоской панели (как и для внутреннего корпуса 9). Для дополнительного ослабления колебаний корпуса 1 на внутренних поверхностях выступов 15 закрепляют два взаимно перпендикулярных ребра 16 жесткости.

Поскольку габаритные размеры киносъемочного аппарата ограничены (так как кинооператору неудобно работать с громоздким аппаратом), то целесообразно на оси

каждого выступа 10, 15 выполнить отверстие, закрепить в отверстии (например, на резьбе) полый цилиндр 17, открытый с одного конца, и разместить в полости цилиндра 17 упругий элемент 11 (в этом случае выступы 10, 15 выполнены без ребер 12, 16 жесткости). Тогда наличие выступов 10, 15 на внутреннем корпусе 9 и корпусе 1 аппарата не ведет к существенному увеличению габаритов аппарата, поскольку упругие элементы 11 располагаются частично внутри выступов 10, 15. Кроме того, предложенная конструкция позволяет юстировать механизм путем перемещения цилиндров 17 по резьбе. Поскольку цилиндры 17 выполняют функции крепежных элементов (по отношению к упругим элементам 11), то их внутренний диаметр должен быть равен диаметру виброизолирующих упругих элементов 11, а глубина hn полости цилиндра 17 не должна превышать hy/4, чтобы упругий элемент 11 при продольном сжатии мог расширяться в поперечном направлении (так как деформации резины, относящейся к практически несжимаемым материалам, обусловлены изменением формы, а не объема).

Таким образом, в киносъемочном аппарате обеспечивается снижение уровня структурного шума, излучаемого аппаратом, т.е. достигается цель изобретения.

Для исследования эффективности технического решения внутренний корпус 9 макетного образца киносъемочного аппарата выполнен с выступами 10 полусферической формы, расположенными в местах крепления виброизолирующих упругих элементов 11. Радиус выступа 10 R - 16 мм, а толщина стенок внутреннего корпуса мм, в этом случае соотношение ( До/6) 2R (сп/2 л fm) выполняется в диапазоне частот 0,5-10 кГц. Измерения показали, что при использовании в макетном образце аппарата внутреннего корпуса 9 с выступами 10 в формах собственных колебаний внутреннего корпуса 9 появляются дополнительные минимумы колебаний в местах расположения выступов 10, при этом обеспечивается повышение эффективности виброизоляции механизма от корпуса 1 аппарата (с помощью упругих элементов 11) на 4-6 дБ в диапазоне частот 0,5-10 кГц, а уровень шума, излучаемого аппаратом/снизился на 4 дБА (по сравнению с прототипом).

В случае, когда соотношение для радиуса R выступа 10 не выполняется (на частотах f 0,5 кГц, f 10 кГц), наличие выступов 10 на внутреннем корпусе 9 не оказывает влияния на эффективность виброизоляции

(эффективность виброизоляции повышается не более чем на 1 дБ).

При использовании внутреннего корпуса 9 с выступами 10, на внутренних поверхностях которых закреплены ребра 12 жесткости (высота hp ребер 12 жесткости равна высоте выступа: hp 16 мм), эффективность виброизоляции механизма от корпуса 1 аппарата повышается на 7-8 дБ (по сравнению с прототипом, в котором использован внутренний корпус без выступов) в диапазоне частот 0,5-10 кГц, а уровень шума, излучаемого аппаратом, снижается на 7 дБА (по сравнению с прототипом).

В случае, когда внутренний корпус 9 выполнен с выступами 10, а корпус 1 аппарата выполнен с выступами 15 полусферической формы (радиус выступа 15 R 18 мм, толщина стенок корпуса о 3 мм), эффективность виброизоляции механизма от корпуса 1 повышается на 10-12 дБ (по сравнению с прототипом., в котором ис- пШьзованы оба корпуса без выступов), а уровень шума, излучаемого аппаратом, снижается на 11 дБА (по сравнению с прототипом). Для уменьшения габаритов системы виброизоляции и аппарата в целом упругие элементы 11 установлены в полостях цилиндров 17, закрепленных на резьбе в отвер- стиях выступов 10 и 15, высота упругих элементов 11 hy 10 мм, а глубина полостей цилиндров hn 2 мм, следовательно, выполняется соотношение hn 5 hy/4.

Таким образом, в киносъемочном аппарате обеспечивается достижение цели изобретения: снижение уровня излучаемого аппаратом акустического шума, при этом снижается уровень шума в съемочном павильоне и появляется возможность синхронной записи чистовой фонограммы при киносъемке. В этом случае повышаются художественная выразительность и достоверность звучания фонограммы кинофильма,

кроме того, сокращаются затраты на производство кинофильма и сроки производства (за счет исключения процесса озвучания кинофильма после киносъемки).

Использование: кинотехника. Сущность изобретения: внутренний корпус 9 и/или корпус 1 аппарата выполнены с выступами 10 полусферической формы, расположенными в местах крепления виброизолирующих упругих элементов 11. Кроме того, на внутренней поверхности каждого выступа 10 закреплены два взаимно перпендикулярных ребра 12 жесткости. Снижение уровней вибрации, передающейся с внутреннего корпуса 9 на корпус 1 аппарата, обеспечивается за счет ослабления вибраций внутреннего корпуса в местах крепления упругих,элементов и снижения эффективности возбуждения колебаний корпуса аппарата благодаря появлению в местах расположения выступов дополнительных локальных минимумов в формах собственных колебаний внутреннего корпуса и корпуса аппарата. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения 1. Киносъемочный аппарат, содержащий наружный корпус и сменную кассету, объективодержатель g объективом, внутренний корпус, соединенный с наружным йбрпусом посредством виброизолирующих упругих элементов, а также закрепленные НИ внутреннем корпусе механизм прерыви- etoro движения кинопленки, обтюратор и Привод, отличающийся тем, что, с Щелью снижения уровня излучаемого аппа- jpTOM акустического шума путем повыше- Шя эффективности виброизоляции, на вдном из корпусов выполнены выступы полусферической формы, расположенные в местах соединения виброизолирующих упругих элементов с соответствующим корпусом, причем центр выступа размещен на оси упругого элемента, а радиус R Шступа соответствует соотношению (Ап/6) 2R (сп/2 Trfm), где Ал - длина изгибной волны в соответствующем корпусе, сп - скорость распространения продольной волны в соответствующем корпусе; fm - верхняя граничная частота рабочего диапазона частот аппарата.

полости цилиндра расположен-упругий виб- роизолирующий элемент, причем внутренний диаметр цилиндра равен диаметру виброизолирующего упругого элемента, а глубина hn полости цилиндра соответствует

соотношению hn hy/4, где hy - высота упругого элемента.