用于支承并调整光学或电子装置位置的头部组件的制作方法_3

文档序号:9620583阅读:来源:国知局
及图2b所示的两个位置。随着主体4在任何所需位置上的调整,转动调节螺栓24将两个被狭缝23分开的主体部分推离彼此,并稍微打开主体部分将插入件26的两部分压在壳体3的圆柱腔上,从而主体的位置得得以固定。沿着另一方向转动调节螺栓24可以松动该固定位置,因此通过该操作实现精细、精确的位置调整。
[0061]如果想沿着垂直于前述位置的方向、即围绕垂直于图2c和图2d平面延伸的管子25的轴线转动主体,那么插入件26的圆柱形内表面29也会方便此转动操作。如图2c和图2d所示,位于两个不同角度位置上的主体4沿着箭头33、箭头34指示方向转动。主体4的下边缘紧靠壳体3的上缘后才能进行自由转动。在该操作过程中,该转动角度范围足以实现更高的可调整性。由于两个被压分开的主体部分将管子25的位置固定在插入件26内,而且插入件26的位置也被固定在壳体3的空腔内,所以通过调节螺栓24可以在已调整的位置上再一次固定主体4。
[0062]根据上述实施例,我们可以这样理解,能通过围绕水平轴及垂直轴的转动来对主体4的位置及托住摄像机的上支撑8的位置进行二自由度调整,假如壳体3的位置已经预先固定在外壳1中,那么优选为所需的水平位置。与现有常规解决方案不同的是,可以通过一个单一的调整元件、即调节螺栓24来固定或松动主体4及头部组件10。可以通过所述壳体3的位置调节来实现水平方向和垂直方向上的轴线定位。
[0063]如果为实现任何方向上的定位对摄像机进行的是三自由度调整而非二自由度调整,那么通过紧固调节螺栓24将主体4固定到壳体3上就可以实现调整,松开下调节螺栓16后,通过实现三自由度调整的常规球形连接可以将壳体3定位在外壳1内。也就是说摄像机垂直位置的调整是可以实现的,如图4所示。
[0064]只要将主体4固定于壳体3上而非外壳1上,就可实现上文所述的操作和分开两种功能,因此,主体4及壳体3相对位置的可调整性不会影响到外壳1和壳体3之间的相对位置。
[0065]图8所示的实施例不同于图1所示的实施例,图8中壳体3只是一部分球体且并不包括图1所示的下球形部分。在此实施例中,重量和制造成本都降低了,但壳体3的调节范围减小得并不明显。
[0066]如图9-图11所示的另一优选实施例,展示了主体4及壳体3之间的连接方式。不同之处在于,主体4的下部由利用一对相对定位的平行平面36用作部分表面的球体35构成,平面36具有各自的圆形轮廓线。在球体36及其他主体部位、即在颈部和上支撑8中,形成有类似的间隙23,被间隙23分开的主体部分也通过调节螺栓24来进行调节。图11较小比例地显示了容置有球体35的插入件37的透视图;插入件37由一种微弹性塑料材料制成,其设有两个膨胀用插槽38,插入件37具有设置于圆柱腔的圆柱形外表面,圆柱腔具有位于壳体3中的垂直轴。所插入件37的内腔基本为一球形壳并与球体35的外表面相配合,赤道位于中心区域,即其上下开口的直径小于最大内径。所述壳体内表面的进一步特征在于还包括一对相对定位的平面39,平面39的大小和间距与球体35上的平面36相对应。
[0067]当把间隙38稍微打开时且当平面36与插入件37内部的平面39相匹配时,施加推力可以将所述球体35插入到插入件37的内部,然后随插入件37的相似转动,球体绕其垂直轴旋转。然后主体4与容置有球体35的插入件37 —起插入壳体3的圆柱腔。将该组件的位置固定,防止以类似于图1所示的方式被挡圈环和柔性垫圈拉出。
[0068]当我们想绕垂直轴19转动主体4时,如前项所述,插入件37可以在壳体3圆柱形腔的内部自由转动。正如前述实施例,稍微移动两主体部分就可固定该位置。当需要绕水平轴40转动时,由于壳体3的圆柱腔及其匹配的圆柱形外表面阻止位移,所以可以将插入件37保持在其位置上,反之两球体可以绕水平轴40自由转动。通过球体35的平面36与插入件37的平面39之间的配合连接,防止沿着另一方向的转动。
[0069]通过调节螺栓24推动两主体部分相互分开以固定调整后的位置。如果释放压力,通过调节螺栓24可以实现松动。
[0070]图12展示了第四实例,围绕两相互垂直的轴线转动主体4。此实施例类似于前述实例,在该实施例中,主体4的下部由球体41构成,其中球体的平面沿赤道设有通孔,从而使该通孔的轴线位于赤道平面内。在该实施例中,狭槽23沿着稍微倾斜的方向延伸、不贯穿上述通孔且终止于位于较大孔42中的主体的下部。类似于前述实例,在壳体3中,圆柱形空腔中设置有垂直轴19,与先前实施例的设计及位置固定一样,其中的插入件43优选由塑料材料制成并可以安装在空腔中。在插入件43的内部设置有球形空腔,因此与先前实施例区别在于,不存在平面39,即:球面不会被任何平面破坏。同时,在球体41中部通孔的延伸方向上,于插入件43的壁上设有一对相似的孔。由于插入件43的开口小于球体41的直径,插入件43球体41的插入需要在插入件43的材料中设置间隙方便其过渡弹性膨胀、从而插入球体41。
[0071]轴件44穿过球体41及插入件43壁上的通孔,其采用的位置如图12所示。该组件应按以下顺序进行组装:首先,按照所述方式将球体41插进插入件43使该两部分上设置的孔的轴线位于同一直线上,然后当壳体尚未插入外壳1时,通过壳体3壳壁上设置的孔45将该轴件插入所述孔中。在轴件44的两端分别设置各自的导向销46、47。随着在轴件44的插入,可以通过适当的固定元件将轴件44固定在孔45中。
[0072]在壳体3的内腔中,球体41的最大直径的顶点位置处设有内圆槽,其宽度对应于导向销46、47的直径。
[0073]通过该孔和孔中的轴件44,所述组件可以绕水平轴自动倾斜(转动)。当需要绕垂直轴19转动时,导向销46、47可以沿着或围绕壳体3的圆形槽自由移动。
[0074]如果被间隙23分开的球体41各部分通过调节螺栓24被压离彼此,插入件43会被压在壳体3空腔的内壁上以保持组件位于已调整好的位置上。该压力还会防止绕水平轴的旋转或位移,从而将主体4保持在预先调整好的位置上。
[0075]根据本发明的第五实施例所述的头部组件请参考图13-图17。将所述主体4与前述实施例的设计非常相似,即:下主体部分5为球体51,与球体41的区别在于球体50不设槽通孔、但设有相对其中心垂直平面对称的、宽度长度已定的凹槽51,凹槽51在预定的角度范围延伸。图3中沿着垂直于平面图的方向可以看到凹槽51,而图14显示了其侧面视图,当绕水平轴52转动凹槽51时,凹槽51用于在垂直平面上保持并引导主体4 (见图14)。
[0076]球体50被插入件53包围,其在设计上类似于前述实施例的插入件,即插入件53具有圆柱形外表面并插装在具有竖轴19的壳体3的圆柱形空腔内,并且插入件53设有与球体50大小相配的球形空腔。正如前述实施例的情况下,间隙54的设置方便了在插入件53空腔中的球体50的插入(见图15)。将前述圆柱形孔内的壳体3的内腔设计成弧形,该弧形从不与插入圆柱形腔体的球体50相匹配,同时,如部分放大详图17所示,壳体3的底部设有向上伸出的圆柱销55,其上端延伸并设于凹槽51的内部。通过由塑料材料制成的、基本为矩形的导向元件56,实现导向销55沿凹槽51的精确导向,导向元件56包括容置导向销55的通孔。如放大图16、17所示,导向元件56准确地装在凹槽51中,当相对于固定壳体3移动球体50及其凹槽51且将导向销固定于壳体3上时,导向元件56沿着凹槽51滑动。
[0077]图13至图17所示的实施例的组件优选按照以下顺序进行组装。如前文所述,在外壳中进行所述壳体3的插入、调平和固定。然后,用力将插入件53装在主体4的球体50上,将导向元件56定位在导向销55上,以使其纵向方向与凹槽51的方向重合。尤其注意的是,将主体4和插入件53设置并插入壳体3的空腔中,以将销55及其导向元件56插装于凹槽51中。
[0078]图13及图14示出了围绕垂直轴19和水平轴52进行的转动。借助于球体50与插入件53之间的连接以及插入件53与壳体3圆柱形空腔之间的圆柱形连接,任何时候都可以绕垂直轴19转动主体。而且,在此实施例中,甚至不需要在壳体3的空腔中转动插入件53。连接销51与凹槽55在主体4任何位置上相连以便围绕垂直轴19进行的转动,所以,沿图13所示双箭头57指示的方向可以在任何角度位置上转动主体5。图14示出了围绕水平轴12进行的转动。在此情况下,沿箭头58指示的方向进行的转动受凹槽51的长度限制。在此转动过程中,导向元件56沿凹槽51滑动并确保主体4在垂直平面上移动。
[0079]在任一前述实施例中,因为当主体的两个部分被压开时,球体50会被压进插入件53
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