专利名称：高极限转速的超高速摄影仪转镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及超高速摄影仪，更具体地说，涉及一种超高速摄影仪中极限转速高的转镜。
背景技术：
转镜是超高速摄影机中光学系统里重要的光学元件，它需要保证镜面有高的反射率、高的光洁度。同时转镜在超高速摄影机工作时处于高速旋转状态，这就要求它要有足够的强度和刚度。因此高速摄像机中的转镜不仅要有良好的光学性能，还须有良好的机械性能。转镜的机械性能对其光学性能又产生直接影响，而且这种影响是通过转速施加的。对于分幅式摄影仪而言，转镜的转速影响摄影仪的摄影频率，而在高转速下的强度又直接影响到转镜转速的上限。
在超高速摄影仪中，转镜转速通常在15～120×104转/分的范围内。在这样高的转速下，转镜内部的应力既与转镜的结构有关又与转镜材料的物理性质有关。金属铍制成的转镜的机械性能较好，但铍的价格昂贵、资源稀缺，且有毒性。铝合金制成的转镜价格低廉，且铝合金资源充足、对人和环境无害，因此在一些摄影仪中开始使用铝合金转镜。
现有转镜镜体的截面为正三角形，其中心位置开有轴孔，轴孔中设有转轴。在高速旋转的转镜中，镜体内部受到的应力是由远离旋转轴线的材料体积和密度的差异引起的。这部分材料的体积越大，距轴线越远，则镜体内部受到的应力就越大，并且镜体受力最大处通常是位于距轴线最近处。由于镜体中心位置开有轴孔，使得镜体内部的应力加大，整个转镜强度极大地被削弱，从而限制了转镜转速上限的进一步提高，影响到超高速摄影仪的时间分辨率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，构造一种内部应力小、强度增强的高极限转速的超高速摄影仪转镜。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种高极限转速的超高速摄影仪转镜，包括镜体和两个轴套，所述镜体为实心，其两端分别向外延伸出中心线与所述镜体旋转轴线重合的柱体；所述两个轴套的一端均设有分别与所述镜体两端的柱体相匹配的套筒，所述套筒内孔的中心线与所述镜体旋转轴线重合。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述柱体为实心。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述柱体垂直所述镜体的端面，与镜体端面相交处用圆弧过渡。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述镜体两端的柱体分别与两个轴套的套筒过盈配合。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述柱体为圆柱或正多边形或异形柱体，所述轴套套筒的内孔与所述柱体的形状相匹配。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述镜体为正三棱柱体。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述镜体为铝合金或金属铍或钢材料制成。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述轴套的另一端设置为中心线与所述镜体旋转轴线重合的阶梯轴。
在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述轴套的套筒与所述阶梯轴在连接处设置为圆弧过渡。
由于将镜体两端延伸出来的柱体设置在所述轴套的套筒中，避免了在镜体中心开设中心孔，使得镜体在超高速运转中的内部应力大幅减小，从而提高了整个转镜的强度，提高了转镜的极限转速。
采用本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，通过结构的改变解决了原有转镜极限转速太低的问题。在超高速运转中，本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜可使镜体的内部应力减小到原来的三分之一，比现有铝合金转镜极限转速高70％，比现有铍转镜极限转速高50％，从而改变了本领域技术人员原来通过材料替换才能提高转镜极限转速的偏见，降低了整个设备的生产成本，促进了超高速摄影仪的进一步发展。
另外，本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜的总体结构和安装方法与现有转镜相同，从而不用对设备的其它零部件作任何改动就可使用这种高强度、高极限转速的转镜。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜的结构图；图2是本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜的轴向视图；图3是本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜的轴向剖视图；图4是本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜的轴套的截面示意图；图5是本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜的轴套的转镜的结构示意图。
具体实施例方式
如图1、2、3、4、5所示，在本发明所述高极限转速的超高速摄影仪转镜优选实施例中，包括镜体1和两个轴套2。所述镜体1与现有转镜镜体的总体外形和尺寸相同，使其不用对超高速摄影仪作任何改动就可使用这种转镜，具有很好的通配性。本优选实施例优选所述镜体1为正三棱柱形。所述镜体1优选为价格低廉的铝合金材料制成，也可选用金属铍或钢制成。
所述镜体1的两端面3分别向外延伸设有柱体6，所述柱体6的截面可以是圆形，也可以是正多边形或异形。该柱体6优选地垂直于所述镜体的端面3，其中心线与所述镜体1的中心旋转轴线重合。
所述两个轴套2一端设有套筒8，该套筒8的内孔11形状与柱体6相匹配。另一端为台阶轴，由两个阶梯实心圆柱4和5形成，该台阶轴与所述内孔13同心。所述套筒8优选为环形套筒。
所述环状轴2的套筒8与阶梯轴4相交处采用圆弧10过渡，以避免应力集中。
所述镜体1的两个柱体6分别插入两个轴套2的内孔11中，所述柱体6与内孔11优选地以过盈配合方式连接在一起，并使内孔11的内端面7与柱体6的端面有一段距离，以避免轴向压力对镜体镜面的影响。并且，套筒8的端面9与镜体1的端面3贴紧，并对应所述圆弧12处设有倒角。所述套筒8的中心线与所述镜体1的中心旋转轴线重合。所述轴套2优选地使用钢制造。
上述优选实施例所述的高极限转速的超高速摄影仪转镜，由于设置将柱体6设置在镜体1两端延伸出来，并与轴套2的内孔11相配合，避免了在镜体1中心开设轴孔，使得镜体1在超高速运转中的内部应力减小到原来的三分之一，从而提高了整个转镜的强度，其极限转速比现有铝合金转镜极限转速高70％，比铍转镜极限转速高50％。
在上述优选实施例中，设置所述柱体6外侧的柱面与所述镜体端面3相交处优选地以圆弧12过度，以减小此处应力集中。
在上述实施例中，所述轴套2上套筒8的内孔11优选为圆形孔，也可以是三角形孔或正多边形孔或异形孔。此时，所述柱体6也设置为与所述内孔13相匹配的形状，从而使得柱体6和套筒8紧密地连接在一起。
在上述优选实施例所述高极限转速的超高速摄影仪转镜中，所述柱体6和轴套2两端的套筒8的配合结构，本领域普通技术人员还可以找到许多可替换的实施方案、结构变形，这些替换的实施例和结构变形均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高极限转速的超高速摄影仪转镜，包括镜体和两个轴套，其特征在于，所述镜体为实心，其两端分别向外延伸出中心线与所述镜体旋转轴线重合的柱体；所述两个轴套的一端均设有分别与所述镜体两端的柱体相匹配的套筒，所述套筒内孔的中心线与所述镜体旋转轴线重合。
2.根据权利要求1所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述柱体为实心。
3.根据权利要求2所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述柱体垂直所述镜体的端面，与镜体端面相交处用圆弧过渡。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述镜体两端的柱体分别与两个轴套的套筒过盈配合。
5.根据权利要求1-3中任一项所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述柱体为圆柱或正多边形或异形柱体，所述轴套套筒的内孔与所述柱体的形状相匹配。
6.根据权利要求1-3中任一项所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述镜体为正三棱柱体。
7.根据权利要求1-3中任一项所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述镜体为铝合金或金属铍或钢材料制成。
8.根据权利要求1所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述轴套的另一端设置为中心线与所述镜体旋转轴线重合的阶梯轴。
9.根据权利要求8所述高极限转速的超高速摄影仪转镜，其特征在于，所述轴套的套筒与所述阶梯轴在连接处设置为圆弧过渡。
全文摘要
本发明涉及一种高极限转速的超高速摄影仪转镜，包括镜体和两个轴套，所述镜体为实心，其两端分别向外延伸出中心线与所述镜体旋转轴线重合的柱体；所述两个轴套的一端均设有分别与所述镜体两端的柱体相匹配的套筒，所述套筒内孔的中心线与所述镜体旋转轴线重合。由于镜体中心部位没有轴孔，使其在超高速运转中，内部的应力减小到原来的三分之一，镜体强度增加，使得整个高极限转速的超高速摄影仪转镜的极限转速提高了70％。从而制造高极限转速的超高速摄影仪转镜时不局限于选用铍材料，还可以选用价格便宜的铝合金，促进了超高速摄影仪的进一步发展。
文档编号G03B39/00GK101034241SQ20061006330
公开日2007年9月12日 申请日期2006年10月24日 优先权日2006年10月24日
发明者李景镇, 黄虹宾, 龚向东, 何铁锋 申请人:深圳大学