一種便攜式攝像機(jī)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)

劉勁松

（襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車(chē)工程學(xué)院，湖北襄陽(yáng)441050）

0 引言

現(xiàn)在很多人購(gòu)買(mǎi)有攝像機(jī)，可以拍攝視頻短片，為了提高拍攝效果，片中有時(shí)需要運(yùn)用移動(dòng)鏡頭，但現(xiàn)有的攝像機(jī)三角架，只能定點(diǎn)拍攝，不能移動(dòng)拍攝，必須再增加相應(yīng)的輔助裝置即能直線移動(dòng)的導(dǎo)軌，使三角架裝在導(dǎo)軌上進(jìn)行長(zhǎng)距離直線移動(dòng)，從而達(dá)到更好的拍攝效果。而目前市場(chǎng)上很少有便攜式導(dǎo)軌銷(xiāo)售，只有一些價(jià)格較貴的兩側(cè)導(dǎo)軌連在一起的重量較大的、加工制做較難的短距離移動(dòng)導(dǎo)軌，為了改進(jìn)這些不足，設(shè)計(jì)制作了一種能夠長(zhǎng)距離移動(dòng)的、兩側(cè)導(dǎo)軌獨(dú)立的、加工制作簡(jiǎn)單的重量輕、攜帶方便、經(jīng)濟(jì)適用的導(dǎo)軌，且導(dǎo)軌根據(jù)需要加上相應(yīng)配件，且可延長(zhǎng)，移動(dòng)時(shí)無(wú)噪聲，整個(gè)裝置重量輕，便于攜帶。

本文以常用的佳能5D2型號(hào)攝像機(jī)為例，進(jìn)行了便攜式攝像機(jī)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)。

首先對(duì)導(dǎo)軌工作情況進(jìn)行分析，需要滿(mǎn)足以下要求：

1）移動(dòng)導(dǎo)軌要長(zhǎng)，根據(jù)拍攝需要，長(zhǎng)度在6m左右，且能組合和便于拆卸；

2）攝像機(jī)三角架要固定在移動(dòng)導(dǎo)軌的動(dòng)導(dǎo)軌上，移動(dòng)時(shí)無(wú)噪音；

3）整個(gè)裝置重量要輕，要便于攜帶。

圖1 便攜式攝像機(jī)導(dǎo)軌實(shí)物圖

1 整體結(jié)構(gòu)和主要部件設(shè)計(jì)及計(jì)算

1.1 整體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)導(dǎo)軌工作要求，設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)如實(shí)物圖1和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2所示，主要由支承導(dǎo)軌、滑架組成。

圖2 攝像機(jī)導(dǎo)軌總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2所示，滑架中滾輪5是主要組件，為了減少噪聲，采用定向膠輪。

與滾輪配合的支承柱面采用圓管料制作，兩側(cè)兩個(gè)滾輪成一定角度90°在圓管4外圓面上滑動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪聲。且管料采用不銹鋼圓管料，重量輕，便于攜帶，也不用額外加工。支承導(dǎo)軌的每個(gè)支座采用3塊不銹鋼方管料焊接，將圖2中2塊支撐塊1和1塊方管2焊接而成。

1.2 主要部件設(shè)計(jì)

1）支承導(dǎo)軌設(shè)計(jì)。支承導(dǎo)軌主要由圓管、支座組成?？紤]整個(gè)裝置要輕，導(dǎo)軌兩側(cè)采用不銹鋼圓管料，每側(cè)由4節(jié)組合而成，1.5 m/節(jié)，支承導(dǎo)軌的支座采用不銹鋼方管料焊接。導(dǎo)軌和兩端的支承支座用螺栓固定連接。為便于拆卸和組裝，導(dǎo)軌和里端的支承支座用固定在支座上的螺栓上端的外圓和導(dǎo)軌管料上加工相應(yīng)銷(xiāo)孔配合形成活動(dòng)連接，如圖3所示。

圖3 支承導(dǎo)軌示意圖

圖4 滑架示意圖

2）滑架設(shè)計(jì)?；苤饕蓾L輪1、角鋼 2、連接塊 3、矩形框4組成，該部分如圖4所示。

滑架中滾輪采用定向膠輪4組，共8個(gè)。根據(jù)需要在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)件。

與滾輪相連的固定三角架的矩形框采用不銹鋼方管料焊接，因不銹鋼管料不容易焊接，采用氬弧焊焊接。

滾輪與矩形框的連接步驟為：（1）先將角鐵與連接塊焊接，即將連接塊上的90°V形槽和角鐵90°相配，進(jìn)行焊接；（2）接著將滾輪與角鐵通過(guò)螺栓連接，注意一組滾輪方向相對(duì)，成90°；（3）最后將矩形框與焊接后的連接塊用螺栓連接，控制導(dǎo)軌一側(cè)兩連接塊上V形槽距離和左、右兩側(cè)導(dǎo)軌中心距尺寸。

1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程中主要零件尺寸計(jì)算

圖5 滾輪尺寸示意圖

主要通過(guò)控制導(dǎo)軌一側(cè)兩連接塊V形槽距離，控制兩滾輪距離，使兩輪在圓管外圓柱面上，與外圓面相切，且相距一定距離。

此導(dǎo)軌圓管外圓為φ28，滾輪寬度為20 mm，滾輪寬度中心至V形槽交點(diǎn)距離為30 mm，滾輪其它各處尺寸如圖5所示。

圖6 主要尺寸計(jì)算示意圖

1）兩輪間距計(jì)算。

如圖6所示，因：FO=管半徑，F(xiàn)M=輪寬度的一半。

故兩輪間距：2MN=2（HO-FQ）=2×（FOcos45°-FMcos45°）=2（14cos45°-10cos45°）=2 ×2.83=5.66。

2）兩連接塊上的V形槽距離：

DE=CO-AD=（68+3.5+14）×cos45°-30×cos45°=39.24。3）左、右側(cè)導(dǎo)軌中心距尺寸。

左、右側(cè)導(dǎo)軌中心距=矩形框長(zhǎng)度-2×（兩連接塊V形槽距離）-2×（最左端V形槽距矩形框左邊距）。

此左、右側(cè)導(dǎo)軌中心距尺寸計(jì)算為547.52 mm。

2 具體操作

使用前進(jìn)行如下操作：

1）導(dǎo)軌裝配。一是把兩端長(zhǎng)圓管和兩端的支承底座用M8螺栓相連接；二是把中間長(zhǎng)圓管和中間的支承底座用連接套和帶圓柱銷(xiāo)的M8螺栓相連接，其連接過(guò)程：先把已連接好的兩端的支承底座、長(zhǎng)圓管、未聯(lián)接的中間支承底座和中間的各個(gè)長(zhǎng)圓管在地面上擺放好，用連接套靠其兩端外圓和相聯(lián)的長(zhǎng)圓管的孔相配合方式把中間長(zhǎng)圓管聯(lián)接好，再將中間支承底座裝在連接套正下方，聯(lián)接時(shí)中間支承底座上裝的M8螺栓上的圓柱銷(xiāo)正好插入連接套孔中，調(diào)整連接套上孔的方向，使中間支承底座方向和兩端支承底座方向一致，讓聯(lián)接后的各個(gè)長(zhǎng)圓管中心線在一條直線上。

2）滑架裝配。先把連接塊和角鋼通過(guò)V形槽相配焊接好，再把滾輪用M6螺栓在角鋼上聯(lián)接好，最后把它們裝在矩形框下面，調(diào)整好兩滾輪間距離，使它們和長(zhǎng)圓管兩側(cè)相切，有一定接觸面積。調(diào)整好左、右列導(dǎo)軌中心距，使其中心和矩形框中心重合。

3）調(diào)整左、右側(cè)導(dǎo)軌中心距。將裝好滾輪的矩形框放在兩側(cè)導(dǎo)軌上，使其中心和矩形框中心重合，矩形框下面兩側(cè)滑輪共8個(gè)在導(dǎo)軌上面滑動(dòng)。

4）三角架裝配。將三角架放在矩形框，按開(kāi)口大小，在開(kāi)口最大位置配鉆一組（3個(gè)）安裝孔，其它位置配鉆3組（9個(gè)）安裝孔，供拍攝時(shí)調(diào)整三角架用。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，攝像機(jī)導(dǎo)軌制作后使用方便，攝像機(jī)三角架裝在上面可隨意滑動(dòng)，無(wú)噪聲，性能可靠，導(dǎo)軌長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，可以拆卸，重量輕，使用方便，一個(gè)人可以輕松提起，經(jīng)濟(jì)適用，效果好，適合網(wǎng)絡(luò)視頻、家庭攝像中移動(dòng)鏡頭的拍攝。

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