Шарнирная консоль для прибора для оптической съемки объектов
Изобретение относится к средствам для позиционирования и ориентации съемочного устройства, предназначенного для оптической съемки объекта, расположенного на опорной поверхности. Изобретение направлено на повышение удобства обслуживания при ориентации в заданном направлении. Этот результат обеспечивается за счет того, что шарнирная консоль, выполненная в виде двойной параллелограммной консоли, имеет основание, головку, шарнирную часть и две пары штанг, которые связывают основание и головку с шарнирной частью. Шарнирная консоль содержит закрепленный на головке с возможностью поворота вал, который находится в механическом активном соединении с одной из штанг, закрепленных с возможностью поворота на головке. Это активное соединение вызывает поворот вала относительно головки при повороте одной из штанг. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к шарнирной консоли для позиционирования и ориентации съемочного устройства для оптической съемки объекта относительно предусмотренной для объекта опорной поверхности, по меньшей мере, в одном рабочем положении и в одном транспортировочном положении согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Шарнирные консоли, выполненные в виде двойных консолей параллелограммного (пантографного) типа, уже давно известны и широко используются для различных приборов, например в настольных лампах, складных консолях для мониторов или поворотных консолях для телефонов. Тело, связанное с основанием через двойную консоль параллелограммного типа, например закрепленное на параллелограммной консоли осветительное устройство и ножка настольной лампы, имеют в различных положениях одну и ту же взаимную ориентацию.
Из документа DE 3822008 А1 известна двойная параллелограммная консоль, выполненная в виде поворотной консоли для телефона, в которой обе ветви параллелограммной консоли, например, посредством входящих в зацепление шестереночных сегментов механически связаны друг с другом. Тем самым обеспечивается одновременное поворотное перемещение обеих ветвей параллелограммной консоли.
Из документа US 4234150 известна подобная параллелограммная консоль, выполненная в виде руки манипулятора. При этом здесь предусмотрен приводной двигатель, посредством которого закрепленная с возможностью поворота на основании двойная параллелограммная консоль приводится в действие также с помощью входящих в зацепление шестереночных сегментов. Так как обе параллелограммные консоли имеют одинаковую длину консоли, свободный конец другой параллелограммной консоли может приводиться двигателем в движение вдоль прямой линии.
Кроме того, из документа DE 3638157 PS известен проектор отраженного света, проекционное устройство которого посредством двойной параллелограммной консоли удерживается, с одной стороны, в транспортировочном положении с прилеганием к опорной поверхности проектора отраженного света, а с другой стороны, в рабочем положении - на расстоянии от опорной поверхности. На участке соединения обеих ветвей параллелограммной консоли шестереночный механизм обусловливает одновременное перемещение ветвей параллелограммной консоли. За счет такой конструкции и ввиду одинаковой конструктивной длины обеих ветвей параллелограммной консоли проекционное устройство перемещается по перпендикуляру к опорной поверхности.
Также известны диапроекторы и приборы для оптической съемки объектов, устройство поворотного зеркала или съемочное устройство которых также посредством подобной двойной параллелограммной консоли удерживается в транспортировочном положении и в рабочем положении, а при необходимости и в других положениях относительно опорной поверхности.
Если некоторое тело удерживается посредством двойной параллелограммной консоли известным способом, то предусматриваемые конкретным применением положения этого тела не устанавливаются автоматически, а должны дополнительно регулироваться вручную. Такая дополнительная ручная регулировка общеизвестна, например для установки настольной лампы с двойной параллелограммной консолью. Та же проблема возникает в съемочных устройствах, которые ввиду их конструкции и габаритов должны иметь разную ориентацию относительно опорной поверхности в рабочем положении и, соответственно, в транспортировочном положении.
Если в рабочем положении устройства требуется иная ориентация по сравнению с ориентацией в транспортировочном положении, то устройство, закрепляемое съемным образом на двойной параллелограммной консоли, можно известным способом вручную установить согласно соответствующим требованиям. Установка вручную снижает, с одной стороны, удобство обслуживания, а с другой стороны, для достижения точной ориентации в заданном направлении требует многократных операций ориентации. Это приводит к временным затратам и часто является неудовлетворительным при использовании.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, свойственных предшествующему уровню техники. В частности, предлагается шарнирная консоль для позиционирования и ориентации съемочного устройства относительно основания, посредством которой съемочное устройство ориентируется различным образом по отношению к основанию, по меньшей мере, в двух различных заданных положениях консоли.
Указанная задача решается шарнирной консолью, в которой реализованы отличительные признаки независимого п.1 формулы изобретения.
Другие предпочтительные или альтернативные варианты выполнения или дальнейшего развития изобретения описаны признаками зависимых пунктов формулы изобретения.
Если в связи с изобретением речь идет о штангах (стержнях), то в самом широком смысле под ними должны пониматься выполненные удлиненными, по существу, жесткие тела. Такие штанги могут быть выполнены либо сплошными, либо иметь любой профиль. Профили штанг могут, например, выполняться таким образом, что параллельно ориентированные противолежащие штанги заходят друг в друга.
Соответствующая изобретению шарнирная консоль, как обычная двойная параллелограммная консоль, имеет часть - основание, часть - головку, шарнирную часть и две пары штанг, которые соединяют часть - основание и соответственно часть - головку с шарнирной частью. В противоположность уровню техники, соответствующая изобретению шарнирная консоль имеет вал, установленный с возможностью поворота в подшипниках в части - головке, который находится в механическом активном соединении, по меньшей мере, с одной из штанг, закрепленных поворотно на части - головке. Следствием этого активного соединения является вращение вала относительно части - головки при повороте штанги.
Под механическим активным соединением в смысле изобретения следует понимать, например, входящие в зацепление сегменты шестеренок, рычажные механизмы или связи посредством ременных или цепных передач.
В варианте осуществления изобретения предусматривается, что соответствующая изобретению шарнирная консоль снабжена, по меньшей мере, одним упруго пружинящим элементом, например спиральной, плоской или крутильной пружиной. Пружинящий элемент должен быть размещен на шарнирной консоли известным образом так, чтобы вследствие этого поворот штанг приводил к натяжению или отпусканию пружинящего элемента. Пружинящие элементы известным образом противодействуют весу удерживаемого съемочного устройства и шарнирной консоли.
Но также возможно предусмотреть пружинные усилия, превосходящие силы тяжести, чтобы воздействовать на самостоятельное принятие развернутого положения за счет шарнирной консоли. В этом случае в соответствии с изобретением предусматривается фиксирующий элемент, удерживающий шарнирную консоль в сложенном положении.
Кроме того, на шарнирной консоли может быть размещен, по меньшей мере, один, в частности, механический элемент торможения, который вызывает силы торможения, противодействующие повороту штанг. Во взаимосвязи с соответствующим выбором пружинящего элемента за счет этого могут создаваться соответствующие изобретению шарнирные консоли, которые удерживают съемочное устройство в пространстве не только в сложенном или развернутом положении, но и в любом промежуточном положении. Например, тем самым съемочные устройства можно устойчиво удерживать на минимальном расстоянии от основания, на котором устанавливается прибор. Это имеет преимущество, в частности, для объектов, также установленных на основании рядом с прибором. Так съемки сбоку, например, архитектурных моделей, мелких машин, аквариумов, химических испытательных установок и т.п. требуют использования ориентируемых и позиционируемых таким образом съемочных устройств.
Изобретение поясняется ниже более подробно на примере со ссылками на чертежи, где показано:
фиг.1 - прибор для оптической съемки объектов в транспортировочном положении, снабженный шарнирной консолью, соответствующей примеру выполнения изобретения, представленный на виде сбоку;
фиг.2 - частичный вид прибора по фиг.1 в рабочем положении с развернутой шарнирной консолью, представленный на виде сбоку;
фиг.3 - прибор по фиг.1 в рабочем положении с частично сложенной шарнирной консолью, показанный в пространственном представлении.
На фиг.1 показан прибор для оптической съемки объектов в транспортировочном положении с соответствующей изобретению шарнирной консолью 1, представленный на виде сбоку. При этом шарнирная консоль 1 занимает сложенное положение. Прибор имеет, наряду с шарнирной консолью 1, оптическое съемочное устройство 2 и осветительное устройство 16.
Представленная в сечении шарнирная консоль 1 выполнена самим по себе известным образом как двойная параллелограммная консоль и имеет часть 4 - основание, часть 7 - головку, шарнирную часть 10, две штанги 5, 6 со стороны основания и две штанги 8, 9 со стороны головки. При этом выполненные в данном случае с U-образным профилем штанги 5, 6 и 8, 9 соответственно со стороны основания и со стороны головки имеют на своих концах по одному отверстию. Одним концом штанги 5, 6 и 8, 9 соответственно со стороны основания и со стороны головки закреплены с возможностью поворота соответственно на части 4 - основании и на части 7 - головке крепежными болтами, которые вставлены в отверстия. Другим концом ориентированные параллельно друг другу штанги 5, 6 и 8, 9 соответственно со стороны основания и со стороны головки также закреплены болтами с возможностью поворота на шарнирной части 10.
Часть 4 - основание выполнено в данном случае заодно с основным корпусом 19. Обращенная к шарнирной консоли 1 сторона основного корпуса 19 снабжена опорной поверхностью 3, на которой может размещаться объект, подлежащий съемке оптическим съемочным устройством 2. Разумеется, также можно выполнить часть основания и основной корпус из отдельных деталей и соединить друг с другом или снабдить третью деталь опорной поверхностью и соотнести эту деталь с основным корпусом.
Шарнирная часть 10 наряду с крепежными болтами для крепления с возможностью поворота штанг 5, 6 и 8, 9 соответственно со стороны основания и со стороны головки имеет два дополнительных болта для установки двух шестеренок 20. Последние находятся в зацеплении соответственно с шестереночным сегментом 21 со стороны шарнира, размещенным на обращенном к шарниру конце штанги 5 со стороны основания или соответственно штанги 9 со стороны головки, и образуют тем самым механическое активное соединение. Это соединение обусловливает известным образом одновременный поворот штанг 5, 6 и 8, 9 соответственно со стороны основания и со стороны головки. Шарнирная часть 10 в данном случае к тому же снабжена рукояткой 15, на которую можно воздействовать усилиями от руки, посредством чего шарнирная консоль 1 переводится из одного положения в другое.
В соответствии с изобретением часть 7 - головка имеет вал 11, который находится в механическом активном соединении с одной из штанг 8, 9 со стороны головки. Здесь активное соединение образовано размещенным коаксиально на валу 11 первым шестереночным сегментом 12, который входит в зацепление со вторым шестереночным сегментом 13. Последний размещен на обращенном к головке конце штанги 9 со стороны головки. В принципе мог бы также еще третий шестереночный сегмент располагаться на обращенном к головке конце другой штанги 8 со стороны головки и также входить в зацепление с первым шестереночным сегментом 12. Если теперь шарнирная консоль 1 из сложенного положения переводится в другое положение, то снабженная вторым шестереночным сегментом 13 штанга 9 со стороны головки поворачивается относительно части 7 - головки. За счет входящих в зацепление друг с другом зубчатых венцов первого и второго шестереночных сегментов 12 и 13 в соответствии с изобретением вал 11, и тем самым связанное с валом 11 съемочное устройство 2, поворачивается относительно части 7 - головки. Самим по себе известным образом при данном типе активного соединения за счет соответствующего выполнения обоих шестереночных сегментов 12, 13 может устанавливаться диапазон поворота вала 11 в зависимости от диапазона поворота штанг 8, 9 со стороны головки.
В данном примере выполнения оптическое съемочное устройство 2 прибора фиксируется на валу 11 посредством не показанного на фиг.1 элемента фиксации, как более подробно описано ниже. Съемочное устройство 2 для оптической съемки объектов снабжено в данном случае цифровой камерой, объектив которой схематично изображен посредством линзы 17 объектива и имеет оптическую ось 18. Посредством цифровой камеры снимки объектов преобразуются в электрические сигналы.
Посредством шарнирной консоли 1 выполненное в данном случае удлиненным съемочное устройство 2 в транспортировочном положении удерживается по своей длине прилегающим к опорной поверхности 3. При этом оптическая ось 18 ориентирована параллельно опорной поверхности 3. Осветительное устройство 16 также посредством шарнирной консоли 1 удерживается прилегающим к части 4 - основанию, ориентированным параллельно опорной поверхности 3. Осветительное устройство 16 также закреплено с фиксацией непосредственно на части 7 - головке.
Ввиду различающейся конструктивной длины штанг 5, 6 и 8, 9 соответственно со стороны основания и со стороны головки ни съемочное устройство 2, ни осветительное устройство 16, ни шарнирная консоль 1 не выходят за край основного корпуса 19. В комбинации с ориентацией съемочного устройства 2 и осветительного устройства 16 прибор имеет в транспортировочном положении, как очевидно из фиг.1, чрезвычайно компактные габариты.
На фиг.2 показан частичный вид прибора для оптической съемки по фиг.1, включающий съемочное устройство 2, осветительное устройство 16 и часть шарнирной консоли 1. В противоположность фиг.1, здесь прибор показан в рабочем положении. При этом шарнирная консоль 1 принимает предпочтительно развернутое положение. Однако, как видно из фиг.3, прибор может принимать рабочее положение, являющееся промежуточным между сложенным положением и развернутым положением шарнирной консоли.
При переходе прибора от показанного на фиг.1 транспортировочного положения в показанное на фиг.2 рабочее положение в данном примере выполнения штанга 9 со стороны головки повернута относительно части 7 - головки на 90° по часовой стрелке. Так как входящие в зацепление шестереночные сегменты 12 и 13 имеют одинаковый радиус, вал 11 поворачивается относительно части 7 - головки против часовой стрелки тоже на 90°. Закрепленное с фиксацией на валу 11 съемочное устройство 2 тем самым поворачивается также на 90° против часовой стрелки. Оптическая ось 18 направлена теперь под прямым углом относительно не показанной на фиг.2 опорной поверхности 3, а именно, по существу, относительно ее центра. Тем самым съемочное устройство 2 ориентировано подходящим образом для оптической съемки объекта, расположенного на опорной поверхности 3.
Посредством вала 11 и реализованного с помощью шестереночных сегментов 12 и 13 механического активного соединения между валом 11 и штангой 9 со стороны головки в этом примере выполнения съемочное устройство 2 в соответствии с изобретением ориентируется различным образом, в зависимости от установки, с одной стороны, соответственно требованиям показанного на фиг.1 транспортировочного положения и, с другой стороны, соответственно требованиям показанного на фиг.2 рабочего положения прибора.
В противоположность этому, осветительное устройство 16 закреплено с фиксацией не на валу 11, а на части 7 - головке, например, посредством обоймы, охватывающей часть 7 - головку, снабженной элементом фиксации. Тем самым, известным образом ориентация осветительного устройства 16 при переходе из транспортировочного положения в рабочее положение по отношению к не показанной на фиг.2 части 4 - основанию остается неизменной. Если для съемки расположенного на опорной поверхности объекта необходимо дополнительное освещение, то осветительное устройство 16 уже ориентировано подходящим для этого образом.
На фиг.3 прибор, показанный на фиг.1, изображен в пространственном представлении. В противоположность фиг.1, здесь прибор показан в рабочем положении, при котором шарнирная консоль занимает промежуточное положение между сложенным положением и развернутым положением. Посредством не показанных на фиг.3 пружинящих или тормозящих элементов шарнирной консоли съемочное устройство 2 может удерживаться на различных расстояниях от основания 22, на котором установлен прибор. В положении прибора, показанном на фиг.3, могут происходить оптические съемки, например, не показанной на фиг.3 архитектурной модели, помещенной на основание 22, перед линзой 17 объектива. В зависимости от специальных требований подобного применения в данном случае может потребоваться, чтобы оптическая ось 18 была ориентирована параллельно основанию 22. Также может потребоваться, чтобы осветительное устройство 16 ориентировалось уже не относительно опорной поверхности 3, а относительно снимаемого объекта. За счет приложения сил, проиллюстрированных на фиг.3 двумя стрелками, действующих на съемочное устройство 2 или на осветительное устройство 16, эти устройства могут быть высвобождены из соответствующего средства фиксации и установлены с ориентацией, соответствующей конкретным требованиям.
Также могут быть предусмотрены дополнительные положения фиксации. Дополнительное положение фиксации, которое ориентирует съемочное устройство 2 в развернутом состоянии шарнирной консоли точно на не показанную на чертеже область задней подсветки диапозитива, было бы полезным, например, при более частых съемках диапозитивов.
Подобная область диапозитива описана в совместно поданной заявке Германии того же заявителя с той же датой подачи на "Опорную поверхность прибора для оптической съемки объектов".
1. Шарнирная консоль (1) для позиционирования и ориентации съемочного устройства (2) для оптической съемки объекта относительно предусмотренной для объекта опорной поверхности (3), по меньшей мере, в одном транспортировочном положении и в одном рабочем положении, содержащая часть (4) - основание, на котором одним концом закреплены с возможностью поворота две параллельно ориентированные штанги (5, 6) со стороны основания, часть (7) - головку, на которой одним концом закреплены с возможностью поворота две параллельно ориентированные штанги (8, 9) со стороны головки, и шарнирную часть (10), с которой другим концом связаны с возможностью поворота две штанги (5, 6) со стороны основания и две штанги (8, 9) со стороны головки, отличающаяся тем, что часть (7) - головка имеет, по меньшей мере, один поворотный относительно нее, связанный со съемочным устройством (2) вал (11), причем предусмотрено механическое активное соединение между валом (11) и, по меньшей мере, одной из штанг (9) со стороны головки, выполненное таким образом, что съемочное устройство (2) при переходе в рабочее положение для оптической съемки объекта ориентируется на опорную поверхность (3), причем поворот штанги (8, 9) со стороны головки относительно части (7) - головки обусловливает поворот вала (11) относительно части (7) - головки и, по меньшей мере, одной штанги (9) со стороны головки.
2. Шарнирная консоль (1) по п.1, отличающаяся тем, что механическое активное соединение осуществляется через входящие во взаимное зацепление шестереночные сегменты (12, 13), из которых первый связан с валом (11), а, по меньшей мере, второй связан с одной из штанг (8, 9) со стороны головки.
3. Шарнирная консоль (1) по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из штанг (5, 6) со стороны основания и, по меньшей мере, одна из штанг (8, 9) со стороны головки находятся в механическом активном соединении, которое при перемещении штанги (5) со стороны основания относительно шарнирной части (10) обусловливает перемещение относительно нее штанги (9) со стороны головки.
4. Шарнирная консоль (1) по п.1, отличающаяся тем, что шарнирная консоль (1) имеет, по меньшей мере, один размещенный, в частности, между штангами (5, 6) со стороны основания или штангами (8, 9) со стороны головки упругопружинящий элемент, причем этот элемент при повороте штанг натягивается или отпускается.
5. Шарнирная консоль (1) по п.3, отличающаяся тем, что шарнирная консоль (1) имеет, по меньшей мере, один размещенный, в частности, между штангами (5, 6) со стороны основания и частью (4) основания элемент торможения, который вызывает фрикционные усилия, противодействующие повороту штанг.
6. Шарнирная консоль (1) по п.3, отличающаяся тем, что на шарнирной консоли (1) предусмотрен фиксатор, посредством которого шарнирная консоль (1) фиксируется в заданном положении.
7. Шарнирная консоль (1) по п.3, отличающаяся тем, что шарнирная часть (10) снабжена рукояткой (15).
8. Шарнирная консоль (1) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что часть (4) - основание жестко связана с опорной поверхностью (3) косвенным или непосредственным образом и вал (11) связан с оптическим съемочным устройством (2) разъемным образом с возможностью фиксации.
9. Шарнирная консоль (1) по п.8, отличающаяся тем, что вал (11) при переходе из транспортировочного положения в рабочее положение шарнирной консоли (1) поворачивается на одну четверть оборота относительно части (7) - головки.
10. Шарнирная консоль (1) по п.8, отличающаяся тем, что на части (7) - головке разъемно закреплено осветительное устройство (16).
