一種便攜式攝像機導(dǎo)軌的設(shè)計

劉勁松

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

0 引言

現(xiàn)在很多人購買有攝像機，可以拍攝視頻短片，為了提高拍攝效果，片中有時需要運用移動鏡頭，但現(xiàn)有的攝像機三角架，只能定點拍攝，不能移動拍攝，必須再增加相應(yīng)的輔助裝置即能直線移動的導(dǎo)軌，使三角架裝在導(dǎo)軌上進行長距離直線移動，從而達到更好的拍攝效果。而目前市場上很少有便攜式導(dǎo)軌銷售，只有一些價格較貴的兩側(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導(dǎo)軌，為了改進這些不足，設(shè)計制作了一種能夠長距離移動的、兩側(cè)導(dǎo)軌獨立的、加工制作簡單的重量輕、攜帶方便、經(jīng)濟適用的導(dǎo)軌，且導(dǎo)軌根據(jù)需要加上相應(yīng)配件，且可延長，移動時無噪聲，整個裝置重量輕，便于攜帶。

本文以常用的佳能5D2型號攝像機為例，進行了便攜式攝像機導(dǎo)軌的設(shè)計。

首先對導(dǎo)軌工作情況進行分析，需要滿足以下要求：

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

2）攝像機三角架要固定在移動導(dǎo)軌的動導(dǎo)軌上，移動時無噪音；

3）整個裝置重量要輕，要便于攜帶。

圖1 便攜式攝像機導(dǎo)軌實物圖

1 整體結(jié)構(gòu)和主要部件設(shè)計及計算

1.1 整體方案設(shè)計

根據(jù)導(dǎo)軌工作要求，設(shè)計整體結(jié)構(gòu)如實物圖1和結(jié)構(gòu)簡圖2所示，主要由支承導(dǎo)軌、滑架組成。

圖2 攝像機導(dǎo)軌總體結(jié)構(gòu)簡圖

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)兩個滾輪成一定角度90°在圓管4外圓面上滑動，運行平穩(wěn)，無噪聲。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

1）支承導(dǎo)軌設(shè)計。支承導(dǎo)軌主要由圓管、支座組成?？紤]整個裝置要輕，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)銷孔配合形成活動連接，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?；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。根據(jù)需要在市場上購買標(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，進行焊接；（2）接著將滾輪與角鐵通過螺栓連接，注意一組滾輪方向相對，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)計過程中主要零件尺寸計算

圖5 滾輪尺寸示意圖

主要通過控制導(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 主要尺寸計算示意圖

1）兩輪間距計算。

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)軌中心距尺寸計算為547.52 mm。

2 具體操作

使用前進行如下操作：

1）導(dǎo)軌裝配。一是把兩端長圓管和兩端的支承底座用M8螺栓相連接；二是把中間長圓管和中間的支承底座用連接套和帶圓柱銷的M8螺栓相連接，其連接過程：先把已連接好的兩端的支承底座、長圓管、未聯(lián)接的中間支承底座和中間的各個長圓管在地面上擺放好，用連接套靠其兩端外圓和相聯(lián)的長圓管的孔相配合方式把中間長圓管聯(lián)接好，再將中間支承底座裝在連接套正下方，聯(lián)接時中間支承底座上裝的M8螺栓上的圓柱銷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)接后的各個長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個在導(dǎo)軌上面滑動。

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

3 結(jié)論

實踐證明，攝像機導(dǎo)軌制作后使用方便，攝像機三角架裝在上面可隨意滑動，無噪聲，性能可靠，導(dǎo)軌長度可以調(diào)節(jié)，可以拆卸，重量輕，使用方便，一個人可以輕松提起，經(jīng)濟適用，效果好，適合網(wǎng)絡(luò)視頻、家庭攝像中移動鏡頭的拍攝。

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