一种摄影摄像专用电动轨道车的设计

2022-06-16 14:18王文博李海龙
装备制造技术 2022年3期
关键词:主动轮单根导轨

王文博,李海龙

(山东华宇工学院,山东 德州 253000)

0 引言

随着国际社会上对影视剧和体育赛事的画面精美程度、镜头丰富程度的要求不断提高,轨道移动摄影车作为不可或缺的特种设备体现出前所未有的重要价值。

东京奥运会苏炳添的百米飞人大战中,与运动员们同步,从侧面以每秒钟近10 m的速度快速的滑行而拍摄出的镜头,便是高速轨道上的微型摄像机完成的。但是这种摄像设备对轨道要求极其严格,安装复杂且滑行的过程中画面有时候会抖动使用面窄,不适用于大量装备。因此,研发和完善适用于赛事转播和影视拍摄的移动轨道车,既能满足制作的现实要求,又能避免从国外租借或者购买高价设备。

1 摄影移动车整体及各部分结构设计

摄像用轨道车是在摄像中用于对摄像机进行固定车辆,它通常通过底部的车辆轮系与轨道相配合,利用轨道的限位作用使摄像机平稳的移动,从而拍摄出稳定的画面。现有轨道车存在的问题在于,为了保证运行的平稳性,采用的都是双轨并列的轨道进行铺设,这种轨道车的轨道运输时占用空间较大,且在不平整底面铺设时,容易使两条轨道无法保持平行,造成摄像过程中画面的抖动。

1.1 整体结构设计

这种摄影摄像用电动轨道车[1],包括底盘,底盘底部设置一对与单根导轨相配合的主动轮,主动轮与底盘平行,主动轮上设置驱动电机,底盘的至少一端铰接至少一个辅助架,辅助架底部设置一对辅助轮与单根导轨相配合,辅助轮分别位于单根导轨两侧。底盘顶部设置设备座。单根导轨横截面为“H”型。它能够适用于单条铺设的轨道,减轻了轨道的购买与运输成本,且单条轨道不会出现双轨不平行的问题,能够保证画面高质量的拍摄完成。

1.2 整体结构的工作原理

底盘(1)底部设置一对与单根导轨相配合的主动轮(2),主动轮(2)与底盘(1)平行,一对主动轮卡接在导轨两侧。主动轮上设置驱动电机(3),驱动电机带动主动轮的转动,从而使底盘能够在单根导轨上进行移动。底盘(1)的至少一端铰接至少一个辅助架(4),辅助架(4)底部设置一对辅助轮(5),辅助轮同样卡接在单根导轨的两端。底盘(1)顶部设置设备座(6)。辅助架与底座铰接,使本装置在转弯时,通过铰接点的转动实现底座顺畅地通过弯道,从而在弯道处也可流畅的进行拍摄。单根导轨横截面为“H”型。其中主动轮(2)包括动力轮(7)与锁紧轮(8),分别位于单根导轨两侧,驱动电机(3)与底盘(1)底部固定连接,驱动电机(3)的电机轴与动力轮(7)转轴通过联轴器连接。动力轮(7)与锁紧轮(8)均为弹性轮,且均与单根轨道侧面接触,适应单根轨道的限位,从而克服双轨道在崎岖地面不好铺设、转弯动作衔接不顺畅的问题。另外,因能适用于多种不同的拍摄环境中且采购价格相对较低,可节省部分采购费用。

图1 摄影摄像用电动轨道车整体结构图

1.3 部分结构设计

一种摄影摄像用电动轨道车主要包括其主要由单条轨道部分、设备座部分、底盘部分、主动轮辅助轮部分等。其中辅助轮(5)(图1)分别位于单根导轨两侧。辅助架(4)在底盘(1)尾部一端设置两个,两个所述辅助架(4)之间铰接。设备座(6)包括丝杠电机(9)、升降座(10)、升降支杆(11)与转动座(12),升降支杆(11)设置在升降座(10)与底盘(1)顶面之间,升降座(10)底部的底盘(1)中心处设置安装座(13),丝杠电机(9)固定在安装座(13)上,丝杠电机(9)的丝杠与升降座(10)底面转动连接,转动座(12)轴承安装在升降座(10)顶面上。

底盘(1)两侧设置支撑架(14),所述支撑架(14)底部设置支撑轮(15),包括底盘1,底盘作为其上摄影设备的承载部件[2]。辅助架与底座铰接,使本装置在转弯时,通过铰接点的转动实现底座顺畅地通过弯道,从而在弯道处也可流畅的进行拍摄。

单根导轨横截面为“H”型(图2),可采用“H”型钢进行轨道的制作。轨道底部螺栓固定平板底座用于稳定支撑,两侧边的滑槽作为主动轮与辅助轮的限位槽。当底座具有载人或者其他承载需求时,在底座底部需安装与单根导轨顶面滚动接触的轮组,以该轮组作为主要的受力轮系。

图2 “H”型轨道结构体

主动轮2包括动力轮7与锁紧轮8(图2),底座底部两侧分别用螺栓固定动力轮支架与锁紧轮支架,其中动力轮支架上轴承连接动力轮转轴,动力轮与动力轮转轴固定连接,锁紧轮支架上轴承连接锁紧轮转轴,锁紧轮与锁紧轮转轴固定连接。动力轮7与锁紧轮8分别位于单根导轨两侧,通过单根导轨对轮系的限位作用使底座在导轨上稳定的支撑。驱动电机3与底盘1底部螺栓固定,驱动电机3的电机轴与动力轮7转轴通过联轴器连接。动力轮7与锁紧轮8均为弹性轮,动力轮与锁紧轮外壁上均胶结橡胶层,动力轮7与锁紧轮8均与单根轨道侧面压力接触,以此保障主动轮对于单条轨道的咬合,使底座在单根导轨上的固定更稳定。同理,辅助轮同样在导轨两侧与导轨紧密接触,从而保证辅助轮对于底座的支撑效果。辅助架4在底盘1尾部一端设置两个,两个辅助架4之间铰接。通过两个辅助架的设置,分担了底座的受力[2],同时可以对底座进行更加稳定的支撑。

设备座6(图3)包括丝杠电机9、升降座10、升降支杆11与转动座12,升降支杆11安装在升降座10与底盘1顶面之间,升降座10底部的底盘1中心处螺栓固定安装座13,安装座为空心结构。丝杠电机9螺栓固定在安装座13上,安装座内作为丝杠电机丝杠的下行缓冲腔。丝杠电机9的丝杠与升降座10底面通过球头转动连接,转动座12(图4)轴承安装在升降座10顶面上。转动座12作为摄影机或者摄影机摇臂的安装位置[3]。

图3 (序号同上)摄影摄像用电动轨道车部分结构图

图4 (序号同上)摄影摄像用电动轨道车部分结构图

摄像用轨道车是在摄像中用于对摄像机进行固定车辆,他通常通过底部的车辆轮系与轨道相配合,利用轨道的限位作用使摄像机平稳的移动,从而拍摄出稳定的画面。现有轨道车存在的问题在于,现有轨道车为了保证运行的平稳性,采用的都是双轨并列的轨道16(图5)进行铺设,这种轨道车的轨道运输时占用空间较大,且在不平整底面铺设时,容易造成两条轨道无法保持平行,造成摄像过程中画面的抖动。

图5 (序号同上)摄影摄像用电动轨道车

底盘1两侧螺栓固定支撑架14(图4),支撑架14底部安装支撑轮15,支撑轮与地面相接触。在地面平整且对设备稳定性要求较高的拍摄场所[4],可在底座两侧安装支撑架与支撑轮,以此辅助对底座进行支撑,保障底座的平稳运行。

1.4 设计可行性分析

轨道车适用于单条轨道,通过驱动轮可驱动轨道车在轨道上移动,通过辅助架底部的辅助轮可使底盘在单条轨道上稳定支撑。其中辅助架与底座铰接,使本装置可进行顺畅的转向,从而在弯道处也可流畅的进行拍摄。本装置仅通过单条滑轨即可实现轨道车的平稳移动,满足预期的平稳拍摄的要求,同时节省了轨道的采购与运输成本。单条轨道能够更好地处理弯道部分,使轨道车能够更顺畅的完成直线行驶与弯道处的衔接工作。

2 设计的创新性对比

设计的摄像轨道车在性能和所需的场地要求、经济环保性等多个方面都与传统的摄影车有了很大的改进和优化,方便摄影师的操作,单轨道摄影车与传统摄影车的比较见表1。

表1 单轨道摄影车与传统摄影车进行比较

3 结语

针对目前市场上的轨道摄影设备的局限性,设计了一种单轨道移动摄影车。其主要由单条轨道、设备座、锁紧轮、升降座、转动座等组成。单根轨道安装方便,摄影师可以通过简单的操作从而能够轻易实现各种高质量的拍摄应用,轻松解决拍摄期间画面抖动的问题。而且采购价格比较低廉,适用多种不同的拍摄环境,切实给摄影师带来不一样的摄效果和体验,具有一定的使用价值。

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