專利名稱：一種航空攝影中心式快門機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空相機技術(shù)領(lǐng)域，為航空相機提供了一種安全、可靠、高速并且高效
的航空相機中心式快門機構(gòu)。
背景技術(shù)：
根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，用于現(xiàn)有的航空攝影相機中的快門可分為三種基本型式——中 心式、百葉窗式和巻簾式。中心式快門通常放置在物鏡的光組之間光束最細的位置，這樣有 利于滿足結(jié)構(gòu)尺寸小和曝光時間短的要求。通常焦距在200mm以下的物鏡均采用中心式快 門。中心式快門的速度也十分重要，因為航空攝影相機是在運動中拍攝靜止的目標(biāo)，當(dāng)飛 機的航速一定時，提高中心式快門的速度可以減少影像位移，提高攝影的質(zhì)量；增大通光孔 徑，滿足大光欄孔徑的物鏡，以保證有相當(dāng)數(shù)量的光線投射到焦面上，滿足光能量要求；快 門速度高也有助于減少飛機震蕩所帶來的不良影響。通常航空攝影相機的中心式快門采用 3片或4片葉片，葉片以很大的速度旋轉(zhuǎn)，當(dāng)曝光終止和葉片完成運動時，甚至在有制動機 構(gòu)的情況下也有撞擊現(xiàn)象發(fā)生，這不僅有損與快門的機械強度，也對所得到的相片質(zhì)量有 影響。在一般的結(jié)構(gòu)中葉片的旋轉(zhuǎn)速度不能過高，轉(zhuǎn)速愈高快門輸出的力矩就愈大，因此增 加了航空攝影相機的中心式快門的尺寸。此外，這些快門的效率即使在最合適的葉片切口 時也不是最高的，因為在快門打開的瞬間葉片還沒有達到最小的曝光時間所要求的速度。 所以本發(fā)明采用電機驅(qū)動兩片葉片連續(xù)轉(zhuǎn)動從而提高速度。為保證航空攝影相機的測量精 度，并在大的照度范圍內(nèi)獲得清晰成像，需要有較高效率和較寬曝光時間調(diào)節(jié)范圍的快門 與之相適應(yīng)。因此采用高速中心式快門方案，該中心式快門結(jié)構(gòu)簡單、效率較高、曝光時間 調(diào)節(jié)范圍大、可靠性高。中心式快門能夠充分地滿足對航空攝影相機測量精度所提出的要 求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在機構(gòu)復(fù)雜、葉片數(shù)量過多、速度和效率不高等問題。本發(fā) 明的技術(shù)方案采用電機驅(qū)動兩片葉片連續(xù)轉(zhuǎn)動從而提高速度和效率；采用一周離合器來 控制曝光周期；采用具有足夠的剛度和尺寸穩(wěn)定性的碳纖維(M40)葉片解決物鏡空氣間隔 狹窄的問題；通過裝調(diào)光電對位置，使其精確發(fā)射曝光開始和結(jié)束時刻脈沖。中心式快門機 構(gòu)包括高速電機、一周離合器、傳動輪系、兩片葉片主要部件。 本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，圖1中包括高速電機1、電機支架2、錐齒輪調(diào) 整墊3、光電對調(diào)整架4、光電對5、光電對開關(guān)6、A齒輪7、B齒輪8、A自制螺母9、B自制螺 母10、 A錐齒輪11、 C齒輪12、對接插頭13、離合器固定座14 ; 圖2是圖1的剖面示意圖，其中包括下蓋板15、A壓板16、B壓板17、A葉片18、 B 葉片19、 B轉(zhuǎn)軸20、 B軸承端蓋21、定位塊22、 A軸承端蓋23、 C軸承端蓋24、 A轉(zhuǎn)軸25、 D 齒輪26、C轉(zhuǎn)軸27、B錐齒輪28、D軸承端蓋29、A離合器座30、E軸承端蓋31、一周離合器 32、離合器轉(zhuǎn)軸33、B離合器座34、F軸承端蓋35、快門殼體36、E齒輪37。
各構(gòu)件的連接關(guān)系B葉片19通過B壓板17和螺釘緊固與B轉(zhuǎn)軸20， B轉(zhuǎn)軸20 通過軸承及軸承端蓋裝入快門殼體36。 A葉片18通過A壓板16和螺釘緊固于A轉(zhuǎn)軸25， 并通過軸承裝入轉(zhuǎn)軸2。 A齒輪7和B齒輪8分別通過自制螺母固定與A轉(zhuǎn)軸25和B轉(zhuǎn)軸 20。 C轉(zhuǎn)軸27裝入快門殼體36， C齒輪12和D齒輪26固定與C轉(zhuǎn)軸27上分別與A齒 輪7和B齒輪8嚙合，通過C軸承端蓋24固定C轉(zhuǎn)軸27。 A錐齒輪11通過自制螺母固定 在C轉(zhuǎn)軸27上。B錐齒輪28通過一周離合器固定座14 ;固定在快門殼體上并與A錐齒輪 11嚙合。 離合器轉(zhuǎn)軸33與一周離合器(32)通過螺釘緊固，通過離合器座30裝在快門殼體 36上，離合器轉(zhuǎn)軸33和離合器座30之間通過軸承實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。通過離合器座30將一周離合 器(32)與快門殼體36相聯(lián)，限制一周離合器的一個自由度。 高速電機1通過電機支架2固定在快門殼體36上，高速電機與一周離合器通過齒 輪副連接。 本發(fā)明的優(yōu)點 l將高速電機與一周離合器結(jié)合應(yīng)用到航空攝影機的中心式快門機構(gòu)，解決了瞬 間加速和瞬間減速對高速電機控制難的問題； 2葉片的轉(zhuǎn)速由改變高速電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，實現(xiàn)極小的曝光時間1/700s，提高 一周離合器的轉(zhuǎn)速可實現(xiàn)更小的曝光時間。 3當(dāng)曝光結(jié)束和葉片完成運動時，避免了撞擊現(xiàn)象，從而避免了中心式快門的機械 損壞，提高影象質(zhì)量。 4在曝光開始瞬間，可以達到最小曝光時間所要求的速度，從而提高了快門的效率。 5通過控制一周離合器可控制曝光周期。 6該機構(gòu)改變快門殼體接口，即可應(yīng)用于其它攝影相機。


圖1是中心式快門機構(gòu)的俯視圖，其中包括高速電機1、電機支架2、錐齒輪調(diào)整墊 3、光電對調(diào)整架4、光電對5、光電對開關(guān)6、 A齒輪7、 B齒輪8、 A自制螺母9、 B自制螺母 10、A錐齒輪11、C齒輪12、對接插頭13、離合器固定座14 ; 圖2是圖1的剖面示意圖，其中包括下蓋板15、A壓板16、B壓板17、A葉片18、 B 葉片19、 B轉(zhuǎn)軸20、 B軸承端蓋21、定位塊22、 A軸承端蓋23、 C軸承端蓋24、 A轉(zhuǎn)軸25、 D 齒輪26、C轉(zhuǎn)軸27、B錐齒輪28、D軸承端蓋29、A離合器座30、E軸承端蓋31、一周離合器 32、離合器轉(zhuǎn)軸33、B離合器座34、F軸承端蓋35、快門殼體36、E齒輪37.
具體實施例方式
本發(fā)明圖像航空攝影中心式快門機構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示，A葉片18和B葉 片19分別選用碳纖維(M40)為材料，具有很好的剛度，在濕度為40 70% RH，工作溫 度-50°C +50°〇的條件下，保持良好的尺寸穩(wěn)定性；分別通過A壓板16和B壓板17固定 在A轉(zhuǎn)軸25和B轉(zhuǎn)軸20上。A轉(zhuǎn)軸25通過精密軸承安裝在B轉(zhuǎn)軸20上，且兩轉(zhuǎn)軸同心，
4兩轉(zhuǎn)軸的另一端分別安裝了 A齒輪7和B齒輪8，分別與C轉(zhuǎn)軸27上的C齒輪12和D齒 輪26嚙合，兩對齒輪副的傳動比分別為1 : l和4 : 1。 C轉(zhuǎn)軸27上的A錐齒輪11與一 周離合器的輸出端的B錐齒輪28相嚙合傳動。 一周離合器與B錐齒輪28通過銷釘連接。 一周離合器輸入端與離合器轉(zhuǎn)軸33通過螺釘連接。E齒輪37安裝在離合器轉(zhuǎn)軸33上，高 速電機1與一周離合器32通過E齒輪37傳動。 當(dāng)高速電機帶動一周離合器轉(zhuǎn)動時，離合器輸出端的B錐齒輪28將動力通過輪系 傳給C轉(zhuǎn)軸27上的C齒輪12和D齒輪26，通過A轉(zhuǎn)軸25和B轉(zhuǎn)軸20同時帶動兩片葉片 轉(zhuǎn)動，其中一片葉片的轉(zhuǎn)速為另一片葉片的4倍，分別稱之為快葉片和慢葉片。相機照像一 次，離合器旋轉(zhuǎn)一圈，快葉片和慢葉片上的扇形孔通過光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光欄時相機曝光成 像一次，快葉片保證相機得到所需的曝光時間，慢葉片保證相機每成一次像只將光欄孔徑 打開一次。 曝光時間通過改變快門電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。葉片的啟動和停止依靠離合器控制，兩 次曝光的時間間隔由主控制器給出?？扉T的有效曝光時間范圍為1/100s 1/700s。
權(quán)利要求
一種航空攝影中心式快門機構(gòu)，其特征在于包括高速電機(1)、電機支架(2)、錐齒輪調(diào)整墊(3)、光電對調(diào)整架(4)、光電對(5)、光電對開關(guān)(6)、A齒輪(7)、B齒輪(80、A自制螺母(9)、B自制螺母(10)、A錐齒輪(11)、C齒輪(12)、對接插頭(13)、離合器固定座(14)、下蓋板(15)、A壓板(16)、B壓板(17)、A葉片(18)、B葉片(19)、B轉(zhuǎn)軸(20)、B軸承端蓋(21)、定位塊(22)、A軸承端蓋(23)、C軸承端蓋(24)、A轉(zhuǎn)軸(25)、D齒輪(26)、C轉(zhuǎn)軸(27)、B錐齒輪(28)、D軸承端蓋(29)、A離合器座(30)、E軸承端蓋(31)、一周離合器(32)、離合器轉(zhuǎn)軸(33)、B離合器座(34)、F軸承端蓋(35)、快門殼體(36)、E齒輪(37)；各構(gòu)件的連接關(guān)系B葉片(19)通過B壓板(17)和螺釘緊固于(與)B轉(zhuǎn)軸(20)，B轉(zhuǎn)軸(20)通過軸承及軸承端蓋裝入快門殼體(36)，A葉片(18)通過A壓板(16)和螺釘緊固于(與)A轉(zhuǎn)軸(25)，并通過軸承裝入轉(zhuǎn)軸(2)，A齒輪(7)和B齒輪(8)分別通過自制螺母固定在A轉(zhuǎn)軸(25)和B轉(zhuǎn)軸(20)上；C轉(zhuǎn)軸(27)裝入快門殼體(36)，C齒輪(12)和D齒輪(26)固定于C轉(zhuǎn)軸(27)上，分別與A齒輪(7)和B齒輪(8)嚙合，通過C軸承端蓋(24)固定C轉(zhuǎn)軸(27)，A錐齒輪(11)通過自制螺母固定在C轉(zhuǎn)軸(27)上，B錐齒輪(28)通過一周離合器固定座(14)，固定在快門殼體(36)上并與A錐齒輪(11)嚙合；離合器轉(zhuǎn)軸(33)與一周離合器(32)通過螺釘緊固，通過離合器座(30)裝在快門殼體(36)上，離合器轉(zhuǎn)軸(33)和離合器座(30)之間通過軸承實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，通過離合器座(30)將一周離合器(32)與快門殼體(36)相聯(lián)，限制一周離合器的一個自由度；高速電機(1)通過電機支架(2)固定在快門殼體(36)上，高速電機(1)與一周離合器(32)通過齒輪副連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空攝影中心式快門機構(gòu)，其特征在于A葉片(18)和B 葉片(19)分別通過A壓板(16)和B壓板(17)固定在A轉(zhuǎn)軸(25)和B轉(zhuǎn)軸(20)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空攝影中心式快門機構(gòu)，其特征在于A轉(zhuǎn)軸(25)通過 精密軸承安裝在B轉(zhuǎn)軸(20)上，且兩轉(zhuǎn)軸同心，兩轉(zhuǎn)軸的另一端分別安裝了 A齒輪(7)和 B齒輪(8)，分別與C轉(zhuǎn)軸(27)上的C齒輪(12)和D齒輪(26)嚙合，兩對齒輪副的傳動比 分別為1 : l和4 : 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空攝影中心式快門機構(gòu)，其特征在于C轉(zhuǎn)軸(27)上的 A錐齒輪(11)與一周離合器(32)的輸出端的B錐齒輪(28)相嚙合傳動，一周離合器(32) 與B錐齒輪(28)通過銷釘連接，一周離合器(32)輸入端與離合器轉(zhuǎn)軸(33)通過螺釘連接， E齒輪(37)安裝在離合器轉(zhuǎn)軸(33)上，高速電機(1)與一周離合器(32)通過E齒輪37傳 動。
全文摘要
一種航空攝影中心式快門機構(gòu)，屬于航空相機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。中心式快門機構(gòu)包括高速電機、一周離合器、傳動輪系、兩片葉片等主要部件。本發(fā)明的技術(shù)方案采用電機驅(qū)動兩片葉片連續(xù)轉(zhuǎn)動從而提高速度和效率；采用一周離合器來控制曝光周期；采用具有足夠的剛度和尺寸穩(wěn)定性的碳纖維(M40)葉片解決物鏡空氣間隔狹窄的問題；通過裝調(diào)光電對位置，使其精確發(fā)射曝光開始和結(jié)束時刻脈沖。本發(fā)明的優(yōu)點將高速電機與一周離合器結(jié)合，解決了瞬間加速和瞬間減速對高速電機控制難的問題；葉片的轉(zhuǎn)速由改變高速電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，避免了撞擊現(xiàn)象從而避免了中心式快門的機械損壞，提高影象質(zhì)量。該機構(gòu)改變接口，即可應(yīng)用于其它攝影相機。
文檔編號G03B9/10GK101718945SQ200910217898
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者丁亞林, 于春風(fēng), 劉立國, 惠守文, 陳偉 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所