專利名稱：高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超高速攝影儀，更具體地說，涉及一種超高速攝影儀中極限轉速高的轉鏡。
背景技術：
轉鏡是超高速攝影機中光學系統(tǒng)里重要的光學元件，它需要保證鏡面有高的反射率、高的光潔度。同時轉鏡在超高速攝影機工作時處于高速旋轉狀態(tài)，這就要求它要有足夠的強度和剛度。因此高速攝像機中的轉鏡不僅要有良好的光學性能，還須有良好的機械性能。轉鏡的機械性能對其光學性能又產(chǎn)生直接影響，而且這種影響是通過轉速施加的。對于分幅式攝影儀而言，轉鏡的轉速影響攝影儀的攝影頻率，而在高轉速下的強度又直接影響到轉鏡轉速的上限。
在超高速攝影儀中，轉鏡轉速通常在15～120×104轉/分的范圍內。在這樣高的轉速下，轉鏡內部的應力既與轉鏡的結構有關又與轉鏡材料的物理性質有關。金屬鈹制成的轉鏡的機械性能較好，但鈹?shù)膬r格昂貴、資源稀缺，且有毒性。鋁合金制成的轉鏡價格低廉，且鋁合金資源充足、對人和環(huán)境無害，因此在一些攝影儀中開始使用鋁合金轉鏡。
現(xiàn)有轉鏡鏡體的截面為正三角形，其中心位置開有軸孔，軸孔中設有轉軸。在高速旋轉的轉鏡中，鏡體內部受到的應力是由遠離旋轉軸線的材料體積和密度的差異引起的。這部分材料的體積越大，距軸線越遠，則鏡體內部受到的應力就越大，并且鏡體受力最大處通常是位于距軸線最近處。由于鏡體中心位置開有軸孔，使得鏡體內部的應力加大，整個轉鏡強度極大地被削弱，從而限制了轉鏡轉速上限的進一步提高，影響到超高速攝影儀的時間分辨率。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中的上述缺陷，構造一種內部應力小、強度增強的高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，包括鏡體和兩個軸套，所述鏡體為實心，其兩端分別向外延伸出中心線與所述鏡體旋轉軸線重合的柱體；所述兩個軸套的一端均設有分別與所述鏡體兩端的柱體相匹配的套筒，所述套筒內孔的中心線與所述鏡體旋轉軸線重合。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述柱體為實心。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述柱體垂直所述鏡體的端面，與鏡體端面相交處用圓弧過渡。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述鏡體兩端的柱體分別與兩個軸套的套筒過盈配合。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述柱體為圓柱或正多邊形或異形柱體，所述軸套套筒的內孔與所述柱體的形狀相匹配。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述鏡體為正三棱柱體。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述鏡體為鋁合金或金屬鈹或鋼材料制成。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述軸套的另一端設置為中心線與所述鏡體旋轉軸線重合的階梯軸。
在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述軸套的套筒與所述階梯軸在連接處設置為圓弧過渡。
由于將鏡體兩端延伸出來的柱體設置在所述軸套的套筒中，避免了在鏡體中心開設中心孔，使得鏡體在超高速運轉中的內部應力大幅減小，從而提高了整個轉鏡的強度，提高了轉鏡的極限轉速。
采用本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，通過結構的改變解決了原有轉鏡極限轉速太低的問題。在超高速運轉中，本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡可使鏡體的內部應力減小到原來的三分之一，比現(xiàn)有鋁合金轉鏡極限轉速高70％，比現(xiàn)有鈹轉鏡極限轉速高50％，從而改變了本領域技術人員原來通過材料替換才能提高轉鏡極限轉速的偏見，降低了整個設備的生產(chǎn)成本，促進了超高速攝影儀的進一步發(fā)展。
另外，本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的總體結構和安裝方法與現(xiàn)有轉鏡相同，從而不用對設備的其它零部件作任何改動就可使用這種高強度、高極限轉速的轉鏡。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的結構圖；圖2是本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的軸向視圖；圖3是本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的軸向剖視圖；圖4是本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的軸套的截面示意圖；圖5是本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的軸套的轉鏡的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3、4、5所示，在本發(fā)明所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡優(yōu)選實施例中，包括鏡體1和兩個軸套2。所述鏡體1與現(xiàn)有轉鏡鏡體的總體外形和尺寸相同，使其不用對超高速攝影儀作任何改動就可使用這種轉鏡，具有很好的通配性。本優(yōu)選實施例優(yōu)選所述鏡體1為正三棱柱形。所述鏡體1優(yōu)選為價格低廉的鋁合金材料制成，也可選用金屬鈹或鋼制成。
所述鏡體1的兩端面3分別向外延伸設有柱體6，所述柱體6的截面可以是圓形，也可以是正多邊形或異形。該柱體6優(yōu)選地垂直于所述鏡體的端面3，其中心線與所述鏡體1的中心旋轉軸線重合。
所述兩個軸套2一端設有套筒8，該套筒8的內孔11形狀與柱體6相匹配。另一端為臺階軸，由兩個階梯實心圓柱4和5形成，該臺階軸與所述內孔13同心。所述套筒8優(yōu)選為環(huán)形套筒。
所述環(huán)狀軸2的套筒8與階梯軸4相交處采用圓弧10過渡，以避免應力集中。
所述鏡體1的兩個柱體6分別插入兩個軸套2的內孔11中，所述柱體6與內孔11優(yōu)選地以過盈配合方式連接在一起，并使內孔11的內端面7與柱體6的端面有一段距離，以避免軸向壓力對鏡體鏡面的影響。并且，套筒8的端面9與鏡體1的端面3貼緊，并對應所述圓弧12處設有倒角。所述套筒8的中心線與所述鏡體1的中心旋轉軸線重合。所述軸套2優(yōu)選地使用鋼制造。
上述優(yōu)選實施例所述的高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，由于設置將柱體6設置在鏡體1兩端延伸出來，并與軸套2的內孔11相配合，避免了在鏡體1中心開設軸孔，使得鏡體1在超高速運轉中的內部應力減小到原來的三分之一，從而提高了整個轉鏡的強度，其極限轉速比現(xiàn)有鋁合金轉鏡極限轉速高70％，比鈹轉鏡極限轉速高50％。
在上述優(yōu)選實施例中，設置所述柱體6外側的柱面與所述鏡體端面3相交處優(yōu)選地以圓弧12過度，以減小此處應力集中。
在上述實施例中，所述軸套2上套筒8的內孔11優(yōu)選為圓形孔，也可以是三角形孔或正多邊形孔或異形孔。此時，所述柱體6也設置為與所述內孔13相匹配的形狀，從而使得柱體6和套筒8緊密地連接在一起。
在上述優(yōu)選實施例所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡中，所述柱體6和軸套2兩端的套筒8的配合結構，本領域普通技術人員還可以找到許多可替換的實施方案、結構變形，這些替換的實施例和結構變形均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，包括鏡體和兩個軸套，其特征在于，所述鏡體為實心，其兩端分別向外延伸出中心線與所述鏡體旋轉軸線重合的柱體；所述兩個軸套的一端均設有分別與所述鏡體兩端的柱體相匹配的套筒，所述套筒內孔的中心線與所述鏡體旋轉軸線重合。
2.根據(jù)權利要求1所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述柱體為實心。
3.根據(jù)權利要求2所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述柱體垂直所述鏡體的端面，與鏡體端面相交處用圓弧過渡。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述鏡體兩端的柱體分別與兩個軸套的套筒過盈配合。
5.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述柱體為圓柱或正多邊形或異形柱體，所述軸套套筒的內孔與所述柱體的形狀相匹配。
6.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述鏡體為正三棱柱體。
7.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述鏡體為鋁合金或金屬鈹或鋼材料制成。
8.根據(jù)權利要求1所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述軸套的另一端設置為中心線與所述鏡體旋轉軸線重合的階梯軸。
9.根據(jù)權利要求8所述高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，其特征在于，所述軸套的套筒與所述階梯軸在連接處設置為圓弧過渡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡，包括鏡體和兩個軸套，所述鏡體為實心，其兩端分別向外延伸出中心線與所述鏡體旋轉軸線重合的柱體；所述兩個軸套的一端均設有分別與所述鏡體兩端的柱體相匹配的套筒，所述套筒內孔的中心線與所述鏡體旋轉軸線重合。由于鏡體中心部位沒有軸孔，使其在超高速運轉中，內部的應力減小到原來的三分之一，鏡體強度增加，使得整個高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡的極限轉速提高了70％。從而制造高極限轉速的超高速攝影儀轉鏡時不局限于選用鈹材料，還可以選用價格便宜的鋁合金，促進了超高速攝影儀的進一步發(fā)展。
文檔編號G03B39/00GK101034241SQ20061006330
公開日2007年9月12日 申請日期2006年10月24日 優(yōu)先權日2006年10月24日
發(fā)明者李景鎮(zhèn), 黃虹賓, 龔向東, 何鐵鋒 申請人:深圳大學