便携摄影测量用可伸缩三脚架结构设计

上次给测绘队做外业支撑件试样的时候，最先踩的坑就是支腿伸缩段的配合公差，一开始按常规滑动配合留0.1mm间隙，阳极氧化后的铝管表面粗糙度上去之后，抽拉卡滞得厉害，野外戴薄手套根本没法快速调平，后来把配合间隙调到0.18mm，又在锁紧环内侧加了一圈丁腈橡胶阻尼圈，才解决了滑腿和锁不紧的矛盾。

做这个结构的时候没走常规先画零件再拼装配的路子，最先敲定的是云台快装板的防脱结构，之前用过的老款三脚架快装板拧松之后容易直接滑出来摔设备，特意在快装板侧边加了个弹性顶珠，哪怕锁紧旋钮完全松开，板也会被卡在云台座里，必须按一下侧扣才能抽出来，这个小结构改了三版，一开始顶珠弹簧弹力太大，装拆要费很大劲，弹力太小又起不到防脱作用，反复调了三次弹簧丝径才找到合适的力度。

支腿的三节伸缩定位用的是偏心扳扣，不是常见的螺旋锁紧，一开始担心偏心结构的锁紧力不够，架不住重载的测量仪器，特意做了受力仿真，把扳扣的偏心距从3mm调到4.2mm，锁紧时的压紧力能到800N，哪怕支腿完全展开架两公斤的仪器，架在有风的户外也不会出现腿节回缩的问题。支脚的脚垫没选硬橡胶，用的是带防滑尖钉的两用结构，平时在水泥地上用橡胶面，去泥土地或者山坡上作业的时候可以把尖钉旋出来扎进土里，不会打滑侧翻。

跨软件转档的时候出过一次小问题，一开始把SolidWorks里的装配体导去做渲染的时候，支腿之间的连接销轴因为是同轴心配合，转档后出现了面重叠的渲染瑕疵，后来把每个销轴的端面都加了0.02mm的微小间隙，既不影响实际装配的干涉检查，渲染的时候也不会出现破面。中轴的升降结构没做齿轮传动，用的是快拆式的阻尼升降，野外作业的时候能一秒调整高度，比齿轮摇的快很多，毕竟外业的时候调设备抢时间，多花十秒摇中轴都可能错过测量的最佳光线条件。

三个支腿的张开角度做了三档限位，分别对应低角度近距拍摄、常规高度测量、高位开阔视野三种工况，每档限位都有对应的弹性卡位，扳开腿的时候到对应角度会有清晰的咔哒反馈，不用低头看也能知道腿有没有卡到位。一开始腿管选的是圆管，后来考虑到握持手感和抗扭性能，改成了带小平面的异型铝管，抽拉的时候不会跟着锁紧环转，抗扭刚度比同直径圆管高了近三成，重量还没增加多少。

做结构取舍的时候放弃了很多花里胡哨的功能，比如中轴倒置、挂钩挂重物这些，毕竟是给测绘作业做的实用结构，多余的功能只会增加故障点，把所有的公差配合都往耐造、好操作的方向调，哪怕戴厚的劳保手套也能顺利操作所有锁紧旋钮和扳扣，不会出现指甲抠不动旋钮的情况。最后做装配校验的时候，特意把所有活动件的运动行程都做了碰撞检查，确保支腿收拢的时候不会夹手，张开到最大角度的时候也不会和中轴结构发生干涉，整个架收拢之后的直径不到8cm，能塞进普通的测绘工具包侧袋，外业携带不会占太多空间。