專利名稱：三自由度程控威亞機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三自由度程控威亞機械。
技術(shù)背景
空中飛行表演已廣泛運用到舞臺表演、體育場館表演、影視特技拍攝等領(lǐng)域，俗稱 “威亞”特技，目前所采用的方法是移動小車吊掛在主鋼索或?qū)к壣?，通過鋼絲繩及滑輪組 由電機帶動卷筒旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)小車的移動和演員的升降運動，只具備二自由度，即只能在左 右、上下二個方向上運動，因此表演和影視特技拍攝元素受到一定的制約。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種三自由度程控威亞機械，通過程序控制， 可實現(xiàn)左右、前后、上下三個方向上的移動。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種三自由度程控威亞機 械，包括基礎(chǔ)立柱、Y向基礎(chǔ)橫梁、Y向?qū)к?、X向橫梁、Y向運動車、X向運動車、X向牽引機、 Z向垂直升降滑輪吊具和Z向垂直升降牽引機，所述Y向基礎(chǔ)橫梁設(shè)置在基礎(chǔ)立柱上，所述 Y向?qū)к壴O(shè)置在Y向基礎(chǔ)橫梁上，所述Y向運動車設(shè)置在Y向軌道上，所述X向橫梁架設(shè)在 Y向運動車上，所述X向運動車設(shè)置在X向橫梁上，所述X向牽引機通過X向牽引繩帶動X 向運動車，所述Z向垂直升降滑輪吊具設(shè)置在X向運動車上，所述Z向垂直升降牽引機設(shè)置 在X向橫梁上。
其中，所述Y向?qū)к墳殡p導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，包括軌道、壓板和減震墊，所述減震墊設(shè)置在 軌道和Y向基礎(chǔ)橫梁之間，所述壓板壓住軌道的下端。
其中，所述基礎(chǔ)立柱或Y向基礎(chǔ)橫梁上還設(shè)有限位裝置，所述限位裝置上設(shè)有緩 沖器和緩沖限位器，所述Y向基礎(chǔ)橫梁上設(shè)有用于檢測位移的傳感器齒條和整個機械的取 電滑觸線。
其中，所述X向橫梁采用H型鋼制成，所述H型鋼的下邊為導(dǎo)軌，H型鋼下邊的側(cè) 面為導(dǎo)向面。
其中，所述X向運動車包括車架、主車輪、側(cè)導(dǎo)向輪、防跳輪、牽引桿和定滑輪，所 述牽引桿和定滑輪均設(shè)置在車架上，所述Z向升降牽引繩設(shè)置在定滑輪上，所述X向牽引繩 固定在牽引桿上，所述牽引桿上設(shè)置有牽引繩張緊裝置。
其中，所述Y向運動車包括車架、驅(qū)動輪、電機和驅(qū)動軸，所述驅(qū)動輪設(shè)置在驅(qū)動 軸上，所述電機驅(qū)動所述驅(qū)動軸，每部Y向運動車采用二個電機，每個電機分別驅(qū)動一個或 一組驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪放置在Y向?qū)к壍墓ぷ髅嫔稀?br> 其中，所述Z向垂直升降滑輪吊具包括吊架、Z向升降牽引繩、動滑輪和演員吊繩， 所述動滑輪設(shè)置在吊架上，所述Z向升降牽引繩掛在動滑輪上，Z向升降牽引繩一端固定， 另一端與Z向垂直升降牽引機相連接，所述演員吊繩也設(shè)置在吊架上。
其中，所述X向牽引機包括支架、電機、卷筒和行程限位器。
其中，所述Z向垂直升降牽引機包括支架、電機、卷筒和行程限位器。
其中，所述電機為雙制動電機，電機內(nèi)裝有用于采集控制數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明三自由度程控威亞機械的Y向運動車帶動X向橫梁 在Y向?qū)к壣弦苿?，實現(xiàn)Y向的移動；X向牽引機帶動X向運動車在X向橫梁上移動，實現(xiàn)X 向的移動；Z向垂直升降牽引機帶動Z向垂直升降滑輪吊具垂直升降，實現(xiàn)Z向的移動。由 于本發(fā)明三自由度程控威亞機械可以在X、Y、Z三個方向上移動，具有三自由度，通過程序 控制演員在空中飛行的軌跡，具有運動速度高、響應(yīng)時間快、驚險刺激等優(yōu)點，從而更加豐 富了表演和影視特技拍攝元素。


圖1是本發(fā)明三自由度程控威亞機械的整體結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中A處放大圖3是本發(fā)明所述Y向?qū)к壍慕Y(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明所述X向橫梁橫截面結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明所述Y向運動車結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明所述Z向垂直升降滑輪吊具結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明所述X向橫梁和X向運動車配合示意圖8是圖7中B處放大圖9是本發(fā)明所述X向牽引機的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、基礎(chǔ)立柱；2、Y向基礎(chǔ)橫梁；3、Y向?qū)к墸?、X向橫梁5、Y向運動車；51、 車架；52、驅(qū)動輪；53、電機；54、驅(qū)動軸；6、X向運動車；61、車架；62、主車輪；63、側(cè)導(dǎo)向輪； 64、防跳輪；65、牽引桿；66、定滑輪；7、X向牽引機；71、支架；72、電機；73、卷筒；74、行程限 位器；8、Z向垂直升降滑輪吊具；81、吊架；82、Z向升降牽引繩；83、動滑輪；84演員吊繩；9、 Z向垂直升降牽引機；10、X向牽引繩；11、限位裝置；12、緩沖器；13、緩沖限位器；14、壓板； 15、減震墊。
具體實施方式
為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式 并配合附圖詳予說明。
作為本發(fā)明三自由度程控威亞機械的實施例，請參閱圖1至圖9，包括基礎(chǔ)立柱1、 Y向基礎(chǔ)橫梁2、Y向?qū)к?、X向橫梁4、Y向運動車5、X向運動車6、X向牽引機7、Z向垂 直升降滑輪吊具8和Z向垂直升降牽引機9，所述Y向基礎(chǔ)橫梁2設(shè)置在基礎(chǔ)立柱1上，所 述Y向?qū)к?設(shè)置在Y向基礎(chǔ)橫梁2上，所述Y向運動車5設(shè)置在Y向軌道3上，所述X向 橫梁4架設(shè)在Y向運動車5上，所述X向運動車6設(shè)置在X向橫梁4上，所述X向牽引機7 通過X向牽引繩10帶動X向運動車6，所述Z向垂直升降滑輪吊具8設(shè)置在X向運動車6 上，所述Z向垂直升降牽引機9設(shè)置在X向橫梁4上。
在本實施例中，所述基礎(chǔ)立柱1是整個程控威亞機械的支撐部件，其高度、距離、 數(shù)量可根據(jù)前期規(guī)劃設(shè)定，基礎(chǔ)立柱1可用混凝土澆注，或用鋼結(jié)構(gòu)制作。
本發(fā)明三自由度程控威亞機械的Y向運動車5帶動X向橫梁4在Y向?qū)к?上移動，實現(xiàn)Y向的移動；χ向牽引機7帶動X向運動車6在X向橫梁4上移動，實現(xiàn)X向的移 動；Z向垂直升降牽引機9帶動Z向垂直升降滑輪吊具8垂直升降，實現(xiàn)Z向的移動。由于 本發(fā)明三自由度程控威亞機械可以在X、Y、Z三個方向上移動，具有三自由度，通過程序控 制演員在空中飛行的軌跡，具有運動速度高、響應(yīng)時間快、驚險刺激等優(yōu)點，從而更加豐富 了表演和影視特技拍攝元素。
如圖3所示，在本實施例中，所述Y向?qū)к?為雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，包括軌道、壓板14和 減震墊15，所述減震墊15設(shè)置在軌道和Y向基礎(chǔ)橫梁2之間，所述壓板14壓住軌道的下 端。所述減震墊15具有減震作用，能夠降低Y向運動車5運行中的震動和噪音；雙導(dǎo)軌結(jié) 構(gòu)有利于Y向運動車5運行的平穩(wěn)性，增加Y向運動車5驅(qū)動輪52的“抓軌”能力，防止Y 向運動車5的驅(qū)動輪52打滑。
如圖2所示，在本實施例中，所述基礎(chǔ)立柱1或Y向基礎(chǔ)橫梁2上還設(shè)有限位裝置 11，所述限位裝置11上設(shè)有緩沖器12和緩沖限位器13，所述Y向基礎(chǔ)橫梁2上設(shè)有用于檢 測位移的傳感器齒條和整個機械的取電滑觸線。限位裝置11、緩沖器12和緩沖限位器13 可以在Y向運動車5運動失控時，起到安全保護和限位作用，提高安全性。
如圖4所示，在本實施例中，所述X向橫梁4采用H型鋼制成，所述H型鋼的下邊 為導(dǎo)軌，即表面I作為導(dǎo)軌面，H型鋼下邊的側(cè)面為導(dǎo)向面，即表面II為側(cè)為導(dǎo)向面，H型鋼 的表面III為導(dǎo)向面和防跳動面。X向橫梁4作為X向運動車6、Z向垂直升降滑輪吊具8 的承載體，采用一體化設(shè)計，無需另外鋪設(shè)導(dǎo)軌，減輕了結(jié)構(gòu)重量，簡化了制作、安裝工藝。
如圖7所示，在本實施例中，所述X向運動車6包括車架61、主車輪62、側(cè)導(dǎo)向輪 63、防跳輪64、牽引桿65和定滑輪66，所述牽引桿65和定滑輪66均設(shè)置在車架61上，所 述Z向升降牽引繩82設(shè)置在定滑輪66上，所述X向牽引繩10固定在牽引桿65上，所述牽 引桿65上還設(shè)置有牽引繩張緊裝置。
如圖5所示，在本實施例中，所述Y向運動車5包括車架51、驅(qū)動輪52、電機53和 驅(qū)動軸M，所述驅(qū)動輪52設(shè)置在驅(qū)動軸M上，所述電機53驅(qū)動所述驅(qū)動軸M，每部Y向運 動車5采用二個電機53，每個電機53分別驅(qū)動一個或一組驅(qū)動輪52，所述驅(qū)動輪52放置 在Y向?qū)к?的工作面上，具有動力分配均勻、抗打滑等優(yōu)點，所述電機53為雙制動電機， 電機53內(nèi)裝有用于采集控制數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
如圖6所示，在本實施例中，所述Z向垂直升降滑輪吊具8包括吊架81、Z向升降 牽引繩82、動滑輪83和演員吊繩84，所述動滑輪83設(shè)置在吊架81上，所述Z向升降牽引 繩82掛在動滑輪83上，Z向升降牽引繩82 —端固定，另一端與Z向垂直升降牽引機9相 連接，所述演員吊繩84也設(shè)置在吊架81上。演員吊繩84與表演者相連，并與Y向運動車 5、X向運動車6 —起運動，同時，Z向垂直升降滑輪吊具8由Z向垂直升降牽引機9驅(qū)動，由 于動滑輪83的作用，Z向垂直升降運動的瞬時位移不會因X向運動車6的運動而改變。
如圖9所示，在本實施例中，所述X向牽引機7包括支架71、電機72、卷筒73和行 程限位器74，所述電機72為雙制動電機，電機內(nèi)裝有用于采集控制數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)編碼器，所 述行程限位器74能起到檢測極限位置的作用。
在本實施例中，所述Z向垂直升降牽引機9包括支架、電機、卷筒和行程限位器，所 述電機為雙制動電機，電機內(nèi)裝有用于采集控制數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)編碼器，所述行程限位器能起 到檢測極限位置的作用。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技 術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三自由度程控威亞機械，其特征在于包括基礎(chǔ)立柱、Y向基礎(chǔ)橫梁、Y向?qū)к墶?X向橫梁、Y向運動車、X向運動車、X向牽引機、Z向垂直升降滑輪吊具和Z向垂直升降牽引 機，所述Y向基礎(chǔ)橫梁設(shè)置在基礎(chǔ)立柱上，所述Y向?qū)к壴O(shè)置在Y向基礎(chǔ)橫梁上，所述Y向 運動車設(shè)置在Y向軌道上，所述X向橫梁架設(shè)在Y向運動車上，所述X向運動車設(shè)置在X向 橫梁上，所述X向牽引機通過X向牽引繩帶動X向運動車，所述Z向垂直升降滑輪吊具設(shè)置 在X向運動車上，所述Z向垂直升降牽引機設(shè)置在X向橫梁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述Y向?qū)к墳殡p導(dǎo)軌 結(jié)構(gòu)，包括軌道、壓板和減震墊，所述減震墊設(shè)置在軌道和Y向基礎(chǔ)橫梁之間，所述壓板壓 住軌道的下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述基礎(chǔ)立柱或Y向基 礎(chǔ)橫梁上還設(shè)有限位裝置，所述限位裝置上設(shè)有緩沖器和緩沖限位器，所述Y向基礎(chǔ)橫梁 上設(shè)有用于檢測位移的傳感器齒條和整個機械的取電滑觸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述X向橫梁采用H型 鋼制成，所述H型鋼的下邊為導(dǎo)軌，H型鋼下邊的側(cè)面為導(dǎo)向面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述X向運動車包括車 架、主車輪、側(cè)導(dǎo)向輪、防跳輪、牽引桿和定滑輪，所述牽引桿和定滑輪均設(shè)置在車架上，所 述Z向升降牽引繩設(shè)置在定滑輪上，所述X向牽引繩固定在牽引桿上，所述牽引桿上設(shè)置有 牽引繩張緊裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述Y向運動車包括車 架、驅(qū)動輪、電機和驅(qū)動軸，所述驅(qū)動輪設(shè)置在驅(qū)動軸上，所述電機驅(qū)動所述驅(qū)動軸，每部Y 向運動車采用二個電機，每個電機分別驅(qū)動一個或一組驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪放置在Y向?qū)?軌的工作面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述Z向垂直升降滑輪 吊具包括吊架、Z向升降牽引繩、動滑輪和演員吊繩，所述動滑輪設(shè)置在吊架上，所述Z向升 降牽引繩掛在動滑輪上，Z向升降牽引繩一端固定，另一端與Z向垂直升降牽引機相連接， 所述演員吊繩也設(shè)置在吊架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述X向牽引機包括支 架、電機、卷筒和行程限位器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述Z向垂直升降牽引 機包括支架、電機、卷筒和行程限位器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或8或9所述三自由度程控威亞機械，其特征在于所述電機為雙 制動電機，電機內(nèi)裝有用于采集控制數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三自由度程控威亞機械，包括基礎(chǔ)立柱、Y向基礎(chǔ)橫梁、Y向?qū)к?、X向橫梁、Y向運動車、X向運動車、X向牽引機、Z向垂直升降滑輪吊具和Z向垂直升降牽引機，所述Y向基礎(chǔ)橫梁設(shè)置在基礎(chǔ)立柱上，所述Y向?qū)к壴O(shè)置在Y向基礎(chǔ)橫梁上，所述Y向運動車設(shè)置在Y向軌道上，所述X向橫梁架設(shè)在Y向運動車上，所述X向運動車設(shè)置在X向橫梁上，所述X向牽引機通過X向牽引繩帶動X向運動車，所述Z向垂直升降滑輪吊具設(shè)置在X向運動車上，所述Z向垂直升降牽引機設(shè)置在X向橫梁上。由于本發(fā)明三自由度程控威亞機械可以在X、Y、Z三個方向上移動，具有運動速度高、響應(yīng)時間快、驚險刺激等優(yōu)點，從而更加豐富了表演和影視特技拍攝元素。
文檔編號A63J5/12GK102039055SQ201010609899
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者丁亮, 劉道強, 戎志剛, 李明 申請人:深圳華強數(shù)碼電影有限公司