專利名稱：多自由度威亞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種舞臺，體育場館或影視特技所使用設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多自由度的威亞裝置。
背景技術(shù)：
空中飛行表演已廣泛運(yùn)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。目前威亞裝置所采用的方法是:移動小車吊掛在主鋼索上，通過鋼絲繩及滑輪組由卷筒來實(shí)現(xiàn)小車的移動和演員的升降運(yùn)動，由于升降運(yùn)動和平面移動只能是單獨(dú)運(yùn)行，因此表演元素受到一定的制約。所述自由度代表小車可以移動的方向，一個自由度為小車可以在一個軸向上移動，兩個自由度為小車可以在兩個軸向上移動，即平面空間內(nèi)移動。三個自由度為小車可以在三個軸向上移動，即在三維空間內(nèi)移動。公開號為CN102039055A的文獻(xiàn)公開了一種三自由度程控威亞機(jī)械，通過橫梁、導(dǎo)軌等剛性結(jié)構(gòu)來控制威亞。使用時需要先構(gòu)建橫梁導(dǎo)軌等剛性結(jié)構(gòu)，笨重不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種多自由度程控威亞裝置，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的不便。不僅結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)建容易，還可以在三維空間內(nèi)自由移動。本實(shí)用新型提供一種威亞裝置，包括:驅(qū)動裝置(100)，滑輪組(200)，運(yùn)動部件(300)，鋼絲繩(400)，其中:驅(qū)動裝置(100)，用于驅(qū)動鋼絲繩來回運(yùn)動；滑輪組(200)，用于定位自由度空間，以控制運(yùn)動部件(300)在至少一個方向上的運(yùn)動；鋼絲繩(400)，用于連接驅(qū)動裝置(100)、滑輪組(200)、運(yùn)動部件(300)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，驅(qū)動裝置(100)通過收緊和放松鋼絲繩控制運(yùn)動部件，使得運(yùn)動部件靠近收緊的鋼絲繩(400)的方向，遠(yuǎn)離放松鋼絲繩的方向。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，滑輪組包括定滑輪，鋼絲繩連接固定點(diǎn)或者驅(qū)動裝置(100)，穿過固定的定滑輪，穿過運(yùn)動部件上的滑輪，連接驅(qū)動裝置(100)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，滑輪組、鋼絲繩和驅(qū)動裝置包括兩套，第一滑輪組和第一驅(qū)動裝置用于控制運(yùn)動部件在第一方向上的運(yùn)動；第二滑輪組和第二驅(qū)動裝置用于控制運(yùn)動部件在第二方向上的運(yùn)動。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，還包括第三滑輪組和第三驅(qū)動裝置用于控制運(yùn)動部件在第三方向上的運(yùn)動。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，所述第一、第二、第三方向相互垂直。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，所述控制一個方向運(yùn)動的驅(qū)動裝置為一個以上。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，所述驅(qū)動裝置(100)安裝在運(yùn)動部件(300)上，鋼絲繩通過固定在物體上的定滑輪連接驅(qū)動裝置(100)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，所述驅(qū)動裝置至少有一個安裝在運(yùn)動部件(300)上。優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的威亞裝置中，所述的威亞裝置僅包含驅(qū)動裝置(100)，滑輪組(200)，運(yùn)動部件(300)，鋼絲繩(400)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，具有以下有益效果:采用本實(shí)用新型的多自由度程控成亞，可以簡單高效地實(shí)現(xiàn)多方向控制，表現(xiàn)出立體動感，使表演效果多姿多彩；另外，該裝置結(jié)構(gòu)簡單容易搭建，而不需要導(dǎo)軌以及其他剛性結(jié)構(gòu)。移動和升降平穩(wěn)安全，實(shí)用效果好。
圖1為本發(fā)明威亞裝置的框圖；圖2A為單自由度威亞裝置的示意圖；圖2B為另一單自由度威亞裝置的示意圖；圖3A為另一方向上單自由度威亞裝置的示意圖；圖3B為另一方向上另一單自由度威亞裝置的示意圖；圖4為雙自由度威亞裝置的示意圖；圖5為三自由度運(yùn)動部件及滑輪示意圖。
具體實(shí)施方式
首先介紹本裝置的基本結(jié)構(gòu)，如圖1所示。本實(shí)用新型的裝置包括驅(qū)動裝置100，滑輪組200，以及運(yùn)動部件300。鋼絲繩400通過驅(qū)動裝置，滑輪組，運(yùn)動部件。其中驅(qū)動裝置用于驅(qū)動鋼絲繩來回運(yùn)動，滑輪組包括定滑輪或者動滑輪用于定位。運(yùn)動部件用于在三維空間內(nèi)運(yùn)動。圖2A示出了在水平X方向上控制運(yùn)動部件300進(jìn)行移動的裝置。本裝置為單自由度威亞裝置，控制運(yùn)動部件300在水平X方向上運(yùn)動。鋼絲繩400包括兩股鋼絲繩401、402。運(yùn)動部件300上24、34為滑輪。鋼絲繩401連接固定點(diǎn)22，依次穿過滑輪24、25、28進(jìn)入驅(qū)動裝置101 ;鋼絲繩402連接固定點(diǎn)32，依次穿過34、35進(jìn)入驅(qū)動裝置101。當(dāng)驅(qū)動裝置收緊鋼絲繩402，放松鋼絲繩401時，運(yùn)動部件300向右移動。當(dāng)驅(qū)動裝置收緊鋼絲繩401，放松鋼絲繩402時，運(yùn)動部件300向左移動。圖2B為圖2A的變形。其中固定點(diǎn)22、32分別換為定滑輪2、3。31,30為定滑輪，分別用于導(dǎo)向鋼絲繩401、402，連接到驅(qū)動裝置102。當(dāng)驅(qū)動裝置101、102配合使用，收緊鋼絲繩402，放松鋼絲繩401時，運(yùn)動部件300向右移動。當(dāng)驅(qū)動裝置101、102收緊鋼絲繩401，放松鋼絲繩402時，運(yùn)動部件300向左移動。圖3A示出了在垂直y方向上控制運(yùn)動部件300進(jìn)行移動的裝置。本裝置為單自由度威亞裝置，控制運(yùn)動部件300在垂直J方向上運(yùn)動。鋼絲繩400包括兩股鋼絲繩403、404。運(yùn)動部件300上64、66為滑輪。鋼絲繩403連接固定點(diǎn)65，依次穿過滑輪66、68進(jìn)入驅(qū)動裝置601 ;鋼絲繩404連接固定點(diǎn)62，依次穿過滑輪64、滑輪63、滑輪67進(jìn)入驅(qū)動裝置601。當(dāng)驅(qū)動裝置收緊鋼絲繩404，放松鋼絲繩403時，運(yùn)動部件300向上移動。當(dāng)驅(qū)動裝置收緊鋼絲繩404，放松鋼絲繩403時，運(yùn)動部件300向下移動。[0029]圖3B為圖3A的變形。其中固定點(diǎn)65、62分別換為定滑輪5、6。61,60為定滑輪，分別用于導(dǎo)向鋼絲繩403、404，連接到驅(qū)動裝置602。當(dāng)驅(qū)動裝置601、602配合使用，收緊鋼絲繩404，放松鋼絲繩403時，運(yùn)動部件300向上移動。當(dāng)驅(qū)動裝置601、602收緊鋼絲繩403，放松鋼絲繩404時，運(yùn)動部件300向右移動?？梢岳斫獾氖牵?qū)動裝置可以安裝在運(yùn)動部件300之上。鋼絲繩通過固定在物體上的定滑輪連接驅(qū)動裝置100。也能達(dá)到相同的發(fā)明目的。需要注意的是，所述鋼絲繩可以被替換為本領(lǐng)域內(nèi)任何的繩索。只要能起到連接效果即可。定滑輪也替換為其他導(dǎo)向的裝置。定滑輪的個數(shù)不是固定的，而可以根據(jù)所使用的驅(qū)動裝置的位置或者使用條件進(jìn)行調(diào)整。由上述說明可以看出，本實(shí)用新型的發(fā)明當(dāng)中，只要將單自由度威亞裝置的定滑輪定位好之后，通過一個或者多個驅(qū)動裝置對繩索的控制即可控制運(yùn)動部件在一個方向上的準(zhǔn)確控制。如果要實(shí)現(xiàn)水平平面的運(yùn)動，只需要在水平方向分別建立X方向，z方向的兩個自由度的本裝置，分別控制水平X方向的運(yùn)動和Z方向的運(yùn)動即可。如果要實(shí)現(xiàn)垂直平面的上下左右運(yùn)動，只需要在水平方向建立X方向，在垂直方向建立y方向的兩個自由度的本裝置，分別控制水平方向和垂直方向的運(yùn)動即可。如圖4所示其中實(shí)線部分的鋼絲繩可以控制上下運(yùn)動，虛線部分的鋼絲繩可以控制左右運(yùn)動。上下運(yùn)動時，對左右控制機(jī)構(gòu)沒有影響。左右運(yùn)動時對上下控制機(jī)構(gòu)也沒有影響。簡單而容易。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過上述描述可以理解，當(dāng)需要在三維空間內(nèi)建立運(yùn)動控制時，只需要運(yùn)用三個自由度的本發(fā)明的威亞裝置。即同時建立X軸y軸z軸的單自由度控制裝置，同時通過定滑輪控制運(yùn)動部件即可。需要理解的是，所述三個自由度包括傳統(tǒng)意義上水平xy軸，垂直z軸相互垂直的概念,還可以建立在傾斜的xyz軸等不同的條件下，比如xy軸并不垂直的情況。只要可以建立三個不同的運(yùn)動方向本發(fā)明都可以實(shí)現(xiàn)。另本發(fā)明的思想和概念并不限于三維空間，還包含以后科技發(fā)展所實(shí)現(xiàn)的多維空間。圖5示出了同時控制三個自由度的運(yùn)動部件上滑輪的安裝情況。所述運(yùn)動部件為一正方體。其6個面分別安裝了三組滑輪，用于控制三個方向上的運(yùn)動。即，四邊形所示的滑輪用于控制運(yùn)動部件左右運(yùn)動。三角形所示的滑輪用于控制運(yùn)動部件上下運(yùn)動。五邊形所示的滑輪用于控制運(yùn)動部件的前后運(yùn)動。為了保障安全，可以在運(yùn)動部件300上建立定滑輪的控制裝置。驅(qū)動裝置的位置是不固定的，可以安裝在運(yùn)動部件300上。驅(qū)動裝置的個數(shù)也是不限定的?？梢愿鶕?jù)使用條件，在一個自由度上安裝一個或多個驅(qū)動裝置。這樣通過驅(qū)動裝置個數(shù)的不同組合而實(shí)現(xiàn)的任意個自由度的威亞裝置都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。而運(yùn)動部件可以是人，攝像機(jī)，或者任何需要移動的物體?？傊?，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種威亞裝置，包括:驅(qū)動裝置(100)，滑輪組(200)，運(yùn)動部件(300)，鋼絲繩(400)，其中: 驅(qū)動裝置(100)，用于驅(qū)動鋼絲繩來回運(yùn)動； 滑輪組(200)，用于定位自由度空間，以控制運(yùn)動部件(300)在至少一個方向上的運(yùn)動；鋼絲繩(400)，用于連接驅(qū)動裝置(100)、滑輪組(200)、運(yùn)動部件(300)。
2.如權(quán)利要求1所述的威亞裝置，其特征在于，驅(qū)動裝置(100)通過收緊和放松鋼絲繩控制運(yùn)動部件，使得運(yùn)動部件靠近收緊的鋼絲繩(400)的方向，遠(yuǎn)離放松鋼絲繩的方向。
3.如權(quán)利要求1所述的威亞裝置，其特征在于，滑輪組包括定滑輪，鋼絲繩連接固定點(diǎn)或者驅(qū)動裝置(100)，穿過固定的定滑輪，穿過運(yùn)動部件上的滑輪，連接驅(qū)動裝置(100)。
4.如權(quán)利要求1所述的威亞裝置，其特征在于，滑輪組、鋼絲繩和驅(qū)動裝置包括兩套，第一滑輪組和第一驅(qū)動裝置用于控制運(yùn)動部件在第一方向上的運(yùn)動；第二滑輪組和第二驅(qū)動裝置用于控制運(yùn)動部件在第二方向上的運(yùn)動。
5.如權(quán)利要求4所述的威亞裝置，其特征在于，還包括第三滑輪組和第三驅(qū)動裝置用于控制運(yùn)動部件在第三方向上的運(yùn)動。
6.如權(quán)利要求5所述的威亞裝置，其特征在于，所述第一、第二、第三方向相互垂直。
7.如權(quán)利要求1所述的威亞裝置，其特征在于，所述控制一個方向運(yùn)動的驅(qū)動裝置為一個以上。
8.如權(quán)利要求1所述的威亞裝置，其特征在于所述驅(qū)動裝置(100)安裝在運(yùn)動部件(300)上，鋼絲繩通過固定在物體上的定滑輪連接驅(qū)動裝置(100)。
9.如權(quán)利要求7所述的威亞裝置，其特征在于所述驅(qū)動裝置至少有一個安裝在運(yùn)動部件(300)上。
10.如權(quán)利要求1所述的威亞裝置僅包含驅(qū)動裝置(100)，滑輪組(200)，運(yùn)動部件(300)，鋼絲繩(400)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多自由度威亞裝置，是一種在多自由度上移動的表演裝置，包括驅(qū)動裝置(100)，滑輪組(200)，運(yùn)動部件(300)，鋼絲繩(400)，其中驅(qū)動裝置(100)，用于驅(qū)動鋼絲繩來回運(yùn)動；滑輪組(200)，用于定位自由度空間，以控制運(yùn)動部件(300)在至少一個方向上的運(yùn)動；鋼絲繩(400)，用于連接驅(qū)動裝置(100)、滑輪組(200)、運(yùn)動部件(300)。采用本實(shí)用新型的多自由度程控威亞，可以簡單高效地實(shí)現(xiàn)多方向控制，表現(xiàn)出立體動感，使表演效果多姿多彩；另外，該裝置結(jié)構(gòu)簡單容易搭建，而不需要導(dǎo)軌以及其他剛性結(jié)構(gòu)。移動和升降平穩(wěn)安全，實(shí)用效果好。
文檔編號A63J5/12GK203030012SQ20122024726
公開日2013年7月3日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者金軍民 申請人:北京逆時針科技發(fā)展有限責(zé)任公司