CN102755754A - 全回转多自由度机器动物动感装置 - Google Patents

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Abstract

一种全回转多自由度机器动物动感装置，包括机器动物、全回转运动平台和多自由度驱动装置；多自由度驱动装置包括运动平台、固定平台、多根伸缩杆和若干虎克绞，固定平台设置于设备基础上，多根伸缩杆的一端分别通过虎克绞与运动平台底面连接、另一端分别通过虎克绞与固定平台顶面连接，运动平台、多根伸缩杆和固定平台构成多自由度平台；全回转运动平台包括回转平台驱动器、旋转主轴和全回转平台，回转平台驱动器和旋转主轴分别设置于运动平台上，旋转主轴设置于全回转平台轴线处，用于在回转平台驱动器的驱动下使全回转平台以旋转主轴为轴旋转，机器动物设置于全回转平台上。本装置能够在机器动物自身运动基础上实现其多自由度及全回转旋转运动。

Description

全回转多自由度机器动物动感装置
技术领域
本发明涉及公众娱乐设施，具体地指一种全回转多自由度机器动物动感装置。
背景技术
在大型的野外舞台上，用一台或数台巨型机器动物，配合声、光、电及LED影视技术及相应的动感、特效装置，展现具有一定文化底蕴的故事情节的娱乐项目，目前除了仅有的仙鹤芭蕾表演，在国内外尚不多见。但局限于动感装置及机器动物的运动限制，在整体运动的自由度和幅度方面显得不尽人意，如上述仙鹤芭蕾表演中的仙鹤虽可以完成头部俯仰和扭转，整体可升起与小角度转动，但表现不了整体的翻滚、平移、360°回转等大幅度、多自由度的动作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种全回转多自由度机器动物动感装置，能够在机器动物自身原有运动的基础上，实现其整体多自由度运动及全回转旋转运动。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种全回转多自由度机器动物动感装置，包括机器动物，其特别之处在于：还包括全回转运动平台和多自由度驱动装置；所述多自由度驱动装置包括运动平台、固定平台、多根伸缩杆和若干虎克绞，固定平台设置于设备基础上，多根伸缩杆的一端分别通过虎克绞与运动平台底面连接、另一端分别通过虎克绞与固定平台顶面连接，运动平台、多根伸缩杆和固定平台构成多自由度平台；所述全回转运动平台包括回转平台驱动器、旋转主轴和全回转平台，回转平台驱动器和旋转主轴分别设置于所述运动平台上，旋转主轴设置于全回转平台轴线处，用于在回转平台驱动器的驱动下使全回转平台以旋转主轴为轴旋转，所述机器动物设置于全回转平台上。
上述技术方案中，所述机器动物包括构成机器动物肢体的若干机器动物体结构，相邻机器动物体结构之间通过关节铰连接，机器动物体结构通过若干动物体结构运动装置支撑于全回转平台上；机器动物还包括肢体运动控制装置，用于控制各动物体结构运动装置的动作。
进一步地，所述动物体结构运动装置为电动缸、液压缸或者数字缸；所述机器动物还包括设置于机器动物体结构上的肌体特效装置。
上述技术方案中，所述运动平台与全回转平台之间设有滚动机构。
上述技术方案中，所述伸缩杆为由伺服电动机驱动的电动缸、液压缸或者数字缸。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：全回转运动平台的设置，使位于其上的机器动物实现了不同角速度下的全回转运动；多自由度驱动装置的设置，则经全回转运动平台带动机器动物，实现了上下、左右、前后的多自由度运动；上述运动的复合效果能够给观众带来更强烈和逼真的感受。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图中：1—机器动物（1.1—机器动物体结构，1.2—动物体结构运动装置，1.3—关节铰，1.4—肌体特效装置，1.5—肢体运动控制装置），2—全回转运动平台（其中：2.1—回转平台驱动器、2.2—旋转主轴、2.3—全回转平台、2.4—滚动机构），3—多自由度驱动装置（其中：3.1—电动缸、3.2—伺服电动机、3.3—虎克绞、3.4—运动平台、3.5—固定平台）。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明的一种全回转多自由度机器动物动感装置，由下至上依次包括多自由度驱动装置3、全回转运动平台2和机器动物1，具体如下。
多自由度驱动装置3包括运动平台3.4、固定平台3.5、多根伸缩杆和若干虎克绞3.3，固定平台3.5设置于设备基础上，多根伸缩杆的一端分别通过虎克绞3.3与运动平台3.4底面连接、另一端分别通过虎克绞3.3与固定平台3.5顶面连接，运动平台3.4、多根伸缩杆和固定平台3.5构成多自由度平台，能够通过各伸缩杆的伸缩实现运动平台3.4上下、左右、前后的多自由度运动。本实施例中，伸缩杆为由伺服电动机3.2驱动的六根电动缸3.1。
全回转运动平台2包括回转平台驱动器2.1、旋转主轴2.2和全回转平台2.3。回转平台驱动器2.1和旋转主轴2.2分别设置于运动平台3.4上，旋转主轴2.2设置于全回转平台2.3轴线处，用于在回转平台驱动器2.1的驱动下使全回转平台2.3以旋转主轴2.2为轴旋转。图1示意出了一种传动结构，即回转平台驱动器2.1设置于运动平台3.4侧面，全回转平台2.3的边缘与回转平台驱动器2.1的输出端传动配合（如齿轮传动等），回转平台驱动器2.1直接驱动全回转平台2.3以旋转主轴2.2为轴旋转。为确保全回转平台2.3与运动平台3.4之间的定位和相对转动，在二者之间设有滚动机构2.4，如滚珠轴承等。
机器动物1可以是现实中的各种动物，如鸟类、兽类、昆虫等，也可以是虚拟的人造形象或艺术形象。本发明以凤凰为例，它包括构成凤凰肢体（如头部、躯干、尾部等）的若干机器动物体结构1.1，相邻机器动物体结构1.1之间通过关节铰1.3连接，可相对转动，机器动物体结构1.1通过若干动物体结构运动装置1.2支撑于上述全回转平台2.3上，动物体结构运动装置1.2可以是电动缸、液压缸或者数字缸，能够起支撑和驱动作用。此外，该机器动物1还包括肢体运动控制装置1.5，用于控制各动物体结构运动装置1.2分别或者协同动作。为根据节目的情节需要实现吹风、喷水、喷雾、喷火等效果，在部分机器动物体结构1.1上设置肌体特效装置1.4。
本装置在工作时，根据节目情节的需要，整个机器动物1在多自由度驱动装置3和全回转运动平台2的作用下进行六自由度运动和全回转旋转运动，同时，机器动物1自身的各机器动物体结构1.1相对运动，实现机器动物1的抬头、摆尾、展翅等动作，还可通过肌体特效装置1.4进行吹风、喷水、喷雾、喷火等操作，配合声、光、电及LED影视技术给观众带来了强烈和逼真的观影感受。
本发明的核心在于全回转运动平台2和多自由度驱动装置3的设置，使机器动物1自身在原有运动的基础上，实现了六自由度运动及全回转旋转运动；机器动物1本身的结构改进，进一步改善了其动感效果。所以，其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神，例如：全回转运动平台2中，回转平台驱动器2.1的结构及驱动方式不限于实施例所述，只要能实现全回转平台的旋转驱动和角速度控制即可，比如回转平台驱动器2.1设置于运动平台3.4顶面，旋转主轴2.2的一端与回转平台驱动器2.1的输出轴相连、另一端与全回转平台2.3连接，回转平台驱动器2.1的动力通过旋转主轴2.2传递给全回转平台2.3也是可行的；多自由度驱动装置3中的伸缩杆采用伺服电动机3.2驱动的液压缸或者数字缸也能够实现本技术方案；机器动物1也不限于实施例中的凤凰形象，它还可以呈其它形象和类似结构以符合节目需要等。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (7)

1.一种全回转多自由度机器动物动感装置，包括机器动物（1），其特征在于：还包括全回转运动平台（2）和多自由度驱动装置（3）；所述多自由度驱动装置（3）包括运动平台（3.4）、固定平台（3.5）、多根伸缩杆和若干虎克绞（3.3），固定平台（3.5）设置于设备基础上，多根伸缩杆的一端分别通过虎克绞（3.3）与运动平台（3.4）底面连接、另一端分别通过虎克绞（3.3）与固定平台（3.5）顶面连接，运动平台（3.4）、多根伸缩杆和固定平台（3.5）构成多自由度平台；所述全回转运动平台（2）包括回转平台驱动器（2.1）、旋转主轴（2.2）和全回转平台（2.3），回转平台驱动器（2.1）和旋转主轴（2.2）分别设置于所述运动平台（3.4）上，旋转主轴（2.2）设置于全回转平台（2.3）轴线处，用于在回转平台驱动器（2.1）的驱动下使全回转平台（2.3）以旋转主轴（2.2）为轴旋转，所述机器动物（1）设置于全回转平台（2.3）上。
2.根据权利要求1所述的全回转多自由度机器动物动感装置，其特征在于：所述机器动物（1）包括构成机器动物肢体的若干机器动物体结构（1.1），相邻机器动物体结构（1.1）之间通过关节铰（1.3）连接，机器动物体结构（1.1）通过若干动物体结构运动装置（1.2）支撑于全回转平台（2.3）上；机器动物（1）还包括肢体运动控制装置（1.5），用于控制各动物体结构运动装置（1.2）的动作。
3.根据权利要求2所述的全回转多自由度机器动物动感装置，其特征在于：所述动物体结构运动装置（1.2）为电动缸、液压缸或者数字缸。
4.根据权利要求2所述的全回转多自由度机器动物动感装置，其特征在于：所述机器动物（1）还包括设置于机器动物体结构（1.1）上的肌体特效装置（1.4）。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的全回转多自由度机器动物动感装置，其特征在于：所述运动平台（3.4）与全回转平台（2.3）之间设有滚动机构（2.4）。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的全回转多自由度机器动物动感装置，其特征在于：所述伸缩杆为由伺服电动机（3.2）驱动的电动缸（3.1）、液压缸或者数字缸。
7.根据权利要求5所述的全回转多自由度机器动物动感装置，其特征在于：所述伸缩杆为由伺服电动机（3.2）驱动的电动缸（3.1）、液压缸或者数字缸。
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