CN103276919B - 多功能动态圆形舞台装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能动态圆形舞台装置，包括：主舞台、围绕主舞台的从舞台、剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块、液压压力检测模块和控制器模块，控制器模块分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块，并控制剪刀支撑单元的支撑动作和可升降式灯架的展开动作，以及根据图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块的输出进行相应信号报警。通过本发明，搭建了多功能的动态圆形舞台装置供各类大型文艺演出使用，根据控制方的要求可展现出不同形状，丰富了观众的视觉享受，同时在圆形舞台上增加了各种检测装置，便于在出现意外情况时及时对舞台控制方进行报警，以采取积极措施，避免安全事故的发生。

Description

多功能动态圆形舞台装置

技术领域

本发明涉及一种多功能动态圆形舞台装置，尤其涉及一种能够动态展开并能够多功能报警的多功能动态圆形舞台装置，当演出方使用时，便于多形状展开，丰富了演出的层次和效果，在出现舞台运行故障或负载超重的情况下，快速向控制方报警，从而帮助控制方采取解决措施，如检查舞台故障和减少舞台负载等方式，一方面，满足了对表演载体的多形状构造需求，另一方面，避免了事故的发生，保证演出人员人身安全，也保证了演出组织方的财产不受损失。

背景技术

在组织各种文艺演出时，需要舞台作为载体，让演出人员在舞台上进行表演。以往的舞台结构比较单一，往往限制了演出人员的艺术表现。随着人们物质文化生活的不断提高，对艺术品位的要求也越来越高，现有的环型舞台已经不能满足人们对表演的要求，同时为了节省运营成本和存放空间，大型舞台往往是可伸缩的结构，在展开和使用时对安全性的要求更高，而现有舞台中缺少必要的安全保证装置，控制方只能凭借肉眼进行观测，导致了当危险状况发生或即将发生时，无法进行报警，也无法找到故障位置，耽误了演出，也容易引起事故。

因此，需要一种能够组成各种形状并能多功能报警的动态圆形舞台装置，增加动态圆形舞台装置的展开形状，丰富表演效果，满足演出需要，同时，如借助机电装置的检测，获得舞台中各个组件的运行状况，以在出现危险或即将出现危险状况时，及时进行报警，警示演出控制方采取积极措施，从而避免对人身和财产安全造成损失。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于演出的多功能动态圆形舞台装置，满足演出方对舞台展开成多种形状的要求，为观众带来较高的视听享受，同时使得演出方不必时刻紧张于关心舞台的安全状况，而是通过一系列检测装置进行多功能报警，保证了多功能动态圆形舞台装置的安全使用。

根据本发明的一方面，提供了一种用于演出的多功能动态圆形舞台装置，包括主舞台、围绕主舞台的从舞台、剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块、液压压力检测模块和控制器模块，控制器模块分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块，并控制剪刀支撑单元的支撑动作和可升降式灯架的展开动作，以及根据图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块的输出进行相应信号报警。

更具体地，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：主舞台，为圆形结构构造，主舞台包括驱动装置，驱动装置将主舞台在水平面到预定最大高度之间进行升降；从舞台，围绕主舞台并成圆环结构构造，从舞台由多个扇形元件组成，每一个扇形元件对应的圆心都为主舞台圆形结构的圆心，从主舞台圆形结构的圆心向外径向设置，每一个扇形元件包括五个扇形子单元，在每一个扇形子单元包括固定数量的扇形元件，扇形子单元相互通过可伸缩连接秆固定在一起，在每一个扇形子单元中，固定数量的扇形元件相互通过可伸缩连接秆固定在一起，剪刀支撑单元，设置在每个扇形子单元正下方，用于支撑对应的扇形子单元并带动其在水平面到预定最大高度之间进行升降，可升降式灯架，固定在所述主舞台的顶板上，所述灯架的顶部角端固定安装有丝母，所述灯架上方安装有一连接板，所述连接板装有电机，所述连接板的角端装有与所述灯架丝母相啮合的丝杆，所述电机通过链轮驱动丝杆转动，丝杆啮合丝母使得灯架升降；图像传感器，位于可升降式灯架上并面对圆形舞台装置，捕获并输出圆形舞台装置展开和演出图像；红外线测距传感器，安装在每一个扇形元件的侧面上并水平放置，根据红外线信号遇到障碍物距离的不同而反射回来的红外线信号强度不同的原理，检测相邻两个扇形元件之间的距离并输出，红外线测距传感器具有一个红外线信号发射二极管和一个红外线信号接收二极管，红外线信号发射二极管发射38kHz频率的红外线信号，红外线信号接收二极管接收从相邻扇形元件侧面反射回来的红外线信号；位置传感器，安装在每个扇形子单元上，检测被测的扇形子单元的位置并转换成可用输出信号，位置传感器包括利用霍尔现象制成的霍尔传感器；重量检测模块，安装在每个扇形子单元或主舞台下方，用于检测每个扇形子单元或主舞台的总重量，当被测装置承载的总重量大于等于设定重量阈值时，发出扇形子单元或主舞台负载超重信号；液压压力检测模块，设置在剪刀支撑单元的液压缸上，检测液压缸压力是否大于或小于系统的规定值，并输出过压信号或压力不足信号；控制器模块，设置在主舞台下方，分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块；控制器模块控制剪刀支撑单元的支撑动作；控制器模块接收图像传感器输出的图像并进行舞台灯光明暗分析，根据分析结果控制可升降式灯架上的各个子灯架的打开情况；控制器模块接收红外线测距传感器输出的相邻两个扇形元件之间的距离，在距离过大或过小时进行相应报警；控制器模块接收位置传感器输出的每个扇形子单元的位置信号，并根据所述位置信号在显示器上动态模拟圆形舞台的每个扇形子单元和主舞台的相对位置；控制器模块根据重量检测模块输出的扇形子单元或主舞台负载超重信号进行扇形子单元或主舞台负载超重报警；控制器模块根据液压压力检测模块输出的过压信号或压力不足信号进行液压缸压力报警；显示器，位于圆形舞台的控制室中，接收控制器模块输出的动态模拟信号并动态模拟显示圆形舞台的每个扇形子单元和主舞台的相对位置；其中，剪刀支撑单元包括基座、液压缸和多对剪刀臂，液压缸对多对剪刀臂作用向上的压力，使得多对剪刀臂上升以将对应的扇形子单元向上支撑，每对剪刀臂之间通过上端的支撑铰轴和下端的连接轴固定相连，支撑铰轴是剪刀支撑单元与对应的扇形子单元的安装定位元件，连接轴用于协调成对的剪刀臂的动作同步，保证剪刀支撑单元的稳定性；其中，在剪刀支撑单元的支撑下，每一个扇形元件升起不同高度以组成控制方想要的不同效果，以配合演出的不同需要，最接近主舞台的扇形元件的高度与主舞台的高度相匹配，当所有剪刀支撑单元回落到水平面后，圆形舞台恢复到水平面形状。

更具体地，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：所述控制器模块根据舞台灯光明暗分析的分析结果控制可升降式灯架上的各个子灯架的打开情况包括，根据所述控制器模块的分析结果展开或回收主子灯架两侧的侧子灯架。

更具体地，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：所述主舞台包括中心舞台和多个子舞台，在主舞台的驱动装置的驱动作用下，子舞台可以和中心舞台一起升降，子舞台也可以和中心舞台分别升降。

更具体地，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：控制器模块进行各个报警的方式具体为通过语音播放模块进行警示语音播放，或通过将报警信息发送到控制室的显示器上，从而提醒圆形舞台的操作人员。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1根据本发明实施方案示出的多功能动态圆形舞台装置的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的多功能动态圆形舞台装置的实施方案进行详细说明。

图1示出根据本发明实施方案示出的多功能动态圆形舞台装置的结构方框图。其中用于演出的多功能动态圆形舞台装置包括：主舞台、围绕主舞台的从舞台、剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块、液压压力检测模块和控制器模块，控制器模块分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块，并控制剪刀支撑单元的支撑动作和可升降式灯架的展开动作，以及根据图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块的输出进行相应信号报警。其中，主舞台，为圆形结构构造，主舞台包括驱动装置，驱动装置将主舞台在水平面到预定最大高度之间进行升降；从舞台，围绕主舞台并成圆环结构构造，从舞台由多个扇形元件组成，每一个扇形元件对应的圆心都为主舞台圆形结构的圆心，从主舞台圆形结构的圆心向外径向设置，每一个扇形元件包括五个扇形子单元，在每一个扇形子单元包括固定数量的扇形元件，扇形子单元相互通过可伸缩连接秆固定在一起，在每一个扇形子单元中，固定数量的扇形元件相互通过可伸缩连接秆固定在一起，剪刀支撑单元，设置在每个扇形子单元正下方，用于支撑对应的扇形子单元并带动其在水平面到预定最大高度之间进行升降，可升降式灯架，固定在所述主舞台的顶板上，所述灯架的顶部角端固定安装有丝母，所述灯架上方安装有一连接板，所述连接板装有电机，所述连接板的角端装有与所述灯架丝母相啮合的丝杆，所述电机通过链轮驱动丝杆转动，丝杆啮合丝母使得灯架升降；图像传感器，位于可升降式灯架上并面对圆形舞台装置，捕获并输出圆形舞台装置展开和演出图像；红外线测距传感器，安装在每一个扇形元件的侧面上并水平放置，根据红外线信号遇到障碍物距离的不同而反射回来的红外线信号强度不同的原理，检测相邻两个扇形元件之间的距离并输出，红外线测距传感器具有一个红外线信号发射二极管和一个红外线信号接收二极管，红外线信号发射二极管发射38kHz频率的红外线信号，红外线信号接收二极管接收从相邻扇形元件侧面反射回来的红外线信号；位置传感器，安装在每个扇形子单元上，检测被测的扇形子单元的位置并转换成可用输出信号，位置传感器包括利用霍尔现象制成的霍尔传感器；重量检测模块，安装在每个扇形子单元或主舞台下方，用于检测每个扇形子单元或主舞台的总重量，当被测装置承载的总重量大于等于设定重量阈值时，发出扇形子单元或主舞台负载超重信号；液压压力检测模块，设置在剪刀支撑单元的液压缸上，检测液压缸压力是否大于或小于系统的规定值，并输出过压信号或压力不足信号；控制器模块，设置在主舞台下方，分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块；控制器模块控制剪刀支撑单元的支撑动作；控制器模块接收图像传感器输出的图像并进行舞台灯光明暗分析，根据分析结果控制可升降式灯架上的各个子灯架的打开情况；控制器模块接收红外线测距传感器输出的相邻两个扇形元件之间的距离，在距离过大或过小时进行相应报警；控制器模块接收位置传感器输出的每个扇形子单元的位置信号，并根据所述位置信号在显示器上动态模拟圆形舞台的每个扇形子单元和主舞台的相对位置；控制器模块根据重量检测模块输出的扇形子单元或主舞台负载超重信号进行扇形子单元或主舞台负载超重报警；控制器模块根据液压压力检测模块输出的过压信号或压力不足信号进行液压缸压力报警；显示器，位于圆形舞台的控制室中，接收控制器模块输出的动态模拟信号并动态模拟显示圆形舞台的每个扇形子单元和主舞台的相对位置；其中，剪刀支撑单元包括基座、液压缸和多对剪刀臂，液压缸对多对剪刀臂作用向上的压力，使得多对剪刀臂上升以将对应的扇形子单元向上支撑，每对剪刀臂之间通过上端的支撑铰轴和下端的连接轴固定相连，支撑铰轴是剪刀支撑单元与对应的扇形子单元的安装定位元件，连接轴用于协调成对的剪刀臂的动作同步，保证剪刀支撑单元的稳定性；其中，在剪刀支撑单元的支撑下，每一个扇形元件升起不同高度以组成控制方想要的不同效果，以配合演出的不同需要，最接近主舞台的扇形元件的高度与主舞台的高度相匹配，当所有剪刀支撑单元回落到水平面后，圆形舞台恢复到水平面形状。

其中，红外线测距离传感器是一种利用红外线反射原理对障碍物距离进行测量的传感器。红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，通过数字传感器接口返回到机器人主机，机器人即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化。

其中，位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种，直线位移传感器和角位移传感器。位置传感器（positionsensor），能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。位置传感器可用来检测位置，反映某种状态的开关，和位移传感器不同，位置传感器有接触式和接近式两种。接触式传感器的触头由两个物体接触挤压而动作，常见的有行程开关、二维矩阵式位置传感器等。行程开关结构简单、动作可靠、价格低廉。当某个物体在运动过程中，碰到行程开关时，其内部触头会动作，从而完成控制，如在加工中心的X、Y、Z轴方向两端分别装有行程开关，则可以控制移动范围。二维矩阵式位置传感器安装于机械手掌内侧，用于检测自身与某个物体的接触位置。接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的开关，它无需和物体直接接触。接近开关有很多种类，主要有电磁式、光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。接近开关在数控机床上的应用主要是刀架选刀控制、工作台行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。霍尔传感器是利用霍尔现象制成的传感器。将锗等半导体置于磁场中，在一个方向通以电流时，则在垂直的方向上会出现电位差，这就是霍尔现象。将小磁体固定在运动部件上，当部件靠近霍尔元件时，便产生霍尔现象，从而判断物体是否到位。

其中，液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。液压缸根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：活塞式，伸缩式和摆动式。其中，活塞式液压缸中如单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆，活塞仅能单向运动，其反方向运动需由外力来完成。但其行程一般较活塞式液压缸大；伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。

另外，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：所述控制器模块根据舞台灯光明暗分析的分析结果控制可升降式灯架上的各个子灯架的打开情况包括，根据所述控制器模块的分析结果展开或回收主子灯架两侧的侧子灯架。这样，通过检测到的舞台环境亮度自适应改变灯架上灯源打开状况，智能控制灯光亮度，以满足演出需要。

另外，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：所述主舞台包括中心舞台和多个子舞台，在主舞台的驱动装置的驱动作用下，子舞台可以和中心舞台一起升降，子舞台也可以和中心舞台分别升降。通过中心舞台和子舞台的组合，灵活改变了原先单一的一个舞台的演出形式，丰富了演出效果。

另外，所述多功能动态圆形舞台装置进一步包括：控制器模块进行各个报警的方式具体为通过语音播放模块进行警示语音播放，或通过将报警信息发送到控制室的显示器上，从而提醒圆形舞台的操作人员。语音和显示文件的报警功能，便于操作人员实际获得相关报警信息，以采取有效措施，排除舞台故障，保证舞台上演出的正常进行。

采用本发明的多功能动态圆形舞台装置，大大提高了传统圆形舞台装置的单一结构，满足了演出场地对多种不同形状的圆形舞台装置的需求，同时，在本发明的圆形舞台装置中增加了多种机械和电子领域的安全保障装置，如红外线测距传感器和重量检测模块，用于提高舞台的安全性，这样，在满足演出方节目和演出创意的需要，在演出前能够快速组装，在演出时能够快速变形为不同形状，给观众带来强烈的视听震撼，同时，通过一系列机电装置实时监控各种参数，在出现异常时及时报警，保证了舞台的高效、安全使用。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种多功能动态圆形舞台装置，所述装置包括：

主舞台、围绕主舞台的从舞台、剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块、液压压力检测模块和控制器模块，控制器模块分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块，并控制剪刀支撑单元的支撑动作和可升降式灯架的展开动作，以及根据图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块的输出进行相应信号报警；进一步包括：

主舞台，为圆形结构构造，主舞台包括驱动装置，驱动装置将主舞台在水平面到预定最大高度之间进行升降；

从舞台，围绕主舞台并成圆环结构构造，从舞台由多个扇形元件组成，每一个扇形元件对应的圆心都为主舞台圆形结构的圆心，从主舞台圆形结构的圆心向外径向设置，每一个扇形元件包括五个扇形子单元，在每一个扇形子单元包括固定数量的扇形元件，扇形子单元相互通过可伸缩连接秆固定在一起，在每一个扇形子单元中，固定数量的扇形元件相互通过可伸缩连接秆固定在一起，

剪刀支撑单元，设置在每个扇形子单元正下方，用于支撑对应的扇形子单元并带动其在水平面到预定最大高度之间进行升降，

可升降式灯架，固定在所述主舞台的顶板上，所述灯架的顶部角端固定安装有丝母，所述灯架上方安装有一连接板，所述连接板装有电机，所述连接板的角端装有与所述灯架丝母相啮合的丝杆，所述电机通过链轮驱动丝杆转动，丝杆啮合丝母使得灯架升降；

图像传感器，位于可升降式灯架上并面对圆形舞台装置，捕获并输出圆形舞台装置展开和演出图像；

红外线测距传感器，安装在每一个扇形元件的侧面上并水平放置，根据红外线信号遇到障碍物距离的不同而反射回来的红外线信号强度不同的原理，检测相邻两个扇形元件之间的距离并输出，红外线测距传感器具有一个红外线信号发射二极管和一个红外线信号接收二极管，红外线信号发射二极管发射38kHz频率的红外线信号，红外线信号接收二极管接收从相邻扇形元件侧面反射回来的红外线信号；

位置传感器，安装在每个扇形子单元上，检测被测的扇形子单元的位置并转换成可用输出信号，位置传感器包括利用霍尔现象制成的霍尔传感器；

重量检测模块，安装在每个扇形子单元或主舞台下方，用于检测每个扇形子单元或主舞台的总重量，当被测装置承载的总重量大于等于设定重量阈值时，发出扇形子单元或主舞台负载超重信号；

液压压力检测模块，设置在剪刀支撑单元的液压缸上，检测液压缸压力是否大于或小于系统的规定值，并输出过压信号或压力不足信号；

控制器模块，设置在主舞台下方，分别连接剪刀支撑单元、可升降式灯架、图像传感器、红外线测距传感器、位置传感器、重量检测模块和液压压力检测模块；控制器模块控制剪刀支撑单元的支撑动作；控制器模块接收图像传感器输出的图像并进行舞台灯光明暗分析，根据分析结果控制可升降式灯架上的各个子灯架的打开情况；控制器模块接收红外线测距传感器输出的相邻两个扇形元件之间的距离，在距离过大或过小时进行相应报警；控制器模块接收位置传感器输出的每个扇形子单元的位置信号，并根据所述位置信号在显示器上动态模拟圆形舞台的每个扇形子单元和主舞台的相对位置；控制器模块根据重量检测模块输出的扇形子单元或主舞台负载超重信号进行扇形子单元或主舞台负载超重报警；控制器模块根据液压压力检测模块输出的过压信号或压力不足信号进行液压缸压力报警；

显示器，位于圆形舞台的控制室中，接收控制器模块输出的动态模拟信号并动态模拟显示圆形舞台的每个扇形子单元和主舞台的相对位置；

其中，剪刀支撑单元包括基座、液压缸和多对剪刀臂，液压缸对多对剪刀臂作用向上的压力，使得多对剪刀臂上升以将对应的扇形子单元向上支撑，每对剪刀臂之间通过上端的支撑铰轴和下端的连接轴固定相连，支撑铰轴是剪刀支撑单元与对应的扇形子单元的安装定位元件，连接轴用于协调成对的剪刀臂的动作同步，保证剪刀支撑单元的稳定性；

其中，在剪刀支撑单元的支撑下，每一个扇形元件升起不同高度以组成控制方想要的不同效果，以配合演出的不同需要，最接近主舞台的扇形元件的高度与主舞台的高度相匹配，当所有剪刀支撑单元回落到水平面后，圆形舞台恢复到水平面形状。

2.如权利要求1所述的多功能动态圆形舞台装置，进一步包括：所述控制器模块根据舞台灯光明暗分析的分析结果控制可升降式灯架上的各个子灯架的打开情况包括，根据所述控制器模块的分析结果展开或回收主子灯架两侧的侧子灯架。

3.如权利要求2所述的多功能动态圆形舞台装置，进一步包括：所述主舞台包括中心舞台和多个子舞台，在主舞台的驱动装置的驱动作用下，子舞台可以和中心舞台一起升降，子舞台也可以和中心舞台分别升降。

4.如权利要求2或3所述的多功能动态圆形舞台装置，进一步包括：控制器模块进行各个报警的方式具体为通过语音播放模块进行警示语音播放，或通过将报警信息发送到控制室的显示器上，从而提醒圆形舞台的操作人员。