CN105268200A - 通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法，其包括如下步骤：将一对升降钢丝绳穿过第一运行小车后的一端与物体上的两点连接；将牵引钢丝绳一端与物体上的可与所述两点形成一个平面的第三点连接；通过调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿竖直方向向下运动；通过驱动第一运行小车沿导轨水平向右行走、调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿倾斜向上的方向运动，直至停止。本发明的方法，简单可行，通过多根钢丝绳即可使物体实现多轨迹、多姿态的任意飞行，且物体在飞行过程中，多根钢丝绳不会相互缠绕，运行小车不会与其他物体发生碰撞，因此物体飞行安全、可靠，提高了物体的安全性和稳定性。

Description

通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法

技术领域

本发明涉及用于表演时产生特技效果用的设备，尤其涉及一种影视拍摄或文艺演出时可改变物体运行轨迹及姿态的设备。

背景技术

随着人们文化水平的提高，对影视拍摄和文艺表演的要求越来越高，要求演出内容、演出手段更加新奇、丰富，因此，现有技术中，在影视拍摄和文艺表演中常采用飞行装置以使物体能够实现多姿态、多轨迹的运动。

现有技术的飞行装置，包括导轨、在导轨上移动的至少一个运行小车、悬吊于运行小车下方的吊具、驱动吊具升降的升降驱动设备以及驱动运行小车行走的水平驱动设备。运行小车在水平驱动设备的驱动下沿导轨水平移动，从而带动吊具水平移动；同时，用于悬吊吊具的钢丝绳在升降驱动设备的驱动下沿竖直方向升降，从而完成吊具的水平运动和垂直运动。

由于飞行装置中需要多根钢丝绳对运行小车和物体进行牵引以使其移动，因此，每根钢丝绳受力不同，运行小车在导轨上行走时会使钢丝绳发生跳动，而当钢丝绳高速运行时，跳动加大，易使多根钢丝绳相互缠绕而引发事故，从而无法保证飞行装置高速运行的安全性。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法，该方法中采用的设备结构简单、操作方便，通过多根钢丝绳即可以使物体实现多轨迹、多姿态的任意飞行，适合于电影拍摄、表演等不同场合，并且物体在飞行过程中，多根钢丝绳不会相互缠绕，运行小车不会与其他物体发生碰撞，因此物体飞行安全、可靠，提高了物体的安全性和稳定性。

为实现上述目的，本发明的通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法中，物体上的两点与穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳的两端连接；物体上的与两点成一平面的第三点与牵引钢丝绳一端连接；所述方法包括如下步骤：

A)、通过协同调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿竖直方向向下运动；

B)、通过驱动第一运行小车沿导轨水平向右行走、协同调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿倾斜向上的方向运动，直至停止。

其中，物体上的两点通过以下方式与所述穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳的两端连接：所述一对升降钢丝绳缠绕在升降卷扬机的卷筒上，使其所述一端经由卷筒后向上伸出，接着分别穿过定滑轮的一对滑轮槽，然后水平伸出，最后穿过所述第一运行小车后分别向下伸出，以便与所述物体上的两点连接。

其中，所述物体上的与两点成一平面的第三点通过以下方式与牵引钢丝绳一端连接：牵引钢丝绳缠绕在牵引卷扬机的卷筒上，使其所述一端经由卷筒后向上伸出；接着穿过承托滑轮组后，与物体上的可与所述两点形成一个平面的第三点连接。

其中，所述导轨上安装有用于防止所述第一运行小车脱离导轨的导轨防撞装置和用于检测所述第一运行小车与导轨防撞装置间距的测距装置。

其中，所述步骤A)包括：

A1)使缠绕在升降卷扬机卷筒上的一对升降钢丝绳和缠绕在牵引卷扬机卷筒上的牵引钢丝绳分别解除缠绕，以便物体沿着竖直方向加速向下运动至第一位置；

A2)通过降低一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上解除缠绕的速度，使物体由第一位置沿着竖直方向减速运动，直至停止于第二位置。

其中，所述步骤B)包括：

B1)、通过使与所述第一运行小车两端分别连接的一对第一水平钢丝绳工作，使第一运行小车沿着导轨水平向右行走，以便带动所述物体向右移动；

B2)通过提高一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第二位置沿着倾斜向上的方向加速运动至第三位置；

B3)、通过调节所述第一运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第三位置沿着倾斜向上的方向匀速运动至第四位置；

B4)、通过调节所述第一运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第四位置继续沿着倾斜向上的方向减速运动，直至停止于第五位置。

进一步的，牵引钢丝绳的所述向上伸出的一端穿过承托滑轮组后，还穿过第二运行小车，然后与所述物体上的第三点连接。

其中，所述第二运行小车两端分别与一对第二水平钢丝绳连接，且连接所述第一运行小车的一对第一水平钢丝绳中的一根钢丝绳穿过第二运行小车。

其中，所述第二运行小车与所述第一运行小车相对的两端分别设置防撞装置。

其中，所述步骤B)包括：

B1)、通过使与所述第一运行小车两端分别连接的一对第一水平钢丝绳和与所述第二运行小车两端分别连接的一对第二水平钢丝绳工作，使第一运行小车、第二运行小车沿着导轨水平向右行走，以便带动所述物体向右移动；

B2)通过提高一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由第二位置沿着倾斜向上的方向加速运动至第三位置；

B3)、通过调节所述第一运行小车、第二运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第三位置沿着倾斜向上的方向匀速运动至第四位置；

B4)、通过调节所述第一运行小车、第二运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第四位置继续沿着倾斜向上的方向减速运动，直至停止于第五位置。

与现有技术相比，本发明的通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法具有如下突出的优点：

1)本发明的方法，通过多根钢丝绳即可使物体实现定向的高速、减速或匀速飞行，易于实现，飞行过程可控、安全；

2)本发明的方法中，通过一对升降钢丝绳和一根牵引钢丝绳分别与物体的三点连接，且三点形成一个平面，因此加强了三根钢丝绳与其悬吊的物体之间的连接强度，提高了物体在高速飞行过程中的平稳性，使物体不会因翻转而发生危险；

3)本发明的方法中，一对升降钢丝绳穿过运行小车后与物体的两点连接，当升降钢丝绳不工作时，也可以使物体随着运行小车的水平移动同时改变其水平位置和垂直位置，因此，当物体进行移动以改变其水平和垂直位置时，可以减少因物体移动时卷扬机所需产生的驱动动力，从而节省能源，提高卷扬机的使用寿命；

4)本发明的方法中，牵引钢丝绳与物体的第三点连接，其即可以为物体飞行提供牵引作用力，又可以与一对升降钢丝绳配合起到使物体刹车、直至停止的作用，因此简化结构，且提高物体运行的可靠性；

5)本发明的方法中，一对升降钢丝绳穿过第一运行小车后与物体连接，牵引钢丝绳与物体上的第三点连接，一对第一水平钢丝绳分别固定于第一运行小车两端，多条钢丝绳走线布置合理，不会相互缠绕，保证物体运行稳定、安全；

6)本发明的方法中，采用导轨防撞装置，从而避免运行小车与其它物体发生碰撞，提高运行小车的运动安全性，进而提高物体飞行的安全性；

7)本发明的方法中，在导轨上安装有用于检测运行小车与导轨防撞装置间距的测距装置，从而保证运行小车的运动安全，有效防止运行小车脱离导轨或与其它物体碰撞；

8)本发明的方法中，具有开关组件，其与测距装置配合作用或单独作用，有效保证运行小车及物体运动的可靠性；

9)本发明方法中的运行小车结构简单、重量轻、惯性小，具有小车防撞装置，对周边结构的冲击力小；

10)本发明方法中的运行小车上设置导向装置，可以承托并引导水平钢丝绳的延伸方向，从而不会使多条水平钢丝绳相互缠绕，提高物体的飞行安全性。

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法中采用的第一实施例的设备的结构示意图；

图2是图1所示设备处于工作状态时物体运行轨迹的示意图；

图3是图1所示Ⅰ部分放大图；

图4是图1所示Ⅱ部分放大图；

图5是本发明的第一水平钢丝绳的走向图；

图6是本发明的第二水平钢丝绳的走向图；

图7是本发明的升降钢丝绳的走向图；

图8是本发明的牵引钢丝绳的走向图；

图9是本发明的第一运行小车的结构示意图；

图10是图9所示第一运行小车的左侧视图；

图11是图9所示A-A向视图；

图12是本发明的第二运行小车的结构示意图；

图13是图12所示第二运行小车的左侧视图；

图14是图12所示B-B向视图；

图15是图12所示C-C向视图；

图16是具有导向装置的第一运行小车的局部透视图；

图17是本发明第一运行小车车架的结构示意图；

图18是本发明的通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法中采用的第二实施例的设备的结构示意图；

图19是图18所示设备处于工作状态时物体运行轨迹的示意图。

附图标记说明：1-导轨；2-第一运行小车；21-车架；21a-侧架；21b-下横梁；21c-上横梁；21d-行走轮架；21e-侧向轮孔；21k-防跳轮孔；21f-连接板；21h-上滑轮架；21g-下滑轮架；22-行走轮；23-防跳轮；24-侧向轮；25-小车防撞装置；26-定滑轮总成；26a-左侧定滑轮组；26b-右侧定滑轮组；261-第一排定滑轮；262-第二排定滑轮；27-导向装置；271-连接架；272-压块；28-连接件；3-第一水平钢丝绳；3a-第一根水平钢丝绳；3b-第二根水平钢丝绳；4-升降钢丝绳；4a-升降钢丝绳A；4b-升降钢丝绳B；5-牵引钢丝绳；6-第一驱动装置；61-第一卷扬机；62-承托组件；62a-托绳辊子；62b-定位滑轮；62c-两吊点滑轮；63-转向滑轮；64-压紧滑轮；65-涨紧装置；7-第二驱动装置；71-第二卷扬机；72-承托组件；72a-托绳辊子；72b-定位滑轮；72c-两吊点滑轮；73-转向滑轮；74-压紧滑轮；8-第二运行小车；81-车架；82-行走轮；83-防跳轮；84-侧向轮；85-小车防撞装置；86-定滑轮总成；86a-第一排定滑轮；86b-第二排定滑轮；87-导向装置；88-连接件；9-第二水平钢丝绳；9a-第二水平钢丝绳A；9b-第二水平钢丝绳B；10-牵引驱动装置；101-牵引卷扬机；102-下定滑轮；103-上定滑轮；11-升降驱动装置；111-升降卷扬机；112-定滑轮；12-物体；13-导轨防撞装置；14-测距装置。

具体实施方式

本发明提供了一种通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法中，物体上的两点与穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳的两端连接；物体上的与两点成一平面的第三点与牵引钢丝绳一端连接；所述方法包括如下步骤：

A)、通过协同调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿竖直方向向下运动；

B)、通过驱动第一运行小车沿导轨水平向右行走、协同调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿倾斜向上的方向运动，直至停止。

其中，物体上的两点通过以下方式与穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳的两端连接：一对升降钢丝绳缠绕在升降卷扬机的卷筒上，使其一端经由卷筒后向上伸出，接着分别穿过定滑轮的一对滑轮槽，然后水平伸出，最后穿过第一运行小车后分别向下伸出，以便与物体上的两点连接。

其中，物体上的与两点成一平面的第三点通过以下方式与牵引钢丝绳一端连接：牵引钢丝绳缠绕在牵引卷扬机的卷筒上，使其一端经由卷筒后向上伸出；接着穿过承托滑轮组后，与物体上的可与两点形成一个平面的第三点连接。

其中，导轨上安装有用于防止第一运行小车脱离导轨的导轨防撞装置和用于检测第一运行小车与导轨防撞装置间距的测距装置。

其中，步骤A)包括：

A1)使缠绕在升降卷扬机卷筒上的一对升降钢丝绳和缠绕在牵引卷扬机卷筒上的牵引钢丝绳分别解除缠绕，以便物体沿着竖直方向加速向下运动至第一位置；

A2)通过降低一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上解除缠绕的速度，使物体由第一位置沿着竖直方向减速运动，直至停止于第二位置。

其中，步骤B)包括：

B1)、通过使与第一运行小车两端分别连接的一对第一水平钢丝绳工作，使第一运行小车沿着导轨水平向右行走，以便带动物体向右移动；

B2)通过提高一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由第二位置沿着倾斜向上的方向加速运动至第三位置；

B3)、通过调节第一运行小车的行走速度、一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由第三位置沿着倾斜向上的方向匀速运动至第四位置；

B4)、通过调节第一运行小车的行走速度、一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由第四位置继续沿着倾斜向上的方向减速运动，直至停止于第五位置。

优选的，在牵引钢丝绳的向上伸出的一端穿过承托滑轮组后，还可以穿过第二运行小车，然后与物体上的第三点连接，从而进一步提高了物体运行的稳定性。

下面，结合具体本发明方法中所采用的设备的结构，对采用该设备改变物体运行轨迹及姿态的过程进行描述。

实施例1

如图1所示，为用于本发明的通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法中第一实施例设备的结构示意图。

由图可知，本实施例的设备包括：导轨1、安置在导轨1上且沿其水平行走的第一运行小车2、驱动第一运行小车2沿导轨行走的一对第一水平钢丝绳3、穿过第一运行小车2后且向下延伸的一对升降钢丝绳4和一根牵引钢丝绳5。

其中，一对升降钢丝绳4和牵引钢丝绳5的一端分别与被悬吊物体12的可形成一个平面的三点连接，从而通过调整三根钢丝绳的伸出长度，可以改变物体的运动轨迹及姿态；并且，三根钢丝绳与被悬吊物体连接的三点形成平面，在增加连接稳定性的同时，还提高了物体在高速飞行过程中的平稳性，使物体不会因翻转而发生危险。

尤其是，本实施例的一对升降钢丝绳穿过第一运行小车后与被悬吊物体上的两点连接，而第一运行小车由一对第一水平钢丝绳带动而水平移动，因此，即使升降钢丝绳不工作，也可以使物体随着第一运行小车的水平移动同时改变其水平位置和垂直位置(即改变其空间位置)，也就是说，当物体进行移动以改变其空间位置时，可以减少带动物体垂直移动的升降卷扬机所需产生的驱动动力，从而节省能源，提高升降卷扬机的使用寿命。

具体的，如图1、图5所示，本实施例所述的一对第一水平钢丝绳3包括第一根水平钢丝绳3a和第二根水平钢丝绳3b，第一根水平钢丝绳3a的一端与第一运行小车2左侧连接，第二根水平钢丝绳3b的一端与第一运行小车2右侧连接，两根水平钢丝绳的另一端分别缠绕在第一驱动装置6的第一卷扬机61的卷筒上，并且缠绕方向相反，因此，当第一卷扬机61工作时，两根水平钢丝绳中的一根会缠绕在卷筒上、另一根会解除在卷筒上的缠绕。

当第一根水平钢丝绳3a解除在卷筒上的缠绕、而第二根水平钢丝绳3b继续往卷筒上缠绕时，第一根水平钢丝绳3a向外延伸长度会增加、第二根水平钢丝绳向外延伸长度会缩短，从而在第二根水平钢丝绳3b的拉力作用力下，第一运行小车2会沿导轨向右侧水平移动；反之，随着第一根水平钢丝绳3a在卷筒上缠绕、而第二根水平钢丝绳3b在卷筒上解除缠绕，第一运行小车会沿导轨向左侧水平移动。

其中，如图5所示，本实施例的第一驱动装置6除了为一对第一水平钢丝绳提供动力的第一卷扬机61外，还包括以下构件：一对承托组件62，分别设置于第一卷扬机61左、右两侧，用于分别承托一对第一水平钢丝绳3；一对转向滑轮63，分别位于一对承托组件62的外侧，用于改变一对第一水平钢丝绳3经由一对承托组件62后的延伸方向；一对压紧滑轮64，分别位于一对转向滑轮63与第一运行小车2之间，用于将转向滑轮63与第一运行小车2之间的第一水平钢丝绳3压紧；以及对应转向滑轮设置的用于将其拉紧的涨紧装置65。

优选的，如图5所示，位于第一卷扬机左侧的承托组件62包括以第一卷扬机61为基准、沿水平方向向左侧依次设置的由两个托绳辊子62a构成的托绳辊子组和一个具有两个吊点的两吊点滑轮62c。第一根水平钢丝绳的一端离开第一卷扬机的卷筒后，依次由两个托绳辊子和两吊点滑轮承托着，沿水平方向向左延伸，直至到达位于左侧的转向滑轮63处；经转向滑轮63夹持转向后转为水平向右延伸，并由安装在导轨1上且位于转向滑轮右侧的压紧滑轮64压紧夹持向右延伸后，所述一端与第一运行小车2的左侧连接。

而如图5所示，位于第一卷扬机右侧的承托组件62包括以第一卷扬机61为基准、沿水平方向向右侧依次设置的由两个托绳辊子62a构成的托绳辊子组、由两个定位滑轮62b构成的定位滑轮组和一个两吊点滑轮62c。第二根水平钢丝绳的一端离开第一卷扬机的卷筒后，依次由两个托绳辊子62a、两个定位滑轮62b和两吊点滑轮62c承托着，沿水平方向向右延伸，直至到达位于右侧的转向滑轮63处；第二根水平钢丝绳经该转向滑轮夹持转向后转为水平向左延伸，并由安装在导轨右侧的压紧滑轮64压紧夹持，然后向左水平延伸，直至其所述一端与第一运行小车的右侧连接。

其中，如图9-图11所示，本实施例在导轨1上安置第一运行小车2，第一运行小车的基本构件为车架21，在车架21上分别安装有如下构件：行走轮总成，安装于车架上部，具有沿导轨1的上导轨面行走的两排行走轮22，每排行走轮由两个行走轮组成；防跳轮总成，安装于车架下部，其具有两排防跳轮23，每排防跳轮由两个防跳轮组成，防跳轮沿导轨1的下导轨面行走，且防跳轮与行走轮的位置相对应，相互配合以防止行走轮脱离导轨1，避免第一运行小车掉落；侧向轮总成，安装于车架中部，其具有两排侧向轮24，每排侧向轮由两个侧向轮组成，侧向轮沿导轨1侧面行走，从导轨侧面对车架定位；小车防撞装置25，安装于车架右端，用于防止车架与其它物体相撞；定滑轮总成26，具有安装在车架左、右两侧的分别用于承托钢丝绳并导引其走向的左侧定滑轮组26a和右侧定滑轮组26b，左、右两侧定滑轮组均包括上定滑轮261和下定滑轮262，上定滑轮261和下定滑轮262上的滑轮槽位置对应，以便在上、下滑轮槽之间安置升降钢丝绳并将其夹持住，优选的，左侧定滑轮组中的上、下定滑轮分别具有两个滑轮槽，而右侧定滑轮组中的上、下定滑轮分别具有一个滑轮槽；安装在车架左右两侧的用于和两根第一水平钢丝绳分别连接的连接件28。

而如图17所示，本实施例的第一运行小车的车架21包括：两垂直的侧架21a；上下平行安置在两个侧架之间的下横梁21b和上横梁21c；分别安置在两侧架21a相对端面上的行走轮架21d，位于两侧架21a上部，用于安置行走轮22；分别开设在两侧架中部的侧向轮孔21e，侧向轮支架(图中未示出)安装于侧向轮孔附近，侧向轮支架上安装有侧向轮轴，且侧向轮轴的轴线沿垂直方向延伸，侧向轮转动安装在侧向轮轴上，并经由侧向轮孔与导轨侧面接触以沿导轨侧面行走；分别开设在两侧架上且位于侧向轮孔下方的防跳轮孔21k，防跳轮轴(图中未示出)的一端插入在防跳轮孔内，另一端转动安装防跳轮，且防跳轮与导轨下导轨面接触并沿其行走；安装在下横梁21c左、右端的连接板21f，每个连接板上安置一个用与固定一根第一水平钢丝绳的连接件28，且在位于右端的连接板上安置小车防撞装置25；安装在上横梁上的上滑轮架21h和安装在下横梁上的下滑轮架21g，用于分别安置上定滑轮261和下定滑轮262的滑轮轴。

当第一水平卷扬机工作时，一对第一水平钢丝绳相应改变向外延伸的长度，从而带动第一运行小车移动，此时，行走轮和防跳轮分别沿导轨的上导轨面和下导轨面行走、侧向轮沿导轨侧面行走，从而防止第一运行小车脱离导轨；而本实施例的第一运行小车上设置小车防撞装置25，避免第一运行小车与导轨上的其它装置或其它物体发生碰撞、产生危险。尤其是，由于在导轨两端安装有左支架、右支架，为了防止第一运行小车2与左支架、右支架碰撞，在导轨两端还安装有导轨防撞装置13以及用于检测第一运行小车2与导轨防撞装置13之间距离的测距装置14(如图3、图4所示，图中所示为位于导轨左端的导轨防撞装置13和测距装置14)。

其中，本实施例中，小车防撞装置和导轨防撞装置可以采用橡胶制品，也可以采用液压缓冲器，优选的，本实施例的防撞装置均采用液压缓冲器，其可以采用现有技术液压缓冲器的结构，在此不对其结构进行描述。而测距装置采用激光测距装置，其实时检测第一运行小车的位置，并将其检测数据反馈给控制系统，控制系统根据检测数据调节第一水平卷扬机的转速，从而达到控制第一运行小车行走速度的目的。本实施例的激光测距装置也可采用现有技术激光测距装置的结构，故，也不对其结构进行描述。

其中，本实施例的导轨安装于导轨吊架上，在导轨吊架上还安置有开关组件(图中未示出)，该开关组件具有接近开关，可以控制第一运行小车在各阶段的行走位置。

通过设置激光测距装置和接近开关，可以精确控制第一运行小车的行走速度与位置，从而达到控制被悬吊物体运动速度的目的。

本实施例的一对升降钢丝绳4分别穿过第一运行小车后向下伸出，从而使与升降钢丝绳一端连接的被悬吊的物体可以随着第一运行小车的移动而移动。

下面，结合图7、图9-图11描述与升降钢丝绳连接的物体12随着第一运行小车的移动而移动的过程。

如图7所示，本实施例的一对升降钢丝绳4分别同向缠绕在升降驱动装置11的升降卷扬机111的卷筒上，一对升降钢丝绳4的所述一端离开卷筒后向上延伸并被定滑轮112夹持。定滑轮112位于卷筒上方，具有用于分别安置一对升降钢丝绳4的一对滑轮槽，一对升降钢丝绳4穿过定滑轮的一对滑轮槽后，其所述一端水平向右延伸，并到达第一运行小车处。

其中，如图9-图11所示，向右水平延伸的一对升降钢丝绳首先到达第一运行小车的左侧定滑轮组26a处。一对升降钢丝绳分别从上定滑轮261和下定滑轮262的两列滑轮槽构成的空间内穿过，且其第一根升降钢丝绳4a由下定滑轮262引导竖直向下延伸以与物体12上的第一点连接。而第二根升降钢丝绳4b从上、下定滑轮滑轮槽的空间内穿过后向右水平延伸(如图11所示)，并到达右侧定滑轮组26b的上、下定滑轮处，右侧定滑轮组26b的上、下定滑轮分别具有一列滑轮槽，第二根升降钢丝绳4b从滑轮槽的左侧向右穿过滑轮槽，并在下定滑轮的引导下竖直向下延伸，从而与被悬吊物体的第二点连接。

当升降卷扬机不工作、而第一水平卷扬机工作时，如果第一运行小车水平向右移动，则一对升降钢丝绳竖直向下延伸的长度会减小，从而带动被悬吊物体垂直向上运动；与此同时，由于第一运行小车向右移动，被悬吊物体又会随着第一运行小车向右移动。反之，如果第一运行小车水平向左移动，则被悬吊物体会相应产生向下和向左的运动。即，在升降卷扬机未工作时，被悬吊物体即可随着第一运行小车的行走而改变其位置。

为了确保被悬吊物体12在飞行过程中的安全性，本设备在物体的第三点上还连接一根牵引钢丝绳，如图1、图12-图15所示。

其中，如图8所示，牵引钢丝绳5缠绕在牵引驱动装置10的牵引卷扬机101的卷筒上，且其一端经由卷筒后向上伸出。

而牵引驱动装置10除了牵引卷扬机外，还包括用于承托并改变牵引钢丝绳5伸出方向的承托滑轮组。承托滑轮组包括：安装在右支架上的用于引导由牵引卷扬机卷筒伸出的牵引钢丝绳方向的下定滑轮102；安装在导轨右端的用于使其夹持的牵引钢丝绳水平或向下延伸的上定滑轮103。牵引钢丝绳从上定滑轮103穿过后，其一端与被悬吊物体的第三点连接。

当牵引卷扬机工作时，牵引钢丝绳会改变其离开卷筒的向外延伸的长度，从而带动物体相应运动。

由于物体上的三个点分别与一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳连接，而升降钢丝绳又穿过由一对第一水平钢丝绳带动而移动的第一运行小车，因此物体可以随着多根钢丝绳的移动而改变其在空间的运动轨迹及姿态。

下面，结合图2，对采用本实施例设备使物体进行运动轨迹及姿态改变的过程进行描述。

第一步，第一水平卷扬机不工作，升降卷扬机和牵引卷扬机同时工作，从而使升降卷扬机卷筒上的一对升降钢丝绳和牵引卷扬机卷筒上的牵引钢丝绳同时高速解除缠绕(即，三根钢丝绳离开卷筒向外延伸的长度增加，反之，缠绕在卷筒上时，钢丝绳的向外延伸的长度缩短)，进而使物体在三根钢丝绳及物体自重的作用下从初始位置D点高速垂直向下运动到达第一位置E点。其中，D点对应的物体的运动速度为0m/s，而E点对应的物体的运动速度为物体垂直向下运动时的最高速度(大约8m/s)。

第二步，升降卷扬机和牵引卷扬机继续工作，使一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳分别减速解除在对应卷筒上的缠绕，即三根钢丝绳的向外延伸的长度继续增加，因此，物体在三根钢丝绳的作用下由第一位置E点垂直向下运动，直至到达第二位置F点并停止。

第三步，第一水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机同时工作，第一运行小车在一对第一水平钢丝绳的作用下沿导轨向右加速的水平移动；一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳分别缠绕在升降卷扬机卷筒和牵引卷扬机卷筒上，即，使一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳向外延伸长度缩短，从而使物体在多根钢丝绳的共同作用下，由第二位置F点沿着与水平方向呈夹角α的向上倾斜方向加速运动至第三位置G点。其中，到达G点时的运动速度为物体倾斜运动的最高速度，而第一运行小车由初始位置L加速运动至位置M，且其加速度小于物体运动的加速度。

第四步，第一水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机继续工作，以使物体在多根钢丝绳的带动下沿着所述向上倾斜方向由第三位置G点匀速运动到第四位置H点。此时，第一运行小车由位置M加速运动至位置N，且第一运行小车到达位置N时，应使穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳与被悬吊的物体12之间具有大于90°的倾角，即，此时，物体和第一运行小车的位置相比较，物体位于第一运行小车的右下方(如图2所示)。

再次，一对第一水平钢丝绳、一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在对应的第一水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机的驱动下继续缩短长度，从而使物体在多根钢丝绳的带动下，沿着所述向上倾斜方向由第四位置H减速运动，直至到达物体运动速度为0m/s的第五位置I。此时，第一运行小车由位置N减速运动至位置O并停止。

在由第四位置到达第五位置时，虽然牵引钢丝绳对物体有一定的拉动作用力使物体继续运动，但由于一对升降钢丝绳施加给物体的作用力与牵引钢丝绳施加给物体的作用力方向相反(即，牵引钢丝绳施加给物体倾斜向右运动的作用力，一对升降钢丝绳施加物体倾斜向左运动的作用力)，因此，物体在一对升降钢丝绳的作用力下会逐渐减速、直至物体运动速度为0m/s时终止。即，牵引钢丝绳和一对升降钢丝绳为运动的物体提供一个刹车的作用，从而简化了本设备的结构，不需在物体或运行小车上设置刹车装置，从而确保物体飞行的安全性。

实施例2

如图18所示，为用于本发明的通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法中第二实施例设备的结构示意图。

由图可知，组成本实施例设备中的各构件的结构与实施例1基本相同，不同的是，本实施例的设备在实施例1的基础上，还增加了第二运行小车及用于驱动第二运行小车行走的一对第二水平钢丝绳及第二驱动装置，并且，本实施例中的牵引钢丝绳在穿过第二运行小车后与物体上的第三点连接。

下面，对本实施例与实施例1不同部分的结构进行描述。

具体的，如图18所示，本实施例中的设备包括：导轨1、安置在导轨1上且沿其水平行走的第一运行小车2、驱动第一运行小车2沿导轨行走的一对第一水平钢丝绳3、穿过第一运行小车2后且向下延伸的一对升降钢丝绳4和一根牵引钢丝绳5，此外，还包括：安置在导轨1上位于第一运行小车右侧、且沿导轨1行走的第二运行小车8；用于驱动第二运行小车8沿导轨1行走的一对第二水平钢丝绳9，其第一根水平钢丝绳9a的一端与第二运行小车8的左侧连接，其第二根水平钢丝绳9b的一端与第二运行小车的右侧连接；其中，牵引钢丝绳5的一端穿过第二运行小车8后斜向下延伸并与物体12的第三点连接。

其中，一对第二水平钢丝绳9缠绕在第二驱动装置7的第二卷扬机71的卷筒上，且一对第二水平钢丝绳9在卷筒上的缠绕方向相反，因此，当第二卷扬机71工作使两根水平钢丝绳中的第一根水平钢丝绳9a解除在卷筒上的缠绕而使向外延伸长度增加、使第二根水平钢丝绳9b会缠绕在卷筒上使向外延伸长度缩短时，会使第二运行小车在两根水平钢丝绳的作用力下沿着导轨向右移动；反之，则向左移动。

其中，如图6所示，本实施例的第二驱动装置7的结构与第一驱动装置的结构基本相同，除了第二卷扬机71外，还包括用于分别承托一对第二水平钢丝绳9的承托组件72、用于改变一对第二水平钢丝绳9经由一对承托组件72后的延伸方向的一对转向滑轮73、用于将转向滑轮73与第二运行小车8之间的第二水平钢丝绳压紧的一对压紧滑轮74以及对应转向滑轮设置的用于将其拉紧的涨紧装置75。

其中，本实施例的位于第二卷扬机左、右两侧的承托组件72也包括由两个或多个托绳辊子72a构成的托绳辊子组、一个两吊点滑轮72c和/或由两个或多个定位滑轮72b构成的定位滑轮组。托绳辊子、定位滑轮、两吊点滑轮的具体布置方式如图6所示。

其中，本实施例中的转向滑轮73、压紧滑轮74和涨紧装置75分别与实施例1中的转向滑轮63、压紧滑轮64和涨紧装置65为一套装置，即，转向滑轮和压紧滑轮可以同时为第一水平钢丝绳和第二水平钢丝绳提供转向夹持与压紧作用。

由于在导轨上又增设了第二运行小车，因此，与第一运行小车右侧相连的第二根水平钢丝绳3b必须穿过第二运行小车，而与第二运行小车左侧相连的第一根水平钢丝绳9a必须穿过第一运行小车，为了防止各钢丝绳在移动过程中发生缠绕，本实施例的第一运行小车和第二运行小车上分别设置有用于承托、引导和另一运行小车连接的水平钢丝绳的装置。

具体的，如图9-图11所示，本实施例的第一运行小车2除了实施例1中的各构件之外，还在车架21上设置有用于承托和引导与第二运行小车8左侧相连的第一根水平钢丝绳9a的导向装置27。

其中，如图16所示，第一运行小车的导向装置27包括：安装在第一运行小车2的行走轮架内侧的连接架271，该连接架271上安装有压块272，而压块上设置有与导轨的上导轨面平行的通孔，以便与第二运行小车8左侧相连的第一根水平钢丝绳9a可以穿过该通孔并沿水平方向延伸。优选的，通孔的直径大于水平钢丝绳的直径，从而当水平钢丝绳移动时，减少水平钢丝绳与压块的摩擦力，增加水平钢丝绳的使用寿命。

其中，如图12-图15所示，为本实施例的第二运行小车的结构示意图。由图可知，第二运行小车的结构与第一运行小车的结构基本相同，也包括：车架81、行走轮82、防跳轮83、侧向轮84、小车防撞装置85、定滑轮总成86、连接件88(连接件可以采用高强度的连接螺栓)和用于承托并引导与第一运行小车右侧相连的第二根水平钢丝绳3b的导向装置87。

其中，定滑轮总成86具有安装在车架左侧或右侧的用于承托牵引钢丝绳并导引其走向的定滑轮组，该定滑轮组包括第一排定滑轮86a和第二排定滑轮86b，第一排定滑轮86a和第二排定滑轮86b上各设置位置相对应的一个滑轮槽，牵引钢丝绳从右侧穿过上下两个滑轮槽构成的空间后向左延伸，并与被悬吊物体的第三点连接。

其中，第二运行小车导向装置87的结构与第一运行小车的导向装置27的结构相同，在此不再重述。

优选的，为了确保第一运行小车和第二运行小车不会因第一根水平钢丝绳和/或第二根水平钢丝绳突然折断而停止运动、导致危险情况发生，在每个运行小车的导向装置的压块上可以设置一对并列的通孔，相应的，与第一运行小车和第二运行小车的左侧和右侧连接的水平钢丝绳分别采用两根。

下面，结合图19，对采用本实施例设备使物体进行运动轨迹及姿态改变的过程进行描述。

第一步，第一水平卷扬机和第二水平卷扬机不工作，升降卷扬机和牵引卷扬机同时工作，从而使升降卷扬机卷筒上的一对升降钢丝绳和牵引卷扬机卷筒上的牵引钢丝绳同时高速解除缠绕(即，三根钢丝绳离开卷筒向外延伸的长度增加，反之，缠绕在卷筒上时，钢丝绳的向外延伸的长度缩短)，进而使物体在三根钢丝绳及物体自重的作用下从初始位置D点高速垂直向下运动到达第一位置E点。其中，D点对应的物体的运动速度为0m/s，而E点对应的物体的运动速度为物体垂直向下运动时的最高速度(大约8m/s)。

第二步，第一水平卷扬机和第二水平卷扬机不工作、升降卷扬机和牵引卷扬机继续工作，使一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳分别减速解除在对应卷筒上的缠绕，即三根钢丝绳的向外延伸的长度继续增加，因此，物体在三根钢丝绳的作用下由第一位置E点垂直向下运动，直至到达第二位置F点并停止。

第三步，第一水平卷扬机、第二水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机同时工作，第一运行小车和第二运行小车分别在一对第一水平钢丝绳和一对第二水平钢丝绳的作用下沿导轨向右加速的水平移动；一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳分别缠绕在升降卷扬机卷筒和牵引卷扬机卷筒上，即，使一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳向外延伸长度缩短，从而使物体在多根钢丝绳的共同作用下，由第二位置F点沿着与水平方向呈夹角α的向上倾斜方向加速运动至第三位置G点。其中，到达G点时的运动速度为物体倾斜运动的最高速度，而第一运行小车由初始位置L加速运动至位置M、第二运行小车由初始位置Q加速运动至位置R，且两个运行小车的加速度均小于物体运动的加速度。

第四步，第一水平卷扬机、第二水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机继续工作，以使物体在多根钢丝绳的带动下沿着所述向上倾斜方向由第三位置G点匀速运动到第四位置H点。此时，第一运行小车由位置M加速运动至位置N、第二运行小车由位置R加速运动至位置S，且第一运行小车到达位置N时，应使穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳与被悬吊的物体12之间具有大于90°的倾角，即，此时，物体和第一运行小车、第二运行小车的位置相比较，物体位于第一运行小车和第二运行小车之间(如图19所示)。

再次，一对第一水平钢丝绳、一对第二水平钢丝绳、一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在对应的第一水平卷扬机、第二水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机的驱动下继续缩短长度，从而使物体在多根钢丝绳的带动下，沿着所述向上倾斜方向由第四位置H减速运动，直至到达物体运动速度为0m/s的第五位置I。此时，第一运行小车由位置N减速运动至位置O并停止、第二运行小车由位置S减速运动至位置T并停止。

最后，第一水平卷扬机、第二水平卷扬机、升降卷扬机和牵引卷扬机以与上述相反方向旋转，以使物体在一对升降钢丝绳、牵引钢丝绳的带动下，由第五位置I匀速移动至初始点D，而第一运行小车和第二运行小车也分别回位到初始位置L、Q处。

本发明的设备，通过多根钢丝绳长度的调节即可使物体实现定向(以与水平方向呈一定夹角的倾斜方向)运行，且运行过程中的速度可调节，从而使物体保持即定的飞行姿态，而运行小车结构简单、重量轻，因此惯性小，具有小车防撞装置，因此对周边结构的冲击力小。

尽管上文对本发明作了详细说明，但不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明记载的内容或原理进行修改，因此，凡按照本发明记载的内容或原理进行的各种修改都应当理解为纳入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通过软索改变物体运行轨迹及姿态的方法，其特征在于：

物体上的两点与穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳的两端连接；

物体上的与两点成一平面的第三点与牵引钢丝绳一端连接；所述方法包括如下步骤：

A)、通过协同调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿竖直方向向下运动；

B)、通过驱动第一运行小车沿导轨水平向右行走、协同调整一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳的长度，使物体沿倾斜向上的方向运动，直至停止。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，物体上的两点通过以下方式与所述穿过第一运行小车的一对升降钢丝绳的两端连接：

所述一对升降钢丝绳缠绕在升降卷扬机的卷筒上，使其所述一端经由卷筒后向上伸出，接着分别穿过定滑轮的一对滑轮槽，然后水平伸出，最后穿过所述第一运行小车后分别向下伸出，以便与所述物体上的两点连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物体上的与两点成一平面的第三点通过以下方式与牵引钢丝绳一端连接：

牵引钢丝绳缠绕在牵引卷扬机的卷筒上，使其所述一端经由卷筒后向上伸出；接着穿过承托滑轮组后，与物体上的可与所述两点形成一个平面的第三点连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导轨上安装有用于防止所述第一运行小车脱离导轨的导轨防撞装置和用于检测所述第一运行小车与导轨防撞装置间距的测距装置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤A)包括：

A1)使缠绕在升降卷扬机卷筒上的一对升降钢丝绳和缠绕在牵引卷扬机卷筒上的牵引钢丝绳分别解除缠绕，以便物体沿着竖直方向加速向下运动至第一位置；

A2)通过降低一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上解除缠绕的速度，使物体由第一位置沿着竖直方向减速运动，直至停止于第二位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B)包括：

B1)、通过使与所述第一运行小车两端分别连接的一对第一水平钢丝绳工作，使第一运行小车沿着导轨水平向右行走，以便带动所述物体向右移动；

B2)通过提高一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第二位置沿着倾斜向上的方向加速运动至第三位置；

B3)、通过调节所述第一运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第三位置沿着倾斜向上的方向匀速运动至第四位置；

B4)、通过调节所述第一运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第四位置继续沿着倾斜向上的方向减速运动，直至停止于第五位置。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，牵引钢丝绳的所述向上伸出的一端穿过承托滑轮组后，还穿过第二运行小车，然后与所述物体上的第三点连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二运行小车两端分别与一对第二水平钢丝绳连接，且连接所述第一运行小车的一对第一水平钢丝绳中的一根钢丝绳穿过第二运行小车。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二运行小车与所述第一运行小车相对的两端分别设置防撞装置。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤B)包括：

B1)、通过使与所述第一运行小车两端分别连接的一对第一水平钢丝绳和与所述第二运行小车两端分别连接的一对第二水平钢丝绳工作，使第一运行小车、第二运行小车沿着导轨水平向右行走，以便带动所述物体向右移动；

B2)通过提高一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由第二位置沿着倾斜向上的方向加速运动至第三位置；

B3)、通过调节所述第一运行小车、第二运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第三位置沿着倾斜向上的方向匀速运动至第四位置；

B4)、通过调节所述第一运行小车、第二运行小车的行走速度、所述一对升降钢丝绳和牵引钢丝绳在相应卷筒上的缠绕速度，使物体由所述第四位置继续沿着倾斜向上的方向减速运动，直至停止于第五位置。