CN109243287A - 一种互动式沙盘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互动式沙盘系统，包括：沙盘平台，设置于所述沙盘平台上的建筑物模型模块、水体模型模块和山体模型模块；所述建筑物模型模块包括可升降地面和设置于所述可升降地面上的高度可变建筑物模型；所述可升降地面包括地板块和用于支撑所述地板块的剪叉式升降机构；所述可变建筑模型包括多个层层嵌套的、用于形成建筑物外墙的矩形框，固定于最内侧矩形框顶部的房顶，以及连接于所述房顶与地板块之间的伸缩柱；该系统能够根据使用者的需要，调整沙盘地形地貌、建筑物模型高度，同时能够模拟出江河湖泊，甚至是海洋水面的波浪，极大的提高沙盘展示效果。

Description

一种互动式沙盘系统

技术领域

本发明属于沙盘器材领域，具体涉及一种互动式沙盘系统。

背景技术

沙盘，就是根据地形图、航空像片或实地地形，按一定的比例关系，用泥沙和其它材料堆制的模型。沙盘被广泛用于城市规划、园林设计、房地产营销、军事作战、地形勘察等领域，能形象地显示某一区域的建筑规划、地形地貌等情况。现有的沙盘往往只能根据规划图纸或者实地地形、建筑，利用沙土堆砌形成不同海拔高度，不同轮廓的地面、山体，利用定制的建筑模型来模仿不同高度，不同形态的实际建筑，对于江、湖泊等水体一般仅利用水池模型等工具制作，展示效果不佳。现有的沙盘中，地面形态、建筑物高度都为固定值，要想更改地形地貌，或者调整建筑高度，就必须另制沙盘，具有不可重复使用，难以制作，制作效率低等问题。

因此，需要一种互动式沙盘系统，该系统能够根据使用者的需要，调整沙盘地形地貌、建筑物模型高度，同时能够模拟出江河湖泊，甚至是海洋水面的波浪，极大的提高沙盘展示效果。

发明内容

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种互动式沙盘系统，包括：沙盘平台，设置于所述沙盘平台上的建筑物模型模块、水体模型模块和山体模型模块；所述建筑物模型模块包括可升降地面和设置于所述可升降地面上的高度可变建筑物模型；所述可升降地面包括地板块和用于支撑所述地板块的剪叉式升降机构；所述可变建筑模型包括多个层层嵌套的、用于形成建筑物外墙的矩形框，固定于最内侧矩形框顶部的房顶，以及连接于所述房顶与地板块之间的伸缩柱；

进一步，所述水体模型模块包括水池Ⅰ和注入所述水池内的磁性液体；所述水池底部矩形阵列分布有多个由控制器Ⅰ控制的电磁铁Ⅰ，所述控制器Ⅰ用于控制所述电磁铁Ⅰ顺序依次通电，使磁性液体形成波浪；

进一步，所述山体模型模块包括水池Ⅱ和注入所述水池Ⅱ内的磁性液体；所述水池Ⅱ内的磁性液体的液面覆盖有弹性薄膜，水池Ⅱ底部矩形阵列分布有多个由控制器Ⅱ控制的电磁铁Ⅱ，所述控制器Ⅱ用于控制设定区域的电磁铁Ⅱ持续通电，使弹性薄膜形成起伏的山状形态；

进一步，所述剪叉式升降机构包括底板、支撑板和设置于所述底板和支撑板之间并相互铰接形成X结构的杆Ⅰ和杆Ⅱ；所述杆Ⅰ上端滑动连接于支撑板，其下端铰接于底板；所述杆Ⅱ上端铰接于支撑板，其下端滑动连接于所述底板；所述底板上设有用于推动所述杆Ⅱ下端滑动的气缸；

进一步，所述伸缩柱包括单自由度转动连接于所述支撑板的套筒，以及通过螺纹与所述套筒内壁配合的螺柱，所述螺柱的顶部固定于所述房顶；套筒底端固定有带轮，所述带轮通过由电机带动的皮带驱动转动；

进一步，所述矩形框的侧壁沿竖直方向设置有滑槽，外套于该矩形框的矩形框内壁固定设有与滑槽滑动配合的滑块。

本发明的有益效果为：本发明的互动式沙盘系统，沙盘构建者根据需要选择合适的数量的建筑物模型模块、水体模型模块和山体模型模块，然后将上述模块设置在沙盘平台上适当位置；构建者可以通过调整剪叉式升降机构，从而调整各个建筑物模型模块的地面高度，从而能够调整并构建出建筑物的地面落差；构建者通过控制伸缩柱的伸缩可以调整各个建筑物模型模块的建筑物模型的高度。例如在城市规划设计中，利用本沙盘可以实时调节整个规划区域内各个建筑物的高度，便于直观的观察整个区域建筑物的高度布局以及建筑物所构建出的“天际线”，使城市规划的效果更为直观、具体；本发明中的水体模型模块，构建者可以根据需要，通过控制器实时调节水体模型模块中波浪的浪高和推进速度，大大提高了场景构建的真实性；本发明中的山体模型模块，沙盘构建者可以通过控制器Ⅱ控制各个电磁铁Ⅱ是否通电以及通电的大小，使磁性液体根据设定形成高低起伏的山状形态。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的建筑物模型模块的结构示意图；

图3为本发明的建筑物模型模块的剖视图；

图4为本发明的水体模型模块的剖视图；

图5为图4为本发明的山体模型模块的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1所示，本实施例的一种互动式沙盘系统，包括：沙盘平台，设置于所述沙盘平台上的建筑物模型模块2、水体模型模块3和山体模型模块1；所述建筑物模型模块2包括可升降地面和设置于所述可升降地面上的高度可变建筑物模型8；所述可升降地面包括地板块和用于支撑所述地板块的剪叉式升降机构；所述可变建筑模型8包括多个层层嵌套的、用于形成建筑物外墙的矩形框10，固定于最内侧矩形框10顶部的房顶，以及连接于所述房顶与地板块之间的伸缩柱；本实施例沙盘系统，沙盘构建者根据需要选择合适的数量的建筑物模型模块2、水体模型模块3和山体模型模块1，然后将上述模块设置在沙盘平台上适当位置；构建者可以通过调整剪叉式升降机构，从而调整各个建筑物模型模块2的地面高度，从而能够调整并构建出建筑物的地面落差；构建者通过控制伸缩柱的伸缩可以调整各个建筑物模型模块2的建筑物模型的高度。例如在城市规划设计中，利用本沙盘可以实时调节整个规划区域内各个建筑物的高度，便于直观的观察整个区域建筑物的高度布局以及建筑物所构建出的“天际线”，使城市规划的效果更为直观、具体。

本实施例中，所述水体模型模块3包括水池Ⅰ13和注入所述水池Ⅰ13内的磁性液体14；水池的大小形态应根据水体的实际形态，或者设计形态制作而成，磁性液体14是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级(10纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，磁性液体14在外加磁场作用下，纳米磁性颗粒沿着磁场方向形成有序排列，宏观上表现出山状结构形貌。本实施例中，可以在磁性液体14中添加颜料着色，使磁性液体14具有天然水体的色泽，所述水池底部矩形阵列分布有多个由控制器Ⅰ16控制的电磁铁Ⅰ15，所述控制器Ⅰ16用于控制所述电磁铁Ⅰ15顺序依次通电，使磁性液体14形成波浪；当控制器Ⅰ16控制某个区域的电磁铁Ⅰ15通电时，电磁铁Ⅰ15将吸附与之相对的磁性液体14，使之形成波谷，当电磁铁Ⅰ15朝着某一方向顺序通电时，形成的波谷将超该方向推进，从而形成波浪，电磁铁Ⅰ15的通电强度能够控制波浪的高度，而各个电磁铁Ⅰ15依次循环通电的速度能够控制波浪推进的速度，因此，构建者可以根据需要，通过控制器实时调节水体模型模块3中波浪的浪高和推进速度，大大提高了场景构建的真实性。

本实施例中，所述山体模型模块1包括水池Ⅱ20和注入所述水池Ⅱ20内的磁性液体，此处的磁性液体可以着深绿色，以模拟植被颜色，所述水池Ⅱ20内的磁性液体的液面覆盖有弹性薄膜17，弹性薄膜17可以采用软弹性较好的硅胶薄膜17制作，弹性薄膜17的四周固定在水池Ⅱ20的边缘，弹性薄膜17可以约束磁性液体，避免磁性液体飞溅出，水池Ⅱ20底部矩形阵列分布有多个由控制器Ⅱ19控制的电磁铁Ⅱ18，所述控制器Ⅱ19用于控制设定区域的电磁铁Ⅱ18持续通电，使弹性薄膜17形成起伏的山状形态；上文中提到，磁性液体在磁场作用下可以固化并形成山状结构，本发明中，控制器Ⅱ19可以独立的控制各个电磁铁Ⅱ18通电以及通电电流大小，因此，沙盘构建者可以通过控制器Ⅱ19控制各个电磁铁Ⅱ18是否通电以及通电的大小，使磁性液体根据设定形成高低起伏的山状形态。

本实施例中，所述剪叉式升降机构包括底板4、支撑板和设置于所述底板4和支撑板之间并相互铰接形成X结构的杆Ⅰ6和杆Ⅱ5；所述杆Ⅰ6上端滑动连接于支撑板，其下端铰接于底板4；所述杆Ⅱ5上端铰接于支撑板，其下端滑动连接于所述底板4；所述底板4上设有用于推动所述杆Ⅱ5下端滑动的气缸7；底板4的顶面和支撑板的底面应相应设置有用于滑动连接的轨道，气缸7由控制器所控制，构建者可以通过控制气缸7的伸缩量来调整建筑物模型地面的高度，采用剪叉式升降机构能够确保支撑板始终保持水平状态。

本实施例中，每一建筑物模型模块2的所述伸缩柱为4个，且包括单自由度转动连接于所述支撑板的套筒11，以及通过螺纹与所述套筒11内壁配合的螺柱9，所述螺柱9的顶部固定于所述房顶；套筒11底端固定有带轮12，所述带轮12通过由电机带动的皮带驱动转动；电机由控制器所控制，使用者可以通过控制器控制电机转动，电机通过皮带带动4个带轮12转动，带轮12驱动套筒11转动，使得螺柱9沿竖直方向移动，进而推动建筑物模型的房顶升降。

本实施例中，所述矩形框10的侧壁沿竖直方向设置有滑槽，外套于该矩形框10的矩形框10内壁固定设有与滑槽滑动配合的滑块，滑槽能够约束滑块最大滑动距离，避免矩形框10从建筑物模型上脱离。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种互动式沙盘系统，其特征在于，包括：沙盘平台，设置于所述沙盘平台上的建筑物模型模块、水体模型模块和山体模型模块；

所述建筑物模型模块包括可升降地面和设置于所述可升降地面上的高度可变建筑物模型；所述可升降地面包括地板块和用于支撑所述地板块的剪叉式升降机构；所述可变建筑模型包括多个层层嵌套的、用于形成建筑物外墙的矩形框，固定于最内侧矩形框顶部的房顶，以及连接于所述房顶与地板块之间的伸缩柱。

2.根据权利要求1所述的一种互动式沙盘系统，其特征在于：所述水体模型模块包括水池Ⅰ和注入所述水池Ⅰ内的磁性液体；所述水池底部矩形阵列分布有多个由控制器Ⅰ控制的电磁铁Ⅰ，所述控制器Ⅰ用于控制所述电磁铁Ⅰ顺序依次通电，使磁性液体形成波浪。

3.根据权利要求2所述的一种互动式沙盘系统，其特征在于：所述山体模型模块包括水池Ⅱ和注入所述水池Ⅱ内的磁性液体；所述水池Ⅱ内的磁性液体的液面覆盖有弹性薄膜，水池Ⅱ底部矩形阵列分布有多个由控制器Ⅱ控制的电磁铁Ⅱ，所述控制器Ⅱ用于控制设定区域的电磁铁Ⅱ持续通电，使弹性薄膜形成起伏的山状形态。

4.根据权利要求3所述的一种互动式沙盘系统，其特征在于：所述剪叉式升降机构包括底板、支撑板和设置于所述底板和支撑板之间并相互铰接形成X结构的杆Ⅰ和杆Ⅱ；所述杆Ⅰ上端滑动连接于支撑板，其下端铰接于底板；所述杆Ⅱ上端铰接于支撑板，其下端滑动连接于所述底板；所述底板上设有用于推动所述杆Ⅱ下端滑动的气缸。

5.根据权利要求4所述的一种互动式沙盘系统，其特征在于：所述伸缩柱包括单自由度转动连接于所述支撑板的套筒，以及通过螺纹与所述套筒内壁配合的螺柱，所述螺柱的顶部固定于所述房顶；套筒底端固定有带轮，所述带轮通过由电机带动的皮带驱动转动。

6.根据权利要求5所述的一种互动式沙盘系统，其特征在于：所述矩形框的侧壁沿竖直方向设置有滑槽，外套于该矩形框的矩形框内壁固定设有与滑槽滑动配合的滑块。