CN111852097A - 12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法，属于数字影视系统技术领域，该12座六自由度动感车的数字影视系统包括观影舱和六自由度动感车，观影舱，所述观影舱的顶部一侧设置有混凝土隔离墙，所述混凝土隔离墙将所述观影舱的内部从左至右依次分隔成上客区和观影区，所述混凝土隔离墙的一侧安装有平移门，所述观影区内部安装有投影机，所述观影区的顶部一侧安装有喷头，且位于所述投影机的右侧，所述观影区位于所述喷头的右侧通过支撑架安装有弧形银幕，随着剧情的发展，PLC控制器控制喷头和风机喷水喷风，以及控制六自由度动感车做偏航、俯仰、侧倾、上、下、左和右的摇摆动作，使乘客感到声临其境，从而提高了趣味性和体验感。

Description

12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法
技术领域
本发明属于数字影视系统技术领域，具体而言，涉及12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法。
背景技术
随着国家发展，人民生活的不断提高，室外过山车逐渐失去了对游客的吸引力。近几年发展起了的室内过山车，配合人文影视题材、声光电、风、云雾、气味等特技，使人能与故事中的人物环境互动、产生身临其境的体验感。同时避免了天气、投资等因素对运营的影响。
但是现有过山车：室外过山车按照轨道分，封闭轨道和半封闭轨道2种，按照轨道材质分有木质和钢制过山车，按照座舱人数分2人、4人、8人、10人等。而此类过山车存在着以下问题：
(1)仅能在室外运行，受到天气影响因素比较大，特别是雨天、大风等天气需要停止运营。
(2)占地面积大，维修成本高；
(3)环境单一，受到轨道设计限制，游客仅能体验到俯冲、离心力、有些还会有倒挂等体验；
(4)与周围环境互动性差；
(5)危险系数相对比较大。
发明内容
本发明实施例提供了12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法，其目的在于解决现有的过山车受天气、场地的限制、维护成本高和运行单一影响游客体验感的问题。
鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
12座六自由度动感车的数字影视系统，包括：
观影舱，所述观影舱的顶部一侧设置有混凝土隔离墙，所述混凝土隔离墙将所述观影舱的内部从左至右依次分隔成上客区和观影区，所述混凝土隔离墙的一侧安装有平移门，所述观影区内部安装有投影机，所述观影区的顶部一侧安装有喷头，且位于所述投影机的右侧，所述观影区位于所述喷头的右侧通过支撑架安装有弧形银幕，所述支撑架的上方安装有风机；
六自由度动感车，所述六自由度动感车设置于所述上客区的内部，所述六自由度动感车包括座舱、车底盘、虎克铰链、六自由度电动缸、硬质轮胎和驱动机构，所述座舱的内部分别安装有三排座椅，且每排所述座椅的一侧设置有压杆，所述座舱的底部一侧设置有所述车底盘，所述座舱的底部一侧和所述车底盘的顶部均固定连接有所述虎克铰链，所述虎克铰链之间固定连接有所述六自由度电动缸，所述车底盘的底部分别设置有两组所述硬质轮胎和驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述硬质轮胎移动。
进一步的，所述上客区开设有乘客通道。
进一步的，所述上客区和所述观影区的地面铺设有地轨，两组所述硬质轮胎均与所述地轨转动连接。
进一步的，所述地轨的两端均安装有限位基座。
进一步的，所述上客区内壁的一侧安装有机柜，所述机柜内置有PLC控制器。
进一步的，所述上客区位于所述机柜的右侧安装有操作台。
进一步的，所述六自由度电动缸用于驱动所述座舱做前后左右摇摆的动作。
进一步的，所述驱动机构包括减速电机和同步轴，所述减速电机固定连接于所述车底盘的底部，且位于两个所述硬质轮胎之间，所述减速电机的输出端固定连接有同步轴，所述同步轴的一端与所述硬质轮胎传动轴的一端固定连接。
进一步的，所述平移门、所述投影机、所述喷头、所述风机、所述弧形银幕、所述操作台、所述六自由度电动缸、所述压杆和所述减速电机均与PLC控制器通信连接。
基于本发明上述实施例提供了用于12座六自由度动感车的数字影视系统工作方法，包括以下步骤：
S1，乘客从乘客通道进入上客区并坐至座椅后，PLC控制器控制压杆下降，同时工作人员为乘客系上安全带。
S2，确认乘客安全后，弧形银幕放映影片的同时，PLC控制器控制平移门打开。
S3，平移门升起后，PLC控制器控制驱动机构使六自由度动感车移动至观影区，PLC控制器控制平移门关闭。
S4，乘客到达观影区后，PLC控制器控制弧形银幕、投影机和音箱开启工作，使弧形银幕开始放映故事情节，所播放的故事情节与事先在PLC控制器中编辑的程序匹配，使PLC控制器控制六自由度电动缸做偏航、俯仰、侧倾、上、下、左和右的摇摆动作。
S5，观影时，随着六自由度电动缸做前后左右摇摆的动作，并根据故事情节的需要，PLC控制器控制喷头和风机喷水和喷风。
S6，观影结束后，PLC控制器控制平移门打开，同时PLC控制器控制驱动机构使六自由度动感车移动至上客区结束观影。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
(1)相对于传统方式中，本发明建设在室内，在运行的过程中，不易受到天气条件的影响，可在天气条件恶劣的情况下继续运行。
(2)相对于传统方式中，本发明的建设不受场地的制约，可广泛用到展厅、科普教育、体量小游乐场所，占地面积小，投入成本低，能够产生较好的经济效益和社会效益。
(3)相对于传统方式中，本发明通过投影机、喷头、风机、弧形银幕和六自由度动感车之间的配合，在观影的过程中，随着剧情的发展，PLC控制器控制喷头和风机喷水喷风，以及控制六自由度动感车做偏航、俯仰、侧倾、上、下、左和右的摇摆动作，使乘客感到声临其境，从而提高了趣味性和体验感。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的观影舱主视剖面图；
图2是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的观影舱俯视剖面图；
图3是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的六自由度动感车轴测图；
图4是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的六自由度动感车侧视图；
图5是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的车底盘轴测图；
图6是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的车底盘仰视图；
图7是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的通信连接图；
图8是本发明所公开的12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的工作流程图。
附图标记说明：100-观影舱、110-混凝土隔离墙、111-上客区、112-观影区、113-平移门、114-乘客通道、120-投影机、130-喷头、140-支撑架、141-风机、150-弧形银幕、160-地轨、161-限位基座、170-机柜、171-PLC控制器、180-操作台、200-六自由度动感车、210-座舱、211-座椅、212-压杆、220-车底盘、230-虎克铰链、240-六自由度电动缸、250-硬质轮胎、260-驱动机构、261-减速电机、262-同步轴。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例
参照附图1-8所示，本发明提供一种技术方案：12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法，包括观影舱100和六自由度动感车200。
参照附图1-2所示，观影舱100的顶部一侧设置有混凝土隔离墙110，混凝土隔离墙110将观影舱100的内部从左至右依次分隔成上客区111和观影区112，混凝土隔离墙110的一侧安装有平移门113，观影区112内部安装有投影机120，观影区112的顶部一侧安装有喷头130，且位于投影机120的右侧，观影区112位于喷头130的右侧通过支撑架140安装有弧形银幕150，支撑架140的上方安装有风机141。
在本实施例中，观影前，PLC控制器171控制投影机120和环球银幕开始放映，PLC控制器171控制平移门113上升，同时PLC控制器171控制六自由度动感车200将乘客携带至观影区112，此时，PLC控制器171控制投影机120和环球银幕放映故事情节，随着故事情节的深入，PLC控制器171控制喷头130和风机141开始喷水和喷风，使乘客受到声临其境的感觉。
六自由度动感车200，六自由度动感车200设置于上客区111的内部，六自由度动感车200包括座舱210、车底盘220、虎克铰链230、六自由度电动缸240、硬质轮胎250和驱动机构260，座舱210的内部分别安装有三排座椅211，且每排座椅211的一侧设置有压杆212，座舱210的底部一侧设置有车底盘220，座舱210的底部一侧和车底盘220的顶部均固定连接有虎克铰链230，虎克铰链230之间固定连接有六自由度电动缸240，车底盘220的底部分别设置有两组硬质轮胎250和驱动机构260，驱动机构260用于驱动硬质轮胎250移动。
在本实施例中，观影前，乘客进入上客区111坐至座椅211后，PLC控制器171控制压杆212下降，可使六自由度电动缸240带动座舱210做前后左右摆动时保护乘客的安全，同时压杆212下降后，工作人员检查安全带是否系上；此时，PLC控制器171控制驱动机构260使六自由度动感车200运行至观影区112；观影时，随着故事情节的深入，PLC控制器171控制六自由度电动缸240带动座舱210做前后左右摆动，使乘客受到声临其境的感觉，提高乘客的体验感。
本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
在本发明的实施例中，上客区111开设有乘客通道114；观影前，工作人员引导乘客从乘客通道114进入观影区112内。
在本发明的实施例中，上客区111和观影区112的地面铺设有地轨160，两组硬质轮胎250均与地轨160转动连接；PLC控制器171控制驱动机构260带动硬质轮胎250转动，使硬质轮胎250在地轨160上旋转，可使六自由度动感车200运行至观影区112，或者运行至上客区111。
在本发明的实施例中，地轨160的两端均安装有限位基座161，通过限位基座161在六自由度动感车200运行至观影区112或上客区111时停止。
在本发明的实施例中，上客区111内壁的一侧安装有机柜170，机柜170内置有PLC控制器171。
在本发明的实施例中，上客区111位于机柜170的右侧安装有操作台180，通过操作台180工作人员可控制六自由度动感车200的动向，当六自由度动感车200发生危险时工作人员可立即控制操作台180停止，从而避免六自由度动感车200发生安全事故。
在本发明的实施例中，六自由度电动缸240用于驱动座舱210做前后左右摇摆的动作；游客在观影时，根据事先编写程序使PLC控制器171控制六自由度电动缸240速度，以及根据数字电影故事情节，座舱210会跟着六自由度电动缸240提升、坠落、左右和前后摇摆、侧倾、抖动等特技动作；六自由度电动缸240500运行中主要技术参数如下表：
自由度 幅值 速度 加速度
俯仰 ±15° 30°/s 100°/s<sup>2</sup>
左右摆角 ±15° 30°/s 100°/s<sup>2</sup>
偏航 ±15° 30°/s 100°/s<sup>2</sup>
升降 ±215mm 500mm/s 0.3g
前后 ±280mm 500mm/s 0.3g
左右 ±260mm 500mm/s 0.3g
在本发明的实施例中，驱动机构260包括减速电机261和同步轴262，减速电机261固定连接于车底盘220的底部，且位于两个硬质轮胎250之间，减速电机261的输出端固定连接有同步轴262，同步轴262的一端与硬质轮胎250传动轴的一端固定连接；六自由度动感车200在运行时，PLC控制器171控制减速电机261通电正转或者反转，并带动同步轴262正转或者反转，从而可使六自由度动感车200运行至观影区112或者上客区111。
参照附图7所示，平移门113、投影机120、喷头130、风机141、弧形银幕150、操作台180、六自由度电动缸240、压杆212和减速电机261均与PLC控制器171通信连接。
参照附图8所示，本发明实施例提供的工作方法；
S1，乘客从乘客通道114进入上客区111并坐至座椅211后，PLC控制器171控制压杆212下降，同时工作人员为乘客系上安全带。
S2，确认乘客安全后，弧形银幕150放映影片的同时，PLC控制器171控制平移门113打开。
S3，平移门113升起后，PLC控制器171控制驱动机构260使六自由度动感车200移动至观影区112，PLC控制器171控制平移门113关闭。
S4，乘客到达观影区112后，PLC控制器171控制弧形银幕150、投影机120和音箱开启工作，使弧形银幕150开始放映故事情节，所播放的故事情节与事先在PLC控制器171中编辑的程序匹配，使PLC控制器171控制六自由度电动缸240做偏航、俯仰、侧倾、上、下、左和右的摇摆动作。
S5，观影时，随着六自由度电动缸240做前后左右摇摆的动作，并根据故事情节的需要，PLC控制器171控制喷头130和风机141喷水和喷风。
S6，观影结束后，PLC控制器171控制平移门113打开，同时PLC控制器171控制驱动机构260使六自由度动感车200移动至上客区111结束观影。
具体的，该12座六自由度动感车的数字影视系统及其工作方法的工作原理：观影前，乘客由乘客通道114进入上客区111并坐至座椅211上，同时PLC控制器171控制压杆212下降，工作人员检查乘客安全带的情况，并为未系上安全带的乘客系上安全带，检查完毕后，PLC控制器171控制平移门113升起，此时，PLC控制器171控制减速电机261并使同步轴262旋转，带动硬质轮胎250在地轨160上转动，使六自由度动感车200携带乘客运行至观影区112；观影时，PLC控制器171控制投影机120和环球银幕放映故事情节，随着故事情节的深入，PLC控制器171控制喷头130和风机141开始喷水和喷风，同时，根据事先编写程序使PLC控制器171控制六自由度电动缸240速度，以及根据数字电影故事情节，座舱210会跟着六自由度电动缸240提升、坠落、左右和前后摇摆、侧倾、抖动等特技动作，使乘客受到声临其境的感觉；观影后，PLC控制器171控制减速电机261并使同步轴262旋转，带动硬质轮胎250在地轨160上转动，使六自由度动感车200携带乘客运行至上客区111结束观影。
需要说明的是，投影机120、风机141、弧形银幕150、六自由度电动缸240、减速电机261、PLC控制器171具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
投影机120、风机141、弧形银幕150、六自由度电动缸240、减速电机261、PLC控制器171的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，包括：
观影舱(100)，所述观影舱(100)的顶部一侧设置有混凝土隔离墙(110)，所述混凝土隔离墙(110)将所述观影舱(100)的内部从左至右依次分隔成上客区(111)和观影区(112)，所述混凝土隔离墙(110)的一侧安装有平移门(113)，所述观影区(112)内部安装有投影机(120)，所述观影区(112)的顶部一侧安装有喷头(130)，且位于所述投影机(120)的右侧，所述观影区(112)位于所述喷头(130)的右侧通过支撑架(140)安装有弧形银幕(150)，所述支撑架(140)的上方安装有风机(141)；
六自由度动感车(200)，所述六自由度动感车(200)设置于所述上客区(111)的内部，所述六自由度动感车(200)包括座舱(210)、车底盘(220)、虎克铰链(230)、六自由度电动缸(240)、硬质轮胎(250)和驱动机构(260)，所述座舱(210)的内部分别安装有三排座椅(211)，且每排所述座椅(211)的一侧设置有压杆(212)，所述座舱(210)的底部一侧设置有所述车底盘(220)，所述座舱(210)的底部一侧和所述车底盘(220)的顶部均固定连接有所述虎克铰链(230)，所述虎克铰链(230)之间固定连接有所述六自由度电动缸(240)，所述车底盘(220)的底部分别设置有两组所述硬质轮胎(250)和驱动机构(260)，所述驱动机构(260)用于驱动所述硬质轮胎(250)移动。
2.根据权利要求1所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述上客区(111)开设有乘客通道(114)。
3.根据权利要求1所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述上客区(111)和所述观影区(112)的地面铺设有地轨(160)，两组所述硬质轮胎(250)均与所述地轨(160)转动连接。
4.根据权利要求3所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述地轨(160)的两端均安装有限位基座(161)。
5.根据权利要求1所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述上客区(111)内壁的一侧安装有机柜(170)，所述机柜(170)内置有PLC控制器(171)。
6.根据权利要求5所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述上客区(111)位于所述机柜(170)的右侧安装有操作台(180)。
7.根据权利要求1所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述六自由度电动缸(240)用于驱动所述座舱(210)做前后左右摇摆的动作。
8.根据权利要求1所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述驱动机构(260)包括减速电机(261)和同步轴(262)，所述减速电机(261)固定连接于所述车底盘(220)的底部，且位于两个所述硬质轮胎(250)之间，所述减速电机(261)的输出端固定连接有同步轴(262)，所述同步轴(262)的一端与所述硬质轮胎(250)传动轴的一端固定连接。
9.根据权利要求8所述的12座六自由度动感车的数字影视系统，其特征在于，所述平移门(113)、所述投影机(120)、所述喷头(130)、所述风机(141)、所述弧形银幕(150)、所述操作台(180)、所述六自由度电动缸(240)、所述压杆(212)和所述减速电机(261)均与PLC控制器(171)通信连接。
10.12座六自由度动感车的数字影视系统工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，乘客从乘客通道(114)进入上客区(111)并坐至座椅(211)后，PLC控制器(171)控制压杆(212)下降，同时工作人员为乘客系上安全带。
S2，确认乘客安全后，弧形银幕(150)放映影片的同时，PLC控制器(171)控制平移门(113)打开。
S3，平移门升起后，PLC控制器(171)控制驱动机构(260)使六自由度动感车(200)移动至观影区(112)，PLC控制器(171)控制平移门(113)关闭。
S4，乘客到达观影区(112)后，PLC控制器(171)控制弧形银幕(150)、投影机(120)和音箱开启工作，使弧形银幕(150)开始放映故事情节，所播放的故事情节与事先在PLC控制器(171)中编辑的程序匹配，使PLC控制器(171)控制六自由度电动缸(240)做偏航、俯仰、侧倾、上、下、左和右的摇摆动作。
S5，观影时，随着六自由度电动缸(240)做前后左右摇摆的动作，并根据故事情节的需要，PLC控制器(171)控制喷头(130)和风机(141)喷水和喷风。
S6，观影结束后，PLC控制器(171)控制平移门(113)打开，同时PLC控制器(171)控制驱动机构(260)使六自由度动感车(200)移动至上客区(111)结束观影。
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