CN111853684A - 一种可精准定位的光束切割装置及具有其的舞台灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可精准定位的光束切割装置及具有其的舞台灯，其中光束切割装置包括基板、安装于基板的多个切割片和驱动切割片运动的驱动机构，基板上设有供光束通过的第一通光孔，多个切割片环绕第一通光孔外围设置，驱动机构驱动切割片在遮挡和敞开第一通光孔之间往复移动，每个切割片均配置有至少两个驱动机构，每个驱动机构均包括主动齿轮和驱动板，驱动板与切割片相铰接，且驱动板设有与主动齿轮相啮合的齿条。所述光束切割装置采用主动齿轮与齿条传动的驱动机构对切割片进行驱动，可精准控制切割片在切割过程中的位置，有效提高切割片在切割过程中的切割精度，保证切割图案的一致性和准确性。

Description

一种可精准定位的光束切割装置及具有其的舞台灯
技术领域
本发明涉及舞台灯技术领域，更具体地，涉及一种可精准定位的光束切割装置及具有其的舞台灯。
背景技术
随着舞台灯技术的不断发展，舞台效果多样化的要求越来越高，为适应不同运用场合的需求，通常会利用设于光源和出光镜头之间的切割装置对光束进行切割，将舞台灯具投射出的光斑切割成各种形状。切割装置包含多个切割片，利用驱动机构驱动切割片移动来遮挡拦截部分光束而形成预设的成像形状，现有的驱动机构多为连杆和摇臂的多级传动或者同步带传动。但是，由于连杆和摇臂经过多级传动存在虚位，而皮带与齿轮是软接触也存在虚位，使得每次切割片复位后均不能完全回到原来设定的初始位置，在切割片的切割过程中切割精度也会受到影响，进而影响舞台效果。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供了一种可精准定位的光束切割装置，采用主动齿轮与齿条传动的驱动机构对切割片进行驱动，可精准控制切割片在切割过程中的位置，有效提高切割片在切割过程中的切割精度，保证切割图案的一致性和准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可精准定位的光束切割装置包括基板、安装于所述基板的多个切割片和驱动所述切割片运动的驱动机构，所述基板上设有供光束通过的第一通光孔，多个所述切割片环绕所述第一通光孔外围设置，所述驱动机构驱动所述切割片在遮挡和敞开所述第一通光孔之间往复移动，每个所述切割片均配置有至少两个所述驱动机构，每个所述驱动机构均包括主动齿轮和驱动板，所述驱动板与所述切割片相铰接，且所述驱动板设有与所述主动齿轮相啮合的齿条。
所述光束切割装置的每个切割片均至少配置两个驱动机构，每个驱动机构均可独立驱动所述切割片在遮挡和敞开所述第一通光孔之间往复移动。当所有的驱动机构保持一致的运动状态时，所述驱动机构驱动所述切割片做平移运动；当所有的驱动机构的运动状态不一样时，由于驱动板与所述切割片活动连接，所述驱动机构可驱动所述切割片做摆动运动。具体的工作流程为：所述主动齿旋转带动所述驱动板运动，从而带动所述切割片做平移和/摆动运动，使所述切割片到达预设位置，对所述光束切割成预设的形状。所述光束切割装置采用主动齿轮与齿条传动的驱动机构对所述切割片进行驱动，且设有所述齿条的所述驱动板直接与所述切割片铰连接，未通过连杆等传动件间接驱动所述效果片，减少了多级传动所造成的的虚位问题，可精准控制所述切割片在切割过程中的位置，有效提高所述切割片在切割过程中的切割精度，保证切割图案的一致性和准确性。
进一步地，所述驱动板设有朝向所述第一通光孔方向开设的直线形第一导向槽；所述基板上设有与所述第一导向槽相适配的第一滑柱，所述第一滑柱贯穿所述第一导向槽并可在所述第一导向槽内滑动。所述第一滑柱一方面起到对所述驱动板的支撑作用，另一方面也可以引导所述驱动板沿所述第一导向槽运动。
进一步地，所述齿条与所述第一导向槽平行设置。所述第一导向槽的方向与所述齿条的方向保持一致，保证所述驱动板在运动过程中，所述主动齿轮的位置无需变动，即可持续驱动所述驱动板移动。
进一步地，所述第一导向槽的两端向所述齿条的方向弯曲延伸。当设于同一个所述切割片的两个所述驱动板，其中一个所述驱动板朝向所述第一通光孔移动，另一个所述驱动板不朝向所述第一通光孔移动且所述第一滑柱位于所述第一导向槽的端部位置时，由于移动的所述驱动板的连带作用，会使不移动的所述驱动板围绕自身的所述第一滑柱转动。所述第一导向槽的端部朝向齿条方向弯曲延伸，为不移动的所述驱动板的所述第一滑柱留有平滑的转动空间，所述切割片不会出现忽然卡顿的现象。
进一步地，所述主动齿轮为金属材质，所述齿条为橡胶材质。所述主动齿轮和所述齿条采用金属和橡胶两种材质，与均采用金属材料相比，采用一软一硬两种材质，可以减轻两者运动产生的噪音；并且橡胶材质具有可逆形变的高弹性，受到所述主动齿轮的挤压，可发生弹性形变，自适应调整所述主动齿轮和所述齿条啮合的松紧度，将所述主动齿轮和所述齿条的配合状态调整到最佳，确保所述切割片在切割过程中的切割精度。
进一步地，所述驱动板设有所述齿条的一侧在靠近所述切割片的端部设有多个与所述主动齿轮啮合的金属齿尖。当所述驱动齿轮与所述金属齿尖啮合时，所述切割片处于复位状态，所述切割片在切割过程中会多次回到复位状态，在所述驱动板靠近所述切割片的端部设置金属齿尖，与橡胶材质的齿尖相比，可以减少磨损，增加所述驱动板的使用寿命。
进一步地，两个所述驱动板设于所述切割片远离所述第一通光孔的一侧，且所述第一通光孔的圆心与每个所述驱动板的垂直距离相等。即每个所述切割片均配置有至少两个所述驱动机构，对称设置的2组所述驱动机构共同驱动所述切割片在遮挡和敞开所述第一通光孔之间往复移动，所述切割片的运动会更加平稳。
进一步地，所述基板上固定有堆叠设置的第一面板和第二面板，所述第一面板和所述第二面板均开设有与所述第一通光孔相对应的第二通光孔；多个所述切割片设于所述第一面板和所述第二面板之间。所述第一面板和所述第二面板用于保护所述切割片，防止所述切割片在运动过程中受到其它元件的干扰，发生卡顿现象。
进一步地，所述第一面板和所述第二面板对应每一个所述切割片均设置有一第二导向槽，所述第二导向槽沿所述第一通光孔的径向设置，所述切割片上设有与所述第二导向槽滑动配合的第二滑柱。所述第二滑柱可在所述第二导向槽内滑动，使所述切割片整体不会发生偏移，引导所述切割片只能朝向或远离所述第二通光孔运动。需要注意的是所述切割片可根据靠近的是所述第一面板还是所述第二面板决定与所述第一面板或所述第二面板的所述第二导向槽配合。
进一步地，所述基板上用于固定所述驱动电机的螺丝孔为长条形通孔。将所述螺丝孔设计为长条形的，所述驱动电机的安装位置可以适当调整，进而可以调节所述主动齿轮与所述齿条的松紧度，使所述驱动机构的配合达到最佳。
本发明还提供一种舞台灯，包含光源及前述任一项所述光束切割装置，所述光束切割装置对所述光源发射的光束进行部分阻挡拦截，使舞台灯具投射出特定形状的光斑。
附图说明
图1为本发明所述光束切割装置的爆炸结构示意图。
图2为本发明所述切割片和驱动板相连接的配合结构示意图。
图3为本发明所述光束切割装置的整体结构示意图。
图中：
100、基板；110、第一通光孔；120、第一面板；121、第二导向槽；122、第二滑柱；130、第二面板；140、第二通光孔；150、螺丝孔；200、切割片；310、驱动电机；320、主动齿轮；330、驱动板；331、齿条；333、第一导向槽；334、第一滑柱；340、轴承；350、垫片；400、光圈组件；500、隔片；510、第三通光孔。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1至图3所示，所述光束切割装置包括基板100、安装于所述基板100的多个切割片200和驱动所述切割片200运动的驱动机构，所述基板100上设有供光束通过的第一通光孔110，多个所述切割片200环绕所述第一通光孔110外围设置，所述驱动机构驱动所述切割片200在遮挡和敞开所述第一通光孔110之间往复移动，每个所述切割片200均配置有至少两个所述驱动机构，每个所述驱动机构均包括主动齿轮320和驱动板330，所述驱动板330与所述切割片200相铰接，且所述驱动板330设有与所述主动齿轮320相啮合的齿条331。
所述光束切割装置的每个切割片200均至少配置两个驱动机构，每个驱动机构均可独立驱动所述切割片200在遮挡和敞开所述第一通光孔110之间往复移动。当所有的驱动机构保持一致的运动状态时，所述驱动机构驱动所述切割片200做平移运动；当所有的驱动机构的运动状态不一样时，由于驱动板330与所述切割片200活动连接，所述驱动机构可驱动所述切割片200做摆动运动。在本实施例中选用驱动电机310驱动所述主动齿轮320转动。具体的工作流程为：驱动电机310工作时，电机轴旋转带动设于所述电机轴上的主动齿轮320旋转，所述主动齿旋转带动所述驱动板330运动，从而带动所述切割片200做平移和/摆动运动，使所述切割片200到达预设位置，对所述光束切割成预设的形状。所述光束切割装置采用主动齿轮320与齿条331传动的驱动机构对所述切割片200进行驱动，与连杆和摇臂经过多级传动以及皮带与齿轮的软接触存在虚位相比，可精准控制所述切割片200在切割过程中的位置，有效提高所述切割片200在切割过程中的切割精度，保证切割图案的一致性和准确性。需要注意的是所述切割片200切割光束的切割边不仅只限制于直线形，还可以是弧形、折线形等任意形状，相应地所述切割片200的整体形状也不只限制于附图所示形状。
在本实施例中，所述切割片200共设置4个，4个所述切割片200环绕所述第一通光孔110的中心两两相对，呈十字形设置，即两组所述切割片200的连线垂直。任意相邻两个所述切割片200之间设置隔片500，防止相对的所述切割片200相向运动时，互相碰撞，由于本实施例设置两组相对的所述切割片200，一次所述隔500片也设置2个，分别设于两个相对的所述切割片200之间。每个隔片500也设有与所述第一通光孔110连通的第三通光孔510，所述第三通光孔510的孔径大于等于所述第一通孔110的孔径，保证从所述第一通孔110出来的光束不会被所述隔片500阻挡。所述第三通光孔510既可以是圆形也可为多边形。每个切割片200独立运动，在各自所述驱动机构的驱动下进行预设运动，从而组合形成任意形状的光斑效果。所述基板100上还设置有用于调节所述第一通孔大小的光圈组件400，所述光圈组件400用于调整所述第一通光孔110孔径的大小，所述切割片200用于切割光斑形状，两者组合，可以使舞台灯具投射的光束效果更加多样。
可选地，所述齿条331可独立固定在所述驱动板330，所述齿条331也可与所述驱动板330成为一体，即将所述驱动板330的一端做成齿条状。
在本发明优选地实施例中，所述驱动板330设有朝向所述第一通光孔110方向开设的直线形第一导向槽333；所述基板100上设有与所述第一导向槽333相适配的第一滑柱334，所述第一滑柱334贯穿所述第一导向槽333并可在所述第一导向槽333内滑动。所述第一滑柱334一方面起到对所述驱动板330的支撑作用，另一方面也可以使所述驱动板330沿所述第一导向槽333运动。优选所述第一滑柱334上套设一轴承340，所述轴承340在所述第一导向槽333内滑动，使所述第一滑柱334在所述第一导向槽333的滑动更加顺滑。所述第一滑柱334末端设置有防止所述驱动板330从所述第一滑柱334脱落的垫片350，所述垫片350的外径大于所述第一导向槽333的宽度，优选所述垫片350为轴承垫片，与所述轴承340相配合，防止所述轴承340从所述第一导向槽333脱落。
在本发明优选地实施例中，所述齿条331与所述第一导向槽333平行设置。所述第一导向槽333的方向与所述齿条331的方向保持一致，保证所述驱动板330在运动过程中，所述主动齿轮320的位置无需变动，即可持续驱动所述主动齿轮320移动。优选所述齿条331的长度大于等于所述第一导向槽333的长度。
在本发明优选地实施例中，所述第一导向槽333的两端向所述齿条331的方向弯曲延伸。当设于同一个所述切割片200的两个所述驱动板330，其中一个所述驱动板330朝向所述第一通光孔110移动，另一个所述驱动板330不朝向所述第一通光孔110移动且所述第一滑柱334位于所述第一导向槽333的端部位置时，由于移动的所述驱动板330的连带作用，会使不移动的所述驱动板330围绕自身的所述第一滑柱334转动。所述第一导向槽333的端部朝向齿条331方向弯曲延伸，为不移动的所述驱动板330内的所述第一滑柱334留有平滑的转动空间，所述切割片200不会出现忽然卡顿的现象。
在本发明优选地实施例中，所述主动齿轮320为金属材质，所述齿条331为橡胶材质。所述主动齿轮320和所述齿条331采用金属和橡胶两种材质，与均采用金属材料相比，采用一软一硬两种材质，可以减轻两者运动产生的噪音；并且橡胶材质具有可逆形变的高弹性，受到所述主动齿轮320的挤压，可发生弹性形变，自适应调整所述主动齿轮320和所述齿条331啮合的松紧度，将所述主动齿轮320和所述齿条331的配合状态调整到最佳，确保所述切割片200在切割过程中的切割精度。
在其它实施例中，所述主动齿轮320也可为塑胶材质，所述齿条331为金属材质，只要两者分别采用一软一硬两种不同的材质即可。
在本发明优选地实施例中，所述驱动板330设有所述齿条331的一侧在靠近所述切割片200的端部设有多个与所述主动齿轮320啮合的金属齿尖。当所述主动齿轮320与所述金属齿尖啮合时，所述切割片200处于复位状态，所述切割片200在切割过程中会多次回到复位状态，在所述驱动板330靠近所述切割片200的端部设置金属齿尖，与橡胶材质的齿尖相比，可以减少磨损，增加所述驱动板330的使用寿命。优选所述金属材尖为2个，与所述塑胶材质的齿条331连接为一条完整的与所述主动齿轮320啮合的齿条331。
在本发明优选地实施例中，两个所述驱动板330设于所述切割片200远离所述第一通光孔110的一侧，且所述第一通光孔110的圆心与每个所述驱动板330的垂直距离相等。即即每个所述切割片200均配置有至少两个所述驱动机构，对称设置的2组所述驱动机构共同驱动所述切割片200在遮挡和敞开所述第一通光孔110之间往复移动，所述切割片200的运动会更加平稳。优选所述驱动板330设于所述切割片200远离所述第一通光孔110的一侧的两端位置。需要注意的是，本专利不仅仅限制于所述第一通光孔110的圆心与每个所述驱动板330的垂直距离相等，也可不相等，可根据实际情况选择所述驱动板300铰接于所述切割片200上的位置。驱动同一个所述切割片200的驱动机构也不仅限制于两个，即设于同一个所述切割片200上的所述驱动板330的数量可以是2个以上。
在本发明优选地实施例中，所述基板100上固定有堆叠设置的第一面板120和第二面板130，所述第一面板120和所述第二面板130均开设有与所述第一通光孔110相对应的第二通光孔140；多个所述切割片200设于所述第一面板120和所述第二面板130之间。所述第一面板120和所述第二面板130用于保护所述切割片200，防止所述切割片200在运动过程中受到其它元件的干扰，发生卡顿现象。所述第一面板120和所述第二面板130均为为十字形结构，既可以起到保护所述切割片200的作用，又不会占据较多空间。
在本发明优选地实施例中，所述第一面板120和所述第二面板130对应每一个所述切割片200均设置有一第二导向槽121，所述第二导向槽121沿所述第一通光孔110的径向设置，所述切割片200上设有与所述第二导向槽121滑动配合的第二滑柱122。所述第二滑柱122可在所述第二导向槽121内滑动，使所述切割片200整体不会发生偏移，引导所述切割片200只能朝向或远离所述第二通光孔140运动。所述切割片200可根据靠近的是所述第一面板120还是所述第二面板130决定与所述第一面板120或所述第二面板130的所述第二导向槽121配合。在本实施例中，所述第二导向槽121对应所述切割片200有四道，所述第一面板120和所述第二面板130分别具有两道相对设置的所述第二导向槽121，对应所述切割片200围绕所述第一通光孔110两两相对设置，两相对的所述第二导向槽121相互平行且处于同一直线上，四道第二导向槽121的延长线于所述第一通光孔110圆心相交。每个所述切割片200上均有一个与所述第二导向槽121配合的所述第二滑柱122。
在本发明优选地实施例中，所述基板100上用于固定所述驱动电机310的螺丝孔150为长条形通孔。将所述螺丝孔150设计为长条形的，所述驱动电机310的安装位置可以适当调整，进而可以调节所述主动齿轮320与所述齿条331的松紧度，使所述驱动机构的配合达到最佳。优选用于固定所述驱动电机310的螺丝环绕所述螺丝孔150对称设置，所述驱动电机310的固定较为平稳。
本发明还提供一种舞台灯，包含光源及前述任一项所述光束切割装置。所述光束切割装置对从所述光源发射的光束进行部分阻挡拦截，使舞台灯具投射出特定形状的光束。所述切割装置优选设置于舞台灯具的所述光源的焦点位置，投射出去的光斑最清晰。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种可精准定位的光束切割装置，其特征在于，包括基板（100）、安装于所述基板（100）的多个切割片（200）和驱动所述切割片（200）运动的驱动机构，所述基板（100）上设有供光束通过的第一通光孔（110），多个所述切割片（200）环绕所述第一通光孔（110）外围设置，所述驱动机构驱动所述切割片（200）在遮挡和敞开所述第一通光孔（110）之间往复移动，每个所述切割片（200）均配置有至少两个所述驱动机构，每个所述驱动机构均包括主动齿轮（320）和驱动板（330），所述驱动板（330）与所述切割片（200）相铰接，且所述驱动板（330）设有与所述主动齿轮（320）相啮合的齿条（331）。
2.根据权利要求1所述光束切割装置，其特征在于，所述驱动板（330）设有朝向所述第一通光孔（110）方向开设的直线形第一导向槽（333）；所述基板（100）上设有与所述第一导向槽（333）相适配的第一滑柱（334），所述第一滑柱（334）贯穿所述第一导向槽（333）并可在所述第一导向槽（333）内滑动。
3.根据权利要求2所述光束切割装置，其特征在于，所述齿条（331）与所述第一导向槽（333）平行设置。
4.根据权利要求2所述光束切割装置，其特征在于，所述第一导向槽（333）的两端向所述齿条（331）的方向弯曲延伸。
5.根据权利要求1所述光束切割装置，其特征在于，所述主动齿轮（320）为金属材质，所述齿条（331）为橡胶材质。
6.根据权利要求5所述光束切割装置，其特征在于，所述驱动板（330）设有所述齿条的一侧在靠近所述切割片（200）的端部设有多个与所述主动齿轮（320）啮合的金属齿尖。
7.根据权利要求1所述光束切割装置，其特征在于，两个所述驱动板（330）设于所述切割片（200）远离所述第一通光孔（110）的一侧，且所述第一通光孔（110）的圆心与每个所述驱动板（330）的垂直距离相等。
8.根据权利要求1所述光束切割装置，其特征在于，所述基板（100）上固定有堆叠设置的第一面板（120）和第二面板（130），所述第一面板（120）和所述第二面板（130）均开设有与所述第一通光孔（110）相对应的第二通光孔（140）；多个所述切割片（200）设于所述第一面板（120）和所述第二面板（130）之间。
9.根据权利要求8所述光束切割装置，其特征在于，所述第一面板（120）和所述第二面板（130）对应每一个所述切割片（200）均设置有一第二导向槽（121），所述第二导向槽（121）沿所述第一通光孔（110）的径向设置，所述切割片（200）上设有与所述第二导向槽（121）滑动配合的第二滑柱（122）。
10.根据权利要求1所述光束切割装置，其特征在于，所述基板（100）上用于固定所述驱动电机（310）的螺丝孔（150）为长条形通孔。
11.一种舞台灯，其特征在于，包含光源及权利要求1至10任一项所述的光束切割装置，所述光束切割装置对所述光源发射的光束进行部分阻挡拦截，使舞台灯具投射出特定形状的光斑。
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