CN113064457A - 一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法，涉及舞台表演设备技术领域，该振动台包括振动台体和不少于三组振动动力结构，所述振动动力结构至少有三组呈三角形分布设置在所述振动台体底部；该振动台利用三点支撑平面结构原理，采用三角形分布的振动动力结构，使用任何一点的运动带动整个台面进行运动。本发明中的振动动力结构采用驱动机构和触发机构相互配合，通过调节驱动电机的输出频率，来调整驱动凸轮的转动速度，从而调节振动台体晃动的频率；调节触发制动器的制动时间来调整振动台体的振幅；还可以通过对驱动机构和触发机构的不同编组，实现不同的振动效果，从而实现更多样的舞台效果。

Description

一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法

技术领域

本发明涉及舞台表演设备技术领域，尤其涉及一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法。

背景技术

目前，在舞台演出系统领域，随着各种新式舞台设备的投入，使观众在视觉上欣赏到了美轮美奂的演出效果，但观众对观演体验的需求越来越高。

现有的舞台演出系统，为提升观众的观看演出体验，局部设置运动座椅车台，但仅能实现观众在观演过程中的平移，而不能实现随剧情发展，观众实现自身上下的沉浸式体验过程。

为了增强观众的观看体验感，因此需要设计出一种能够调节频率和振幅的振动台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可调节频率和振幅的振动台，包括振动台体和不少于三组振动动力结构，所述振动动力结构至少有三组呈三角形分布设置在所述振动台体底部；

所述振动动力结构包括驱动机构和触发机构，其中所述驱动机构和所述触发机构相邻设置，所述驱动机构包括驱动支撑座、驱动电机和驱动升降机构，所述驱动支撑座设置在所述驱动构顶部，并与所述振动台体相连；所述驱动电机用于为整个驱动机构提供动力，驱动所述驱动升降机构上下运动，从而通过所述驱动支撑座带动所述振动台体振动；

所述触发机构包括触发支承座、触发升降机构和触发配重块，所述触发支承座设置在所述触发升降机构顶部，且与所述振动台体仅面接触，所述触发配重块连接在所述触发升降机构上，用于调节触发升降机构的升降过程。

优选的，所述驱动升降机构包括从上至下依次安装的驱动十字铰座、驱动升降导向、驱动滚轮和驱动凸轮，其中所述驱动凸轮与所述驱动滚轮贴合，且所述驱动滚轮与所述驱动支撑座直接相连；所述驱动电机驱动所述驱动凸轮进行转动，从而带动所述驱动滚轮转动，从而带动所述振动台体实现上下往复运动；

所述驱动十字铰座和所述驱动升降导向安装在所述驱动支撑座和所述驱动滚轮之间，分别用于限制所述振动台体保证该驱动结构所在位点的实现前后左右摆动和上下运动过程中的自由度限制。

优选的，所述触发动力升降机构包括触发底座、触发升降导向机构、触发释放机构、触发制动器和触发卷筒，其中，所述触发底座安装在所述触发支承座下方，所述触发升降导向机构和所述触发释放机构设置在所述底座内部，且所述触发释放机构与所述触发支承座直接相连；所述触发卷筒安装在所述触发底座侧面，且所述触发制动器设置在所述触发卷筒的转动轴两侧；且所述触发卷筒通过钢丝绳分别与所述触发释放机构和所述触发配重块相连；

当触发支承座与所述振动台体之间存在间隙时，所述触发制动器动作进行转动，在触发配重块的自重作用下，使得触发卷筒转动；所述触发卷筒通过所述钢丝绳带动所述触发释放机构铰轴移动，在所述触发升降导向机构的限制下，所述触发释放机构带动所述触发支承座做上升运动，使得所述触发支承座重新与所述振动台体进行接触。

优选的，所述触发机构还包括触发缓冲器，所述触发缓冲器安装在所述触发支承座旁。

优选的，所述振动台体包括台体支架、搭建在所述台体支架上的台面和设置在所述台面上的若干座椅，其中所述台体支架采用矩形框架以及设置在所述矩形框架上的支撑杆，所述支撑杆至少包括连接各组振动动力结构的连接杆II和交叉于矩形框架重心的其他连接杆I。

本发明的另一个目的在于提供了一种可调节频率和振幅的振动台控制系统，包括振动台和振动台控制器，所述振动台控制器包括驱动机构控制模块和触发机构控制模块，所述驱动机构控制模块用于控制所有驱动电机的启动、停止时间，以及所有驱动电机的输出频率；所述触发机构控制模块用于控制所有触发制动器的制动时间。

本发明的最后的一个目的在于提供一种可调节频率和振幅的振动台控制方法，采用可调节频率和振幅的振动台控制系统，包括以下步骤：

S1，根据需要达到的振动效果设置振动台的控制阀方法，其中，所述振动效果包括但不限于上升、下降和左右晃动的振动效果；

S2，根据需要达到的振动效果，采用驱动机构控制模块设置所有驱动电机的启动、关闭时间和输出频率；采用触发机构控制模块设置触发制动器的制动时间和先后顺序。

优选的，步骤S2中，调节驱动电机的输出频率，来驱动凸轮的转动速度，从而调节振动台体晃动的频率；调节触发制动器的制动时间，从而来调整触发支撑座的上升高度，最终实现调整振动台体的振幅过程。

优选的，步骤S2具体包括两种振动模式：

模式A：所有驱动电机同时启动，则所有的驱动凸轮同时带动驱动滚轮进行转动，驱动支撑座随着驱动凸轮转动做周期性的上下往复运动；

模式B：所有驱动电机先后启动，则所有的驱动凸轮先后带动驱动滚轮进行转动，导致所有的驱动支撑座做出先后上下往复运动；此时，由于驱动十字铰座的作用，当某一个驱动支撑座在进行上下移动时，会带着其他的驱动支撑座进行左右晃动。

优选的，对于任何一组振动动力机构，其运动的过程包括以下过程：

1)当驱动电机启动后，带动驱动支撑座上升下降过程，从而带动振动台体上下振动；当振动台体的位置达到最高高度时，驱动电机停止且电机制动器制动；此时打开触发制动器进行得电动作，使得触发卷筒在触发配重作用下自由转动，通过钢丝绳带动触发释放机构的铰轴水平移动，在触发升降导向机构的限制下，触发支承座做上升运动直到与振动台体相接触，控制触发制动器重新断电抱死触发卷筒，使触发支承座能承受振动台体的全部重量；

2)然后释放驱动电机的电机制动器，使得驱动支撑座不承受所述振动台体的重量，整个振动台体重量置于所述触发支承座上；

3)控制所有触发机构的触发制动器同时启动，所有触发卷筒均失去制动力，触发支承座往以自由落体状态下降到最低点；此时整个振动台体在自重作用下会使触发支撑座和驱动支撑座瞬时进行自由落体运动，落到最低点时，振动台体会先落在触发缓冲器上，然后缓慢停到最低位置。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法，该振动台利用三点支撑平面结构原理，采用三角形分布的振动动力结构，使用任何一点的运动带动整个台面进行运动。本发明中的振动动力结构采用驱动机构和触发机构相互配合，通过调节驱动电机的输出频率，来调整驱动凸轮的转动速度，从而调节振动台体晃动的频率；也可以通过对驱动机构和触发机构的不同编组，实现不同的振动效果，从而实现更多样的舞台效果。

附图说明

图1是实施例1中提供的可调节频率和振幅的振动台侧面结构示意图；

图2是实施例1中提供的可调节频率和振幅的振动台的支架结构示意图；

图3是实施例1中提供的可调节频率和振幅的振动台的振动动力结构示意图；

1是座椅，2是台面，3是振动台体，4是驱动机构，5是触发机构，6是矩形框架，7是连接杆I，8是连接杆II，9是驱动支撑座，10是驱动十字铰座，11是驱动升降导向，12是驱动滚轮，13是驱动电机，14是驱动凸轮，15是触发支承座，16是触发缓冲器，17是触发升降导向机构，18是触发释放机构，19是钢丝绳，20是触发制动器，21触发卷筒，22是触发配重块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供了一种可调节频率和振幅的振动台，包括振动台体和三组振动动力结构，所述振动动力结构呈三角形分布设置在所述振动台体底部；

所述振动动力结构包括驱动机构和触发机构，其中所述驱动机构和所述触发机构相邻设置，所述驱动机构包括驱动支撑座、驱动电机和驱动升降机构，所述驱动支撑座设置在所述驱动升降机构顶部，并与所述振动台体相连；所述驱动电机用于为整个驱动机构提供动力，驱动所述驱动升降机构上下运动，从而通过所述驱动支撑座带动所述振动台体上下往复运动；

所述触发机构包括触发支承座、触发升降机构和触发配重块，所述触发支承座设置在所述触发升降机构顶部，且与所述振动台体仅面接触，所述触发配重块连接在所述触发升降机构上，用于调节升降机构的升降过程。

本实施例中的所述驱动升降机构包括从上至下依次安装的驱动十字铰座、驱动升降导向、驱动滚轮和驱动凸轮，其中所述驱动凸轮与所述驱动滚轮贴合，且所述驱动滚轮与所述驱动支撑座直接相连；所述驱动电机驱动所述驱动凸轮进行转动，从而带动所述驱动滚轮转动，从而带动所述振动台体上下往复运动；

所述驱动十字铰座和所述驱动升降导向安装在所述驱动支撑座和所述驱动滚轮之间，分别用于限制所述振动台体，保证该驱动结构所在位点实现前后左右摆动和上下运动过程中的自由度限制。

本实施例中的所述触发动力升降机构包括触发底座、触发升降导向机构、触发释放机构、触发制动器和触发卷筒，其中，所述触发底座安装在所述触发支承座下方，所述触发升降导向机构和所述触发释放机构设置在所述底座内部，且所述触发释放机构与所述触发支承座直接相连；所述触发卷筒安装在所述触发底座侧面，且所述触发制动器设置在所述触发卷筒的转动轴两侧；且所述触发卷筒通过钢丝绳分别与所述触发释放机构和所述触发配重相连；

当触发支承座与所述振动台体之间存在间隙时，所述触发制动器动作，在触发配重自重作用下，使得触发卷筒转动；所述触发卷筒通过所述钢丝绳带动所述触发释放机构铰轴移动，在所述触发升降导向机构的限制下，所述触发释放机构带动所述触发支承座做上升运动，使得所述触发支承座重新与所述振动台体进行接触。

本实施例中的所述触发机构还包括触发缓冲器，所述触发缓冲器安装在所述触发支承座旁。

本实施例中的所述振动台体包括台体支架、搭建在所述台体支架上的台面和设置在所述台面上的若干座椅，其中所述台体支架采用矩形框架以及设置在所述矩形框架上的支撑杆，所述支撑杆至少包括连接各组振动动力结构的连接杆I和交叉于矩形框架重心的其他连接杆II。

实施例2

本实施例提供了一种可调节频率和振幅的振动台控制系统，包括实施例1中记载的振动台和振动台控制器，所述振动台控制器包括驱动机构控制模块和触发机构控制模块，所述驱动机构控制模块用于控制所有驱动电机的启动、停止时间，以及所有驱动电机的输出频率；所述触发机构控制模块用于控制所有触发制动器的制动时间。

实施例3

本实施例提供了一种可调节频率和振幅的振动台控制方法，采用实施例2中的可调节频率和振幅的振动台控制系统，包括以下步骤：

S1，根据需要达到的振动效果设置控制台的控制阀方法，包括但不限于上升、下降和左右晃动的振动效果；

S2，根据需要达到的振动效果，采用驱动机构控制模块设置所有驱动电机的启动、关闭时间和输出频率；采用触发机构控制模块设置触发制动器的制动时间和先后顺序。

步骤S2中，调节驱动电机的输出频率，来调节驱动凸轮的转动速度，从而调节振动台体晃动的频率；通过调节触发制动器的制动时间，来调整触发支撑座的高度，最终来实现调整振动台体的振幅过程。

步骤S2具体包括两种振动模式：

模式A：所有驱动电机同时启动，则所有的驱动凸轮同时带动驱动滚轮进行转动，驱动支撑座随着驱动凸轮转动做周期性的上下往复运动；

模式B：所有驱动电机先后启动，则所有的驱动凸轮先后带动驱动滚轮进行转动，导致所有的驱动支撑座做出先后上下往复运动；此时，由于驱动十字铰座的作用，当某一个驱动支撑座在进行上下移动时，会带着其他的驱动支撑座进行左右晃动。

对于任何一组振动动力机构，其运动的过程包括以下过程：

1)当驱动电机启动后，带动驱动支撑座上升下降过程，从而带动振动台体上下振动；当振动台体的位置达到最高高度时，驱动电机停止且电机制动器制动；此时打开触发制动器进行得电动作，使得触发卷筒在触发配重作用下自由转动，通过钢丝绳带动触发释放机构的铰轴水平移动，在触发升降导向机构的限制下，触发支承座做上升运动直到与振动台体相接触，控制触发制动器重新断电抱死触发卷筒，使触发支承座能承受振动台体的全部重量；

2)然后释放驱动电机的电机制动器，使得驱动支撑座不承受所述振动台体的重量，整个振动台体重量置于所述触发支承座上；

3)控制所有触发机构的触发制动器同时启动，所有触发卷筒均失去制动力，触发支承座以自由落体状态往下降到最低点；此时整个振动台体在自重作用下会使触发支撑座和驱动支撑座瞬时进行自由落体运动，落到最低点时，振动台体会先落在触发缓冲器上，然后缓慢停到最低位置。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明提供了一种可调节频率和振幅的振动台、控制系统及方法，该振动台利用三点支撑平面结构原理，采用三角形分布的振动动力结构，使用任何一点的运动带动整个台面进行运动。本发明中的振动动力结构采用驱动机构和触发机构相互配合，通过调节驱动电机的输出频率，来驱动凸轮的转动速度，从而调节振动台体晃动的频率；调节触发制动器的制动时间调整振动台体的振幅。也可以通过对驱动机构和触发机构的不同编组，实现不同的振动效果，从而实现更多样的舞台效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调节频率和振幅的振动台，其特征在于，包括振动台体和不少于三组振动动力结构，所述振动动力结构至少有三组呈三角形分布设置在所述振动台体底部；

所述振动动力结构包括驱动机构和触发机构，其中所述驱动机构和所述触发机构相邻设置，所述驱动机构包括驱动支撑座、驱动电机和驱动升降机构，所述驱动支撑座设置在所述驱动升降机构顶部，并与所述振动台体相连；所述驱动电机用于为整个驱动机构提供动力，驱动所述驱动升降机构上下运动，从而通过所述驱动支撑座带动所述振动台体上下往复运动；

所述触发机构包括触发支承座、触发升降机构和触发配重块，所述触发支承座设置在所述触发升降机构顶部，且与所述振动台体仅面接触，所述触发配重块连接在所述触发升降机构上，用于调节升降机构的升降过程。

2.根据权利要求1所述的可调节频率和振幅的振动台，其特征在于，所述驱动升降机构包括从上至下依次安装的驱动十字铰座、驱动升降导向、驱动滚轮和驱动凸轮，其中所述驱动凸轮与所述驱动滚轮贴合，且所述驱动滚轮与所述驱动支撑座直接相连；所述驱动电机驱动所述驱动凸轮进行转动，从而带动所述驱动滚轮转动，从而带动所述振动台体上下往复运动；

所述驱动十字铰座和所述驱动升降导向安装在所述驱动支撑座和所述驱动滚轮之间，分别用于所述振动台体保证该驱动结构所在位点的实现前后左右摆动和上下运动过程中的自由度限制。

3.根据权利要求1所述的可调节频率和振幅的振动台，其特征在于，所述触发动力升降机构包括触发底座、触发升降导向机构、触发释放机构、触发制动器和触发卷筒，其中，所述触发底座安装在所述触发支承座下方，所述触发升降导向机构和所述触发释放机构设置在所述底座内部，且所述触发释放机构与所述触发支承座直接相连；所述触发卷筒安装在所述触发底座侧面，且所述触发制动器设置在所述触发卷筒的转动轴两侧；且所述触发卷筒通过钢丝绳分别与所述触发释放机构和所述触发配重相连；

当触发支承座与所述振动台体之间存在间隙时，所述触发制动器得电运动，触发配重上下运动，使得触发卷筒转动；所述触发卷筒通过所述钢丝绳带动所述触发释放机构铰轴水平移动，在所述触发升降导向机构的限制下，所述触发释放机构带动所述触发支承座做上升运动，使得所述触发支承座重新与所述振动台体进行接触。

4.根据权利要求1所述的可调节频率和振幅的振动台，其特征在于，所述触发机构还包括触发缓冲器，所述触发缓冲器安装在所述触发支承座旁。

5.根据权利要求1所述的可调节频率和振幅的振动台，其特征在于，所述振动台体包括台体支架、搭建在所述台体支架上的台面和设置在所述台面上的若干座椅，其中所述台体支架采用矩形框架以及设置在所述矩形框架上的支撑杆，所述支撑杆至少包括连接各组振动动力结构的连接杆和交叉于矩形框架重心的其他连接杆。

6.一种可调节频率和振幅的振动台控制系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的振动台和振动台控制器，所述振动台控制器包括驱动机构控制模块和触发机构控制模块，所述驱动机构控制模块用于控制所有驱动电机的启动、停止时间，以及所有驱动电机的输出频率；所述触发机构控制模块用于控制所有触发制动器的制动顺序和时间。

7.一种可调节频率和振幅的振动台控制方法，其特征在于，采用权利要求6所述的可调节频率和振幅的振动台控制系统，包括以下步骤：

S1，根据需要达到的振动效果设置振动台的控制阀方法，其中，所述振动效果包括但不限于上升、下降和左右晃动的振动效果；

S2，根据需要达到的振动效果，采用驱动机构控制模块设置所有驱动电机的启动、关闭时间和输出频率；采用触发机构控制模块设置触发制动器的制动时间。

8.根据权利要求7所述的可调节频率和振幅的振动台控制方法，其特征在于，步骤S2中，调节驱动电机的输出频率，来驱动凸轮的转动速度，从而调节振动台体晃动的频率；调节触发制动器的制动时间，从而来调整触发支撑座的高度，最终实现调整振动台体的振幅。

9.根据权利要求7所述的可调节频率和振幅的振动台控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括两种振动模式：

模式A：所有驱动电机同时启动，则所有的驱动凸轮同时带动驱动滚轮进行转动，驱动支撑座随着驱动凸轮转动做周期性的上下往复运动；

模式B：所有驱动电机先后启动，则所有的驱动凸轮先后带动驱动滚轮进行转动，导致所有的驱动支撑座做出先后上下往复运动；此时，由于驱动十字铰座的作用，当某一个驱动支撑座在进行上下移动时，会带着其他的驱动支撑座进行左右晃动。

10.根据权利要求8所述的可调节频率和振幅的振动台控制方法，其特征在于，对于任何一组振动动力机构，其运动的过程包括以下过程：

1)当驱动电机启动后，带动驱动支撑座上升下降过程，从而带动振动台体上下运动；当振动台体的位置达到最高高度时，关闭驱动电机且驱动制动器动作抱死；此时触发制动器进行动作，使得触发卷筒在触发配重作用下自由转动，通过钢丝绳带动触发释放机构的铰轴水平移动，在触发升降导向机构的限制下，触发支承座做上升运动直到与振动台体相接触，控制触发制动器重新抱死触发卷筒，使触发支承座能承受振动台体的全部重量；

2)然后释放驱动电机的电机制动器，使得驱动支撑座不承受所述振动台体的重量，整个振动台体重量置于所述触发支承座上；

3)控制所有触发机构的触发制动器同时释放，所有触发卷筒均失去制动力，触发支承座往下降到最低点；此时整个振动台体在自重作用下会使触发支撑座和驱动支撑座瞬时进行自由落体运动，落到最地点时，振动台体会先落在触发缓冲器上，然后缓慢停到最低位置。

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