CN204302691U - 一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统，至少包括上位机、伺服电机、卷扬机、伸缩球体、音响和灯光设备；所述上位机通过程序控制伺服电机、卷扬机带动钢丝绳进行伸缩，钢丝绳与伸缩球体南极顶点内侧连接，其伸缩带动球体完成上升、下降、收缩与扩张动作；所述音响装置为多音箱设置，播放背景音乐与伸缩球体运动节凑配合；该展示系统综合应用声、光、电、机技术，通过程控实现了球体升降与伸缩动作、音乐选曲与播放、灯光启闭与变化的一体化集中控制，扩大了伸缩球结构的使用范围，动作控制更加精确，演示形式更加丰富，科技展示与艺术表现结合完美。

Description

一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统

技术领域

本实用新型涉及科技馆、展览馆伸缩球领域，具体是一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统。

背景技术

现有的伸缩球装置通常为手动操作且体量较小，无法实现自动控制，形式单调、动作简单，不具备音乐、灯光的同步渲染效果，难以成为以艺术形式表现科技水平的展项。这个问题的根源在于控制方式、球体机构、声光展示手段等的技术限制。

实用新型内容

现有技术不能满足人们的需要，为弥补不足本实用新型旨在提供一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统，至少包括上位机、伺服电机、卷扬机、伸缩球体、音响和灯光装置；所述上位机通过程序控制伺服电机、卷扬机带动钢丝绳进行伸缩，钢丝绳与伸缩球体南极顶点内侧连接，其伸缩带动球体完成上升、下降、收缩与扩张动作；所述音响装置为多音箱设置，播放背景音乐与伸缩球体运动节奏配合；所述灯光装置多光源分别设置于伸缩球体外不同的方位，各光源照射球体，进行色彩渲染。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述伸缩球球体设计为两种结构形式：结构-，采用32面体结构形式，球体收缩状态直径dmin＝2.2米，伸展状态直径dmax＝5米，直径伸缩比为1∶2.27，体积伸缩比为1∶11.7；结构二，采用六环结构形式，球体收缩状态直径dmin＝2.0米，伸展状态直径dmax＝6米，直径伸缩比为1∶3，体积伸缩高达1∶27。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述灯光装置可设置多个光源，灯光照射覆盖伸缩球体；所述音响装置可设置多个音箱。上述灯光装置与音响装置通过数据线与上位机连接并受控。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述32面体结构形式中的伸缩球展开后呈足球状，是由边长相等的12个正五边形与20个正六边形组成，在正二十面体的每个顶点周围棱边的三分之一处进行平截，可得足球表面的32面体结构；足球32面体结构共有60个顶点，90条长度相同的棱边，棱边对应的球心角α＝23.281447°；所述六环结构形式中的伸缩球完全扩展后呈球形，其结构是由六个圆环在空间相交而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该展示系统集上位机、驱动机构、音响与灯光于一体，综合应用声、光、电、机技术，通过程控实现了球体升降与伸缩动作、音乐选曲与播放、灯光启闭与变化的一体化集中控制，扩大了伸缩球结构的使用范围，动作控制更加精确，演示形式更加丰富，科技展示与艺术表现结合完美。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的作用原理示意图；

图3为本实用新型的伸缩球的32面体结构示意图；

图4为本实用新型伸缩球的六环结构示意图；

其中：1、上位机；2、驱动机构；3、伸缩球体；41、第一音响；42，第二音响；51、第一光源；52、第二光源；53、第三光源；54、第四光源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统，至少包括上位机1、驱动机构2、伸缩球体3、音响装置和灯光装置；所述上位机1通过数据线与驱动机构2连接；所述驱动机构2通过钢丝绳与伸缩球体3的南极顶点连接；所述音响装置可包含多个音箱；所述灯光装置可包含多个光源；音响装置与灯光装置均通过数据线与上位机连接并受控。

作为本实用新型的优化技术方案：所述伸缩球体3设计为两种结构形式：结构一，采用32面体结构形式时，球体收缩状态直径dmin＝2.2米，伸展状态直径dmax＝5米，直径伸缩比为1∶2.27，体积伸缩比为1∶11.7；结构二，采用六环结构形式时，球体收缩状态直径dmin＝2.0米，伸展状态直径dmax＝6米，直径伸缩比为1∶3，体积伸缩高达1∶27。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述光源在整个室内可设置为多个，并且其灯光将伸缩球体3覆盖；所述第一音箱41、第二42和第一光源51、第二光源52、第三光源53、第四光源54通过数据线与上位机1连接。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述32面体结构形式中的伸缩球展开后呈足球状，是由边长相等的12个正五边形与20个正六边形组成，在正二十面体的每个顶点周围棱边的三分之一处进行平截，可得足球表面的32面体结构；足球32面体结构共有60个顶点，90条长度相同的棱边，棱边对应的球心角α＝23.281447°。

本实用新型的作用原理为：

一、编写专用控制程序，通过上位机控制伺服电机的转速转向。

二、通过伺服电机的转速与转向控制伸缩球体的升降与伸缩；

三、编写专用控制程序，通过上位机控制音乐的选择与播放；

四、编写专用控制程序，通过上位机控制多个光源照射对球体进行色彩渲染；

五、使用卷扬机在球体出现故障时将其降至地面以进行检修。

本实用新型在设计制作时，其球体是类似足球正三十二面体的多面体，通过连杆连接实现球体的可伸缩性，其伸展状态直径达到5米，收缩状态直径为2米，直径伸缩比达到2.5。也可采取“六环形”结构，伸展状态直径6米，收缩状态直径2米，直径伸缩比为1∶3。为了提高安全系数，球体零件选择密度小，强度大的铝合金制造。同时本设计编写专用控制程序，控制伺服电机转向和转速、音响装置的曲目播放、灯光装置的光线颜色、强度和变化方式，使球体动作、背景音乐与灯光渲染融为一体、美观和谐。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统，至少包括上位机(1)、驱动机构(2)、伸缩球体、音响设备和灯光设备；其特征在于：所述上位机(1)通过数据线与驱动机构连接；所述驱动机构(2)通过钢丝绳与伸缩球体(3)的南极顶点连接；所述音响装置与灯光装置均通过数据线与上位机(1)连接；所述音响装置包括第一音箱(41)和第二音箱(42)；所述灯光装置包括第一光源(51)、第二光源(52)、第三光源(53)和第四光源(54)。

2.根据权利要求1所述的一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统，其特征在于：所述伸缩球球体设计为两种结构形式：结构一，采用32面体结构形式时，球体收缩状态直径dmin＝2.2米，伸展状态直径dmax＝5米，直径伸缩比为1∶2.27，体积伸缩比为1∶11.7；结构二，采用六环结构形式时，球体收缩状态直径dmin＝2.0米，伸展状态直径dmax＝6米，直径伸缩比为1∶3，体积伸缩高达1∶27。

3.根据权利要求2所述的一种计算机程控伸缩球科学与艺术展示系统，其特征在于：所述32面体结构形式中的伸缩球完全扩展后呈足球状，由边长相等的12个正五边形与20个正六边形组成，在正二十面体的每个顶点周围棱边的三分之一处进行平截，可得足球表面的32面体结构；足球32面体结构共有60个顶点，90条长度相同的棱边，棱边对应的球心角α＝23.281447°；所述六环结构形式中的伸缩球完全扩展后呈球形，其结构是由六个圆环在空间相交而成。