CN205608427U - 一种舞台机械臂及应用该舞台机械臂的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种舞台机械臂及应用该舞台机械臂的控制系统，包括相互连接的底座和臂杆，所述臂杆上设有多个活动关节，各活动关节内设有伺服电机，所述臂杆的端部设有手爪；所述底座内设有与所述伺服电机相配连接的驱动器，所述驱动器包括基于DMX512协议的指令编译模块和驱动模块，所述驱动模块与外部的控制设备连接，并通过指令编译模块将接收的控制指令转化为指令信号，驱动相应活动关节的伺服电机，控制臂杆运转。本实用新型的舞台机械臂及控制系统，对原高速度、高精度的工业机械手臂作改进，让其与舞台表演设备配合使用，作出相应舞台表演动作，并兼容到舞台表演的总控制系统中，统一管理及控制。

Description

一种舞台机械臂及应用该舞台机械臂的控制系统

技术领域

本实用新型涉及舞台设备控制领域，特指一种在舞台娱乐表演中使用的舞台机械臂，以及一种应用该舞台机械臂的控制系统。

背景技术

DMX512协议一般用于传统的舞台表演设备的主流控制协议，如传统的舞台灯旋转、摆动都是基于该协议进行。随着舞台表演设备技术日益发展，技术人员逐渐开始将机械手臂应用到舞台表演设备，让机械手臂进行舞台灯光旋转或摆动等展示动作，实现舞台表演的艺术效果。

现有技术的机械手臂用于工业生产，一般是配合工业生产线的应用来设计。为了达到高速、高精度控制的控制要求，每台机械手臂配有高成本的专用控制器。因此，工业用的机械手臂结构较为复杂，控制指令采用工业化的控制协议，如CANbus协议。而在舞台表演中，舞台表演设备的运作是不需要用到工业机械手臂的高速度、高精度标准的复杂功能，工业机械手臂的很多高成本部件及功能可以简化，就能满足舞台表演的需求。

但目前市面上的工业机械手臂，其控制指令与原舞台设备主流采用的DMX512协议并不兼容，无法纳入舞台设备的总控制端中统一控制；另一方面，机械手臂所采用的电机无论是功率还是控制方式，都与传统的舞台灯电机不同，因此将工业机械手臂应用于舞台控制领域存在着技术障碍。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种新型的舞台机械臂及应用该舞台机械臂的控制系统，对原高速度、高精度的工业机械手臂作改进，让其与舞台表演设备配合使用，作出相应舞台表演动作，并兼容到舞台表演的总控制系统中，统一管理及控制。

为了达到上述目的给出，本实用新型技术方案：

一种舞台机械臂，包括相互连接的底座和臂杆，所述臂杆上设有多个活动关节，各活动关节内设有伺服电机，所述臂杆的端部设有手爪；所述底座内设有与所述伺服电机相配连接的驱动器，所述驱动器包括基于DMX512协议的指令编译模块和驱动模块，所述驱动模块与外部的控制设备连接，并通过指令编译模块将接收的控制指令转化为指令信号，驱动相应活动关节的伺服电机，控制臂杆运转。

进一步的，所述驱动器连接有外接控制面板，所述外接控制面板上设有启动和紧急停止开关。让所述舞台机械臂可独立地进行调试或紧急停止操作。

在上述基础上，所述外接控制面板上还设有操作复位、设置原点和/或设置限位点的控制端。以便单独对舞台机械臂进行调试时，进行复位、设置原点、限位点等常用的基本操作。

对所述指令编译模块作进一步改进，所述指令编译模块为设有预设控制动作的指令编译模块。除了根据外接的控制面板输入即时的控制指令实现相应控制动作外，所述指令编译模块还设有预先设定的基础动作控制指令，可以在没有即时控制指令的情况下进行舞台表演。

再进一步的，所述驱动器还包括无线通讯模块，所述驱动模块通过无线通讯模块无线接收外部控制设备发出的控制指令。除了通过有线电缆的方式连接该舞台机械臂，还可以通过所述无线通讯模块，以无线方式与外部的控制设备进行相互通讯，无线接收控制指令，控制该舞台机械臂。

对本实用新型舞台机械臂的臂杆部分作改进，所述手爪上设有灯具或发光面板的安装端。可根据舞台表演的需求，在所述手爪的安装端上，安装各类灯具或发光面板，如LED灯具、LED发光面板等，以便实现相应的舞台灯光艺术效果。

本实用新型还提供一种应用该舞台机械臂的控制系统，包括控制装置以及所述舞台机械臂，所述控制装置包括相互连接的控制器和控制面板，所述控制器与所述舞台机械臂的驱动器连接，并将控制面板的控制指令发送到相应驱动器，驱动相应活动关节的伺服电机，控制臂杆运转，让舞台机械臂作出相应动作。

进一步的，所述控制面板为舞台控制总面板。以便配合舞台设备控制器的总控制端，操作人员只需要通过所述控制面板输入控制指令，并由控制器发送控制指令到舞台机械臂的驱动器，通过驱动器的指令编译模块将控制指令转化为指令信号，驱动相应伺服电机，控制所述臂杆运转，让舞台机械臂作出相应动作。

再进一步的，所述控制装置还包括无线通讯器，所述无线通讯器与舞台机械臂的无线通讯模块无线连接。让所述控制装置与舞台机械臂之间，除了传统的电缆连接方式外，还可以通过无线方式进行相互连接，有利于舞台机械臂在舞台位置上的摆放及布局。

所述舞台机械臂设有多台，所述控制装置的控制器分别与多台舞台机械臂的驱动器连接。为了舞台表演更富效果，所述控制装置通过控制器，可分别连接多台舞台机械臂，从而实现统一控制及管理，提高舞台表演效果。

本实用新型的舞台机械臂及其控制系统，在机械臂底座内的驱动器设有基于DMX512协议的指令编译模块，将接收的控制指令转化为指令信号，驱动臂杆上相应活动关节的伺服电机，让工业用的机械手臂也能兼容DMX512协议的控制指令，作出相应的多重组合表演动作。本实用新型的舞台机械臂可直接与舞台表演的控制系统连接，通过控制系统的控制装置与舞台机械臂连接，连接方式可以为有线电缆或无线通讯连接，形成完善的控制系统。即使是普通的舞台设备技术人员，也不用重新学习专业机械手臂的操作知识，仅需要自身的舞台设备控制技术，就能灵活操作该控制系统，控制工业机械手臂进行舞台表演。本实用新型的舞台机械臂及控制系统，有效地降低设备成本，让专业的工业机械手臂与现有的舞台表演设备无缝联接，兼容应用到舞台总控制设备中，统一管理及控制。

附图说明

图1为本实用新型一种舞台机械臂的结构示意图；

图2为本实用新型一种舞台机械臂的驱动器结构示意图；

图3为本实用新型应用该舞台机械臂的控制系统结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型一种舞台机械臂及应用该舞台机械臂的控制系统。

如图1至2所示，该舞台机械臂，包括相互连接的底座1和臂杆2，所述臂杆2上设有多个活动关节21，各活动关节内设有伺服电机，所述臂杆2的端部设有手爪3。

一般工业用的机械手臂为六自由度手臂，包括X移动、Y移动、Z移动、X转动、Y转动以及Z转动的六个自由度组成，各自由度对应机械手臂的关节部，因此，本实用新型的舞台机械臂，臂杆2上设有对应工业机械手臂的六个自由度的活动关节21,各活动关节21内均设有相应的伺服电机。

所述底座1内设有多个与所述伺服电机相配连接的驱动器(TZ、TY、TZ、MX、MY以及MZ)，如图2所示，所述驱动器包括基于DMX512协议的驱动模块和指令编译模块，所述驱动模块与外部的控制设备连接，并通过指令编译模块将接收的控制指令转化为指令信号，驱动相应活动关节21的伺服电机，控制臂杆2运转。

优选地，所述驱动器还包括无线通讯模块，所述驱动模块通过无线通讯模块无线接收外部控制设备发出的控制指令。除了通过有线电缆的方式连接该舞台机械臂，还可以通过所述无线通讯模块，以无线方式与外部的控制设备进行相互通讯，无线接收控制指令，控制该舞台机械臂。

优选地，所述舞台机械臂的驱动器连接有外接控制面板，所述外接控制面板上设有启动和紧急停止开关，以便所述舞台机械臂可独立地进行调试或紧急停止操作。

在上述基础上，所述外接控制面板上还设有操作复位、设置原点和/或设置限位点的控制端，以便单独对舞台机械臂进行调试时，进行复位、设置原点、限位点等常用的基本操作。

所述指令编译模块优选为设有预设控制动作的指令编译模块。该指令编译模块具有预先设定的基础动作控制指令，即使在没有外接控制面板的即时控制指令下，也能进行舞台表演。

优选地，所述手爪3上设有灯具或发光面板的安装端，以便根据舞台表演效果的需求，在所述手爪3的安装端上，安装各类灯具或发光面板，如LED灯具、LED发光面板等设备，实现相应的舞台灯光艺术效果。

如图3所示，本实用新型应用该舞台机械臂的控制系统，包括控制装置以及所述舞台机械臂，所述控制装置包括相互连接的控制器和控制面板，所述控制器与所述舞台机械臂的驱动器连接，并将控制面板的控制指令发送到相应驱动器，驱动相应活动关节的伺服电机，控制臂杆运转，让舞台机械臂作出相应动作。

所述控制面板优选为舞台控制总面板，以便配合舞台设备控制器的总控制端，操作人员只需要通过所述控制面板输入控制指令，并由控制器发送控制指令到舞台机械臂的驱动器，通过驱动器的指令编译模块对控制指令转化为指令信号，控制相应伺服电机，控制臂杆运转，让舞台机械臂作出相应动作。

优选地，所述控制装置还包括无线通讯器，所述无线通讯器与舞台机械臂的无线通讯模块无线连接。让所述控制装置与舞台机械臂之间，除了传统的电缆连接方式外，还可以通过无线方式进行相互连接，有利于舞台机械臂在舞台位置上的摆放及布局。

进一步地对所述控制系统作扩展，所述舞台机械臂设有多台，所述控制装置的控制器分别与多台舞台机械臂的驱动器连接，从而实现统一控制及管理，提高舞台表演效果。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种舞台机械臂，包括相互连接的底座和臂杆，所述臂杆上设有多个活动关节，各活动关节内设有伺服电机，所述臂杆的端部设有手爪；其特征在于，所述底座内设有与所述伺服电机相配连接的驱动器，所述驱动器包括基于DMX512协议的指令编译模块和驱动模块，所述驱动模块与外部的控制设备连接，并通过指令编译模块将接收的控制指令转化为指令信号，驱动相应活动关节的伺服电机，控制臂杆运转。

2.根据权利要求1所述的舞台机械臂，其特征在于，所述驱动器连接有外接控制面板，所述外接控制面板上设有启动和紧急停止开关。

3.根据权利要求2所述的舞台机械臂，其特征在于，所述外接控制面板上还设有操作复位、设置原点和/或设置限位点的控制端。

4.根据权利要求1所述的舞台机械臂，其特征在于，所述指令编译模块为设有预设控制动作的指令编译模块。

5.根据权利要求1所述的舞台机械臂，其特征在于，所述驱动器还包括无线通讯模块，所述驱动模块通过无线通讯模块无线接收外部控制设备发出的控制指令。

6.根据权利要求1所述的舞台机械臂，其特征在于，所述手爪上设有灯具或发光面板的安装端。

7.一种舞台机械臂控制系统，包括控制装置以及权利要求1至6任一项所述的舞台机械臂；其特征在于，所述控制装置包括相互连接的控制器和控制面板，所述控制器与所述舞台机械臂的驱动器连接，并将控制面板的控制指令发送到相应驱动器，驱动相应活动关节的伺服电机，控制臂杆运转，让舞台机械臂作出相应动作。

8.根据权利要求7所述的舞台机械臂控制系统，其特征在于，所述控制面板为舞台控制总面板。

9.根据权利要求7所述的舞台机械臂控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括无线通讯器，所述无线通讯器与舞台机械臂的无线通讯模块无线连接。

10.根据权利要求7所述的舞台机械臂控制系统，其特征在于，所述舞台机械臂设有多台，所述控制装置的控制器分别与多台舞台机械臂的驱动器连接。