一種舞臺(tái)機(jī)械臂及應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種舞臺(tái)機(jī)械臂及應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)，包括相互連接的底座和臂桿，所述臂桿上設(shè)有多個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)，各活動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)有伺服電機(jī)，所述臂桿的端部設(shè)有手爪；所述底座內(nèi)設(shè)有與所述伺服電機(jī)相配連接的驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器包括基于DMX512協(xié)議的指令編譯模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與外部的控制設(shè)備連接，并通過指令編譯模塊將接收的控制指令轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的舞臺(tái)機(jī)械臂及控制系統(tǒng)，對原高速度、高精度的工業(yè)機(jī)械手臂作改進(jìn)，讓其與舞臺(tái)表演設(shè)備配合使用，作出相應(yīng)舞臺(tái)表演動(dòng)作，并兼容到舞臺(tái)表演的總控制系統(tǒng)中，統(tǒng)一管理及控制。
【專利說明】
一種舞臺(tái)機(jī)械臂及應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及舞臺(tái)設(shè)備控制領(lǐng)域，特指一種在舞臺(tái)娛樂表演中使用的舞臺(tái)機(jī)械臂，以及一種應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] DMX512協(xié)議一般用于傳統(tǒng)的舞臺(tái)表演設(shè)備的主流控制協(xié)議，如傳統(tǒng)的舞臺(tái)燈旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)都是基于該協(xié)議進(jìn)行。隨著舞臺(tái)表演設(shè)備技術(shù)日益發(fā)展，技術(shù)人員逐漸開始將機(jī)械手臂應(yīng)用到舞臺(tái)表演設(shè)備，讓機(jī)械手臂進(jìn)行舞臺(tái)燈光旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)等展示動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)表演的藝術(shù)效果。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械手臂用于工業(yè)生產(chǎn)，一般是配合工業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用來設(shè)計(jì)。為了達(dá)到高速、高精度控制的控制要求，每臺(tái)機(jī)械手臂配有高成本的專用控制器。因此，工業(yè)用的機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，控制指令采用工業(yè)化的控制協(xié)議，如CANbus協(xié)議。而在舞臺(tái)表演中，舞臺(tái)表演設(shè)備的運(yùn)作是不需要用到工業(yè)機(jī)械手臂的高速度、高精度標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜功能，工業(yè)機(jī)械手臂的很多高成本部件及功能可以簡化，就能滿足舞臺(tái)表演的需求。
[0004] 但目前市面上的工業(yè)機(jī)械手臂，其控制指令與原舞臺(tái)設(shè)備主流采用的DMX512協(xié)議并不兼容，無法納入舞臺(tái)設(shè)備的總控制端中統(tǒng)一控制；另一方面，機(jī)械手臂所采用的電機(jī)無論是功率還是控制方式，都與傳統(tǒng)的舞臺(tái)燈電機(jī)不同，因此將工業(yè)機(jī)械手臂應(yīng)用于舞臺(tái)控制領(lǐng)域存在著技術(shù)障礙。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型目的在于提供一種新型的舞臺(tái)機(jī)械臂及應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)，對原高速度、高精度的工業(yè)機(jī)械手臂作改進(jìn)，讓其與舞臺(tái)表演設(shè)備配合使用，作出相應(yīng)舞臺(tái)表演動(dòng)作，并兼容到舞臺(tái)表演的總控制系統(tǒng)中，統(tǒng)一管理及控制。
[0006] 為了達(dá)到上述目的給出，本實(shí)用新型技術(shù)方案：
[0007] —種舞臺(tái)機(jī)械臂，包括相互連接的底座和臂桿，所述臂桿上設(shè)有多個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)，各活動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)有伺服電機(jī)，所述臂桿的端部設(shè)有手爪;所述底座內(nèi)設(shè)有與所述伺服電機(jī)相配連接的驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器包括基于DMX512協(xié)議的指令編譯模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與外部的控制設(shè)備連接，并通過指令編譯模塊將接收的控制指令轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0008] 進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)器連接有外接控制面板，所述外接控制面板上設(shè)有啟動(dòng)和緊急停止開關(guān)。讓所述舞臺(tái)機(jī)械臂可獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)試或緊急停止操作。
[〇〇〇9]在上述基礎(chǔ)上，所述外接控制面板上還設(shè)有操作復(fù)位、設(shè)置原點(diǎn)和/或設(shè)置限位點(diǎn)的控制端。以便單獨(dú)對舞臺(tái)機(jī)械臂進(jìn)行調(diào)試時(shí)，進(jìn)行復(fù)位、設(shè)置原點(diǎn)、限位點(diǎn)等常用的基本操作。
[0010]對所述指令編譯模塊作進(jìn)一步改進(jìn)，所述指令編譯模塊為設(shè)有預(yù)設(shè)控制動(dòng)作的指令編譯模塊。除了根據(jù)外接的控制面板輸入即時(shí)的控制指令實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制動(dòng)作外，所述指令編譯模塊還設(shè)有預(yù)先設(shè)定的基礎(chǔ)動(dòng)作控制指令，可以在沒有即時(shí)控制指令的情況下進(jìn)行舞臺(tái)表演。
[0011] 再進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)器還包括無線通訊模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過無線通訊模塊無線接收外部控制設(shè)備發(fā)出的控制指令。除了通過有線電纜的方式連接該舞臺(tái)機(jī)械臂，還可以通過所述無線通訊模塊，以無線方式與外部的控制設(shè)備進(jìn)行相互通訊，無線接收控制指令，控制該舞臺(tái)機(jī)械臂。
[0012] 對本實(shí)用新型舞臺(tái)機(jī)械臂的臂桿部分作改進(jìn)，所述手爪上設(shè)有燈具或發(fā)光面板的安裝端?？筛鶕?jù)舞臺(tái)表演的需求，在所述手爪的安裝端上，安裝各類燈具或發(fā)光面板，如LED 燈具、LED發(fā)光面板等，以便實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的舞臺(tái)燈光藝術(shù)效果。
[0013] 本實(shí)用新型還提供一種應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)，包括控制裝置以及所述舞臺(tái)機(jī)械臂，所述控制裝置包括相互連接的控制器和控制面板，所述控制器與所述舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接，并將控制面板的控制指令發(fā)送到相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)，讓舞臺(tái)機(jī)械臂作出相應(yīng)動(dòng)作。
[0014] 進(jìn)一步的，所述控制面板為舞臺(tái)控制總面板。以便配合舞臺(tái)設(shè)備控制器的總控制端，操作人員只需要通過所述控制面板輸入控制指令，并由控制器發(fā)送控制指令到舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器的指令編譯模塊將控制指令轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)伺服電機(jī)，控制所述臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)，讓舞臺(tái)機(jī)械臂作出相應(yīng)動(dòng)作。
[0015] 再進(jìn)一步的，所述控制裝置還包括無線通訊器，所述無線通訊器與舞臺(tái)機(jī)械臂的無線通訊模塊無線連接。讓所述控制裝置與舞臺(tái)機(jī)械臂之間，除了傳統(tǒng)的電纜連接方式外， 還可以通過無線方式進(jìn)行相互連接，有利于舞臺(tái)機(jī)械臂在舞臺(tái)位置上的擺放及布局。
[0016] 所述舞臺(tái)機(jī)械臂設(shè)有多臺(tái)，所述控制裝置的控制器分別與多臺(tái)舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接。為了舞臺(tái)表演更富效果，所述控制裝置通過控制器，可分別連接多臺(tái)舞臺(tái)機(jī)械臂， 從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制及管理，提高舞臺(tái)表演效果。
[0017] 本實(shí)用新型的舞臺(tái)機(jī)械臂及其控制系統(tǒng)，在機(jī)械臂底座內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器設(shè)有基于 DMX512協(xié)議的指令編譯模塊，將接收的控制指令轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)臂桿上相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)，讓工業(yè)用的機(jī)械手臂也能兼容DMX512協(xié)議的控制指令，作出相應(yīng)的多重組合表演動(dòng)作。本實(shí)用新型的舞臺(tái)機(jī)械臂可直接與舞臺(tái)表演的控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)的控制裝置與舞臺(tái)機(jī)械臂連接，連接方式可以為有線電纜或無線通訊連接，形成完善的控制系統(tǒng)。即使是普通的舞臺(tái)設(shè)備技術(shù)人員，也不用重新學(xué)習(xí)專業(yè)機(jī)械手臂的操作知識(shí)，僅需要自身的舞臺(tái)設(shè)備控制技術(shù)，就能靈活操作該控制系統(tǒng)，控制工業(yè)機(jī)械手臂進(jìn)行舞臺(tái)表演。 本實(shí)用新型的舞臺(tái)機(jī)械臂及控制系統(tǒng)，有效地降低設(shè)備成本，讓專業(yè)的工業(yè)機(jī)械手臂與現(xiàn)有的舞臺(tái)表演設(shè)備無縫聯(lián)接，兼容應(yīng)用到舞臺(tái)總控制設(shè)備中，統(tǒng)一管理及控制。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型一種舞臺(tái)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本實(shí)用新型一種舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型一種舞臺(tái)機(jī)械臂及應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)。
[0022] 如圖1至2所示，該舞臺(tái)機(jī)械臂，包括相互連接的底座1和臂桿2,所述臂桿2上設(shè)有多個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)21，各活動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)有伺服電機(jī)，所述臂桿2的端部設(shè)有手爪3。
[0023] —般工業(yè)用的機(jī)械手臂為六自由度手臂，包括X移動(dòng)、Y移動(dòng)、Z移動(dòng)、X轉(zhuǎn)動(dòng)、Y轉(zhuǎn)動(dòng)以及Z轉(zhuǎn)動(dòng)的六個(gè)自由度組成，各自由度對應(yīng)機(jī)械手臂的關(guān)節(jié)部，因此，本實(shí)用新型的舞臺(tái)機(jī)械臂，臂桿2上設(shè)有對應(yīng)工業(yè)機(jī)械手臂的六個(gè)自由度的活動(dòng)關(guān)節(jié)21，各活動(dòng)關(guān)節(jié)21內(nèi)均設(shè)有相應(yīng)的伺服電機(jī)。
[〇〇24] 所述底座1內(nèi)設(shè)有多個(gè)與所述伺服電機(jī)相配連接的驅(qū)動(dòng)器(TZ、TY、TZ、MX、MY&& MZ )，如圖2所示，所述驅(qū)動(dòng)器包括基于DMX512協(xié)議的驅(qū)動(dòng)模塊和指令編譯模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與外部的控制設(shè)備連接，并通過指令編譯模塊將接收的控制指令轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)21的伺服電機(jī)，控制臂桿2運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)器還包括無線通訊模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過無線通訊模塊無線接收外部控制設(shè)備發(fā)出的控制指令。除了通過有線電纜的方式連接該舞臺(tái)機(jī)械臂，還可以通過所述無線通訊模塊，以無線方式與外部的控制設(shè)備進(jìn)行相互通訊，無線接收控制指令， 控制該舞臺(tái)機(jī)械臂。
[〇〇26]優(yōu)選地，所述舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接有外接控制面板，所述外接控制面板上設(shè)有啟動(dòng)和緊急停止開關(guān)，以便所述舞臺(tái)機(jī)械臂可獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)試或緊急停止操作。
[0027] 在上述基礎(chǔ)上，所述外接控制面板上還設(shè)有操作復(fù)位、設(shè)置原點(diǎn)和/或設(shè)置限位點(diǎn)的控制端，以便單獨(dú)對舞臺(tái)機(jī)械臂進(jìn)行調(diào)試時(shí)，進(jìn)行復(fù)位、設(shè)置原點(diǎn)、限位點(diǎn)等常用的基本操作。
[0028] 所述指令編譯模塊優(yōu)選為設(shè)有預(yù)設(shè)控制動(dòng)作的指令編譯模塊。該指令編譯模塊具有預(yù)先設(shè)定的基礎(chǔ)動(dòng)作控制指令，即使在沒有外接控制面板的即時(shí)控制指令下，也能進(jìn)行舞臺(tái)表演。
[〇〇29]優(yōu)選地，所述手爪3上設(shè)有燈具或發(fā)光面板的安裝端，以便根據(jù)舞臺(tái)表演效果的需求，在所述手爪3的安裝端上，安裝各類燈具或發(fā)光面板，如LED燈具、LED發(fā)光面板等設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的舞臺(tái)燈光藝術(shù)效果。
[0030] 如圖3所示，本實(shí)用新型應(yīng)用該舞臺(tái)機(jī)械臂的控制系統(tǒng)，包括控制裝置以及所述舞臺(tái)機(jī)械臂，所述控制裝置包括相互連接的控制器和控制面板，所述控制器與所述舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接，并將控制面板的控制指令發(fā)送到相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)，讓舞臺(tái)機(jī)械臂作出相應(yīng)動(dòng)作。
[0031] 所述控制面板優(yōu)選為舞臺(tái)控制總面板，以便配合舞臺(tái)設(shè)備控制器的總控制端，操作人員只需要通過所述控制面板輸入控制指令，并由控制器發(fā)送控制指令到舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器的指令編譯模塊對控制指令轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，控制相應(yīng)伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)，讓舞臺(tái)機(jī)械臂作出相應(yīng)動(dòng)作。
[0032] 優(yōu)選地，所述控制裝置還包括無線通訊器，所述無線通訊器與舞臺(tái)機(jī)械臂的無線通訊模塊無線連接。讓所述控制裝置與舞臺(tái)機(jī)械臂之間，除了傳統(tǒng)的電纜連接方式外，還可以通過無線方式進(jìn)行相互連接，有利于舞臺(tái)機(jī)械臂在舞臺(tái)位置上的擺放及布局。
[0033] 進(jìn)一步地對所述控制系統(tǒng)作擴(kuò)展，所述舞臺(tái)機(jī)械臂設(shè)有多臺(tái)，所述控制裝置的控制器分別與多臺(tái)舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制及管理，提高舞臺(tái)表演效果。
[0034]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種舞臺(tái)機(jī)械臂，包括相互連接的底座和臂桿，所述臂桿上設(shè)有多個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)，各活 動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)有伺服電機(jī)，所述臂桿的端部設(shè)有手爪;其特征在于，所述底座內(nèi)設(shè)有與所述伺 服電機(jī)相配連接的驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器包括基于DMX512協(xié)議的指令編譯模塊和驅(qū)動(dòng)模塊， 所述驅(qū)動(dòng)模塊與外部的控制設(shè)備連接，并通過指令編譯模塊將接收的控制指令轉(zhuǎn)化為指令 信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的舞臺(tái)機(jī)械臂，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器連接有外接控制面板， 所述外接控制面板上設(shè)有啟動(dòng)和緊急停止開關(guān)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的舞臺(tái)機(jī)械臂，其特征在于，所述外接控制面板上還設(shè)有操作復(fù) 位、設(shè)置原點(diǎn)和/或設(shè)置限位點(diǎn)的控制端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的舞臺(tái)機(jī)械臂，其特征在于，所述指令編譯模塊為設(shè)有預(yù)設(shè)控制 動(dòng)作的指令編譯模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的舞臺(tái)機(jī)械臂，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器還包括無線通訊模塊， 所述驅(qū)動(dòng)模塊通過無線通訊模塊無線接收外部控制設(shè)備發(fā)出的控制指令。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的舞臺(tái)機(jī)械臂，其特征在于，所述手爪上設(shè)有燈具或發(fā)光面板的 安裝端。7. —種舞臺(tái)機(jī)械臂控制系統(tǒng)，包括控制裝置以及權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的舞臺(tái)機(jī)械 臂;其特征在于，所述控制裝置包括相互連接的控制器和控制面板，所述控制器與所述舞臺(tái) 機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接，并將控制面板的控制指令發(fā)送到相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)活動(dòng)關(guān)節(jié)的 伺服電機(jī)，控制臂桿運(yùn)轉(zhuǎn)，讓舞臺(tái)機(jī)械臂作出相應(yīng)動(dòng)作。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的舞臺(tái)機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制面板為舞臺(tái)控制 總面板。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的舞臺(tái)機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括無線 通訊器，所述無線通訊器與舞臺(tái)機(jī)械臂的無線通訊模塊無線連接。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的舞臺(tái)機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述舞臺(tái)機(jī)械臂設(shè)有多 臺(tái)，所述控制裝置的控制器分別與多臺(tái)舞臺(tái)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK205608427SQ201620308148
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】李輝斌
【申請人】李輝斌