阅读说明：本技术 一种可实现往复开合的舞台机械装置 (Stage mechanical device capable of realizing reciprocating opening and closing ) 是由 李利 杜安坤 蔡朝阳 王强 高松松 刘增 高敬东 金艳苓 刘斌 肖瑞磊 周静涛 于 2020-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置,属于舞台机械领域。本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置,包括安装基座、驱动系统、传动机构、末端结构,传动机构包括两个小齿轮,其中一个小齿轮与电机减速机输出轴联接,另一个为惰轮,大齿轮上有偏心轴,形成曲柄,大齿轮、连杆、摇杆共同构成曲柄摇杆机构,传动机构左右对称布置,小齿轮的等速转动能变成摇杆的往复摆动,摇杆往复摆动带动末端结构往复开合。本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置,其控制系统简化,可靠性高。(The invention discloses a stage mechanical device capable of realizing reciprocating opening and closing, and belongs to the field of stage machinery. The invention relates to a stage mechanical device capable of realizing reciprocating opening and closing, which comprises an installation base, a driving system, a transmission mechanism and a tail end structure, wherein the transmission mechanism comprises two pinions, one pinion is connected with an output shaft of a motor reducer, the other pinion is an idler wheel, an eccentric shaft is arranged on the gearwheel to form a crank, the gearwheel, a connecting rod and a rocker jointly form a crank-rocker mechanism, the transmission mechanism is arranged in a bilateral symmetry manner, constant-speed rotation of the pinions can be changed into reciprocating swinging of the rocker, and the reciprocating swinging of the rocker drives the tail end structure to open and close in a reciprocating manner. The stage mechanical device capable of realizing reciprocating opening and closing is simple in control system and high in reliability.)

一种可实现往复开合的舞台机械装置

技术领域

本发明属于舞台机械领域，具体涉及一种能够实现往复开合的舞台机械装置。

背景技术

在舞台机械领域，为实现往复开合，舞台机械装置通常采用一套驱动对应一个动作的方法，即每个结构都对应安装一套电动推杆或液压缸之类的执行元件，通过执行元件带动结构往复动作。这种一对一的舞台机械装置对控制系统的要求比较高，要求控制系统具备调速、定位、换向、同步等功能，而为了实现上述功能，必须在每套执行元件上设置行程开关、编码器、变频器或调速阀等检测和控制单元，总控制台需进行多套执行机构的同步控制。即现有的舞台机械装置元件众多，其控制系统复杂，任一环节出现故障都会造成系统停机，可靠性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可实现往复开合的舞台机械装置，其控制系统简化，可靠性高。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，包括具有安装台的安装基座、装在安装台下表面的驱动系统、传动机构、装在安装台上表面的末端结构，驱动系统包括电机减速机，传动机构包括两个相啮合的小齿轮、与两个小齿轮分别啮合且位于两个小齿轮左右两侧并左右对称设置的两个大齿轮、两个左右对称设置的连杆、两个左右对称设置的摇杆、正多边形传动轴封闭链、至少一圈中圈连杆、至少一圈内圈连杆，正多边形传动轴封闭链采用中心对称结构，正多边形传动轴封闭链包括间隔交错布置的多根长轴和多根短轴，每根长轴与短轴之间通过十字轴式万向联轴器串联，每圈中圈连杆有多个，每圈内圈连杆有多个，每圈中圈连杆的个数、每圈内圈连杆的个数、短轴的根数与长轴的根数相同，末端结构包括外圈结构、至少一圈中圈结构和至少一圈内圈结构，中圈结构的圈数与中圈连杆的圈数相同，内圈结构的圈数与内圈连杆的圈数相同，电机减速机的安装座固定连接在安装台的下表面，电机减速机的输出轴与其中一个小齿轮连接，每个大齿轮上均设置有偏心轴，每个连杆的两端分别通过关节轴承与偏心轴、摇杆的一端铰接，每根摇杆的另一端各与一根长轴铰接，每根长轴通过两个带座轴承固定到安装基座的安装台上，外圈结构间隔固定套装在长轴上，中圈连杆的两端分别与外圈结构、中圈结构铰接，中圈结构的端部铰接于安装台的上表面，中圈结构与安装台的铰接点间隔均匀布置，内圈连杆的两端分别与内圈结构、中圈结构铰接，内圈结构的端部铰接于安装台的上表面，内圈结构与安装台的铰接点间隔均匀布置，中圈连杆与中圈结构的铰接点位于内圈连杆与中圈结构的铰接点上方。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述连杆为长度可调节的连杆。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述中圈连杆为长度可调节的连杆。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述内圈连杆为长度可调节的连杆。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述外圈结构上设置有长圆孔。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述中圈连杆的个数为六个。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述外圈结构的形状为扇形。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，其中，所述安装台采用对称架式结构。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，利用电机连续单向运转带动传动机构就能实现末端结构的往复开合，不需要电机反复启停和正反转换向，大大简化了装置，无需设置调速阀、换向器等元件，与装置配合的控制系统也大大简化；传动机构呈并联形式，机构刚度大，且互为冗余，即使任一传动链发生断裂，动作仍然可以继续，可靠性高。

下面结合附图对本发明的一种可实现往复开合的舞台机械装置作进一步说明。

附图说明

图1是本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置的俯视图；

图2是本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置的左视图；

图3是沿图1中A-A的剖视图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，包括安装基座1、驱动系统2、传动机构3、末端结构4，安装基座1具有安装台11，驱动系统2装在安装台11的下表面，末端结构4装在安装台11的上表面。安装基座1为装置提供安装基础，为驱动系统2和传动机构3提供空间防护；驱动系统2包括电机减速机，为装置提供旋转驱动的动力源，还包括制动器，为装置提供安全制动；传动机构3负责将电机减速机21的连续单向旋转运动变换成循环往复开合动作。

如图1-3所示，驱动系统2包括电机减速机21，电机减速机21通过电机减速机安装座安装于安装台下表面，传动机构3包括两个小齿轮31、两个大齿轮32、两个连杆33、两个摇杆34、正多边形传动轴封闭链35、至少一圈中圈连杆36、至少一圈内圈连杆37，两个小齿轮31相啮合，两个大齿轮32与两个小齿轮31分别啮合且位于两个小齿轮31左右两侧并左右对称设置，两个连杆33左右对称设置且长度可调，两个摇杆34左右对称设置，正多边形传动轴封闭链35采用中心对称结构，正多边形传动轴封闭链35包括间隔交错布置的多根长轴351和多根短轴352，每根长轴351与短轴352之间通过十字轴式万向联轴器353串联，每圈中圈连杆36有多个，每圈内圈连杆37有多个，每圈中圈连杆36的个数、每圈内圈连杆37的个数、短轴352的根数与长轴351的根数相同，末端结构4包括外圈结构41、至少一圈中圈结构42和至少一圈内圈结构43，中圈结构42的圈数与中圈连杆36的圈数相同，内圈结构43的圈数与内圈连杆37的圈数相同。

如图1-3所示，电机减速机21的安装座211固定连接在安装台11的下表面，电机减速机21的输出轴与其中一个小齿轮31连接，每个大齿轮32上均设置有偏心轴321，偏心轴321靠近大齿轮32的边缘设置，每个连杆33的两端分别通过关节轴承38与偏心轴321、摇杆34的一端铰接，每根摇杆34的另一端各与一根长轴351铰接，每根长轴351通过两个带座轴承354固定到安装基座的安装台11上，外圈结构41间隔固定套装在长轴351上，中圈连杆36的两端分别与外圈结构41、中圈结构42铰接，中圈结构42的端部铰接于安装台11的上表面，中圈结构42与安装台11的铰接点间隔均匀布置，内圈连杆37的两端分别与内圈结构43、中圈结构42铰接，内圈结构43的端部铰接于安装台11的上表面，内圈结构43与安装台11的铰接点间隔均匀布置，中圈连杆36与中圈结构42的铰接点位于内圈连杆37与中圈结构42的铰接点上方。

其中，连杆33、中圈连杆36、内圈连杆37均为长度可调节的连杆。

如图1所示，中圈连杆36的个数为六个，安装台11采用对称架式结构。

如图2、3所示，摇杆34的轴线为弧线，外圈结构41的形状为扇形，外圈结构41上设置有长圆孔411。

如图1所示，外圈结构41、中圈结构42、内圈结构43各有一圈，六个中圈结构42间隔设置且中圈结构42采用近似四边形框架结构，六个内圈结构43间隔设置且采用近似槽状框架结构。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置中，末端结构4可根据不同艺术需求设计为拟态形式，使用时装上所需结构，如需要展示花瓣开合时，在末端结构4上装上多圈、多瓣结构，在传动机构带动下的整个动作过程中，多圈、多瓣结构之间不得有几何干涉，且始终保证合理间隙，根据要求的花瓣的瓣数确定正多边形的边数，根据要求的花瓣的重数确定中圈连杆和内圈连杆的圈数。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置中，包括两个小齿轮，其中一个小齿轮与电机减速机输出轴联接，另一个为惰轮，大齿轮上有偏心轴，形成曲柄，大齿轮、连杆、摇杆共同构成曲柄摇杆机构，传动机构左右对称布置，在运动过程中，两个曲柄摇杆机构始终构成两个互相镜像的全等四边形，左右两个摇杆摆动的角度和速度始终相等，同时带动两根传动轴(与两根摇杆分别相连的两个长轴351，见图3)摆动，因此，小齿轮的等速转动能变成摇杆的往复摆动，摇杆往复摆动带动末端结构往复开合。图3中所示两个连杆与大齿轮的铰接端距离最远，此时，中圈连杆、内圈连杆收拢状态，末端结构处于闭合的极限状态，当两个连杆与大齿轮的铰接端距离最近时，中圈连杆、内圈连杆打开状态，末端结构处于打开的极限状态。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置中，连杆33长度可调，两端使用关节轴承38，可消除平面内的安装误差。

如图1所示，本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置中，长轴351与短轴352之间用十字轴式万向联轴器353串联成一个正多边形封闭链，多边形的内角符合十字轴式万向联轴器的最大允许轴线折角要求，链的布置保证中心对称，从而构成一个刚性较好的并联机构，每根长轴351用两个带座轴承354固定到安装基座1上，短轴352自由放开，不与安装基座1固定连接。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置中，长轴351上固定外圈结构41，外圈结构41上长圆孔411的设置，便于与外圈结构相连接的片状、瓣状结构的安装调整，外圈结构41的形状及其上设置的安装孔412(见图3)可根据需要调整。可根据需求增加中圈连杆、内圈连杆、中圈结构和内圈结构，以实现多圈结构的联动。中圈连杆36的长度和内圈连杆37的长度可以调整，因此，中圈结构42和内圈结构43的开合角度也可以调整。

本发明一种可实现往复开合的舞台机械装置，通过一套特殊设计的机械传动机构，可自动实现结构的加减速和换向，以及多个关联结构的同步动作，使与其配合的控制系统大大简化，系统可靠性大幅提高，除此之外，本发明还具有以下有益效果：

(1)单电机连续单向运转，可实现末端结构的循环往复开合，不需要电机反复启停和正反转换向。

(2)传动机构呈并联形式，机构刚度大，且互为冗余，即使任一传动链发生断裂，动作仍然可以继续。

(3)适当调整装置的结构、布局和尺寸，可满足用户对末端结构形式、尺寸大小、开合角度和运行速度的不同要求，适用范围广。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。