专利名称：一种舞台灯具光束成型切割系统及舞台灯具的制作方法
技术领域：
本发明属于舞台灯具技术领域，特别是涉及ー种用于舞台灯具光束成型切割系统及应用该切割系统的舞台灯具。
背景技术：
舞台技术领域中，通常在舞台灯具的光源与出光物镜之间设置有光束成形组件，用于拦截光束以便获得带有特定横截面的光束。切割组件是典型的光束成形组件之一，可用于获取任意形状外廓的光束，还可以调节光束的大小。在舞台表演中，灯光师会根据剧情或场景的需要将灯具投射出的光斑切割出各种形状。在现有技术中，切割组件的传动结构一般是采用丝杆或螺杆等传动结构，这种结·构虽然可以实现驱动切割组件的目的，但是存在着以下缺陷(I)传动速度过慢，很难使切割组件获得较快的切割速度，从而影响舞台灯具的光束切割效果及舞台表演效果；(2)占用空间较大，从而使得整个灯具的体积比较大而且显得比较笨重；(3)运动不灵活，切割组件的操作自由度受到一定限制，使得有些光束形状效果无法通过切割获得。而其它类型的传动结构，往往结构复杂，占用较大的机动空间，不能同时满足既能减小灯具体积又能实现快速切割、灵活运动的需求。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种切割速度快、灯具体积小的用于舞台灯具光束成型切割系统。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案，ー种舞台灯具光束成型切割系统，包括
支架；
若干组切割片，每组切割片分别设置在与光束正交的不同平面内井能沿其所在的平面内移动；
若干对执行机构，每对执行机构与ー组对应的切割片连接；每个执行机构包括驱动电机和传动机构，所述驱动电机装设在支架上；
所述传动机构包括推杆、凸轮和导向板，其中凸轮与驱动电机固定连接，推杆的一端与切割片活动连接，另一端与凸轮活动连接，导向板装设在支架上，凸轮、推杆和导向板配合将驱动电机输出轴的旋转运动转化为推杆的直线运动。所述凸轮上设有凸轮槽，所述推杆通过从动件插装在凸轮槽内；所述推杆上设有推杆导向槽；凸轮上位于驱动电机输出轴延长线固设有导柱，所述导柱伸入推杆导向槽内并与推杆导向槽形成间隙配合；所述导向板上设有导向槽，导向槽内设置有连接组件，所述连接组件一端与对应的推杆连接后插接于对应的导向槽内，另一端与对应的切割片连接，导向槽与推杆导向槽在同一直线上或者相互平行。
所述导柱位于导向槽中心线延长线上。在所述导柱的上方还连接有垫片，所述垫片的外径大于推杆导向槽的宽度。所述切割片的两侧分别设置有第一耳式结构和第二耳式结构，第一耳式结构上设置有圆孔，第二耳式结构上设置有滑动槽，所述圆孔和滑动槽分别与推杆通过连接组件活动连接。所述连接组件包括连接销和限位导柱，连接销分别穿过推杆的安装孔及切割片上的圆孔或滑动槽，并与推杆的安装孔、切割片上的圆孔或滑动槽间隙配合；限位导柱连接在连接销的末端并插设在对应的导向槽中。所述切割片共设置四组，所述导向板为两块，四组切割片装设在两块导向板之间，每两组切割片的连线垂直。所述支架包括固定架和旋转盘，所述固定架固定在灯具外壳的内壁上，旋转盘通过旋转驱动机构与固定架连接且可以相对固定架旋转，导向板、驱动电机固设在旋转盘上。·所述旋转驱动机构包括固设在固定架上的齿条、固设在旋转盘上的齿轮、以及固设在旋转盘上的旋转电机，旋转电机的电机轴与齿轮的中心孔连接，齿轮与齿条啮合连接。一种应用上述任一舞台灯具光束成型切割系统的舞台灯具。本发明的有益效果
I、采用凸轮推杆机构作为传动件，可以将驱动电机产生的旋转运动转化为推杆沿着导向板的导向槽方向的往返直线运动，故可获得较快的切割速度，且能轻易地获得非常好的切割频闪效果。2、本发明的凸轮推杆机构结构简单、体积小、布局合理，可合理利用舞台灯具内部空间，基本不占用额外的机动空间，因而减小了整个切割系统的体积，从而大大地减小了舞台灯具的体积，可方便运输及存储放置。3、本发明尺寸紧凑、体积小、安全可靠、装配エ艺简单和生产成本低。
图I为本发明的总体结构示意图。图2为图I所示结构的部分零件分解示意图。图3为本发明结构的驱动电机、传动机构、切割片的连接示意图。图4为图3所示结构中一组切割组件的示意图。图5为图3所示结构中一组切割组件的分解示意图。图6为图I所示切割片的结构示意图。图7为本发明切割系统的第一种切割状态(即不对光束进行切割)的示意图。图8为本发明切割系统的第二种切割状态(即部分切割光束)的示意图。图9为本发明切割系统的第三种切割状态(即平行切割光束)的示意图。
具体实施例方式下面參照附图详细说明本发明的结构及工作原理。參照图1-3所示，本发明所述舞台灯具光束成型切割系统包括
支架1，沿舞台灯具的光束方向延伸并与舞台灯具的外壳固定连接；四组切割片2组成的切割机构，每组切割片分别设置在与光束正交的不同平面内井能沿其所在的平面内移动；
四对执行机构，每对执行机构与ー组对应的切割片2连接；其中任一一个执行机构包括ー个驱动电机6和ー个传动机构,驱动电机6固设在支架I上。如图2至图5所不,其中任ー传动机构包括推杆3、凸轮4和导向板5。其中导向板5共设置有两块，导向板5装设在支架I上，四组切割片组成的切割装置设置在两块导向板5之间,姆块导向板5上设有四条导向槽51,姆个传动机构对应一条导向槽51 ;凸轮4与驱动电机6的输出轴固定连接，凸轮4上设有凸轮槽41 ;推杆3的一端上设有从动件7，推杆3通过从动件7插装在凸轮槽41内；推杆3上设有推杆导向槽31 ;凸轮4上位于驱动电机输出轴延长线固设有导柱43，导柱43位于对应的导向槽51中心线延长线上，导柱43伸入推杆导向槽31内并与推杆导向槽31形成间隙配合；每条导向槽51内设置有连接组件8，连接组件8 —端与对应的传动机构推杆3连接，另一端与对应的切割片2连接。如图6-7所示，切割片2的两侧分别设置有第一耳式结构和第二耳式结构，第一耳·式结构上设置有圆孔22，第二耳式结构上设置有滑动槽21，所述圆孔22和滑动槽21分别与对应的推杆3通过连接组件8活动连接。如图5所示，连接组件8包括连接销82和限位导柱81，连接销82穿过推杆3的安装孔32及切割片2上的圆孔22或滑动槽21，并与推杆的安装孔32、切割片2上的圆孔22或滑动槽21间隙配合；如图4，限位导柱81连接在连接销82的末端(具体为限位导柱81设有中心孔，其中心孔与连接销82为过盈配合，通过铆钉连接或铆接在一起)，可以对推杆3和切割片2进行限位作用，以防止连接销82脱落，限位导柱81插设在对应的导向槽51中，用于引导对应的切割片2沿着导向槽51的方向运动。如图5所示,作为优选，凸轮4还连接有轴套42 (凸轮4与轴套42优选为通过螺栓或螺钉连接)，轴套42与驱动电机6连接，轴套42上设有导柱43，优选导柱43与轴套42为一体成型。作为优选，在导柱43的上方还连接有垫片44,该垫片44的外径大于推杆导向槽31的宽度，可防止导柱43从推杆导向槽31中脱出。该垫片44与导柱43的连接方式可以是过盈、点焊、铆合或其它合适的方式。所述从动件7为滚子式从动件，优选为柱形件，如可以采用连接销的形式。所述凸轮槽41的内轮廓形状与从动件7的运动轨迹曲线形状一致，槽的中心线即为从动件7的运动轨迹曲线，槽的宽度稍大于滚子式从动件7的直径，恰可使从动件7在槽内自由运动。从动件7在位于推杆3的下表面与凸轮4上表面之间间隙内的部分还套有间隔柱71，用于定位从动件7。如图2所示，支架I包括固定架11和旋转盘12，所述固定架11固定在灯具外壳的内壁上，旋转盘12通过旋转驱动机构与固定架11连接，且可以相对固定架11旋转。所述旋转驱动机构包括固设在固定架11上的齿条13、固设在旋转盘12上的齿轮14、以及固设在旋转盘12上的旋转电机15，旋转电机15的电机轴与齿轮14的中心孔配合连接，齿轮14与齿条13啮合连接。固定架11上设有容纳旋转盘12的中心开ロ。所述固定架11上设有呈圆周分布的若干个导向轮16，导向轮16的外周壁设有环形凹槽，所述旋转盘12夹设在导向轮16的环形凹槽中，对旋转盘12起到限位作用，以避免旋转盘12的旋转运动跑位等现象。所述旋转盘12上设有容纳各驱动电机6电机轴的圆孔，以使得电机轴延伸至凸轮4处与凸轮4的轴套42连接。所述旋转盘12上设有用于光束通过的透光孔10。导向板5、驱动机构的驱动电机6均固设在旋转盘12上。各切割片2设置在与光束轴线正交的不同平面内，每个切割片2均能够沿着其相应的平面移动，且各切割片2不会相互触碰。—个切割片2连接ー对传动机构、一对驱动机构，切割片2上的一端(滑动槽21)与其中ー个传动机构滑动连接，切割片2的另一端(圆孔22)与另ー个传动机构活动连接，每两个切割片2、两对传动机构、两对驱动机构、一个导向板5构成ー组切割组件，共两组切害I]组件;· 其中，两个导向板5的导向槽51的方向相互垂直，用于引导两组切割组件分别沿着相互垂直的两个方向移动。两组切割组件互成90°设置，因而可以非常方便地切割出平行四边形、梯形、三角形等各种图案。任一切割片2的最大平移行程大于或等于透光孔10的直径，且任一切割片2在最大平移行程的第一极限位置时，该切割片2与透光孔10完全分离，如图7所示；当切割片2处于干渉光束的位置吋，该切割片2部分覆盖透光孔10，如图8和图9所示；当切割片2处于第二极限位置时，该切割片2完全覆盖透光孔10。ー种舞台灯具，包括灯具外壳和设置在外壳内的舞台灯具光束成型切割系统。本发明的工作原理
驱动电机6的电机轴输出端与凸轮4固定连接，驱动电机6可以直接驱动凸轮4绕输出轴转动，由于传动件7设置在凸轮4的凸轮槽41内，故凸轮4的转动可以带动传动件7移动，进而带动推杆3做凸轮曲线运动；由于导柱43被限定在推杆导向槽31内滑动，限位导柱81被限定在导向板5上的导向槽51内滑动，从而限定了推杆3只能沿着导向板5的导向槽51作直线运动。因此，上述传动机构可以将驱动电机6产生的旋转运动转化为推杆3沿着导向板5的导向槽51方向的往返直线运动。由于限位导柱81与切割片2的滑动槽21形成间隙配合并限定在所述滑动槽21内滑动，当推杆3推动限位导柱81在导向板5的导向槽51内滑动时，由运动矢量合成可知，限位导柱81将在切割片2的滑动槽21内滑动，并驱使切割片2绕着与切割片2另一端活动连接的导柱43的轴线转动，切割片2部分地进入透光孔10中，从而实现了光束的斜向切害1]，如图8所不；当ー对驱动电机6以相同的速度相同的方向同时驱动一对推杆3时,如图9所示，切割片2会平行地移入或移出透光孔10，因而可以实现光束的平行切割。由于所述切割片2组件通常被成对使用，并相对地设置在透光孔10的两侧，故切割片2处于最大切割状态时需至少移入透光孔10的一半，才可能使用ー对切割片2实现光束的完全切割(即闭光)。
权利要求
1.一种舞台灯具光束成型切割系统，包括 支架(I); 若干组切割片(2)，每组切割片分别设置在与光束正交的不同平面内并能沿其所在的平面内移动； 若干对执行机构，每对执行机构与一组对应的切割片(2)连接；其中每个执行机构包括驱动电机(6 )和传动机构，所述驱动电机(6 )固设在支架(I)上； 其特征在于，所述传动机构包括推杆(3)、凸轮(4)和导向板(5)，其中凸轮(4)与驱动电机(6)的输出轴固定连接，推杆(3)的一端与切割片(2)活动连接，另一端与凸轮(4)活动连接，导向板(5 )装设在支架(I)上，推杆(3 )与凸轮(4 )和导向板(5 )配合将驱动电机(6)输出轴的旋转运动转化为推杆(3)的直线运动。
2.根据权利要求I所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述凸轮(4)上设有凸轮槽(41)，所述推杆(3)通过从动件(7)插装在凸轮槽(41)内；所述推杆(3)上设有推杆导向槽(31);凸轮(4)上位于驱动电机输出轴延长线固设有导柱(43),所述导柱(43)伸入推杆导向槽(31)内并与推杆导向槽(31)形成间隙配合；所述导向板(5 )上设有导向槽(51),导向槽(51)与推杆导向槽(31)在同一直线上或者相互平行,导向槽(51)内设置有连接组件(8 )，所述连接组件(8 ) 一端与对应的推杆(3 )连接后插接于对应的导向槽(51)内，另一端与对应的切割片(2)连接。
3.根据权利要求2所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述导柱(43)位于导向槽(51)中心线延长线上。
4.根据权利要求2所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，在所述导柱(43)的上方还连接有垫片(44)，所述垫片(44)的外径大于推杆导向槽(31)的宽度。
5.根据权利要求2所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述切割片(2)的两侧分别设置有第一耳式结构和第二耳式结构，第一耳式结构上设置有圆孔(22)，第二耳式结构上设置有滑动槽(21)，所述圆孔(22)和滑动槽(21)分别与对应的推杆(3)通过连接组件(8)活动连接。
6.根据权利要求2所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述连接组件(8)包括连接销(82 )和限位导柱(81)，连接销(82 )穿过推杆(3 )的安装孔(32 )及对应的切割片(2)上的圆孔(22)或滑动槽(21)，并与推杆的安装孔(32)、切割片(2)上的圆孔(22)或滑动槽(21)间隙配合；限位导柱(81)连接在连接销(82)的末端并插装在对应的导向槽(51)中。
7.根据权利要求I所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述切割片(2)共设置四组，所述导向板(5)为两块，四组切割片(2)装设在两块导向板(5)之间，每两组切割片(2)的连线垂直。
8.根据权利要求I所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述支架(I)包括固定架(11)和旋转盘(12)，所述固定架(11)固定在灯具外壳的内壁上，旋转盘(12)通过旋转驱动机构与固定架(11)连接且可以相对固定架(11)旋转，导向板(5)、驱动电机(6)固设在旋转盘(12)上。
9.根据权利要求8所述的舞台灯具光束成型切割系统，其特征在于，所述旋转驱动机构包括固设在固定架(11)上的齿条(13)、固设在旋转盘(12)上的齿轮(14)、以及固设在旋转盘(12 )上的旋转电机(15 )，旋转电机(15 )的电机轴与齿轮(14 )的中心孔连接，齿轮(14 )与齿条(13)啮合连接。
10.一种应用权利要求1-9所述任一舞台灯具光束成型切割系统的舞台灯具。
全文摘要
本发明公开了一种舞台灯具光束成型切割系统，包括支架；若干组切割片，每组切割片分别设置在与光束正交的不同平面内并能沿其所在的平面内移动；若干对执行机构，每对执行机构与一组对应的切割片连接；每个执行机构包括驱动电机和传动机构，所述驱动电机装设在支架上；所述传动机构包括推杆、凸轮和导向板，其中凸轮与驱动电机固定连接，推杆的一端与切割片活动连接，另一端与凸轮活动连接，导向板装设在支架上，凸轮、推杆和导向板配合将驱动电机输出轴的旋转运动转化为推杆的直线运动，可获得较快的切割速度，同时，凸轮推杆机构结构简单、体积小、布局合理。
文档编号G02B27/09GK102788319SQ20121028389
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者刘建华 申请人:广州彩熠灯光有限公司