一种无线控制的可移动舞台灯表演系统的制作方法

本专利涉及舞台灯光技术领域，更具体地，涉及一种无线控制的可移动舞台灯表演系统。

背景技术：

现代演出中对舞台灯光的运用相当广泛，是舞台美术造型手段之一。运用舞台灯光设备和技术手段，在演出时烘托舞台效果，在演出时随着剧情的发展，以光色及其变化显示环境、渲染气氛、突出中心人物，创造舞台空间感、时间感，塑造舞台演出的外部形象，充分调度演出气氛。传统舞台灯光使用场合中，一般都是将舞台灯具固定与舞台灯支架上，采用有线控制方式，将外部电源通过电源线与舞台灯具连接进行供电。因此需要安装固定特设的舞台灯支架，并在特定的舞台上进行安装固定开关、布线。舞台场所一旦完成布线、装设完毕后，就很难变换舞台灯的位置，而移动舞台也需要进行重新布线、拆装，以致于舞台灯具的使用特别繁琐不便，且舞台灯具的设置固定死板，达不到相应的舞台效果。

然而，随着舞台场合的拓展，舞台灯具不光使用在户内和剧院，现在在户外的一些场馆也被广泛应用。这些新兴的表演舞台有的搭建在远离供电的地方，在一些特大型的演出场合，为满足灯光师的设计要求，有的舞台甚至搭建在天空、湖面、沙漠、山上、树林这些特殊地点，在这些特殊场合中，由于舞台灯需要吊挂在半空中，这给舞台灯具的固定以及与市电连接取电加大了难度，甚至由于舞台灯无法灵活吊挂使用或连接市电取电，使得舞台灯具在这些舞台上的使用受到了极大的限制，严重影响舞台效果。传统的有线舞台灯连接系统无法满足这种特殊场馆的需要，因此亟需一种无线供电、可移动的舞台灯具。

技术实现要素：

本专利旨在解决上述现有舞台灯使用场地及供电、通信的局限性问题，提供一种无线控制的可移动舞台灯表演系统。

本专利采用的技术方案如下：

一种无线控制的可移动舞台灯表演系统，包括无线通信组件、威亚传动系统、移动电源组件和舞台灯具，所述无线通信组件分别与移动电源组件、舞台灯具相连，用于收发控制信号；所述威亚传动系统用于吊挂所述移动电源组件和舞台灯具，并带动所述移动电源组件和舞台灯具沿威亚钢线滑动；所述移动电源组件与无线通信组件、舞台灯具相连，用于供电。

本专利通过所述威亚传动系统间接将所述移动电源组件和舞台灯具吊挂于舞台布置预设好的威亚钢线上，既实现了舞台灯具的吊挂布置，而且移动电源组件随动的模式也解决了场地供电不便的问题，加之无线通信组件的信号收发作用，满足使用者对舞台灯具沿威亚钢线的移动、灯光的效果以及电量预设的全方位把控，为适应多种特殊场合的灵活舞台灯布置提供了有利条件。

进一步地，所述威亚传动系统包括滑轮组、连接板、马达和威亚钢线，所述滑轮组安装于所述连接板上，所述连接板与所述移动电源组、舞台灯具相连，所述威亚钢线经绕所述滑轮组以实现吊挂与滑动，所述马达与所述威亚钢线相连，用于在控制台的控制下启动所述威亚钢线的伸缩移动。

威亚传动系统为本专利的传动件，通过所述马达与所述威亚钢线相连，通过控制台控制启动，从而控制所述威亚钢线的伸缩移动，间接带动所述移动电源组件和舞台灯具沿所述威亚钢线滑动，实现舞台灯具的飞翔、灯光的飞动效果。此外威亚钢线经绕其中的滑轮组，还进一步减少了两者之间的摩擦力，有利于实现舞台灯具的平滑移动。

所述滑轮组包括四个滑轮，所述四个滑轮呈V型排布，从而进一步增加与威亚钢线吊挂连接的稳定性，避免滑动过程中的倾斜而影响灯光效果。

进一步地，所述无线通信组件包括第一无线通信元件、第二无线通信元件、互锁电路和DMX元件，在需要发送命令时，所述第一无线通信元件和所述第二无线通信元件通过利用所述互锁电路进行互锁控制，实现择一确定所述第一无线通信元件或者所述第二无线通信元件发送命令的目的，所述DMX元件用于接收信号或输出命令。

为了提高无线通信的可靠性，本专利采取了两套独立的无线通信元件，以第一无线通信元件为主通信元件，第二无线通信元件为备份通信元件，两个无线通信元件均同时接收来自控制台的命令，但正常情况只有第一无线通信元件对所述DMX元件输出命令，当第一无线通信元件出现命令输出不畅或发生故障时，所述互锁电路即实行互锁控制以切换到备份的第二无线通信元件进行命令输出。因此硬件上的冗余设计提高了无线通信的可靠性。

进一步地，所述无线通信组件还包括显示器，该设置有利于对本专利的工作状况进行人工监控，从而作出适当的控制调整。

进一步地，所述移动电源组件包括充电电池和逆变器，所述充电电池通过充电控制电路与外部电源相连取电，所述逆变器一端与所述充电电池相连，另一端分别与所述舞台灯具、无线通信组件相连，为其供电。

当所述充电控制电路与外部电源连通，即可为所述充电电池进行充电。因此当舞台布置场地供电不便时，可使用已预先进行充电完毕的移动电源组件，其中所述逆变器则可将所述充电电池的电能以交流电输出，以满足所述舞台灯具与无线通信组件所需。

进一步地，所述移动电源组件还包括电池管理器，一端与所述无线通信组件相连，用于接收命令或输出信号，另一端接入所述充电控制电路，用于控制所述充电电池的充电模式启动。

所述电池管理器一方面用于接收所述充电电池的相关信息，包括电量、供电通断等，并将这些相关信息发送给所述无线通信组件，以向控制台反馈所述移动电源组件的相关使用信息，另一方面也用于接收无线通信组件输出的控制命令，以实现控制用电模式的调整，并且也能根据所述充电电池是否充电饱和的状态自动控制停止充电模式。

进一步地，所述移动电源组件还包括指示灯，用于提示用电状态。所述指示灯用于提示用电状态。指示灯的设置能让使用者更加直观了解所述移动电源组件的用电或充电情况，以方便使用者根据剩余电量控制户外使用舞台灯具的时间与充电时间，避免因始料未及的电量用尽而出现紧急状况或浪费电能资源。

进一步地，所述第一无线通信元件和第二无线通信元件分别为蓝牙无线通讯元件或WIFI无线通讯元件或3G无线通讯元件或4G无线通讯元件，从而保证所述无线模块具有300米或以上的通讯距离，并有较强的抗干扰能力。

由于本专利适用于特殊场合下的舞台布置，因此进一步地，所述舞台灯具为防水舞台灯具更适合相应舞台场地的使用，甚至能应对户外突发的降雨、起雾等恶劣天气。

由于马达传动威亚钢线来传动滑轮组件的飞翔，是采用纯机械控制，由于舞台强调表演的一致性，各个马达传动各个舞台灯具往往会存在一定的误差，当运行时间长了，就会产生较明显的高度误差，这时设于滑轮组上的位移传感器可以判断滑轮的移动距离，当各个位移传感器感应出距离有所不同时，可通过控制台控制马达对威亚钢线的伸缩动作。

另外，由于采用纯机械控制，滑轮组与钢丝，或，马达与钢丝之间运行久之后，难免会存在顿挫感，这样就会造成舞台灯具不在所预期的平面上，当倾角传感器感应到舞台灯超出预设姿态或角度时，会控制马达进行微小距离的调控，以解决顿挫感所带来的姿态偏差或角度偏差。

进一步的，为了解决充电的便利性，还包括给移动电源组件充电的电池无线充电系统，其包括电能发射模块和电能接收充电模块，所述电能接收充电模块与所述移动电源组件相连。

进一步的，所述电能发射模块与电能接收充电模块是通过磁共振方式进行充电，所述电能发射模块的数量为n个，电能接收充电模块的数量为2n个，单个电能发射模块对应两个电能接收充电模块进行充电。

进一步的，所述电能发射模块和电能接收模块能相对转动，当所述电能接收模块充电饱和后转动向另一组电能接收充电模块进行充电。

所述电池无线充电系统因现技术限制，单组充电电能最高只能达到15W左右，但所述电池供电系统为大功率电源，针对此问题本专利使用旋转式分组无线充电的方案：当所述电能接收充电模块充电饱和，所述电能发射模块与所述电能接收充电模块即相对转动，从而对下个电能接收充电模块进行充电，而之前已经充电饱和的电能接收充电模块则可对所述电池供电系统进行放电，充分利用充放电间的时差，从而弥补磁电转换较慢的缺点，极大地提高充电的效率。

与现有技术相比，本专利通过无线通信组件、移动电源组件、威亚传动系统和舞台灯具的配合使用，不仅实现了将舞台灯具间接吊挂在威亚钢线上，并可整体地沿着威亚钢线可控地自由滑动，从而应对搭建在特殊场合的舞台需求，悬挂于空中并根据灯光师的设计要求、舞台效果而灵活移动，还通过使用可移动的充电电源解决了在特殊场合对舞台灯具供电不便的问题，使得舞台灯具能满足任意场地的使用。此外，本专利采用双无线通信元件互补的无线通信方式，避免了对单一通信元件的依赖，提高了无线通信的可靠性，解决了传统灯具局限性及通信效果不好、易受干扰的问题，满足在半空远距离无线控制使用。综上本专利具有应用范围广、装卸简单、使用便利、安全性较高等优点。

附图说明

图1是本专利的部分示意图。

图2是本专利的逻辑示意图。

图3是本专利的电池无线充电系统工作原理图。

图4是本专利的电能接收充电模块的示意图。

图5是本专利的电能发射模块的示意图。

其中：100威亚钢线、110滑轮组、120连接板、200移动电源组件、210指示灯、300舞台灯具。

具体实施方式

为进一步说明本专利的结构和工作原理，以下结合附图举例对本专利做进一步地详细说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制。

本实施例公开了一种无线控制的可移动舞台灯表演系统，包括无线通信组件、威亚传动系统、移动电源组件和舞台灯具。如图1所示，所述移动电源组件200一侧与所述威亚传动系统相连，另一侧与所述舞台灯具300相连，所述威亚传动系统用以吊挂于威亚钢线上。

所述威亚传动系统包括滑轮组110、连接板120、马达（未在图中示出）和威亚钢线100，所述滑轮组110均装于所述连接板120上，所述威亚钢线100经绕所述滑轮组组110。所述连接板120与所述移动电源组200、舞台灯具300相连，所述威亚钢线100经绕所述滑轮组110以实现吊挂与滑动，所述马达与所述威亚钢线100相连，用于在控制台的控制下启动所述威亚钢线100的伸缩移动。

如图2所示，所述移动电源组件200包括充电控制电路、逆变器、充电电池和电池管理器。所述逆变器、充电电池和电池管理器通过所述充电控制电路相连，所述充电控制电路的一端能与外部电源相连，为所述充电电池进行充电。所述逆变器分别与所述无线通信组件、所述舞台灯具相连，为其提供交流电。所述电池管理器与所述无线通信组件相连，一方面用于接收所述充电电池的相关信息，包括电量、供电通断等，并将这些相关信息发送给所述无线通信组件，以向控制台反馈所述移动电源组件的相关使用信息，另一方面也用于接收无线通信组件输出的控制命令，以实现控制用电模式的调整，并且也能根据所述充电电池是否充电饱和的状态自动控制停止充电模式。

进一步地，所述充电电池为多个可充电锂电池相连组成的电池组。由于需要同时为所述无线通信组件、舞台灯具供电，因此所述充电电池需要较大的电容量，采用多个电池组成电池组的形式可适应满足电量使用的需求。进一步地，所述电池为可充电锂电池。锂电池具有无记忆效应、体积小而电容量大的优点，适合本专利应用。

此外，如图1所示，所述移动电源组件200还包括指示灯210，当所述充电电池电量饱和的时候，所述指示灯210即会亮起绿灯；当所述充电电池的电量只剩下不足10%时，所述指示灯210则会变成红灯；当充电过程正在进行，所述指示灯210会持续闪烁。

如图2所示，所述无线通信组件包括第一无线通信元件、第二无线通信元件、互锁电路和DMX元件，所述第一无线通信元件、第二无线通信元件用于接收控制台给出的无线信号，其中所述第一无线通信元件和所述第二无线通信元件通过利用所述互锁电路进行互锁控制，并与所述DMX元件相连，实现择一确定所述第一无线通信元件或者所述第二无线通信元件向所述DMX元件发送命令的目的。当需要在较为恶劣的环境下控制使用无线设备，具有接收无线信号的通信元件往往容易遭受环境影响甚至损坏，而本实施例主通信元件与备份通信元件相配合的设计，则避免了对单一通信元件的依赖。所述第一无线通信元件为主通信元件，所述第二无线通信元件为备份通信元件，所述第一无线通信元件与第二无线通信元件同时接收无线信号，正常情况在所述互锁电路的控制下，只有所述第一无线通信元件作为主通信元件将命令传输给所述DMX元件，但当第一无线通信元件出现故障或传输不畅时，即触发所述互锁电路启动互锁控制，此时则会切换到所述第二无线通信元件向所述DMX元件输出命令，这样保证无线通信的顺畅性、可靠性。从图1可以清楚看到，所述DMX元件分别与所述电池管理器和舞台灯具300相连，一方面将上述命令信号输出控制移动电源组件200的用电以及舞台灯具300的灯光效果，另一方面也能接收分别来自移动电源组件200和舞台灯具300的运作情况信息，从而反馈给无线通信元件，最终无线传输到控制台，方便使用者对本实施例进行控制。优选地，所述所述第一无线通信元件和第二无线通信元件分别为蓝牙无线通讯元件或WIFI无线通讯元件或3G无线通讯元件或4G无线通讯元件，从而保证所述无线模块具有300米或以上的通讯距离，并有较强的抗干扰能力。

所述滑轮组上设有用于判断滑轮的移动距离的位移传感器，且位移传感器与无线通信组件信号连接；当舞台灯的位移传感器感应出距离超出预设范围时，控制台通过控制马达对威亚钢线进行伸缩动作控制。所述位移传感器可以是感应滑轮转动圈数的霍尔传感器，或为其他感应滑轮移动距离的传感器，此移动距离即为舞台灯的飞翔高度或轨迹。

所述舞台灯上还设有用于感应舞台灯姿态或角度的倾角传感器感，且倾角传感器与无线通信组件信号连接；当倾角传感器感应到舞台灯超出预设姿态或角度时，控制台控制马达进行微小距离的调控动作，以解决威亚钢丝与滑轮组或马达较长时间运行后可能产生的顿挫感所带来的姿态偏差或角度偏差，这样能保持舞台灯在舞台上更一致，更协调的飞翔动作。

如图3、图4及图5所示，还包括给移动电源组件充电的电池无线充电系统，其包括电能发射模块和电能接收充电模块，所述电能接收充电模块与所述移动电源组件相连。

进一步的，所述电能发射模块与电能接收充电模块是通过磁共振方式进行充电，所述电能发射模块的数量为n个，电能接收充电模块的数量为2n个，单个电能发射模块对应两个电能接收充电模块进行充电。

进一步的，所述电能发射模块和电能接收模块能相对转动，当所述电能接收模块充电饱和后转动向另一组电能接收充电模块进行充电。

经电能发射模块利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，电能接收充电模块中的线圈和电容在设备之间形成共振，实现电能传输的对所述电池模块进行充电，充电饱满后断开电源即可实现户外应用，从而直接为无线通信系统和威亚传动系统、间接为舞台灯具进行供电。但因现技术限制，单组充电电能最高只能达到15W左右，但所述电池供电系统为大功率电源，针对此问题本专利使用旋转式分组无线充电的方案：如图4、图5所示，本实施例共有4个电能发射模块和8个电能接收充电模块，所述一个电能发射模块能对应两个电能接收充电模块进行充电，当所述电能接收充电模块充电饱和，所述电能发射模块与所述电能接收充电模块即相对转动，从而对下个电能接收充电模块进行充电，而之前已经充电饱和的电能接收充电模块则可对所述锂电池组进行放电充电，充分利用充放电间的时差，从而弥补磁电转换较慢的缺点，极大地提高充电的效率。

由于本专利适用于特殊场合下的舞台布置，因此将所述舞台灯具设置为防水舞台灯具更适合相应舞台场地的使用，甚至能应对户外突发的降雨、起雾等恶劣天气。

以上所述仅为本专利的优先实施例，不能以此限定本专利的实施范围，凡以基本相同手段实现本专利目的的技术方案都属于本专利的保护范围之内。