多维动态造型装置的制作方法

本实用新型涉及动态造型技术领域，特别是涉及一种多维动态造型装置。

背景技术：

在公共场所为了营造环境氛围，目前往往使用静态的雕塑或造型，例如雕塑、灯笼、静态显示屏等，其缺点是静态显示，造型不能吸引公众的注意力，且造型不能变换，在形式上没有新颖性。

为了增加造型形式的新颖性，现有授权公告号为cn201272180y的实用新型专利，其公开了一种动态造型装置，能够实现动态展示的作用。但是该产品只能垂直运动，表现效果单一，影响视觉效果，且对产品的垂直运动位置没有限制，容易发生产品碰撞事故，同时产品在运行过程中会发生晃动，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、运行稳定的多维动态造型装置。

本实用新型一种多维动态造型装置，一种多维动态造型装置，其特征在于：至少包括一个运动模块，每个所述运动模块包括设置在装饰物上方的第一驱动装置、第二驱动装置，所述装饰物分别与所述第一驱动装置、第二驱动装置连接且三者之间各中心点的连线形成三角形区域，所述第一驱动装置、第二驱动装置均包括安装板、驱动电机、控制机构和绞盘，所述驱动电机固定在安装板的一侧，所述驱动电机的输出轴穿过安装板与绞盘连接或通过减速箱与绞盘连接，所述绞盘上缠绕有牵引线，所述牵引线的一端固定在绞盘上，所述牵引线的另一端与装饰物连接，且所述牵引线上靠近装饰物位置处设有磁性件，所述控制机构包括控制芯片、电机驱动芯片、霍尔传感器和光电编码器，所述霍尔传感器、光电编码器分别与控制芯片电连接，所述驱动电机通过电机驱动芯片与控制芯片电连接，其中，所述光电编码器设置在驱动电机或驱动电机的输出轴上，所述霍尔传感器设置在安装板上且设于与装饰物同侧位置处。

优选的是，所述安装板的下部设有定位轮组件，所述定位轮组件包括连接轴、定位轮，所述连接轴的一端穿设固定在安装板上，所述连接轴的另一端穿设定位轮并与其转动连接，所述定位轮设于与绞盘同侧位置处。

在上述任一方案优选的是，所述定位轮包括相互连接的第一轮体、第二轮体，所述第一轮体与第二轮体镜像设置，所述第一轮体、第二轮体均包括锥形部、环形部，所述第一轮体锥形部的内周与第二轮体锥形部的内周相连接，所述环形部与锥形部的外周连接，所述锥形部的内周直径大小小于所述锥形部的外周直径大小。

在上述任一方案优选的是，所述定位轮为一体成型结构。

在上述任一方案优选的是，所述运动模块设有多个时，多个所述运动模块固定在同一水平面或不规则平面上，多个所述运动模块的固定点排成一条直线或排成一个矩阵结构。

在上述任一方案优选的是，所述驱动电机的壳体上设有散热风扇。

在上述任一方案优选的是，所述控制芯片进一步与通信芯片电连接。

在上述任一方案优选的是，所述控制芯片进一步与存储芯片电连接。

与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和有益效果为：

1、第一驱动装置与第二驱动装置分别通过牵引线与装饰物连接并共同带动同一个装饰物运动，第一驱动装置、第二驱动装置与装饰物之间形成三角形区域，通过各驱动装置上的驱动电机驱动绞盘转动，以调节各驱动装置上绞盘与装饰物之间牵引线的长度，即通过调节三角形区域中装饰物分别与各驱动装置之间的边长来控制装饰物运动，使装饰物实现多维度运动，从而能够更好的展示各种造型，提升展示效果。

2、通过在安装板上设有霍尔传感器，磁性件与霍尔传感器之间具有磁性感应，以感应装饰物，对装饰物的位置具有限位作用，防止装饰物触碰安装板，影响展示效果以及造成安全隐患。

3、通过在安装板上设有定位轮组件，对牵引线具有导引作用，能够使牵引线有规律的缠绕在绞盘上，提高装饰物的水平位置精度，同时，能够避免因电机正反转转换时导致牵引线晃动的现象，提高装饰物运动稳定性。此外，若安装板的安装面为不规则平面时，通过调节连接轴相对于安装板之间的安装距离，以根据需要调节牵引线的位置。

下面结合附图对本实用新型的多维动态造型装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型多维动态造型装置的主视图；

图2为本实用新型多维动态造型装置的侧视图；

图3为本实用新型多维动态造型装置中定位轮组件的结构示意图；

图4为本实用新型多维动态造型装置的多个运动模块的固定点排成一条直线的示意图；

图5为本实用新型多维动态造型装置中控制芯片的电路原理图；

图6为本实用新型多维动态造型装置中电机驱动芯片的电路原理图；

图7为本实用新型多维动态造型装置中霍尔传感器的电路原理图；

图8为本实用新型多维动态造型装置中通信芯片的电路原理图；

图9为本实用新型多维动态造型装置中存储芯片的电路原理图；

图10为本实用新型多维动态造型装置中系统电源的电路原理图；

图11为本实用新型多维动态造型装置中散热风扇驱动器的电路原理图；

其中：1、安装板；2、驱动电机；3、霍尔传感器；4、定位轮组件；41、连接轴；42、定位轮；421、环形部；422、锥形部；5、牵引线；6、绞盘；7、装饰物。

具体实施方式

实施例1

如图1-2、图7所示，本实用新型提供一种多维动态造型装置，包括一个运动模块，每个运动模块包括设置在装饰物7上方的第一驱动装置、第二驱动装置，装饰物7分别与第一驱动装置、第二驱动装置连接且三者之间各中心点的连线形成三角形区域，第一驱动装置、第二驱动装置均包括安装板1、驱动电机2、控制机构和绞盘6，驱动电机2固定在安装板1的一侧，驱动电机2的输出轴穿过安装板1与绞盘6连接或通过减速箱与绞盘6连接，绞盘6上缠绕有牵引线5，牵引线5的一端固定在绞盘6上，牵引线5的另一端与装饰物7连接，且牵引线5上靠近装饰物7位置处设有磁性件，控制机构包括控制芯片、电机驱动芯片、霍尔传感器3和光电编码器，霍尔传感器3、光电编码器分别与控制芯片电连接，驱动电机2通过电机驱动芯片与控制芯片电连接，其中，光电编码器设置在驱动电机2上，霍尔传感器3设置在安装板1上且设于与装饰物7同侧位置处。

本实施例中，第一驱动装置与第二驱动装置分别通过牵引线5与装饰物7连接并共同带动同一个装饰物7运动，第一驱动装置、第二驱动装置与装饰物7之间形成三角形区域，通过各驱动装置上的驱动电机2驱动绞盘6转动，以调节各驱动装置上绞盘6与装饰物7之间牵引线5的长度，即通过调节三角形区域中装饰物7分别与各驱动装置之间的边长来控制装饰物7运动，使装饰物7实现多维度运动，从而能够更好的展示各种造型，提升展示效果。具体的，通过控制芯片将控制信号发送给电机驱动芯片，电机驱动芯片将控制信号转换为对应的驱动信号，以驱动驱动电机2正反转、启停，以及通过光电编码器与控制芯片的共同作用控制驱动电机2的转速，以控制装饰物7分别与第一驱动装置、第二驱动装置之间牵引线5的长度，从而使装饰物7实现上升、下降、左右移动或者停留在不同位置，不仅可以展示静态造型，也可以展示动态造型。

通过在驱动电机2上或者驱动电机2的输出轴上设有光电编码器，电机转动时，光电编码器通过将所记录的脉冲个数传输至控制芯片，其中，光电编码器的脉冲个数与电机的转速之间具有一定的转换关系，控制芯片根据所接收的脉冲个数控制电机的转速。通过在安装板1上设有霍尔传感器3，磁性件与霍尔传感器3之间具有磁性感应，以感应装饰物7，对装饰物7的位置具有限位作用，防止装饰物7无限上升。当装饰物7在各驱动电机2的带动下移动至霍尔传感器3所能感应的位置范围内时，霍尔传感器3与磁性件之间产生磁场，此时，霍尔传感器3将电信号传输给控制芯片，控制芯片控制各驱动电机2，使装饰物7远离霍尔传感器3所能感应的位置范围外。

其中，如图5所示，控制芯片采用stm32f103rct6芯片，如图6所示，电机驱动芯片采用tb6600hg芯片，光电编码器采用400线红外光电编码器。第一驱动装置与第二驱动装置可相对装饰物7对称放置，也可根据实际展示需要设置第一驱动装置与第二驱动装置的位置。各驱动装置的安装板1安装在某一固定的平面或安装架上。

进一步的，如图3所示，安装板1的下部设有定位轮42组件4，定位轮42组件4包括连接轴41、定位轮42，连接轴41的一端穿设固定在安装板1上，连接轴41的另一端穿设定位轮42并与其转动连接，定位轮42设于与绞盘6同侧位置处。通过在安装板1上设有定位轮42组件4，对牵引线5具有导引作用，能够使牵引线5有规律的缠绕在绞盘6上，提高装饰物7的水平位置精度，同时，能够避免因电机正反转转换时导致牵引线5晃动的现象，提高装饰物7运动稳定性。此外，若安装板1的安装面为不规则平面时，通过调节连接轴41相对于安装板1之间的安装距离，以根据需要调节牵引线5的位置。

再进一步的，定位轮42为一体成型结构，定位轮42包括相互连接的第一轮体、第二轮体，第一轮体与第二轮体镜像设置，第一轮体、第二轮体均包括锥形部422、环形部421，第一轮体锥形部422的内周与第二轮体锥形部422的内周相连接，环形部421与锥形部422的外周连接，锥形部422的内周直径大小小于锥形部422的外周直径大小。第一轮体与第二轮体上相互连接的锥形部422使定位轮42的中心形成中心低两边高的凹槽，使牵引线5能够沿着两锥形部422之间的连接处滑动，从而对牵引线5的水平位移进行限制，防止定位轮42上的牵引线5左右晃动，提高定位轮42对牵引线5的导引稳定性。

进一步的，驱动电机2的壳体上设有散热风扇，用于给驱动电机2散热，保证驱动电机2的使用寿命。如图11所示，为驱动扇叶转动驱动器的电路原理图。

进一步的，控制芯片进一步与通信芯片电连接，如图8所示，通信芯片采用sp485ee芯片。通信芯片用于控制芯片与各元器件之间的信号传输。

进一步的，控制芯片进一步与存储芯片电连接，如图9所示，存储芯片采用at24c02芯片。存储芯片的设置与控制芯片协调工作，以增大控制机构的存储量，具有扩容功能。

本实施例中各元器件通过系统电源进行供电，如图10所示，为系统电源的电路原理图。

本实施例中的装饰物7可以为球形、矩形、菱形、多面体、雕塑切片等几何形状，也可以为各种装饰造型或屏幕、led发光原件。装饰物7的材料可为塑料、金属或橡胶等各种材料。装饰物7的表面可以涂成各种颜色或光学涂料。

本实施例中的多维动态造型装置可以配合与灯光、影音同步展示，给观众带来影音和视觉冲击，展示场面宏大、气势恢宏。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，运动模块设有多个，多个运动模块固定在同一水平面或不规则平面上，多个运动模块的固定点排成一条直线或排成一个矩阵结构。

其中，如图4所示，为多个运动模块的固定点排成一条直线的示意图。

本实施例中可以根据用户需要通过各运动模块的控制芯片接收上位机所发出的控制信号，由控制芯片根据控制信号并结合霍尔传感器3、光电编码器的电信号，并通过电机驱动芯片将控制信号转换为对应的驱动信号以驱动电机2，并由电机驱动绞盘6，以带动牵引线5上的装饰物7，实现各装饰物7运动速度、排列位置的变化，从而实现文字、图形、变幻动画等形式，可以带给观众强大的视觉震撼，形式新颖，可以展示多种静态和动态的空间立体造型。

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