一种具有水平和垂直运动智能感应定位的舞台灯装置的制作方法

本实用新型涉及一种舞台灯装置，尤其涉及一种水平和垂直运动智能感应的舞台灯装置。

背景技术：

目前，舞台灯主要用于舞台照明、舞台装饰和效果，其包括摇头灯，可以跟随目标转动，传统的舞台灯采用增量式编码器检测电机的转动角位置，并控制马达转动，将灯光照到一定位置，但是采用增量式编码器，后一角度位置是在前一角度位置的基础上累加，容易产生累积误差，出现测量不准确的情况；另外，对于舞台灯还会采用传统光电定位来获取灯光的转动角度，但是需要在电机带轮上安装齿盘和配套的光点耦合器组件，同时，传统的光电定位容易受到灰尘、污垢、湿气、水气、振动等现象的影响，其稳定性较差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有水平和垂直运动智能感应定位的舞台灯装置，其实现了舞台灯装置的灯具的水平转动角度和垂直转动角度的智能感应，使得舞台灯装置在控制时稳定性好、测量准确。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种具有水平和垂直运动智能感应定位的舞台灯装置，包括：底座、灯具和安装于底座上的第一转轴，第一转轴上设有相对于底座旋转的水平固定板，所述水平固定板的两侧还固定安装有垂直固定板；所述灯具安装于垂直固定板之间；

所述水平固定板的一端设有水平电机，水平电机的底部设有水平电机带轮，所述水平电机带轮与第一转轴通过第一传动皮带连接；其中一个垂直固定板上设有垂直电机和第二转轴，垂直电机的一端设有垂直电机带轮，所述垂直电机带轮与第二转轴通过第二传动皮带连接；所述灯具安装于第二转轴上并沿第二转轴旋转；

所述水平电机和垂直电机的一端均设有磁编码感应板，所述磁编码感应板与水平电机之间、磁编码感应板与垂直电机之间还设有对应的圆形二极磁铁；

另外一个垂直固定板上还设有PCB驱动板，每个磁编码感应板均与PCB驱动板电性连接，水平电机、垂直电机分别与PCB驱动板电性连接；所述PCB驱动板用于接收磁编码感应板的转动角度位移信号并控制水平电机与垂直电机的工作状态。

进一步地，所述第一转轴还包括主轴、大带轮座和主轴锁紧螺母，所述主轴的底部依次穿过水平固定板上的通孔、大带轮座的轴孔与主轴锁紧螺母固定安装；水平固定板的底部与大带轮座之间还设有限位板，限位板的上方设有活动档位柱、下方设有固定档位柱；所述活动档位柱在水平固定板对应的活动槽内移动；所述固定档位柱在大带轮座对应的活动槽内移动并且当主轴旋转到一定位置时，所述固定档位柱被大带轮座对应的活动槽内的固定挡板挡住，主轴停止旋转。

进一步地，所述大带轮座还设有第一大带轮座轴承和第二大带轮座轴承，第一大带轮座轴承的内侧设有内轴承垫圈，第二大带轮座轴承的外侧设有外轴承垫圈。

进一步地，所述水平电机、垂直电机均为三相步进电机。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型避免了传统光电定位时需要在电机带轮上安装齿盘和配套的光电耦合器组件，同时，本实用新型汇总的磁编码组件紧贴电机背面安装，占用空间更小；而且磁编码定位磁场感知定位不受灰尘、污垢、湿气、水分、振动等现象的影响，稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型提供的舞台灯装置整体结构示意图；

图2为图1中第一转轴的结构爆炸图；

图3为图2中大带轮座俯视图；

图4为编码器与电机的组装结构爆炸图。

图中：1、底座；2、灯具；3、电机；311、水平电机；312、第一转轴；313、第一传动皮带；321、垂直电机；322、第二转轴；323、第二传动皮带；5、PCB驱动板；6、磁编码感应板；7、圆形二极磁铁；10、主轴；11、大带轮座；12、限位板；13、活动档位柱；14、固定档位柱；141、固定档板；15、水平电机带轮；16、第一大带轮座轴承；17、第二大带轮座轴承；18、内轴承垫圈；19、外轴承垫圈；20、主轴锁紧螺母。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种具有水平和垂直运动智能感应定位的舞台灯装置，如图1-3所示，包括底座1、灯具2和安装于底座1上的第一转轴312，第一转轴312上设有相对于底座1旋转的水平固定板，水平固定板的两侧还固定安装有垂直固定板。

水平固定板的一端设有水平电机311，水平电机311的底部设有水平电机带轮15，水平电机带轮15与第一转轴312通过第一传动皮带313连接。当水平电机311工作时，水平电机带轮15通过第一传动皮带313带动第一转轴312运动，可实现舞台灯装置的水平方向的运动。

其中一个垂直固定板上设有垂直电机321和第二转轴322，同样的，垂直电机321的一端设有垂直电机带轮，垂直电机带轮与第二转轴322通过第二传动皮带323连接。灯具2设置于两个垂直固定板之间，灯具2与第二转轴322连接并且灯具2能够沿着第二转轴旋322转运动。当垂直电机321工作时，垂直电机带轮通过第二传动皮带323带动第二转轴322运动，从而带动灯具2做垂直方向上的旋转。

第一转轴312还包括主轴10和大带轮座11，其中主轴10的底部依次穿过水平固定板上的通孔、大带轮座11的轴孔与主轴锁紧螺母20固定安装，通过主轴锁紧螺母20将主轴10与大带轮座11进行固定。

水平固定板的底部与大带轮座11之间还设有限位板12，限位板12的上方设有活动档位柱13，并且活动档位柱13在水平固定板对应的活动槽内移动。限位板12的下方设有固定档位柱14，固定档位柱14与大带轮座11的活动槽内移动。当主轴10在转动时，活动档位柱13在水平固定板对应的活动槽内移动，而固定档位柱14在大带轮座11的活动槽内移动，同时大带轮座11的活动槽内设有与固定档位柱14对应的固定档板141。当主轴10转动到一定位置时，固定档位柱14被固定档板141挡住，使得主轴10停止转动，此时，主轴10转动的位置可作为舞台灯转动的初始位置。

大带轮座11还设有第一大带轮座轴承16和第二大带轮座轴承17，其中第一大带轮座轴承16的内侧设有内轴承垫圈18，第二大带轮座轴承17的外侧设有外轴承垫圈19。

优选地，本发明采用磁编码器的方式来感应舞台灯装置在旋转时的旋转角度，如图4所示，本实用新型将磁编码器紧贴在电机3上安装，占用空间小。磁编码器包括磁编码感应板6和圆形二极磁铁7。电机3的一端面上设有电机带轮，电机带轮与电机3的中轴安装在一起，从而电机带轮可在电机3的带动下旋转运动。而电机3的另一端面上安装有磁编码感应板6，圆形二极磁铁7设置在磁编码感应板6与电机3之间。另外，磁编码感应板6通过对应的螺钉固定安装在电机3的端面上。不管电机3是水平电机311还是垂直电机321，其与磁编码器的配合组装结构均可采用上述结构进行组装。

优选地，本实用新型中磁编码感应板6中采用AS5600芯片来感应圆形二极磁铁7在水平电机311旋转时磁场的变化。另外，在磁编码感应板6上还采用STC单片机其型号为STC15F101W-S0P8，通过芯片对数据进行预存储以及做信号放大处理。比如预先存储舞台灯的转动角度位置数据。

优选地，本实用新型的电机3均采用三相步进电机。

优选地，另外一个垂直固定板上还设有PCB驱动板5，每个磁编码感应板6上的AS5600芯片均与PCB驱动板5连接，水平电机311、垂直电机321分别与PCB驱动板5电性连接。PCB板驱动板5用于接收AS5600芯片发送的转动角度位移信号并控制水平电机311和垂直电机321的转动，从而控制灯具2的转动角度。

本实用新型的工作原理如下：以舞台灯装置的水平位置为例，舞台灯装置上电后自检，并且以限位板12的固定档位柱14碰撞到大带轮座11的固定档板141时为初始位置，此时，水平电机311上安装的磁编码感应板6通过AS5600芯片感应圆形二极磁铁7的磁场信号确定为初始位置信号，然后通过AS5600芯片测量磁场的变化来感知水平电机311的旋转运动，从而可得到舞台灯装置在水平方向的转动角度位移。最后将检测到的转动角度位移发送给PCB驱动板5，从而使得PCB驱动板5根据转动角度位移来控制水平电机311的转动，从而控制灯具2的转动角度。

同样的，垂直电机321与磁编码器的安装结构也类似；对于垂直方向的转动角度位移的感应的工作原理相同。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。