CN107621830B - 一种舞台机械臂的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舞台机械臂的控制方法，用于控制舞台机械臂的运动轨迹，控制方法包括以下步骤：将舞台机械臂运动端的动作坐标输入至外部离线编程软件，并转化为运动轨迹，随后分解为每段时间间隔内每一个机械臂关节的转动角度输送至指令转化软件；指令转化软件将转动角度转化为可为灯光控台识别的指令，并输入灯光控台；灯光控台将指令输送至驱动器，驱动器根据接收的指令驱动电机运作驱使机械臂关节运动带动舞台机械臂按照预先输入的运动轨迹运行。本发明可以实现灯光控台控制舞台机械臂的运动，克服了传统舞台机械臂专属遥控器控制，且需同时通过灯光控台控制舞台灯光与舞台机械臂相结合,增加舞台表演的成本和难度的问题。

Description

一种舞台机械臂的控制方法

技术领域

本发明涉及舞台设备领域，特指一种舞台机械臂的控制方法。

背景技术

现有技术中的舞台机械臂一般都是通过与舞台机械臂相匹配的遥控器控制，在舞台表演时，舞台的现场人员根据舞台表演需要将舞台灯光与屏幕结合，呈现出各种不同的舞台效果。但是，与舞台机械臂相匹配的遥控器只能控制舞台机械臂的运动轨迹，控制舞台灯还需要通过符合DMX512协议的灯光控台控制；现场人员需要同时使用遥控器和灯光控台，控制舞台机械臂的运动轨迹和舞台灯光的效果，以达到舞台表演所需要的舞台效果。

上述的舞台机械臂控制方法需要多名专业的现场人员分别控制舞台机械臂和舞台灯光，增加了舞台表演的人力成本和舞台机械臂与舞台灯光相结合的控制难度；所以有必要研究一种新的舞台机械臂的控制方法，从而降低舞台表演的人力成本和舞台机械臂与舞台灯光结合的控制难度。

发明内容

本发明目的在于提供一种舞台机械臂的控制方法，用于解决传统舞台机械臂通过专属遥控器控制，且需要同时通过灯光控台控制舞台灯光与舞台机械臂相结合,增加舞台表演的成本和难度的问题。

本发明的一种舞台机械臂的控制方法，用于控制舞台机械臂的运动轨迹，给出以下方案：

S1：将舞台机械臂运动端的动作坐标输入至外部离线编程软件，所述外部离线编程软件将动作坐标转化为运动轨迹，随后将所述运动轨迹分解为每段时间间隔内每一个机械臂关节的转动角度，并输送至指令转化软件；

S2：利用指令转化软件将所述机械臂关节的转动角度转化为可为灯光控台识别的舞台机械臂运动轨迹的指令，并将所述指令输入灯光控台；

S3：所述灯光控台将接收的指令输送至驱动器，所述驱动器根据接收的指令驱动舞台机械臂的电机运动，使得所述电机根据驱动器接收的指令驱动机械臂关节运动带动舞台机械臂运动端按照预先输入的动作坐标运行特定的运动轨迹。

优选地，所述步骤S2中还包括将所述机械臂关节的角度转化为灯光控台指令的方法，包括以下步骤：

A1：所述指令转化软件接收所述机械臂关节的转动角度，利用速度公式和位置公式计算出每一个电机在每段时间间隔内的转动速度和转动角度；

A2：所述指令转化软件将所述转动速度和转动角度转化为可为灯光控台识别的舞台机械臂的运动轨迹的指令，并将所述指令输入灯光控台。

优选地，所述驱动器设置为可识别电机转动角度的绝对值；所述驱动器的识别范围为电机的最小转动角度至电机的最大转动角度。所述驱动器接收所述电机的转动角度的绝对值后，控制电机运作转动相应的角度，且该角度为电机可转动的角度范围内的角度，避免所述电机无法完成指令所需转动的角度。

优选地，所述速度公式为：

所述速度公式中：

A为灯光控台推杆每一位数的转换参数；

α为机械臂关节的转动角度；

Δα为下段时间时间的机械臂关节的转动角度减去当前机械臂关节的转动角度得出的机械臂关节的相对转动角度；

i为机械臂减速比；

ω_max为电机的最大角速度；

T_int为每段时间间隔的时间；

V为电机转动速度的百分比，且该转动速度的百分比为可被灯光控台所识别接收的指令。

优选地，所述位置公式为：

α×i×A_n＝β

所述位置公式中：

α为机械臂关节的转动角度；

i为机械臂减速比；

A_n为灯光控台推杆的转换参数，由A乘以推杆的位数(n)计算得出；

β为电机的绝对转动角度，且该绝对转动角度为可被灯光控台接收的指令。

优选地，所述灯光控台输送的指令为符合DMX512或Artnet协议的指令。

优选地，所述驱动器可接收符合DMX512或Artnet协议的指令，且所述驱动器与舞台机械臂的型号相匹配。

本发明的一种舞台机械臂的控制方法，通过将动作坐标输入到外部离线编程软件，所述离线编程软件将动作坐标转化为运动轨迹，随后将运动轨迹分解为每段时间间隔内内每一个机械臂关节的角度，并输送至指令转化软件；所述指令转化软件利用位置公式和速度公式计算出可被灯光控台接收的速度指令和位置指令；所述灯光控台将符合DMX512或Artnet协议的指令输送给驱动器；所述驱动器可接收符合DMX512或Artnet协议的指令，使得驱动器可以根据灯光控台发出的指令控制电机运作，使得所述电机驱使机械臂关节运动带动舞台机械臂运动端按照所接收的指令运行预先输入的运动轨迹，从而使得舞台表演中仅通过灯光师使用灯光控台即可同时控制舞台机械臂的运动轨迹和舞台灯光的效果，减少舞台表演的人工成本，降低舞台灯光与舞台机械臂运动轨迹的结合难度。

附图说明

图1为本发明的一种舞台机械臂控制方法流程示意图；

图2为本发明机械臂控制方法的流程示意图；

图3为本发明动作坐标转化为指令的流程示意图；

图4为本发明驱动器的绝对转动角度识别范围示意图。

具体实施方式

结合附图说明本发明的一种舞台机械臂的控制方法。

如图1至2所示，该舞台机械臂的控制方法，用于控制舞台机械臂的运动轨迹，包括以下方案：

所述舞台机械臂包括驱动器4、机械臂运动端6和多个机械臂关节7，所述机械臂关节上设有电机5，所述驱动器4用于驱动电机5的运行，所述电机5运行以驱动所述机械臂关节7运动带动所述机械臂运动端6按照一定的轨迹运动，所述机械臂运动端6用于承载舞台单元；所述控制方法至少包括以下步骤：

S1：将舞台机械臂运动端6的动作坐标输入至外部离线编程软件1，所述外部离线编程软件1将动作坐标转化为运动轨迹，随后将所述运动轨迹分解为每段时间间隔内内每一个机械臂关节7的转动角度，并输送至指令转化软件2；

S2：利用指令转化软件2将所述机械臂关节7的转动角度转化为可为灯光控台3识别的舞台机械臂运动轨迹的指令，并将所述指令输入灯光控台3；

S3：所述灯光控台3将接收的指令输送至驱动器4，所述驱动器4根据接收的指令驱动舞台机械臂的电机5运动，使得所述电机5根据驱动器4接收的指令驱动机械臂关节7运动带动舞台机械臂运动端6按照预先输入的动作坐标运行特定的运动轨迹。

如图3所示，所述步骤S2中还包括将所述电机角度转化为灯光控台指令的方法，包括以下步骤：

A1：所述指令转化软件2接收所述机械臂关节7的转动角度，利用速度公式和位置公式计算出每一个电机5在每段时间间隔内的转动速度和转动角度；

A2：所述指令转化软件2将所述转动速度和转动角度转化为可为灯光控台3识别的舞台机械臂的运动轨迹的指令，并将所述指令输入灯光控台3。

如图4所示，所述驱动器4设置为可识别电机5转动角度的绝对值；所述驱动器4的识别范围为电机5的最小转动角度α_min至电机5的最大转动角度α_max。所述驱动器4接收所述电机5的转动角度的绝对值后，控制电机5运作转动相应的角度，且该角度为电机5可转动的角度范围内的角度，避免所述电机5无法完成指令所需转动的角度。

优选的，所述速度公式为：

所述速度公式中：

A为灯光控台3推杆每一位数的转换参数；

α为机械臂关节7的转动角度；

Δα为下段时间时间的机械臂关节7的转动角度减去当前机械臂关节7的转动角度得出的机械臂关节7的相对转动角度；

i为机械臂减速比；

ω_max为电机5的最大角速度；

T_int为每段时间间隔的时间；

V为电机5转动速度的百分比，且该转动速度的百分比为可被灯光控台3所识别接收的指令。

优选地，所述位置公式为：

α×i×A_n＝β

所述位置公式中：

α为机械臂关节7的转动角度；

i为机械臂减速比；

A_n为灯光控台3推杆的转换参数，由A乘以推杆的位数(n)计算得出；

β为电机5的绝对转动角度，且该绝对转动角度为可被灯光控台3接收的指令。

优选地，所述灯光控台3输送的指令为符合DMX512或Artnet协议的指令。

优选地，所述驱动器4可接收符合DMX512或Artnet协议的指令，且所述驱动器4与舞台机械臂的型号相匹配。

本发明的一种舞台机械臂的控制方法，通过将动作坐标输入到外部离线编程软件1，所述离线编程软件1将动作坐标转化为运动轨迹，随后将运动轨迹分解为每一个机械臂环节7的转动角度，并输送至指令转化软件2；所述指令转化软件2利用位置公式和速度公式计算出可被灯光控台3接收的速度指令和位置指令，并将所述指令输入到所述灯光控台3；所述灯光控台3将符合DMX512或Artnet协议的指令输送给驱动器4；所述驱动器4驱动电机5运作，使得所述电机5驱使机械臂关节7运动带动舞台机械臂运动端6按照所接收的指令运行预先输入的运动轨迹，从而使得舞台表演中仅通过灯光师使用灯光控台即可同时控制舞台机械臂的运动轨迹和舞台灯光的效果，减少舞台表演的人工成本，降低舞台灯光与舞台机械臂运动轨迹的结合难度；有效的解决了传统舞台机械臂通过专属遥控器控制，且需要同时通过灯光控台控制舞台灯光与舞台机械臂相结合,增加舞台表演的成本和难度的问题。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (4)

1.一种舞台机械臂的控制方法，用于控制舞台机械臂的运动轨迹，其特征在于，所述舞台机械臂包括驱动器、机械臂运动端和多个机械臂关节，所述机械臂关节上设有电机，所述驱动器用于驱动电机的运行，所述电机运行以驱动所述机械臂关节运动带动所述机械臂运动端按照一定的轨迹运动，所述机械臂运动端用于承载舞台单元；所述控制方法至少包括以下步骤：

S1：将舞台机械臂运动端的动作坐标输入至外部离线编程软件，所述外部离线编程软件将动作坐标转化为运动轨迹，随后将所述运动轨迹分解为每段时间间隔内每一个机械臂关节的转动角度，并输送至指令转化软件；

S2：利用指令转化软件将所述机械臂关节的转动角度转化为可为灯光控台识别的舞台机械臂运动轨迹的指令，并将所述指令输入灯光控台；

所述步骤S2中还包括将所述机械臂关节的角度转化为灯光控台指令的方法，包括以下步骤：

A1：所述指令转化软件接收所述机械臂关节的转动角度，利用速度公式和位置公式计算出每一个电机在每段时间间隔内的转动速度和转动角度；

A2：所述指令转化软件将所述转动速度和转动角度转化为可为灯光控台识别的舞台机械臂的运动轨迹的指令，并将所述指令输入灯光控台；

所述速度公式为：

所述速度公式中：

A为灯光控台推杆每一位数的转换参数；

α为机械臂关节的转动角度；

Δα为下段时间的机械臂关节的转动角度减去当前机械臂关节的转动角度得出的机械臂关节的相对转动角度；

i为机械臂减速比；

ω_max为电机的最大角速度；

T_int为每段时间间隔的时间；

V为电机转动速度的百分比，且该转动速度的百分比为可被灯光控台所识别接收的指令；

所述位置公式为：

α×i×A_n＝β

所述位置公式中：

α为机械臂关节的转动角度；

i为机械臂减速比；

A_n为灯光控台推杆的转换参数，由A乘以推杆的位数n计算得出；

β为电机的绝对转动角度，且该绝对转动角度为可被灯光控台接收的指令；

S3：所述灯光控台将接收的指令输送至驱动器，所述驱动器根据接收的指令驱动舞台机械臂的电机运动，使得所述电机根据驱动器接收的指令驱动机械臂关节运动带动舞台机械臂运动端按照预先输入的动作坐标运行特定的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述驱动器设置为可识别电机转动角度的绝对值；所述驱动器的识别范围为电机的最小转动角度至电机的最大转动角度。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述灯光控台输送的指令为符合DMX512或Artnet协议的指令。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述驱动器可接收符合DMX512或Artnet协议的指令，且所述驱动器与舞台机械臂的型号相匹配。

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