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3D四轴数控飞行表演系统的五大特点
时间:2016-05-04 15:54:33   来源:中国演艺科技网

        【中国演艺科技网讯】3D四轴数控飞行表演系统,是通过4台数控卷扬机分别设在表演区的4个角区,4个角区分别设置4个高空吊点,吊点采用水平随动式滑轮,滑轮会随绳索的偏移作水平转动,4台卷扬机的4根绳索(钢丝绳或其他非金属绳索)通过4个活动高空吊点滑轮结成1个吊点,表演区上空没有任何钢丝绳导轨。

3D四轴数控飞行表演控制系统

        4个卷扬机的下绳点位置可以是任意四边形,不受位置限制。在使用时,只要准确提供4个吊点位置相对于某一原点的三维坐标即可,但该原点一定要设置在下绳点形成的四边形里,也就是中心吊点能够到达的区域。

        4台卷扬机通过实时控制完成吊点在三维空间的运动,由控制算法的实时计算确保4根绳索在吊点任何位置上的松紧一致。吊点的运动轨迹由软件控制吊点实现,运行曲线由软件编制,软件可存储及调用。

 

 

(以上三张图片源于网络)

        3D四轴数控飞行表演系统具有以下主要特点:

        (1)表演区上空不设空中导轨

        表演区上空各种设备交织,空间位置极其紧张。该系统的卷扬机及上空活动吊点均位于表演区两侧,不再占用纷乱的上空空间;

3D曲线合成

        (2)采用V形吊点结构

         三维系统采用双V形吊点结构,吊点在三维空间运行中具有很高的稳定性。

        (3)采用伺服系统驱动

        伺服系统(servomechanism)可使物体的位置、方位、状态等输出被控量随输入目标(或给定值)的变化进行自动控制,其主要任务是按照控制命令的要求,对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。伺服系统经历了从最早的液压、气动到如今的电气化的发展历程,由伺服电机、反馈装置与控制器组成的伺服系统已经走过了近50个年头。如今,随着技术的不断成熟,交流伺服电机技术凭借其优异的性价比,逐渐取代直流电机,成为伺服系统的主导执行电机。伺服系统的发展趋势即高精度、高速度、大功率,具有运行平稳、精确、可靠,系统反映速度快等优异的动静态特性,其性能在各种驱动系统中具有领先的地位。

        (4)采用多轴数控技术

        数控技术简称数控(Numerical Control),即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。

        数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,对其他一些重要行业的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

        数控系统分为单轴和多轴数控系统,本系统中采用四轴数控系统。数控系统在该系统中通过应用软件完成多轴之间的协调运行,实时控制其多台伺服驱动系统运行的速度、位置、转矩等参数的快速响应,达到在三维空间的作各种曲线的飞行表演的运行。

        (5)手绘的空间运行曲线

        手绘是指用手指徒手在触摸屏上绘制空间运行轨迹的一种新型的设置方式,通过手绘的方式可以实现运行曲线的多样化、任意化、简单化和快速化。

水平面手绘曲线

          节选自《演艺科技》2016年第4期刘长荣,张红强《手绘空间运行轨迹的3D四轴数控飞行表演系统及其应用》

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