Оборудование координирования большого экрана с шестью степенями свободы

Авторы патента:


Оборудование координирования большого экрана с шестью степенями свободы
Оборудование координирования большого экрана с шестью степенями свободы
Оборудование координирования большого экрана с шестью степенями свободы

 


Владельцы патента RU 2531071:

ВАНЬДА КОММЕРШИАЛ ПЛЭННИНГ ЭНД РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к роботу для координированного перемещения трех объединенных дисплеев весом до 6500 кг с шестью степенями свободы. Робот содержит три одинаковые руки робота, расположенные параллельно на одинаковом расстоянии. Каждая рука робота содержит колонну, вытягиваемую руку, первую, вторую и третью вращаемые руки и центральный контроллер, выполненный с возможностью обеспечения точного координирующего действия трех рук робота. Кинематическая пара вращения колонны, которая может вращаться вокруг оси Y, расположена на верхней и нижней поверхности колонны. Один конец вытягиваемой руки соединен с боковой стороной колонны через кинематическую пару вращения вытягиваемой руки. Первая вращаемая рука соединена и согласована со свободным концом вытягиваемой руки через первую кинематическую пару вращения. Вторая вращаемая рука соединена и согласована со свободным концом первой вращаемой руки через вторую кинематическую пару вращения. Третья вращаемая рука соединена и согласована со свободным концом второй вращаемой руки через третью кинематическую пару вращения и с дисплеем через кинематическую пару вращения дисплея. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к оборудованию координирования большого экрана. В частности, оно относится к оборудованию координирования большого дисплея с шестью степенями свободы.

Уровень техники

В настоящее время видеодисплей, который имеет большой экран и шесть степеней свободы большого масштаба, не является доступным на рынке. Эти дисплеи, которые могут перемещаться с высокой точностью координирования и могут выполнять различные комбинации перемещений множественной сложности, еще не были увидены. Максимальная нагрузка по весу шести степеней свободы с управлением высокой точности составляет 15000 Н/м. Тем не менее, максимальная нагрузка по весу дисплея, который имеет шесть степеней свободы, является низкой, таким образом, наибольшая эффективная площадь дисплея составляет десяток метров. Это приводит к плохому визуальному ощущению в больших местах демонстрации, таких как большие театры. К тому же светодиодный экран большого дисплея в предшествующем уровне техники не может достичь перемещения с шестью степенями свободы, оставляя только координационное перемещение нескольких объединенных дисплеев.

Документ CN 101916532A (опубликован 15 декабря 2010) раскрывает телескопическую механическую руку, экранную матрица с трансформируемой формой и метод управления ими. Однако экраны по CN 101916532A могут только перемещаться параллельно друг другу. Поэтому устройства, раскрытые в CN 101916532A, не могут достигать перемещения экранов с шестью степенями свободы ввиду ограничений конструкции, например, отсутствия вращения третьей руки, отсутствия вращения третьей кинематической пары. Таким образом, указанный документ не достигает указанного в настоящем описании технического результата, и присутствует срочная необходимость в оборудовании координирования большого дисплея с шестью степенями свободы и также достижении координированного перемещения нескольких объединенных дисплеев.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков предшествующего уровня техники и разработка оборудования координирования большого дисплея с шестью степенями свободы, который может достичь перемещения большого дисплея с шестью степенями свободы и достичь даже координированных перемещений нескольких объединенных больших дисплеев.

Для решения упомянутых выше задач, оборудование координирования большого дисплея с шестью степенями свободы отличается тем, что оно содержит три одинаковые руки робота, расположенные параллельно на одинаковом расстоянии. Каждая рука робота содержит колонну, причем кинематическая пара вращения колонны, которая может вращаться вокруг оси Y, предусмотрена на верхней и нижней поверхности колонны, которая установлена вертикально, соответственно; вытягиваемую руку, один конец которой соединен с боковой стороной колонны через кинематическую пару вращения вытягиваемой руки; первую вращаемую руку, которая соединена и согласована со свободным концом вытягиваемой руки через первую кинематическую пару вращения; вторую вращаемую руку, которая соединена и согласована со свободным концом первой вращаемой руки через вторую кинематическую пару вращения; третью вращаемую руку, которая соединена и согласована со свободным концом второй вращаемой руки через третью кинематическую пару вращения; и причем третья вращаемая рука соединена и согласована с дисплеем через кинематическую пару вращения дисплея. Кинематическая пара вращения вытягиваемой руки, первая кинематическая пара вращения и вторая кинематическая пара вращения расположены параллельно друг другу. Вторая кинематическая пара вращения, третья кинематическая пара вращения и кинематическая пара вращения дисплея расположены перпендикулярно друг другу.

Предпочтительно, все кинематические пары вращения вытягиваемой руки, первая кинематическая пара вращения и вторая кинематическая пара вращения вращаются вокруг оси, параллельной оси Z. Третья кинематическая пара вращения вращается вокруг оси, параллельной оси Y, и кинематическая пара вращения дисплея вращается вокруг оси, параллельной оси X.

Предпочтительно, противовесное устройство предусмотрено на первой вращаемой руке.

Предпочтительно, противовесное устройство предусмотрено на переднем конце вытягиваемой руки.

Предпочтительно, датчик расстояния предусмотрен вокруг дисплея.

Предпочтительно, механическое устройство предусмотрено вокруг дисплея для того, чтобы избежать столкновение.

Преимущественные эффекты настоящего изобретения заключаются в том, что оборудование координирования большого дисплея с шестью степенями свободы может быть применено для достижения перемещения светодиодного экрана большого дисплея с шестью степенями свободы, чтобы достичь координированное перемещение нескольких объединенных дисплеев. К тому же, противовесное устройство предусмотрено на первой вращаемой руке для уменьшения энергии для работы, что ведет к эффекту экономии энергии. К тому же, добавление противовесного устройства у переднего конца вытягиваемой руки может уменьшить энергию и тянущую силу гидроцилиндра. Следящий преобразователь частоты может быть использован в качестве привода, чтобы улучшить точность соединения дисплеев, улучшая зрительные ощущения.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

на фиг.1 изображен вид спереди оборудования координирования большого дисплея с шестью степенями свободы, разработанного в настоящем изобретении.

На фиг.2 изображен вид сверху оборудования координирования большого дисплея с шестью степенями свободы, показанного на Фиг.1.

На фиг.3 изображен вид слева оборудования координирования большого дисплея с шестью степенями свободы, как показано на фиг.1, и схематические диаграммы этого оборудования координирования в трех разных положениях.

Настоящее изобретение далее проиллюстрировано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи и конкретные варианты осуществления.

Как показано на фиг.1-3 (метки А и В на фиг.3 обозначают схематичные диаграммы руки робота, когда дисплей находится в двух разных положениях в пространстве), оборудование координирования большого дисплея с шестью степенями свободы содержит три руки робота, расположенные параллельно на одинаковом расстоянии. Структуры этих трех рук робота одинаковые. Каждая из рук робота содержит колонну 2, вытягиваемую руку 5, первую вращаемую руку 9, вторую вращаемую руку 11 и третью вращаемую руку 14. В частности, упомянутая колонна 2 установлена вертикально. Кинематическая пара 1 вращения колонны, которая может вращаться вокруг оси Y, предусмотрена на верхней и нижней поверхности колонны 2, соответственно. Кинематическая пара 1 вращения колонны приводится мотор-редуктором так, что колонна 2 может вращаться вокруг сцены горизонтально. Таким образом, дисплей 3 может вращаться вокруг колонны 2 в широком диапазоне и также может перемещаться влево и вправо.

Один конец вытягиваемой руки 5 соединен с боковой стороной колонны 2 через кинематическую пару 4 вращения вытягиваемой руки. Первая вращаемая рука 9 соединена и согласована со свободным концом вытягиваемой руки 5 через первую кинематическую пару 8 вращения. Кинематическая пара 4 вращения вытягиваемой руки и первая кинематическая пара 8 вращения, обе могут вращаться вокруг оси, параллельной оси Z. Растягиваемый гидроцилиндр или другое растягиваемое оборудование предусмотрено у места на вытягиваемой руке 5, которое находится вблизи от первой вращаемой руки 9, так что вытягиваемая рука 5 может вращаться в плоскости, вертикальной к горизонтальной плоскости, и вокруг кинематической пары 4 вращения вытягиваемой руки, которая соединена с колонной 2. Ось колонны 2 и ось вытягиваемой руки 5 проходят через упомянутую плоскость. Таким образом, дисплей 3 может вращаться в вертикальной плоскости и также может перемещаться вверх и вниз, вперед и назад в вертикальной плоскости. К тому же противовесное устройство 7 предусмотрено на первой вращаемой руке 9, то есть первая вращаемая рука 9 состоит из поддерживающей руки и противовесной руки. Первая кинематическая пара 8 вращения приводится мотор-редуктором или гидравлическим двигателем. Для уменьшения кручения и энергии мотор-редуктора, противовесное устройство 7, как противовесное плечо и противовес, добавляется для достижения энергосберегающего эффекта.

Вторая вращаемая рука 11 соединена и согласована со свободным концом первой вращаемой руки 9 через вторую кинематическую пару 10 вращения. Третья вращаемая рука 14 соединена и согласована со второй вращаемой рукой 11 через третью кинематическую пару 12 вращения. Третья вращаемая рука 14 соединена и согласована с дисплеем 3 через кинематическую пару 13 вращения дисплея. Вторая кинематическая пара 10 вращения, кинематическая пара 4 вращения вытягиваемой руки и первая кинематическая пара 8 вращения расположены параллельно друг другу, и вторая кинематическая пара 10 вращения, третья кинематическая пара 12 вращения и кинематическая пара 13 вращения дисплея расположены перпендикулярно друг другу. Предпочтительно, как первая кинематическая пара 8 вращения, так и вторая кинематическая пара 10 вращения вращаются вокруг оси, параллельной оси Z. Третья кинематическая пара 12 вращения вращается вокруг оси, параллельной оси Y, и кинематическая пара 13 вращения дисплея вращается вокруг оси, параллельной оси X. Таким образом, первая вращаемая рука 9 может также вращаться относительно вертикальной плоскости, и комбинация первой вращаемой руки 9 и вытягиваемой руки 5 позволяет дисплею 3 перемещаться в большом диапазоне с тремя степенями свободы поступательных перемещений в пространстве. Более того, вращение дисплея 3 с тремя степенями свободы может быть достигнуто перпендикулярным расположением второй кинематической пары 10 вращения, третьей кинематической пары 12 вращения и кинематической пары 13 вращения дисплея. Таким образом, каждая рука робота может достичь перемещения с шестью степенями свободы, и это оборудование координирования с шестью степенями свободы может быть достигнуто посредством компьютера и соответствующей технологии управления синхронизацией.

Более того, дисплей использует легкий светодиодный экран с площадью (11,28 м × 6,74 м) квадратных метров на дисплей. Поддержка дисплей 3 использует легкую стальную структуру 15. Общий вес дисплея 3 и стальной структуры 15 управляется ниже 6500 кг. Кинематическая пара 13 вращения дисплея приводится электрическим двигателем, и вращение кольцевой шестерни используется в качестве поддержки. В качестве двигателя используется серводвигатель. В качестве преобразователя частоты используется следящий преобразователь частоты. Третья кинематическая пара 12 вращения приводится электрическим двигателем, и вращение кольцевой шестерни используется в качестве поддержки. В качестве двигателя используется серводвигатель. Двойной мотор-редуктор используется для рассеивания ведущей силы шестерней. Следящий преобразователь частоты используется в качестве преобразователя частоты. Вторая кинематическая пара 10 вращения приводится серводвигателем, и вращение кольцевой шестерни используется в качестве поддержки. Серводвигатель используется в качестве электродвигателя. Двойной мотор-редуктор используется для рассеивания ведущей силы шестерней. Следящий преобразователь частоты используется в качестве преобразователя частоты.

Первая вращаемая рука 9 со структурой коробчатой балки с большим сечением используется для увеличения ее жесткости. Сечение от корня до переднего конца постепенно уменьшается для уменьшения веса. Коробчатая балка использует листовое железо. Отверстия пробиты на боковых пластинах и так далее. Первая кинематическая пара 8 вращения приводится серводвигателем, и вращение кольцевой шестерни используется в качестве поддержки. Серводвигатель используется в качестве электродвигателя. Четыре следящих мотор-редуктора используются для рассеивания ведущей силы шестерней. Следящий преобразователь частоты используется в качестве преобразователя частоты. Также выбрана вытягиваемая рука 5 со структурой коробчатой балки. Для сохранения пространства для противовесной руки первой вращаемой руки 9, щель открыта в середине верхней и нижней пластин вытягиваемой руки 5 вдоль направления оси Y, так чтобы противовесное плечо первой вращаемой руки 9 могло проходить через нее. Вытягиваемая рука 5 вытягивается двумя гидроцилиндрами. Точка, за которую тянет противовес, предусмотрена на переднем конце упомянутой вытягиваемой руки 5 для уменьшения тянущей силы и энергии гидроцилиндров, как показано в противовесе 16 вытягиваемой руки и его тросе 17 из стальной проволоки на фиг.2. Трос 17 из стальной проволоки обходит вокруг неподвижного шкива и соединен с противовесом 16 вытягиваемой руки. Другая защитная функция этого противовеса 16 вытягиваемой руки такова: когда эта рука робота прекращает работать и складывается вверх, на конец противовеса может быть добавлен неподвижный палец, чтобы уменьшить тянущую силу гидроцилиндра, когда он прекращает работать. К тому же большая рука не упадет вниз, если гидроцилиндр имеет некоторые неполадки. Нижний конец колонны 2 поддерживается вращающейся опорой с большой грузоподъемностью. Используется вращающаяся опора с внешними зубьями. В качестве электрического двигателя используется серводвигатель. Два следящих мотор-редуктора используются для рассеивания ведущей силы шестерней. Следящий преобразователь частоты используется в качестве преобразователя частоты. Кинематическая пара 1 вращения колонны, имеющая такую же ось, как и нижняя вращающаяся опора, также должна быть предусмотрена на верхней части колонны 2. Поскольку две кинематические пары 1 вращения колонны имеют длинное расстояние, верхняя кинематическая пара вращения колонны может быть заменена на шарнирную опору, которая может немного перемещаться для преодоления неплавного вращения, вызванного ошибкой, являющейся результатом изготовления стальной структуры. Также необходимо освободить степень свободы в направлении Y.

Для достижения точного координирующего действия трех рук робота с одинаковой структурой, используется высокоэффективный центральный контроллер. Шифратор с высокой точностью используется для определения скорости каждой кинематической пары. Контроллером образуется управление с замкнутой цепью скоростью и положением. Пропорциональный клапан с высокой точностью используется для электромагнитного клапана гидроцилиндра. Каждая управляющая система координируется с механической системой так, чтобы она могла быстро работать с заданной программой для достижения требуемых эффектов представления.

Для того, чтобы избежать несчастного случая во время работы этого оборудования, датчик расстояния также предусмотрен вокруг каждого дисплея 3 и может испускать предупредительный сигнал, когда дисплей 3 приближается. К тому же механическое устройство предусмотрено вокруг дисплея 3 для того, чтобы избежать столкновения. Когда дисплей проходит через препятствие, переключатель, соединенный с механическим устройством, обеспеченным вокруг дисплея для избегания столкновения, будет приведен в действие для отправки сигнала центральному контроллеру, и устройство координирования дисплея прекратит работу. Устройство координирования дисплея может работать только в том случае, когда препятствие удалено, для обеспечения безопасности дисплея во время работы.

Все варианты осуществления, описанные в этом документе, представляют собой предпочтительные варианты осуществления настоящей заявки и не направлены на ограничение объема настоящего изобретения. Все эквивалентные изменения и модификации, сделанные согласно заявленному объему настоящей заявки, лежат в техническом объеме настоящего изобретения.

1. Робот для координированного перемещения трех объединенных дисплеев весом до 6500 кг с шестью степенями свободы, отличающийся тем, что он содержит три одинаковые руки робота, расположенные параллельно на одинаковом расстоянии, причем каждая рука робота содержит:
колонну, причем кинематическая пара вращения колонны, которая может вращаться вокруг оси Y, расположена на верхней и нижней поверхности колонны, которая установлена вертикально, соответственно,
вытягиваемую руку, один конец которой соединен с боковой стороной колонны через кинематическую пару вращения вытягиваемой руки,
первую вращаемую руку, которая соединена и согласована со свободным концом вытягиваемой руки через первую кинематическую пару вращения,
вторую вращаемую руку, которая соединена и согласована со свободным концом первой вращаемой руки через вторую кинематическую пару вращения,
третью вращаемую руку, которая соединена и согласована со свободным концом второй вращаемой руки через третью кинематическую пару вращения, при этом
третья вращаемая рука соединена и согласована с дисплеем через кинематическую пару вращения дисплея, кинематическая пара вращения вытягиваемой руки, первая кинематическая пара вращения и вторая кинематическая пара вращения расположены параллельно друг другу, вторая кинематическая пара вращения, третья кинематическая пара вращения и кинематическая пара вращения дисплея расположены перпендикулярно друг другу,
центральный контроллер, выполненный с возможностью обеспечения точного координирующего действия трех рук робота.

2. Робот по п.1, отличающийся тем, что все кинематические пары вращения вытягиваемой руки, первая кинематическая пара вращения и вторая кинематическая пара вращения вращаются вокруг оси, параллельной оси Z, третья кинематическая пара вращения вращается вокруг оси, параллельной оси Y, и кинематическая пара вращения дисплея вращается вокруг оси, параллельной оси X.

3. Робот по п.1 или 2, отличающийся тем, что на первой вращаемой руке расположено противовесное устройство.

4. Робот по п.1 или 2, отличающийся тем, что на переднем конце вытягиваемой руки расположено противовесное устройство.

5. Робот по п.1 или 2, отличающийся тем, что вокруг дисплея расположен датчик расстояния.

6. Робот по п.1 или 2, отличающийся тем, что вокруг дисплея расположено механическое устройство для того, чтобы избежать столкновения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для демонстрации рекламной и другой информации посредством перемещающегося носителя изображения. Предложен способ перемещения по заданной траектории одного или нескольких полотен с изображениями, обеспечивающий возможность их закрепления и статичное расположение относительно гибкой упругой подвижной системы, на которую от полотна передаются нагрузки, вызываемые внешними воздействиями и его весом, путем размещения его на замкнутой гибкой ленте, движущейся по заданной траектории относительно наблюдателя и опорной поверхности и состоящей из сочлененных твердых упругих звеньев, обладающих требуемыми механическими, физическими и геометрическими характеристиками, достаточными для эффективного укрепления на них материала полотна, восприятия и перераспределения действующих в системе и на систему сил, чем достигается возможность эксплуатации устройства для демонстрации изображений без использования защиты от внешних воздействий, многостороннее наблюдение изображений, простота и скорость укрепления материала с изображениями без необходимости соединения их в непрерывную ленту, повышение износоустойчивости.

Предложенное решение относится к способам размещения рекламы и может быть использовано при рекламировании товаров и услуг. Способ крепления рекламного материала к граням вращающихся призм рекламной конструкции, характеризующийся тем, что создают печатанием на несущей листовой поверхности рекламное изображение под размер имеющихся рекламных площадей на поворотных призмах.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к производству средств отображения рекламной и иной информации, к производству элементов декораций или интерьера помещений.

Изобретение относится к технологии и системам управления интеграцией контекстной рекламы в видео и распространения, воспроизведения видео и их совместного показа зрителю.

Изобретение относится к устройствам для размещения различных сообщений, в основном рекламного характера, на спортивных площадках. .

Изобретение относится к контентно-ориентированному отображению рекламных объявлений на Интернет-ресурсах. .

Изобретение относится к области информационного обслуживания населения, а именно к каналам маркетинговых коммуникаций, распространяющим информацию. .

Изобретение относится к устройствам со сложным движением выходных звеньев, применяемым при обслуживании работы технологических машин, станков, прессов. Манипулятор содержит передаточный механизм с ведущим и выходным звеньями, исполнительный механизм с ведущим звеном, являющимся выходным звеном передаточного механизма, выходными звеньями с губками для захвата изделий и неподвижным кулачком-копиром с фигурными пазами для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма и привод.

Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым при обслуживании работы технологических машин, станков, прессов и т.д. Комбинированный механизм содержит передаточный механизм с ведущим звеном в виде зубчатого колеса и выходным звеном в виде зубчатой рейки, исполнительный механизм с ведущим звеном, которым является выходное звено передаточного механизма, выходными звеньями, снабженными губками для захвата изделий, и неподвижным копиром с продольными фигурными пазами для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма.

Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым при обслуживании работы машин, станков, прессов. Манипулятор содержит передаточный механизм с ведущим, промежуточным и выходным звеньями, исполнительный механизм с ведущим звеном в виде зубчатой рейки, выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий, и неподвижным копиром с фигурными пазами для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма и привод.

Изобретение относится к способу и устройству для регулировки работы гидравлической стрелы, содержащей, по меньшей мере, две подвижные друг относительно друга соединенные секции.

Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым при обслуживании работы технологических машин, станков, прессов и т.п. .

Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым при обслуживании работы технологических машин, станков, прессов и т.п. .

Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым при обслуживании технологических машин, станков, прессов и т.п. .

Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев. .

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при разработке человекоподобных роботов. Сустав руки робота содержит кожух плеча, кожух предплечья, кожух локтя, идентичные узел вращения плеча и узел сгибания в локте, которые состоят из первого и второго дисков, шарикоподшипника и планетарного двухступенчатого редуктора, состоящего из коронной шестерни, блока сателлитных шестерен с водилом, второго водила и солнечной шестерни. К первому диску узла вращения плеча прикреплен шаговый двигатель, ось которого соединена с входным валом узла вращения плеча, а к первому диску узла сгибания в локте прикреплен двигатель с червячным редуктором, ось которого соединена с входным валом узла сгибания в локте. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, увеличение компактности и обеспечение сохранения положения руки при отключении питания двигателей. 5 ил.
Наверх