八轴牵引三维多姿态演艺飞行平台

成果基本信息
关键词：	三维视图仿真设计;曲线编辑;加减法控制算法
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9622017Y0518	资源采集日期：	2018-10-15

研究情况
单位名称：	兰州理工大学	技术水平：
评价证书号：	编号（2017-1）产鉴字71号	评价单位：	甘肃省工业和信息化委员会
评价日期：	2017.12.25	评价证书号：	编号（2017-1）产鉴字71号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
1、课题来源与背景　　由于舞台机械设备的更新换代，公司展开对该类设备领域的探索及新产品的研发，该产品按照用户签订的技术协议合同要求执行，进行了研发设计及制造工作，设计、制造都是以按照用户技术要求为原则，严格控制产品制造质量，主要由甘肃工大舞台技术工程有限公司自主研发。　　2、技术原理及性能指标：　　传统舞台上的3D飞行限制于空间里固定的一个中心点，本产品研发的八轴牵引三维多姿态飞行器技术实现了物体在复杂几何空间的自由移动以及控制物体在空间的位置及沿任意轴线的倾斜。控制系统通过各种大量算法来控制和协调八个驱动机的速度及转动位置，实现演员在舞台有效三维空间区域内按照导演演出效果要求的不同轨迹自由移动或倾斜运动，从而实现满意的演绎效果。　　2.1 主要技术指标　　（1）主控PLC 　　系统采用的PLC，稳定可靠: 　　1）运行速度快，对于常规PLC，系统的扫描周期一般在5ms以上，而倍福的PLC运行速度能达到500us设置更短，方便进行飞行器轨迹运算，实时性高。　　2）总线速度快，倍福PLC主要采用倍福Ethercat总线，总线速度扫描八个设备能控制在100us以内，对于底层驱动设备调节速度快，设备响应精度高。　　3）应用范围广，倍福目前广泛应用于需要运动控制的行业，包括最新的迪斯尼等秀场全部采用其控制系统。　　2.2 伺服驱动及伺服电机　　伺服驱动和伺服电机有如下特点：　　1）单通道或双通道伺服驱动；　　2）高速EtherCAT通讯；　　3）各种额定电流类型，最大170A；　　4）电机类型选择灵活；　　5）三相永磁无刷伺服电机。　　2.3 软件控制系统　　先进的舞台控制软件，软件采用高级语言c#编写，界面动态响应速度快，响应速度远优于采用组态软件编写的控制程序。软件的操作方式通过计算机选择，配合操作台上手柄进行控制，安全可靠。通过计算机软件的编程，可轻松实现轨迹编程、记录、回放等功能。八组单点吊机可组合使用构成八轴牵引三维多姿态飞行器，也可拆开使用作为普通单点吊机。　　3、技术的创造性与先进性　　研制的八轴牵引三维多姿态演艺飞行平台，实现了演艺飞行平台空间任意轨迹的自由运动和多轴向的复合运动，增强了艺术表现力。产品创新点如下：　　（1）该产品驱动采用高速运动伺服控制系统，采用基于样条曲线轨迹生成、曲线平滑过渡的加减速控制及轨迹球控制的三维视图控制算法，实现了飞行平台任意轨迹八轴复合运动实时控制。　　（2）该产品人机界面拥有三维运动仿真、轨迹自动编程、自动记录、回放等功能，实现了飞行平台在安全有效三维空间区域内按照演艺要求完成任意轨迹复合运动。　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性　　达到国际同类技术先进水平，实现了成果转化，具备规模化生产能力，且促进了行业科技进步，具有明显的国际市场竞争能力　　5、应用情况　　近年来有被巧妙的运用于舞台表演空间，并发挥的相当出色。在大型文艺晚会上起到一种画龙点睛的艺术效果，深受晚会制作人和导演以及广大电视观众的青睐。

成果名称：	八轴牵引三维多姿态演艺飞行平台	关键词：	三维视图仿真设计;曲线编辑;加减法控制算法
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	机械设计	三级分类名称：
研究起止时间：	2017.01 至2017.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	兰州理工大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	0.00	评价单位：	甘肃省工业和信息化委员会
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.12.25	转让范围：
评价证书号：	编号（2017-1）产鉴字71号	推荐单位：	兰州理工大学
推广形式：	无	成果登记号：	9622017Y0518
成果简介：	1、课题来源与背景　　由于舞台机械设备的更新换代，公司展开对该类设备领域的探索及新产品的研发，该产品按照用户签订的技术协议合同要求执行，进行了研发设计及制造工作，设计、制造都是以按照用户技术要求为原则，严格控制产品制造质量，主要由甘肃工大舞台技术工程有限公司自主研发。　　2、技术原理及性能指标：　　传统舞台上的3D飞行限制于空间里固定的一个中心点，本产品研发的八轴牵引三维多姿态飞行器技术实现了物体在复杂几何空间的自由移动以及控制物体在空间的位置及沿任意轴线的倾斜。控制系统通过各种大量算法来控制和协调八个驱动机的速度及转动位置，实现演员在舞台有效三维空间区域内按照导演演出效果要求的不同轨迹自由移动或倾斜运动，从而实现满意的演绎效果。　　2.1 主要技术指标　　（1）主控PLC 　　系统采用的PLC，稳定可靠: 　　1）运行速度快，对于常规PLC，系统的扫描周期一般在5ms以上，而倍福的PLC运行速度能达到500us设置更短，方便进行飞行器轨迹运算，实时性高。　　2）总线速度快，倍福PLC主要采用倍福Ethercat总线，总线速度扫描八个设备能控制在100us以内，对于底层驱动设备调节速度快，设备响应精度高。　　3）应用范围广，倍福目前广泛应用于需要运动控制的行业，包括最新的迪斯尼等秀场全部采用其控制系统。　　2.2 伺服驱动及伺服电机　　伺服驱动和伺服电机有如下特点：　　1）单通道或双通道伺服驱动；　　2）高速EtherCAT通讯；　　3）各种额定电流类型，最大170A；　　4）电机类型选择灵活；　　5）三相永磁无刷伺服电机。　　2.3 软件控制系统　　先进的舞台控制软件，软件采用高级语言c#编写，界面动态响应速度快，响应速度远优于采用组态软件编写的控制程序。软件的操作方式通过计算机选择，配合操作台上手柄进行控制，安全可靠。通过计算机软件的编程，可轻松实现轨迹编程、记录、回放等功能。八组单点吊机可组合使用构成八轴牵引三维多姿态飞行器，也可拆开使用作为普通单点吊机。　　3、技术的创造性与先进性　　研制的八轴牵引三维多姿态演艺飞行平台，实现了演艺飞行平台空间任意轨迹的自由运动和多轴向的复合运动，增强了艺术表现力。产品创新点如下：　　（1）该产品驱动采用高速运动伺服控制系统，采用基于样条曲线轨迹生成、曲线平滑过渡的加减速控制及轨迹球控制的三维视图控制算法，实现了飞行平台任意轨迹八轴复合运动实时控制。　　（2）该产品人机界面拥有三维运动仿真、轨迹自动编程、自动记录、回放等功能，实现了飞行平台在安全有效三维空间区域内按照演艺要求完成任意轨迹复合运动。　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性　　达到国际同类技术先进水平，实现了成果转化，具备规模化生产能力，且促进了行业科技进步，具有明显的国际市场竞争能力　　5、应用情况　　近年来有被巧妙的运用于舞台表演空间，并发挥的相当出色。在大型文艺晚会上起到一种画龙点睛的艺术效果，深受晚会制作人和导演以及广大电视观众的青睐。
联系人：	董斌	成果登记日期：	2017-12-29
联系人email：		单位代码：	96200048
邮政编码222：	730050	联系人电话：	13359432183;0931-2975164
单位传真：	0931-2755806	单位通讯地址：	甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号
单位所在省市：		单位电话：	0931-2757990
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	成都炎兴自动化工程有限公司;甘肃工大舞台技术工程有限公司	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	王宏武;周厚金;韩国荣;侯鹏强;唐伟;王斌;火照晶	资源采集日期：	2018-10-15

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