基于自动控制的智能摄影棚机械设计

1随着人们生活水平的提高，和摄影艺术的普及，人们对摄影的器材的需求正向着充分利用程序的灵活性和机械的可靠性，从而更加合理高效的设计出更加完美的产品。Abstract2 3 4 4 4 4 4 52产品设计理念和设计方法 52.1基于三次设计和TRIZ理论的综合设计方法 5 5 6 6 7 7 83本文创新机械设计方法——机械程序设计法 83.1机械程序设计法的定义和内涵 83.2机械程序设计法的设计过程 93.3机械程序设计法在本次设计中的应用 4总体方案确定 35相机移动框架设计 9整体布局和设计的再调整 参考文献 错误!未定义书签。随着人们生活水平的提高，和摄影艺术的普及，人们对摄影的器材的需求正向着4摄影棚，该摄影棚主要用来拍摄模特和服装。通过模特的身高等信息，能够调节机位，光线等参数。从而实现拍摄。大大减轻了摄影师的工作量。并且能够拍摄4K高清影片景，能够在室内模拟出室外的场景。通过AI拍摄和灯光组操作系统，可以实现专业的52.1基于三次设计和TRIZ理论的综合设计寻找最优解的过程就是第二阶段的设计过程。这一阶段的设计是整个设计的核心部分。6针对如何移动相机的问题，本次设计将主要运用TRIZ理论进行解决。7进行问题模型划分。即通过资源属性、结构属性、参数属性这三个基本属性进行划分。并通过基本属性将模型分成：技术矛盾模型、物理矛盾模型、物理场模型、方法模型。技术矛盾是指由于产品设计的过程中和产品直接相关的技术参数有着不可调和的物—场模型，可以认为这是一种分析的工具，是看待发明问题中的最小分析单元。功能模型也叫HOWTO模型。通过分析技术系统的功能语句，提炼出主谓宾三段8义变得尤为重要。功能的定义采用动宾结构，或者名词加形容词的形式。功能定位后，将功能进行分类，根据分类确定各个功能之间的关系。在日常的设计工作中，需要设计的产品经常需要去实现一个或者多个复杂的功能。3本文创新机械设计方法——机械程序设计法3.1机械程序设计法的定义和内涵93.2机械程序设计法的设计过程序。其次要了解程序所依靠的电路，最后也是最根本的是要熟练机械设计的各种方法。由于各种传感器和执行元件的存在，程序可以感知到自然界的各种信息及其变化。机械结构可增可减，并没有明确规定依照机械程序设计法必须增加还是必须减少。3.3机械程序设计法在本次设计中的应用离过紧，将会启动自动停止，或者回退的功能。这样一来编程的工作量就会大大减少。机械程序设计法能够充分发挥机械和程序的优势，做到两者相互和谐统一。4.1整体需求分析在设计前先要明确本次的设计目标，即用于拍摄产品的摄影棚。并以此为出发点，光色温的调节是通过电路控制两个并联的冷光和暖光灯珠，来实现冷光和暖光的转化。部分的功能，电机动力驱动、电路控制、灯光调控三个功能单元，另外还有辅助功能。控制。辅助功能需要摄影棚的便于拆装，摄影棚外壳不透光。摄影棚的外观整洁漂亮。改变形状的摆放位置，获得形状变化的视频；通过光纤的照射，展现被摄物体的颜色，框架的长宽高、灯的尺寸、相机云台的尺寸由于这三个系统有着相对的独立性，因此设计的过程中，是和自身对照的设计。根据目前常见的传动方案进行分析考虑，总结出以下必要脉冲数=1100×360°=6600（5.2）驱动脉冲频率[Hz]=66000.25=8.7ᵅᵃᵆ（5.2）ᵄᵃ=×ᵅ××（5.3）2ηiTL=Dxmx2ηipt=pb=ptxK6.1摄影灯的设计需求6.2传动方案的选择=3602在移动灯的设计中，由于灯的整体尺寸不宜过大，在设计的过程中需要考虑尺寸，这样减小步进角的方式就只有齿轮传动，通过传动比进行降低步进角。ᵃ=—360°ᵅ1ᵅᵅ垂直旋转臂的设计，大体和相机云台的设计方法相仿。计算过程和上述方法一致，4.能够承受10ᵅᵅ的重量自由度的场合。经过综合考虑，本次的水平转台设计采用单轴转台，用电机作为驱动，8.1相机云台的设计W*H*D(mm)5DIII松下HDC-MDH1GK产品尺寸可载尺寸航向旋转范围俯仰范围横滚范围角度控制精度8.2相机云台材料选型ᵄ1=ᵃ∙ᵄ0（8.1）ᵄ=ᵃ∙ᵄ（ᵄ1—设计重量；0ᵄ—实际质量；0ᵄ1=1.5×5ᵅᵅ=7.5ᵅᵅᵃᵄ=ᵄ1∙ᵅ=75ᵄᵃ=ᵃᵄ⁄2=37.5ᵄ（8.5）ᵃ1ᵃ2=ᵃ2ᵃ1ᵃ=ᵃ1+ᵃ2ᵃ1为右臂所受载荷力ᵃ2为左臂所受载荷力本次设计中左臂的质量为ᵃ10.015kg，右臂的质量为ᵃ20.013kg，驱动电机的重量为ᵃ30.25kg，其余质量为ᵃ40.02kgᵃ1=ᵃ3+ᵃ1+ᵃ4+ᵃ（8.8）ᵃ2=ᵃ3+ᵃ2+ᵃ4+ᵃ（8.9）计算得到ᵃ1=2.5+1.5+2+37.5=43.5ᵄ,ᵃ2=2.5+1.3+2+37.5=42.8ᵄ。设定单臂的长度为ᵃ=253ᵅᵅ,由上述数据和公式可以得到，ᵃ1=128mm，ᵃ2=136ᵅᵅ。8.3垂直轴的设计8.4有限元分析变化。而软件中进行有限元分析的基本思路是将复杂的显示物理场景，通过“降低维度”8.5有限元分析的步骤如图所示，结构的最大变形量在图中标红位置，最大变形量为9.85×10−2mm。形8.7相机云台电机选型相机云台电机的选型需求ᵄ8∙ᵃ4=ᵄ9∙ᵃ5+ᵄ2（8.10）带入上述数值，根据计算，的带ᵄ2=180ᵅᵄᵅ。由于重量经过安全系数计算，因此此处的力矩不需要再次进行力矩计算。9整体布局和设计的再调整本次设计《基于自动控制的智能摄影棚设计》成功设计出一款小型智能化摄影棚。也是细心谨慎求证探索的过程。在本次的设计中首先，采用Q[4]王立军,张拓,刘光伟,张佳灏.基于机器视觉技术的高压断路器机械特性诊断[J/OL].高电压技[8]邹彬,杨延宁,李雪,董军堂,朱鹏.一种基于云台的智能太阳能光伏系统的设计[J].自动化与[10]祝毅峰,王子辉,何致远.基于LADRC的车用三轴增稳