基于自动控制的智能摄影棚设计-基于自动控制的智能摄影棚机械设计（论文定稿）

摘要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更加智能更加方便。人们需要更加智能更加方便的摄影器材。特别是自媒体的发展，使得人们对拍摄的需求更加的旺盛。为了开阔市场，适应人们需求的发展，本文设计了一种小型智能化的摄影棚。能够满足人们对摄影的需求。由于传统的摄影棚是基于大型厂房进行设计的，摄影棚的搭建需要大型场地的支持。采用的设备昂贵，搭建人工成本高昂。但是更多的个人用户和摄影爱好者来说，无力负担这样昂贵的费用。为了个人用户和摄影爱好者提供一个物美价廉的小型摄影棚，方便个人创作。设计出一款小型智能化的摄影棚。小型智能化摄影棚的设计主题分为三个部分，机械结构设计、电子电路设计、摄影效果设计，并分别由小组三名成员分别负责。本文主要论述机械部分的设计。机械部分的设计主体包括五个小的部分：框架设计、相机云台，摄影灯、载物转台、相机移动装置。本次设计，采用了一种新的综合设计方法，该方法融合了三次设计、TRIZ发明理论、有限元分析、可靠性设计。有效的将前人的设计方法理论应用的实践中。实现了产品设计，从理念到加工生产细节的系统设计。此外，由于历史的限制，上述的设计方法是纯粹的机械设计，缺少现代自动化控制相关理论。本文对此进行补充和发展。形成一种新的设计方法论——机械程序设计法。机械程序设计法是本文的创新点，是一种由本人发明的新型设计方法。该方法能够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。关键词：械程序设计法；三次设计理论；TRIZ发明理论；智能摄影棚；结构设计；有限元分析机

英文题目AbstractWiththeimprovementofpeople'slivingstandardandthepopularizationofphotographyart,people'sdemandforphotographicequipmentisbecomingmoreintelligentandmoreconvenient.Peopleneedmoreintelligentandmoreconvenientphotographicequipment.Especiallysincethedevelopmentofthemedia,sothatpeopleontheshootingofthedemandmoreexuberant.Inordertoopenupthemarketandadapttothedevelopmentofpeople'sdemand,thispaperdesignsasmallintelligentstudio.Tomeetpeople'sneedsforphotography.Becausethetraditionalstudioisbasedonthedesignoflarge-scaleworkshop,theconstructionofthestudioneedsthesupportoflarge-scalesite.Theequipmentisexpensiveandtheconstructionlaborisexpensive.Butmoreindividualusersandphotographyenthusiasts,cannotaffordsuchexpensivecosts.Forindividualusersandphotographyenthusiaststoprovideacheapandinexpensivesmallstudio,easytocreate.Todesignasmall,intelligentstudio.ThedesignthemeoftheSmallIntelligentStudioisdividedintothreeparts,mechanicalstructuredesign,electroniccircuitdesigndesign,photographiceffectdesign,andeachofthethreemembersoftheteamareresponsiblefor.Thispapermainlydiscussesthedesignofthemechanicalpart.Themainbodyofthemechanicalpartdesignincludesfivesmallparts:framedesign,camerahead,photographylight,loadturntable,cameramobiledevice.Intermsofproductdesignmethod,thispaperadoptsacomprehensivedesignmethodbasedoncubicdesignandTRIZtheory.Realizedtheproductdesign,fromtheideatotheprocessingproductiondetailsystemdesign.Keywords:Three-timedesigntheory;TRIZinventiontheory;intelligentstudio;structuraldesign;finiteelementanalysis；

目录1 前言 前言1.1产品设计背景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更加智能更加方便。人们需要更加智能更加方便的摄影器材。特别是自媒体的发展，使得人们对拍摄的需求更加的旺盛。为了开阔市场，适应人们需求的发展，本文设计了一种小型智能化的摄影棚。能够满足人们对摄影的需求。如今，网络购物逐渐进入千家万户。而各种网络平台的发展，带来了更多的商家入驻。这些新进驻的商家大多属于新开办的中小微型企业，又或者是个体户。由于这些商家缺乏经验，往往会在宣传这一块有较大的漏洞。由于缺乏足够的资金支持，中小企业无力负担专业的摄影服务，往往选择自行拍摄。但是由于技术经验缺乏，拍摄的宣传效果强差人意。本次设计着眼中小企业拍摄专业产品宣传视频资金缺乏技术经验匮乏的现状，研究出一款能够快速、方便的用较低的市场价格拍摄高质量、高水平的产品宣传视频的智能摄影棚。解决了中小企业在拍摄产品宣传视频时，遇到的尴尬情况。为此我们萌发出设计一种，可以实现家庭或者小企业的摄影棚。这种摄影棚可以实现家庭小场景的拍摄，小企业产品的拍摄，手机等产品的宣传拍摄等。1.2国内外研究现状1.2.1国外智能摄影棚智能摄影棚的研究较早的是出现在荷兰，荷兰一家公司styleshoots,设计出一款智能摄影棚，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高清影片和高像素图片。但是由于摄影棚搭建的比较大，并且是固定安装。因此只适合室内人物的拍摄，由于采用的是三轴机械臂搭载相机，使得摄影棚的搭载成本高昂，控制难度高。1.2.2国内智能摄影棚国内一款成型的摄影棚是京东推出的JDL摄影棚，除了机械臂外还搭载虚拟视频场景，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，可以实现专业的摄影师机位控制，营造出灯光师的专业灯光布置。但是由于虚拟现实技术的发展目前还不是很完善，在场景的制造上存在许多不足。在某些方面根本无法和真实场景相提并论。1.2.3 国内简易摄影棚目前市场上已经有非常简单的摄影棚产品，并且有一定的销量。但是由于功能简单，只是起到遮光和补光的基础作用外，没有任何功能。在摄影技术水平有限的情况下根本无法适应产品宣传视频的拍摄需求。由于国内外多采用三轴的机械臂，作为主要的移动相机的载体，成本高，控制困难。需要高昂的资金和专业的编程人员。不适合本设计。此外，本设计面对的对象是中小企业的产品宣传拍摄，不需要整个房间的摄影棚。因此，本设计采用独立搭建的箱式摄影棚。运用龙门式的运动搭载平台控制相机的移动。能够完成多种产品的拍摄。综上，目前国内外高端智能摄影棚虽然有功能强大、拍摄效率高等优点，但此类摄影棚占用空间大，造价昂贵，便捷性和性价比低。而国内简易摄影棚虽然有足够的性价比，但功能单一，只能进行简单的图片拍摄。为此，我们针对目前国内简易摄影棚功能单一等不足进行优化设计，增加灯光智能调控和摄像机自定义运动等功能，完善其智能化设计。实现对小至珠宝，大至电脑的产品宣传视频的自动化拍摄。1.3产品设计的意义和目标由于传统的摄影棚是基于大型厂房进行设计的，摄影棚的搭建需要大型场地的支持。采用的设备昂贵，搭建人工成本高昂。但是更多的个人用户和摄影爱好者来说，无力负担这样昂贵的费用。为了个个人用户和摄影爱好者提供一个物美价廉的小型摄影棚，方便个人创作。设计出一款小型智能化的摄影棚。决中小企业在拍摄产品宣传视频时遇到的资金匮乏、拍摄困难、拍摄水平低等问题。在移动互联时代，视频要比文字和图片更简单直观、有冲击力，且随着移动网络和短视频APP的普及，短视频已成为产品宣传推广的重要形式和未来发展趋势。为此，本课题的主要目的是研发一款效率高、成本低、轻量化的智能化摄影棚，帮助企业解决产品宣传视频拍摄难、效率低、成本高等突出问题。1.4设计分工和任务明确小型智能化摄影棚的设计主题分为三个部分，机械结构设计、电子电路设计、摄影效果设计，并分别由小组三名成员分别负责。本文主要论述机械部分的设计。机械部分的设计主体包括五个小的部分：框架设计、相机云台，摄影灯、载物转台、相机移动装置。

2 产品设计理念和设计方法2.1基于三次设计和TRIZ理论的综合设计方法本文的设计方法采用的是基于三次设计的稳健设计方法。本次的产品通过采用了基于三次设计、TRIZ理论相结合的设计方法进行设计。实现了产品设计，从理念到加工生产细节的系统设计。2.2稳健设计在设计中为了将产品的质量、性能、成本这三大要素进行综合的权衡，在类机械设计中，我们通常采用稳健设计。从而形成一种高质量低成本的设计方案的设计方法论。稳健设计被欧美日等国家和地区广泛的应用，已经成为机械产品的标准设计方法。近年来，随着稳健设计的广泛应用，和各种科学技术手段的发展，稳健设计也得到了良好的发展。其中，三次设计方法是稳健设计中的一个重要方法，已经得到广泛的应用。三次设计法是指系统设计、参数设计、容差设计。其中，通过分析产品在功能上的需求，设计产品基本的结构，再通过之前设计的结构设计每个部分的零件，这种设计就是系统设计。同时由于各种零部件在设计和执着的过程中，会产生各种影响产品性能的参数。而产品的设计本身又有需要满足的目标参数。这样一来，一个产品会在设计要求的数据的基础上形成一系类的目标函数。在大量的实际设计过程中发现，机械系统会形成一个由不同参数所影响的多目标系统。从而形成一个多目标的数学模型。在多目标数学模型形成之后，就进入设计的第二个阶段，这个阶段是参数设计。所谓参数设计，就是要对上面步骤中建立的数学模型进行求解。从各种限制和制约条件中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。这一部分设计基本确定了产品。可控设计参数和目标设计参数是在参数设计时首先要明确的参数。为了便于求解模型，需要在大量的参数和方程中，对最初开始建立的模型进行一个简化，尽可能的使模型求解简单化。简化模型的方法主要有两个，一个是简化模型中的方程，另一个是减少模型中的参数。在简化模型的过程中，必须要明确设计的产品的实际物理意义。切忌不可脱离实际问题，紧靠数学方法进行化简。否则将会导致许多不符合实际情况的荒谬结果。在确定好设计的各种参数之后，就需要考虑实际生产的问题。也就是最后一步的容差设计。容差设计也就是公差设计。是机械设计转变为机械产品的重要的一步。在机械设计中主要是体现在工程图上。由于实际加工和设计的尺寸之间总是不一样的，因此机械加工中总是需要进行公差的设计。由于需要考虑带实际的加工需求以及加工对应的成本，在公差的设计中需要综合两方面因素进行考虑。更重要的是配合的情况。容差设计需要对加工有足够的了解。三次设计更加注重各种数字的计算。但是在整体的方案的确定方面，缺乏足够的理论依据，这样一来，在整体的设计方案面前只能凭借经验和所谓的灵光一现。为了弥补这方面的不足，本文在查阅先关资料的基础上，采用了前苏联的一种创新发明理论。而正是这种理论，能够在方案的选择以及技术问题的解决上提供行之有效的办法。2.3TRIZ创新理论在某些不能单纯依靠数学解决额定问题中，有一种方法得到了非常广泛的运用，那就是TRIZ理论。这种理论是通过总结了大量的发明专利，最终从中提取出的发明方法论。TRIZ理论在解决一些实际需求时往往效果拔群。例如通过数学问题的分析可以解决自动包装机最优包装轨迹的问题，但是不能解决如何将包装后的产品如何装箱的问题。可以说TRIZ理论和三次设计方法是分别所属不同领域的问题。2.3.1TRIZ发展历程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。TRIZ理论主要围绕矛盾进行分析。通过实际的发明问题观察其中的技术矛盾或者技术问题。在通过TRIZ理论介绍的方法进行一步一步的分析，从而化解矛盾或者化解问题。这就是该理论的基本思路。这种理论是前苏联的阿奇舒勒发现的，阿奇舒勒是一位专利审查员，他在审查专利的过程中，隐约察觉这些发明中似乎存在着一定的规律。之后阿奇舒勒领导1500多人组织该项研究工作，并成功创立了该方法。在这套发明方法实现的初期，一直作为国家机密，并在苏联的各个领域中起到非常重要的作用。在苏联解体后，这种方法逐渐被世人所知。后来经过多年的传播逐渐发展完善。2.3.2TRIZ理论的基本思路TRIZ解决问题的基本思路非常简单，主要是通过问题所表现的三个方面特征进行进行问题模型划分。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。通过基本属性分类的模型又对应了四种不同的解决工具：标准解法、分离原理、发明原理、知识库与科学效应。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矛盾，随着一个参数的提高另外一个参数必然下降。生活中常见的例子有手机的性能和成本。为了方便描述各种技术参数，人们总结出来39个不同的技术参数。这39个技术参数进行一对一的组合，形成了1482对技术矛盾，抽象的涵盖了所有的技术矛盾。发明原理是解决技术矛盾的非常好的工具，而发明原理目前一共有40种之多。40种的开发原理没必要在实际应用中全部带入到矛盾中一一分析，应该通过建立矛盾矩阵进行分析。对于技术矛盾相对应的使用使用频率较高的发明理论。这样大大节省了设计的时间。在同一个参数上出现两种不同的状态的矛盾称之为物理矛盾。例如在设计摄像机的过程中，处于屏幕的考录我们希望相机越大越好，但是处于便携的考虑，我们希望越小越好。解决物理矛盾的工具是分离原理。将同一个参数矛盾的双发进行分离，可以是空间上的分离也可以是时间上的分离，甚至是心理上的分离。许多的超系统，系统以及子系统就是在分立原理的应用下产生的。分离原理某种程度上说，是功能细化和模块分类的动力。2.3.3TRIZ中的抽象模型物—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。类似物质世界的原子。无偿模型同样是发明中的“原子”。一个发明必定是由许多个大大小小的物—场模型组成的。物—场模型主要有三个要素。承受体（S1），施加体（S2），中间场（F）。这样一来，就形成一个微小的体系，施加体（S2）通过中间场（F）向受力体（S1）施加某种作用。根据分析，这样的基本单元中纯在这样的几种问题，按物—场的完整性可以分为：完整物—场模型、不完整物—场模型。完整物—场模型中纯在的问题主要是场的作用问题，场的正向充分增益、场的正向不充分增益、场的反向增益（也就是抑制）。不完整物—场模型。及时上面三个基本要素缺少一个或多个。解决物—场模型的有一套完整的标准解体系。标准解体系共有76个标准解。运用分类的方法，用五个等级对物—场模型进行划分，划分出的五个等级的物场模型，不同等级物场模型分别对应若干的标准解。功能模型也叫HOWTO模型。通过分析技术系统的功能语句，提炼出主谓宾三段的功能语句。而解决功能模型的工具是科学效应与知识库。在工程领域，常见的功能共有30种。根据长期的研究总结发现，如果将功能与特定的科学效应和现象相对应，并通过效应和清单列出现象清单和科学效应。由于产品的设计很大程度上就是功能实现的设计。因此在实际的产品设计中，设计者以产品的功能为起点，设计了一套功能分析设计方法。功能分析设计发，是以功能设计为出发点，着重于产品的功能。这样，对功能的定义变得尤为重要。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。2.4本章小结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。这个功能并不能够作为直接设计的依据。因此，将总共能进行细化拆分，并将细化后的功能进行细致的分类整理。通过对分类整理得到的功能进行分析，分析该功能的工作以及工作原理。进一步组合成原理方案。通过评价后得到最佳原理方案。通过综合TRIZ创新方法，三次设计方法以及基于功能的产品设计进行了一次综合的设计。

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机械程序设计法，是在上述设计方法的基础上，以产品功能实现为目标，辅助并保障程序设计为手段的机械设计方法。机械程序设计法是一种手段设计方法，而非目的设计方法。在产品的设计过程中依然要坚持产品功能实现为目标。机械程序设计法的目的有两个，一个是保障计算机程序运行的指令能够顺利通过机械部件执行，形成具有实际效果的某种功能。另一个是通过机械部件完成对外界的感知，并将感知的信息传递给程序接收部分。也就是保障程序的输入的准确性和输出的可靠性。机械程序设计的一个基本思路是，在确定好目标之后，设计的具体过程要从程序出发。时刻思考程序会对机械设计产生什么样的影响。机械程序设计法在实际的生产生活中已经有所体现。例如，在F1方程赛中，人们会采用微电脑智能控的方式减少耗流量，和增加赛程的速度。在飞机上，会采用程序控制飞机的仰角。甚至直接采用电脑控制飞机。因为程序的存在，原来需要人为触发的执行动作，直接由电脑控制，因此机械部分会据此做出一些改变。在实际的产品中，往往这种改变都是被迫的。在一些大型的企业中，由于职能分化，许多机械设计在完成之后才被通知有许多需要更改的地方。此外，因为各种产品中，程序的比重增加了，在机械设计的过程中，会不得不为了保障程序的顺利运行而添加一些传感器、摄像头、收集装置。这些困扰的产生就是由于设计者没有从程序的角度出发，进行机械设计。机械程序设计法的运用将会很好的解决这些问题。3.2机械程序设计法的设计过程机械程序设计法的基本思路是从程序出发设计机械。那么首先第一步必须要了解程序。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。了解程序并不是去做一个程序员，更不是去实际的参与编程。而是要知道程序可以具体实现的功能。下面是本人在平常的学习和试验过程中的总结。简要的介绍程序以及程序的功能。程序的本质是利用芯片中的软件对信号进行处理。是一种具有逻辑的大脑。程序从系统的角度可以概括为三个功能：接受信息、处理信息、输出信息。这三个功能相互独立，又互相依靠。程序接受的信息只能是以电信号的方式接受，输出信息的方式也只能以电信号的方式输出。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。也可以对外界进行各种输出，影响外界。下表列出一些感知和输出方式。依靠传感器和开关，可以感知：温度，湿度，距离，时间，高度，能量，颜色，光线声音等。图3.1机械程序设计法依靠执行元件可以实现：加热、制冷、压缩、旋转、伸缩、发光、等在实际的设计过程中，这些功能的实现，是需要程序进行控制的。而程序控制的依据各种传感器带来的数据。因此在机械设计的过程中要注意传感器的位置安放，和传感器线路的连接。传感器位置的安放将会影响传感器功能的发挥。如果安置不当，将会导致传感器失灵，传感器测量数值偏差。进而进行整体功能的实现。传感器位置的安放应当注意以下几点。第一，传感器应当受到良好的保护。第二，传感器应当尽可能和测量物体保持合适的距离。第三，传感器安装应当便于拆卸，以方便后期的维修和更换。传感器线路的安排要合理，防止电联裸露在外面。例如3D打印机的温度传感器，和加热棒一起安装在导热铜块里面。这样既可以很好的保护传感器不被碰撞，可以准确的测量加热温度。由于程序需要一定的实物载体，常见的载体一般有单片机，CPU等。同时还有电路板，及其焊接在电路板上的电子元件。这样一来，将会有不小的体积。这个体积将是不容忽视的体积。为此，在进行机械设计的时候必须将体积考虑进去。由于这部分高密度的电子元件比较脆弱，又需要进行散热处理。因此，必须进行保护的同时考虑散热功能。综合考虑，常见的安放位置有如下的特点。第一，暗转在机器内部，通过导热装置，和外界连接。第二，安装在机器下方，上部分连接机器的底盘，下部分散热。这样的安装方式常用于固定机械。第三，安装在机械外侧。安装在外侧可以方便更换维修。执行元件。执行元件常见的有加热棒，电机，LED灯等，这些安装各自有安装规范。为了满足这样的安装规范。需要进行加装一些支撑、固定物。支撑固定物需要在设计之初，就加以考虑，这样可以从整体结构上进行加固。机械程序设计为了更好的使得机械和程序相辅相成，还必须从整体的角度考虑机械设计。一方面，可以减少不必要的机械结构以最大程度的降低成本。另一方面，可以通过增加机械结构，优化程序算法，提高运行效率和可靠性，或者缩短研发周期。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。但是要明确，增加还是减少，都是以程序为根基的，切不可妄自增删。这方面常见的例子有许多，其中简化结构的例子有。无人机的设计。无人机的设计是机械程序设计中的经典，整体的设计完全依靠程序算法，机械结构的作用仅仅起到增加强度，支撑零件的作用。不需要考虑上升下降，旋转控制。这些功能的实现统统交给算法通过电机实现。增加结构的例子有3D打印机。3D打印机程序控制喷头的移动，但是会面临定位精度的问题。如何解决定位精度的问题程，很难仅仅依靠程序的算法解决。因此有必要增加机械结构。通过触碰开关来检测到电机的喷头的实际位置。这样，通过简单的机械结构就可以实现3D打印机定位的问题。简单有效，而且具有很好的可靠性。3.3机械程序设计法在本次设计中的应用从成体拍摄物体的目的来看，相机是机器最重要的输入同时也是输出元件。为了拍摄物体，需要程序控制相机移动到和物体合适的位置。这个时候，就会发现，如果相机和被测物体发生碰撞将会损坏镜头。如何解决，如果纯粹采用程序算法的过程，将会涉及到三体运动的先关知识。建立一个以相机为原点的坐标系。通过输入被测物体的大小，在三个相互运动的物体中，求解路径。这样一来将会带来巨大的工作量。使得产品研发的时间大大增加。因此，利于机械程序设计法，将大量的程序工作量，转化为简答的机械结构。可以通过采用加装超声波传感器的方式，控制相机和物体的距离。如果相机和物体之间的距离过紧，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。缩短研发周期。图3.1其次是相机的定位问题，根据分析，程序的定位，单单只是依靠程序是无法实现的。相机的定位同样也不能只靠电机的控制实现。通过加装定位开关，实现精准的定位。相机、灯光、被摄物体三者之间的位置关系通过程序进行控制是不太现实的。采用物体固定不动，相机和灯光移动，用两个物体的移动来模拟三个物体的移动。降低编程的难度，减少研发周期。在相机云台设计的过程中，由于电机转动误差，和外界的环境干扰，造成的误差难以用程序的方式直接减少。普通的触碰开关定位方式不能再此机构中使用。基于机械程序设计法，本文采用一种程序与机械结合的定位方式。图3.2旋转定位原理图中，采用的是激光照射在旋转物体上面，透过小孔可以照射到感光器上面。由于旋转物体的转动，会使得感光器在感光和不感光之间转化。从而可以通过两者交替的时间转化进行精度位置的控制。3.4本章小结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。本章是本次设计采用的主要的设计思想。是在设计工作中总结经验，归纳出来的理论方法。这种方法目前依然停留在定性的感知方面，目前没有具体的衡量方法和可以清楚描述的公式。在今后的工作实践中，将会继续完善该方法。

4总体方案确定总体方案确定既是三次设计中的系统设计。利用系统设计的思路进行整体的规划和调整。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，设计一个能够进行产品宣传的摄影棚。这种摄影棚将来可以在化妆品产品宣传、电子产品宣传、手工艺品宣传。能够拍摄出全方位立体化的产品视频。尽可能的展现出产品的各个方面的各种效果。因此具体需求如下：1.相机可以在摄影棚的任意空间移动旋转；2.相机可以水平竖直方向旋转；3.载物平台可以顺时针逆时针旋转；4.灯光可以在摄影棚内任意移动；5.灯光可以水平方向竖直方向旋转；6.灯光的色温明亮光线等可以调节；7.摄影棚可以隔绝外界光线；8.以上要求可以动过电脑进行控制；4.2各部分功能实现本设计的摄影棚能够通过移动装置控制相机的移动旋转，从而实现相机能够按照预定的轨迹移动，拍摄出特定的视频画面。相机的云台可以对相机起到固定和旋转的作用，摄影灯能够通过智能控制，实现灯光照射点的定轨迹移动，和灯光定点光照缘设定轨迹移动。载物平台的设计可以在摄影棚的设计中，移动灯是一个非常重要的部分，移动灯的设计直接影响着最终的摄影功能以及产品的效果。本次设计采用的是二轴转动平台的移动摄影灯。通过电机的带动实现灯的X,Y轴旋转。这样的转动可以控制灯投射点的移动，移动的范围可以覆盖摄影棚的大部分位置，理论上可以覆盖到摄影棚98%左右的面积和空间。但是由于摄影的范围主要集中在可以旋转移动的转台附近的位置，因此，根据设计需求分析，摄影灯的技术需求进行设计。摄影灯需要实现，X轴小于360°转动，Y轴小于360°转动。并需要对灯光的四个主要参数：光线、光圈、光强、色温进行调节。实现以上功能的可用结构和成本分析。由于本次设计的灯光的总体的重量较轻，预计的重量应该在300g左右，因此设计直接采用电机直接驱动的方式，将转动的主题直接和电机相连接。形成如图所示的结构。通过分析实际测试的结果发现，设计的结构能够完美实现目标的设计需求。但是由于外观的美观性需求，可以进行稍加改进。灯光光线的调调节采用的是电路控制电机，可以实现灯光按照固定轨迹的移动。灯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。灯光光圈的变化是通过人工虹膜的电路的控制来实现的。这样的结构能可以实现任意光圈大小的调节。这样的调节之后可以在拍摄的过程中形成聚光和散光的转化，由于采用的是智能控制，这样的结构能够实现一些奇妙的拍摄镜头。通过调整电流强弱对电路进行控制，再通过电路调节灯光强弱。相机云台的设计。相机云台的设计是采用三轴未定结构的设计，相机的三轴稳定可以和相机移动框架一起运动，配合运动可以实现对特定物体的定焦拍摄。摄影棚整体移动框架的方案设计。摄影棚的整体移动方案主要有丝杆滑台移动方案、螺纹杆移动方案、钢丝滑轮移动方案、同步带滑台移动方案。由于丝杆滑台的造价比较高，对于安装要求和维护成本要求高。一次不适合本次设计的定位。钢丝滑轮的方案研发周期长，加工成本高，由于今年疫情的原因，加工的成本再次的上升，导致无法在毕业之前完成。相比较以上的方案，同步带滑台的移动方案成本低，能够符合本次设计的各种要求。因此选用同步带滑台进行整体框架的设计。根据设计需求分析，框架需要实现X、Y、Z三轴的移动。因此，采用的是四个滑台搭建的结构，结构的形状在下图中显示。这样的结构能够减少滑台的使用，降低成本。但是这样的结构存在若干的问题，因此在这样的结构的基础上进行改进。在如图所示的位置上加装结构2的支撑，增加刚性。采用这样的结构后，减少了晃动。根据下面的公式进行晃动的分析。由于摄影棚需要进行密封，防止外部光源对灯光系统的影响。需要在原来框架的基础上，设计一个遮光罩。遮光罩的功能有两个，一个是需要防止外界的光源对小型摄影棚的影响，另一个是对内部的光源进行控制。需要控制内部的光源，由于摄影的过程中有时候需要灯光不发生漫反射，这样的要求就需要遮光布能够进行便捷的更换。因此在设计的时候，就需要遮光的外部框架能够便捷的拆卸和更换。对于框架的选择，同样是优先考虑结构强度，其次考虑生产成本。本次设计采用的是铝方管和连接结构。如下图所示，这样的结构没有使用螺丝紧固件，可以更加方便的拆装。此外连接的部分使用的是传统的榫卯结构，在强度和坚固程度上都可以达到使用要求。虽然市面上的摄影棚都是大型摄影棚，小型摄影棚目前还没有足够智能的小型摄影棚。但是具有很高的借鉴意义。摄影棚的智能摄影棚的功能分析1.拍摄功能2.移动拍摄3.旋转拍摄4.自动调光5.承载物体6.物体旋转摄影棚的功能需求。为了适合小物品的拍摄，特别是手机宣传片的视频拍摄，需要在拍摄的时候，手机能够处于一个不受外界管线干扰的环境中，这样一来，方便控制光源，并对光源进行调节。由于手机宣传片的拍摄需要手机进行全方位的展示，这样就需要手机所在的平台可以旋转，通过软件能够控制旋转的速度和方向，这样拍摄出来的效果更好。相机在摄影棚中并不是固定不动的。而是需要移动，由于拍摄效果的需求，需要移动的轨迹能够轻松自如的控制，在移动的同时需要旋转。而优美的画面与视频需要通过旋转，平移相机来完成。主要的拍摄效果有如下几张图片的拍摄效果。这样看来，可以简化出一个非常简单的黑箱模型。被拍摄物体的形状颜色作为输入，智能摄影棚作为一个黑箱，输出是拍摄后的画面。只能摄影棚的功能结构分析模型根据分析，智能摄影棚的总功能是拍摄物体，实现拍摄物体这样的功能，需要三个部分的功能，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。电机动力驱动部分主要是灯光移动的电机，载物台移动的电机、相机移动的电机。灯光移动需要实现的是灯光的XY轴的旋转、载物台的转动和升降、相机的转动和移动。电路控制部分需要实现电机的协调控制，电机的速度时间控制、灯光的色温和光线的强弱控制。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。建立功能链：根据上面的分析，建立关于摄影棚的功能链分析。输入信息是被摄物体的形状颜色，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，通过调节灯光的颜色、光线强弱、灯光照射角度，影响拍摄的光阴效果。拍摄角度和相机的移动得到影像资料。智能能摄影棚的功能结构模型：本质上讲，智能摄影棚是一个受到两个因素影响的单一输入和单一输出模型。这两个影响因素是灯光和光影物三者相对位置。其模型可以用下面的形势来表示。分析智能摄影棚待设计的功能1.解决相机移动的问题，2.解决灯光移动的问题3.解决物体移动的问题根据上述的原理进行如下的分析设计。由此，三次设计中的第一部设计完成。根据第一步设计的设计结果。发现优先面的几个参数还没有设计完成。因此进行如下的设计。进入三次设计的第二次设计，参数设计。这一步的设计目的是为了寻找到最优的设计参数，从而降低生产成本提高产品的可靠性。根据分析，有下面的参数没有设计完成。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。由此确定了完成了第二次设计。确定了参数。而在真正的生产活动中，不能轻易的下结论，还要考虑到实际加工会给产品带来怎么样的影响。因此第三步设计就是容差设计。在考虑生产不完美的加工的状态下，依旧可以保障产品的顺利运行。

5相机移动框架设计5.1相机移动框架传动设计传动方案的选择决定了机械运行的效果，传动方案的选择应该比较各种传动方案的优缺点，进行综合的考虑。根据目前常见的传动方案进行分析考虑，总结出以下的传动方案。按照传动的原理来分，有以及下几种。图5.1由上述表格可以知道，传动的方式一共有两种。一种是啮合传动一种是摩擦传动，相比较摩擦传动，啮合传动具有工作可靠、寿命长、传动比准确、传动功率大、效率高的优点。符合本次设计的传动要求。在啮合传动中，由于本文需要比较长的传送距离，因此，应该选用链传动或者是同步带传动。将同步带传动与链传动进行比较发现，工作可靠，噪音小，传动效率高是链传动没有的优点。因此本文的设计采用同步带传动。5.2同步带选型计算相机的重量一般为1.5kg，镜头的重量一般为1.3kg，相机总重量为2.8Kg。竖直方向提升相机需要的力：F=mg（5.1）其中m=2.8kg，g=10N/kg因此F=28N电机的选择，同步带的选择需要根据电机的电机必要脉冲数的计算：必要脉冲数=110050×360°1.2°根据需求，在相机的控制中需要对加减速进行控制，因此，在选择相框移动部分电机时应满足该需求。驱动脉冲频率Hz=6600-500×0.251-0.25=8.7kHz本次设计的带轮传动共有两种形式，水平方向的传动和竖直方向的传动。先计算水平方向的传动力矩。水平方向的力矩：TL=D2×m×1η其中计算得到由于在竖直方向上的上下行传动力矩不同，为了安全选择最大的传动力矩进行计算。TL=D2×m×1η根据计算，得到力矩的算式为根据计算，电机的实际输出功率为：Pt=Tl×n9550同步带的设计动力Pb=Pt×KK为过载系数，过载系数根据相关经验和资料显示一般取值在1.5~2.5之间。通过上述计算，本文最终采用的型号是米思米的RSB1-L-C21A-N-F0-3-1000同步带滑台。图5.2通过选型计算，本次的相机移动框架中采用了型号的同步带，带宽为。并根据上述的同步到选择相应的同步带模组。由于同步带模组的配合存在结构上的不稳定。因此进行加固，加固采用加强筋的方式，加强筋采用三角形的结构，能够有效的减少结构之间的应力集中。是在工程中比价常见的加强方式。具体的设计图纸如下所示。图5.3本次设计采用的是同步带直线模组。由于同步带直线模组具有良好的传递性能，水平的直线度具有很好的保障。垂直方向也就有良好的性质。由于同步带的弹性，在垂直方向上会产生一定的拉伸效果，为了抵消这部分垂直方向的拉伸效果。本次设计采用程序控制的方式，对拉伸量进行补偿，从而减少拉伸量对摄像机移动效果的影响。本次设计使用龙门结构来保证摄像机垂直方向的稳定性。侧面两个垂直立柱可以很好的支撑相机的重量。

6摄影灯的设计6.1摄影灯的设计需求1.摄影灯产品设计需求分析：2.需要能够点亮光源；3.需要能够控制光源明亮变化；4.需要能够调整光圈的大小，从而实现光照末梢光圈的大小；5.需要能够控制光的移动；6.需要能够控制光的转动；6.2传动方案的选择齿轮在传动中使用的非常多，而且具有成型的国家标准。根据需求，本次设计的摄影灯齿轮的选择主要是问了降低电机步进角过大的，因此，从电机选型的角度进行思考。选用电机的型号为24BYJ48，步进角为5.625°，由于这个步进角较大，会导致聚光灯行动轨迹的移动间距过大。C=α360°2πγ其中α为步进角，γ=1000mm，计算得到，C=9.8125mm。这样大的单点移动距离将无法达到定位要求。于是有必要进行减少步进角。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。由此可得弧长公式为：C=α360°∙2πγ∙1根据设计要求，需要将聚光灯移动轨迹设定在1mm以内。根据计算得到i=9.8125,取整数得到i=10,因此减速比为10。再根据灯罩的直径为40，计算出来，这样一来，齿轮的最大直径最好不超过40，由于视觉效果的考虑，自最终实际的齿顶圆直径小于20.设m=0.25,摄影灯齿轮部分齿数为15:150，根据计算齿轮的直径为大齿轮37.5。符合设计要求。在此部分的设计中应该注重实际灯光效果。因此，首先选定灯珠。考虑拍摄需要等因素，最终选择双色LED贴片灯珠作为本次设计使用的灯珠。图6.1采用的驱动电压是5V~12V，根据电路中其他电流的设置，本次采用的是5V的直流电压。由于外径的尺寸是40mm，进行简单地预留空间的设计，内直径50mm，外径80mm圆形桶。最终采用的是铝合金灯罩，为了防止不必要的反光，表面喷磨砂黑漆处理。实际加工效果如图图6.2垂直旋转臂设计垂直旋转臂的设计，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，此处不再多加叙述。图6.3设计结构如上。水平旋转轴采用贴合灯罩的圆形设计，在两侧加装支撑结构。图6.4为了减少两侧的摩擦，减少耗电量，在两侧加装滚动轴承。滚动轴承的选取直接根据内侧轴径和外侧孔径选取。由于考虑到垂直旋转轴和底座之间的摩擦，在底座和垂直旋转轴之间加装直推轴承。图6.5整体设计效果展示。图6.6

7载物转台设计由于摄影棚在拍摄物品的时候需要被摄物体能够按照一定的方向角度进行旋转，从而实现对被摄物体的多角度的拍摄效果。水平转台设计需求，1.顺时针逆时针的旋转2.旋转角度可以控制3.旋转速度可以控制4.能够承受10kg的重量5.转动平稳无抖动6.无声静音根据以上的设计需求进行设计。按照不同的机械台式结构，可以将水平转台分为立式和卧式；在立式和卧式的基础上按照转轴的数量，又可以分出转轴和多转轴两种类型，其中，多转轴的结构多用于多自由度的场合。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，采用齿轮作为传动结构。

8相机云台的设计8.1相机云台的设计1.相机云台采用二轴转台结构设计2.需要承载10kg的重量；3.转动平稳无抖动4.主流相机参数表表8.1型号W*H*D(mm)重量（kg）5DIII152*116.4*76.40.95EOSID158*163.6*87.71.53HOSC300133*179*1712.52EOSC500160*179*1711.82尼康D4160*156.5*90.51.34Blackmagic166.2*113.5*126.51.7松下HDC-MDH1GK216*224*4321.8佳能XF100/105121*148*2501.2索尼MC58C85*144*2440.67莱卡S160*120*801.26哈苏H4D-60213*153*1312.29SONYFS700145*178.5*235.50.67SQNYHDR-AX2000E173*187*3422.1根据上述的相机参数，确定需要设计的相机云台的参数表表8.2项目单位数值重理Kg3.2载重Kg8产品尺寸mm600X350X500可载尺寸mm140X195X225最大可控旋转转速°/s（度）90最大可控俯仰转速°/s（度）100最大可控横滚转速Vs（度）30表8.2（续）项目单位数值航向旋转范围°（度）360俯仰范围°（度）45/-120横滚范围°（度）±60角度控制精度0（度）0.028.2相机云台材料选型相机云台材料的选型要求有两点：一是符合强度设计要求，二是高性价比。目前，市场上常见的相机云台材料有传统铝合金、高强度注塑材料、炭纤维和玻纤材料，其中铝合金材料强度高，但是质量较重，加工费用高；高强度注塑材料需要开模，费用昂贵适合批量生产；而相比之下具有结构强度高、方便加工、质量轻的炭纤维和玻纤材料更适合用于本次的云台设计。炭纤维材料是一种新型高强度材料。由于其极高的含碳量和特殊的纤维结构，使得其有极强的物理结构性能和可加工行。很好的结合了碳和纤维的优点。目前碳纤维已经在很多的场所得到了应用。目前我国炭纤维的生产工艺也逐步成熟，市场前景良好。碳纤维的价格也逐步趋于合理。目前国内大型的炭纤维生产企业有恒宇、湖南九华等企业。本次设计的云台是基于二轴旋转平台的相机云台，分为横轴和纵轴两个方向的设计。由于云台的横轴的受力情况复杂，对云台的最大受力情况进行分析。为了保证产品安全，在此引入安全系数K，得到如下公式：Q1=K∙Q0其中Q1为云台的设计重量，Q0为云台的实际重量，K为云台的安全系数，取相机云台设计计算相机云台设计重量计算：Q1=K∙Q0其中Q1—Q0—K—安全系数；根据实际经验，相机的重量在2kg左右，加上镜头1kg，整体框架1kg。总质量不会超过4kg，计算采用5kg。根据上式计算得到Q1=1.5×5kg=7.5kg重量为FQ=Q1∙g=75本次设计是由两个支撑臂，因此单臂受力为：G=FQ2=37.5N受力结构简图图8.1云台横滚轴的受力简图根据上图可知，当相机云台处于平衡状态的时候，有如下方程：F1L2=F2LL=L1+L2其中F1F2本次设计中左臂的质量为G10.015kg，右臂的质量为G20.013kg，驱动电机的重量为G30.25kg由此计算得到：F1=G3+G1F2=G3+G2计算得到F1=2.5+1.5+2+37.5=43.5N设定单臂的长度为L=253mm，由上述数据和公式可以得到，L1=单臂的镂空设计。由于碳板的结构完全能够承受上述计算的载荷，为了减轻整体的重量，增加相机外观的整洁美观，镂空设计可以很好的解决上述问题。本文结合SolidWorks有限元分析，对单臂进行镂空设计。设计效果图如下。8.3垂直轴的设计垂直轴的设计相比较横轴简单，具体的设计过程与横轴类似。在此不再赘述。

8.4有限元分析有限元分析是一种模拟分析，通过数学的无限分割理论，也就是微分思想，将真实的物理系统进行分割，用有限来逼近无限，从而模拟真实的物理系统。有限元分析的理论依据是数学中的偏微分方程，用偏微分方程来描述自然界的各种变化。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”的方式进行求解，从而获得比较接近真实值得模拟结果。ANSYS是目前企业中比较常用的有限元分析软件同时还是目前应用最广的有限元分析软件；anstran，主要用于电机的有限元分析；comsol，其多物理场耦合计算功能非常的强大，在化学、热力学等领域的研究分析上非常常用；上述软件都是国外技术相对成熟的软件，国内软件起步晚，由于受到行业的巨头的牵制，目前少有成熟的软件。目前国内软件有FEPG、SCIFEA等。作为平民级别的软件SolidWorks同样能够进行一定的有限元分析，SolidWorks的有限元包括了应力，热，频率等分析方法。再次之前，有限元分析，目标都是为军方服务。在SolidWorks中，simultaion具有良好的界面风格和可操作性。具有全面的分析功能，可以实现应力分析、频率分析、热分析。但是由于SolidWorkssimulation适应的领域没有ANSYS广泛，只能在静力学领域中进行分析。8.5有限元分析的步骤分为三个步骤在SolidWorks中进行有限元分析。1.分析前对模型的调整和分析，；2.分析过程中的调试；3.分析结果的处理。具体的操作过程如下：第一步建立模型，通过设计的需求尺寸，进行对应的建模，之后于装配体中进行模型的调整。调整的模型需要符合整体设计的要求。第二步调整模型，对于实际加工的模型有时候并不适合分析。需要将建立的模型进行预处理，忽略掉一部分可能对结果产生不必要影响的结果。第三步建立SolidWorks模型，建立SolidWorks模型，对材质进行定义设置相对应的弹性模量。对模型进行网格化处理，并添加夹具约束，最后添加相应载荷。第四部开始分析。分析的过程中，需要保持电脑的良好的运行。在分析的过程中可能产生崩溃或者分析失败。这时候需要对模型进行调整。第五步记过分析。因为在结果出现后需要进行分析，最终需要人进行评估。因此在进行评估的时候需要进行权衡。最终根据产生的结果并且结合现状进行分析。8.6具体分析步骤8.6.1垂直旋转臂结构分析垂直旋转臂材料为ABS，该材料的泊松比为0.394，弹性模量为2.2GPa。图8.3网格化处理，网格处理越细，越接近真实效果。但是电脑的压力也就越大。根据需求，网格化处理如图8.3。图8.3设置载荷，根据实际受力情况分析，受力情况为如图8.3所示。锁受载荷为15N。图8.4静应力分析，根据分析结果显示，最大位移量为2.45×10图8.5通过静应力的分析，可以看到，该结构在受力的情况下，会向外进行拉伸。根据这个情况，在灯的轴上加装其他结构限制这一方向的变形。8.6.2相机云台框架的有限元分析图8.6根据实验测得碳纤维板的泊松比为0.307，弹性模量为2.6×10根据相机云台框架的实际情况进行受力分析，如图8.6所示。根据计算结果，设定横臂受力情况为50N。图8.7网格化处理，如图8.7所示。图8.8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9.85×108.7相机云台电机选型相机云台电机的选型需求需要电机体型小，质量轻。相机需要具有住够大的扭矩。能够自锁，没有抖动现象。控制精度高。步进角小。根据分析，相机云台的电机位置放置在如图所示的位置起到很好的平衡作用。在此时，电机的不会有较大的负载。如果相机旋转到竖直方向上时，将会导致横向轴的电机承受较大的力矩。图8.2航向轴电机负载简图根据力矩平衡条件可以得到Q8∙L4=Q9带入上述数值，根据计算，的带T2在除了考虑电机的控制精度以及方式，电机的运行性能外还需要注意控制进度，本次1所需的电机，步进角需要控制在1°之内。因此根据查找，选用如下的电机：图8.此款电机为新领航云台相机，具有上述要求。8.8章节小结本章节主要设计相机云台，根据相机拍摄的实际需求，进行设计一款符合要求的小型相机云台，应用于本文设计的摄影棚中。本章节的设计成果主要有：1.相机的云台采用炭纤维结构，具有结构强度高，质量轻的优点。设计的结果也令人满意，相机云台的重量为1.5kg，加上相机的重量，总重量没有超过5kg。2.本次设计采用了SolidWorks进行设计，通过可视化建模，进行了干涉检查，可行性能分析。确保了各个零件都能够满足设计要求。3.本章节设计的相机云台是一种创新型的云台。市场上没有同样产品。和传统的相机云台相比具有许多优势。

9整体布局和设计的再调整图9.1摄影棚的整体布局结构简明，具有良好的活动空间和活动范围。摄影棚可以看成是一个封闭式的摄影空间。布局按照上下分隔前后照应的方式。上方是相机移动空间，下方是被摄物体旋转空间。灯光的移动介于中间地带。由于灯光的移动需要更加敏捷和迅速，同时可以利用的空间非常有限。因此在整体的规划上采用了移动灯和补光灯相结合的方案。通过程序，实现流畅的灯光运行。相机、灯光、物体的相对运动

10智能摄影棚容差设计智能摄影棚容差设计是考虑到实际的生产过程中，由于实际加工的零件尺寸并不会是一个完美的理想值，而是在这个数值上下浮动的数值。因此，对零件的容差设计是非常有必要的。是保证产品功能正常运行的关键。本次设计的容差设计具体体现在加工图纸上。在实际的装配中进行调整。图10.1

11结论本次设计《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。摄影棚在结构功能上具有良好的可实现性。能够完成产品拍摄需求。在机械结构设计上，实现了相机、被摄物体、灯光的移动。为后续的自动化控制提供了结构基础。本文提出的机械程序设计法，在实际设计过程中得到实际应用，具有一定的实际应用价值和设计指导意义。能够解决机械设计和程序设计过程中面临的矛盾冲突。

12总结由于产品设计本身是一个复杂的设计过程，因此设计的过程既是大胆创新的过程，也是细心谨慎求证探索的过程。在本次的设计中首先，采用QFD理论研究了做什么的目标问题，接着用TRIZ解决了真么做得手段问题，最后用三次设计法决绝了最后如何实施的问题。本文的设计方法采用这三个设计原理的的集成原理，采取各个设计的优势，并将其应用的设计的各个阶段中。由此设计出来一个产品。这样的产品完全具备实际生产的能力，根据设计的图纸可以加工出符合要求的产品来。智能摄影棚的智能不仅仅体现在简单的三个物体的移动而是移动的智能控制。本文的设计不仅仅是机械结构上的设计，还有摄像机轮动轨迹的设计。在电影拍摄过程中由于专业的电影拍摄相机体积大重量高，导致在移动的过程中面类很多的困难。因此相机的移动一度成为了电影拍摄的一个瓶颈。但是随着技术的进步，越来越多的拍摄机机械引入到电影的拍摄过程中。这使得相机的移动瓶颈有所突破，这个时期诞了许多注明的拍摄手法。这些拍摄手法在表达人物内心的心理活动、塑造人物形象、渲染电影的分为等等各个方面都起到非常重要的作用。回首往事，大学四年的时光已经过去。我也是一个即将毕业的学生。在这最后的时间里，用尽自己所学的知识，设计出了这样一款产品。本身这款产品是由好朋友陈志伟想到的，他的想法是设计一款真正智能化的小型摄影棚。能够方便的拍摄电子产品等小型的产品。适应现在的大众创业，万众创新的环境。当时的我刚从实验室出来，他找到我，说出来了他的想法，我觉得非常可行。就同意了他的邀请。后来经过我们的讨论，发现电路的问题我们都不能解决。于是我们又找到我们年级专业水平挺高的郑长春同学。他在电路方面有很浓厚的兴趣，有很多比赛的成果。我找到他之后，和他说了我们的想法。他也举得非常好，于是就同意了我的邀请。我们的想法很早就开始有了。但是真正开始设计的时候非常晚，这也是仓促之下，很多的细节没有处理好的原因。这样的设计本身并不完美。虽然有这么多的不尽如人意的地方，但是我们还是有许多的成果和收获的。首先是摄影灯的设计。郑长春画电路板，我做机械的设计。在一开始采用的是3D打印的材料。在结构和强度方面有很多不尽如人意的地方。在我刚买的3D打印机的时候，由于打印的许多参数都需要慢慢的调试，因此，做了很多浪费时间的废品。但是后来逐渐的掌握了3D打印的技巧之后，还是做出来许多不错的成果。移动灯的外壳就是打印出来的效果。在第一代的设计中已经能够实现基本的功能需求。随后为了让灯光有更加丰富的功能，采用了更多的设计。进行的第三代和第四的设计。摄影灯的功能也在不断的增加。目前的阶段来说，就单单一个摄影灯的外形就已经具备实际生产和销售的功能了。在设计好移动等之后，我开始周守相机云台的设计。相机云台的设计我同样是采用的论文中提到的设计方法。在我的出租房里面挂了一幅TRIZ的分析图标。这个图表里面详细的列出了各种矛盾的分析工具。根据这里面的情况最后设计出来一个相机的云台。由于这个云台本身需要很强的材料强度，在第一次设计的时候，我本来计划采用的是碳板进行加工。出来的结果能够很好的强度和韧性。但是后来由于成本的原因，没有去加工。我还是用3D打印机的材料代替了碳板。但是由于这次的代替，不得不在结构上做出来许多优化。使得结构强度不是很高的打印材料能够支撑比较重的相机，并进行旋转和移动。这一部分的设计花费了比较长的时间。但是这些时间的花费是值得的。这个是淘宝上相似产品不到十分之一的价格上产出来的相机云台。这样的云台完全胜任摄影棚的各种要求。在相机云台设计好之后，其实已经离最后的毕业的时间很近了。为了赶时间，在整体框架的设计上没有仔细的斟酌，直接购买了模组。由于模组的购买已经完成了设计的大部分内容，因此。这个摄影棚整体上就已经完成了七成。根据摄影棚这个框架的结构，我设计出来一个遮光的外壳。外壳可以遮挡整个框架。外壳采用的是铝型材和不透光布围城的。相机在里面的拍摄效果是非常棒的。通过外面的控制很好的实现了我们预期想要的效果。但是由于时间的问题我们最终没有实现我们的最终目标。但是我们并没有停止设计。毕业并不是我们的唯一目标。我们是为了一个产品进行设计。比仅仅是我机械如此，我的队友都是如此。特别是郑长春的设计，采用了非常高超的技术。单单是一个电路板，就已经设计到出神入化的地步。他的设计不断的刷新我对电路板小的认识。从最开始的面包板的测试到PCB板。他的设计都可以说是完美的。功能的实现更是没有任何的问题。最让我叹服的是他的焊接技术。已经赶上了专业的贴片机器。当然这些都是准备工作。毕竟我们做得这些都是在为了摄影服务。最后是陈志威的主场。我们将智能摄影棚设计完成之后是由陈志伟进行拍摄的。拍摄的效果也是这样的。整个机器的拍摄机规划和智能的路径控制也是在最后咨询陈志伟只有进行的。

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PowerPoint课件制作实用技巧PowerPoint是微软公司生产的制作幻灯片和简报的软件（以下简称PPT）。在我们许多人看来,它只不过是一个简单地对文字、图形、图片进行演示的软件，教学中的课件制作软件当属Authorware、Flash。Authorware和Flash制作的动画效果的确很好，而且它们的功能也很强大。不过这些软件在制作课件的过程中往往非常耗时，用这些专业软件来制作课件用于平时的教学往往效率很低。PPT就是一个非常简单、实用的制作课件的软件，只要你用好它,同样能做非常棒的课件来。一、掌握基本，知道“插入”。（一）知道从“插入”菜单进入，会给PPT课件添加文字、图片、影片和声音等，也就会做一般的课件了。（二）图片插入与处理1.插入图片具体方法：a)插入剪贴画或文件中的图片；b)添加图片做背景；c)给自选图形做填充。2.处理图片具体方法：我们用PPT制作课件时，经常从网上下载图片来用，而网络中的图片往往含有超链接和网站名称痕迹，我们需要删除其中超链接，并对图片进行裁剪处理。在Powerpoint中，我们一般可以利用“图片”工具栏上的“裁剪”工具进行裁剪处理，但是，这里的工具只能对图片进行矩形裁剪，若想裁剪成圆形、多边形等其他形状，通常方法就无能为力了。其实这个问题在PPT中是可以解决的。我们用给自选图形做填充图片的方法就可以实现我们需要的效果。具体步骤：a)首先利用“绘图”工具栏画一个想要裁剪的图形，如椭圆。b)选中椭圆后单击“绘图”工具栏上“填充颜色”按钮右侧黑三角，从列表菜单中单击“填充效果”命令。c)打开选择“图片”选项卡，单击〔选择图片〕按钮，从“选择图片”对话框中找到合适的图片，单击〔插入〕按钮后返回到“填充效果”对话框最后单击〔确定〕按钮后退出。此图片当作椭圆图形的背景出现，改变了原来的矩形形状，获得了满意的裁剪图片效果。图片在插入PPT之前，我们可以用ACDSEE软件进行加工，如改变大小，裁剪等操作。二、学会下载，查找方法。在制作课件过程中，我们时常需要从网络上下载各种资源用以丰富课件内容，提升课堂效果。但有许多网站的flash动画都不提供下载；还有网站为我们提供了许多视频素材，这些视频素材都是FLV流媒体格式。FLV流媒体格式是一种新的视频格式，全称为FlashVideo。由于它形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频文件成为可能，它的出现也有效地解决了视频文件导入Flash后，使导出的SWF文件体积庞大，不能在网络上很好的使用等缺点。目前各在线视频网站均采用此视频格式。如新浪播客、56、优酷、土豆、酷6等，无一例外。FLV已经成为当前视频文件的主流格式。这些网站一般都不提供下载。我们想要这些素材，怎样办？1.寻找下载方法：a)在百度网站搜索栏中输入下载的内容，搜索下载方法。b)弄清格式，再搜索方法。2.具体方法推荐①flasah动画的下载方法一：IE缓存中寻找在网上看过一个flash后，一般情况下都会保存在IE缓存里。右击桌面上的IE图标，选“属性”命令，单击中间的“设置”按钮，弹出“Internet临时文件和历史记录设置”面板，单击“查看文件”，可以打开临时文件夹，按时间排序，找到刚才打开的flash动画文件。优点：不需要安装其它软件。缺点：操作相对烦琐。方法二：借助Flashsaver等软件下载，这些软件都可以快速、方便的下载你所需要的flash文件。优点：简单、方便、快速。缺点：需要安装使用。②FLV视频的获取方法一：IE缓存中寻找，方法同flasah。方法二：flv视频解析下载/三、学用控件，转化应用1.flash动画的插入方法一：安装flash插件，再插入flash。步骤：a)安装“ppt插flash软件”插件；b)单击“插入”→“flashmovie”→打开要播放的flash文件→确定。方法二：利用控件插入flash动画。步骤：a)插入“ShockwaveFlashObject”控件对象：右击“工具栏”→选“控件工具箱”（或点“视图→工具栏→控件工具箱”）；点“其他控件”（控件工具箱中最后一个形似锤子斧头的按钮），拖动滚动条或在英文输入法状态下按键盘上“s”键，快速定位到以s开头的控件，选择“ShockwaveFlashObject”控件。将鼠标移到幻灯片工作区，鼠标指针变成“十”字型，拖动鼠标绘制出一个形似信封的矩形。b)打开控件对象“属性”对话框：右击矩形控件对象，在弹出的快捷菜单中选“属性”命令。c)正确设置控件对象属性：主要是在“Movie”空白文本域中正确输入演示文稿要播放的.swf动画的完整名称。d)将控件对象适当缩放：为了获得比较好的播放效果，拖动控件对象的缩放点使它几乎覆盖整个幻灯片工作区，但要在幻灯片工作区底部保留少许空白区域。这样既可以享受.swf动画大屏幕播放的好处，又能够保证幻灯片能够顺利地切换。e)一般情况下，幻灯片应显示出动画的第一帧图形。如果控件对象仍是空白的，可保存演示文稿，关闭后再打开