专利名称：在广场内实现地面巨型画轴长卷表演的设备的制作方法在大型运动会和大型广场演出中，需要各种舞台表演道具，这些道具常常需 要在表演前隐藏在舞台下方，在进行表演时升出台面，通过驱动装置使其展示各 种表演效果。目前，还没有研发出能够在广场上或大型舞台上展现巨幅"画巻" 特效的设备，对于这种展现巨幅"画巻"特效的设备，要求其能够驱动画轴轴体 平移、轴体表面异形LED视频图像旋转以及地面LED视频图像延展三项运动相互 咬合，在舞台上创造纵向长100多米、横向宽20多米的巨幅画巻，既可反复开 合形成画巻在地面打开的效果，又可单独运行以或同步同向移动的表演效果。
本发明的目的是提供一种实现地面巨型画轴长巻表演的设备，该设备能够使 作为表演道具画轴在地面或舞台上实现与驱动系统的快速安装定位、进行画轴滚 动、开合等表演动作。为实现本发明的目的，提供以下技术方案一种实现地面巨型画轴长巻表演的设备，包括成对的画轴组件，安置在铺 设有液晶显示器的舞台面上，具有圆柱形画轴架和敷设在画轴架表面的液晶显示 器屏幕；支撑装置，将画轴组件支撑在舞台面上；平移驱动装置，连接画轴组件 的两侧，用于驱动画轴组件平移；连接装置，使画轴组件的端部与平移驱动装置 相连；可旋转的端头纸巻，安置在画轴架内并位于其两端；旋转装置，带动端头 纸巻、在画轴架内转动。特别是，画轴架内圆周表面的上部安置滚轮，底部成对安置用于支撑端头纸 巻的托轮。其中，支撑装置包括成对的支撑轮，对称安置在画轴架的底部，用于将画 轴架支撑于地面或舞台台面上，支撑轮为万向轮。其中，连接装置包括安置在画轴架的两端底部的支架安装座和可在支架安装座内伸縮移动的支架。支架安装座上固设插销安装板，套设有弹簧的插销通过安 装板安置在安装座上，在支架的内外两端对应插销的位置分别设有供插销下端插 入的固定孔。
特别是，旋转装置位于端头纸巻的内侧端部，包括地轮，固定于画轴架底 部，用于驱动端头纸巻转动；传动机构，将地轮的转动传递给端头纸巻。其中， 传动机构具有过渡轮，安置在画轴架底部中心线位置，通过水平链条与地轮相 连；链轮，通过垂直链条与过渡轮相连，其支承轴安置在画轴架的中心轴线上； 拨叉，安置在链轮的支承轴上，其两端与端头纸巻、内侧端架固定。
特别是，所述端头纸巻内侧端部设置拨叉套，拨叉的端部安置所述拨叉套内。 其中，平移驱动装置包括安置在每个画轴组件两侧的一对运行小车，画轴 组件通过连接装置与运行小车相连；驱动每个画轴组件来回移动的两组钢丝绳驱 动系统，每组钢丝绳驱动系统与一对运行小车同时相连以便驱动其两端同步移 动。
其中，钢丝绳驱动系统包括 一对巻扬机、安置在画轴前后侧，每个巻扬机 上巻绕一根钢丝绳，钢丝绳两端绕过多个转向滑轮后分别固定在一对运行小车 上。
运行小车具有车架，车架上表面设置成对的凸轮轴； 一对凸轮，分别通过 单向旋转止推轴承安装在凸轮轴的上端，该对凸轮只能相向旋转；钢丝绳固定装 置，安置在小车架的前后两端，分别与两组钢丝绳的绳端相连。
本发明的优点体现在以下方面
1、 本发明实现画轴长巻表演的设备能够实现纵向长100多米、横向宽20 多米的巨幅画巻表演，通过伸縮机构和双凸轮单向逆止旋转快速连接装置，可以 使演出前事先隐藏在地下或舞台下面的画轴在演出时升至舞台台面以上后能够 快速实现画轴和驱动装置的连接或拖挂，保证了演出的要求和演出的顺利进行。
2、 本发明实现画轴长巻表演的设备通过釆用钢丝绳驱动装置，利用由固定 在画轴两侧的两个巻扬机分别驱动连接画轴两端的两根钢丝绳，以便驱动画轴来 回移动，当一台巻扬机负责收绳牵引时另一台巻扬机则负责放绳张拉，即采用钢 丝绳机械牵引同步与钢丝绳收放同步相结合的驱动装置，因此能够使画轴在运行 中时刻处于受控状态，而且通过巻扬机可以有效而方便地实现钢丝绳张紧，画轴驱动的可靠性高，即画轴运行走得稳、停得准，保证了画轴长巻表演的有效实现。 3、本发明实现画轴长巻表演的设备采用在画轴端部设置由旋转装置带动旋 转的纸巻端头，并且旋转装置以画轴平移的支承轮旋转为动力源，使得巻轴的旋 转或滚动与画轴的移动匹配，即画轴移动愈快，纸巻旋转愈快，有效实现平移巻 轴在地面滚动的表演效果。


图1是本发明在广场内实现地面巨型画轴长巻表演的设备主视图2是图1中所示的左端头纸巻及其旋转装置的放大视图3是图1中的P向局部放大视图3a是沿图3中A—A线的局部剖视图4是图1中的A部放大视图5是沿图1中B—B线的剖视图6是沿图2中C一C线的剖视图7是一对画轴长巻的钢丝绳驱动系统的示意图7a是第一画轴长巻的钢丝绳驱动系统的示意图7b是第二画轴长巻的钢丝绳驱动系统的示意图8是画轴与小车的连接装置的放大示意图8a是沿图8中A—A线的剖视图9是画轴与小车位置存在定位误差时连接的示意图，其中图9 (a)和9 (c) 分别为伸縮机构处于偏离一对凸轮对称线的极限位置的状态；
附图标记说明1、画轴架；la、 LED屏幕；2a、左端头纸巻；2b、右端头 纸巻；3、支承轮；4、纸巻旋转装置；5、轨道小车；6 、伸缩机构，6a、支架;
7、地面；
11、滚轮；12、支撑架；13、支架安装座；14、插销安装板；15、插销；16、 弹簧；17、螺钉；18、托轮；19、固定孔；21、纸巻；22、纸巻内侧端架；23、 拨叉套；
31、第一画轴；32、第二画轴；33、 33a、 33b、第一钢丝绳；34、 34a、 34b、 第二钢丝绳；35、第一运行小车；36、第二运行小车；37a、 37b、转向滑轮；38a、
738b、转向滑轮；311、 312、第一画轴巻扬机；321、 322、第二画轴巻扬机；
41、地轮；42、链条；43、过渡链轮；44、链条；45、链轮、46、拨叉；
50、导轨、51、小车架；52a、 52b、凸轮；53、车轮；54、挡板；55、绳 端座；55a、绳端固定螺栓；56、连接螺母；57、连接螺杆；58、凸轮轴；58a、 端盖；59、单向旋转止推轴承

下面参照附图详细描述本发明的
。
如图1所示，本发明实现地面巨型画轴长巻表演的设备包括安置在地面上的 画轴装置、使画轴装置沿地面移动的轨道小车装置、拖动小车在地面上沿轨道来 回移动的钢丝绳驱动系统，画轴装置沿垂直于画轴装置轴线的直线进行平移，可 以在地面上设置两套相互平行画轴装置，其可单独运行，也可同步朝同一方向移 动或相反方向对开移动。
其中，画轴装置包括呈圆筒形的画轴架l，其直径为2米，长度为22米，画 轴架1的圆周表面可敷设一层LED显示屏la。画轴架1内左右两端分别安置一 套端头纸巻2a、 2b，通过使端头纸巻2a、 2b旋转，配合整个画轴装置平移，实 现一种画轴在滚动的视觉效果。
为了达到最佳视觉效果，将旋转装置4安置在端头纸巻2a和2b的内侧端部， 如图1和图2所示，防止由外侧看到旋转装置。
图6为沿图2中C-C线的剖视图，示出了旋转装置4的具体结构，包括 用于驱动端头纸巻2a、 2b转动的地轮41和传动机构。其中，地轮41固定于画 轴架1底部，传动机构将地轮41的转动分别传递给端头纸巻2a、 2b以便驱动其 转动。传动机构包括安置在所述画轴架1底部中心线位置的过渡轮43，过渡轮 通过水平链条42与地轮41相连，过渡轮43由垂直链条44与支撑在画轴架的中 心的链轮45相连，链轮45的支撑轴安置在画轴架1内的支撑架12上，拨叉46 安置在链轮45的支承轴上，其两端与端头纸巻2a、 2b内侧端部相连。
如图2所示，端头纸巻2a的内侧端部设置一对拨叉套23，拨叉46的端部 安置拨叉套23。画轴架内圆周表面的上部安置滚轮11，底部安置支撑端头纸巻 2a的成对托轮18，如图5所示。如图l、 2所示，画轴架l的底部对称安置支撑轮3，支撑轮3为万向轮。 参照图3、 3a说明平移驱动装置的结构组成。
如图1、 3所示，平移驱动装置安置在画轴架1的两端外侧，包括沿轨道行 走的轨道小车5和将画轴架1安置在轨道小车5上的支架6a。支架6a可伸縮地 安置在画轴架1底部的支架安装座13内。支架安装座13上通过螺钉17固设插 销安装板14，套设有预压紧弹簧16的插销15穿过安装板14插入安装座13内， 弹簧16夹持在安装板14和支架6a之间，在支架6a的(图3所示)两端对应插 销15的位置分别设有供插销15下端插入的固定孔19。
画轴长巻不工作时，如图2所示，支架6a縮回安装座13内，插销15插入支 架6a外端的固定孔19内，使支架6a保持在安装座13内，当需要进行表演时， 克服弹簧16的弹力向上拔起插销15，使支架6a由安装座13内伸出，当支架6a 内端的固定孔19移至插销15下方时，即移至图3所示的位置，插销15在弹簧 16的回复力作用下，插入固定孔内，由此将支架6a的内端固定于安装座13，如 图3所示，接着将支架6a的外端固定在轨道小车5上，以便通过轨道小车5带 动画轴长巻平移。
图8、 8a示出了画轴与小车的连接装置的示意图。轨道小车5的小车架上设 有一对凸轮轴58，凸轮轴58的上端通过单向旋转止推轴承59安装有凸轮52a、 52b，凸轮轴58与单向旋转止推轴承59之间、单向止推轴承59与凸轮52a、 52b 之间分别通过健连接，通过用螺钉将端盖58a拧紧在凸轮52a、 52b上端面而将 凸轮52a、 52安置在凸轮轴58上端。
如图8所示，由于凸轮52a、 52b通过单向旋转止推轴承59安装在凸轮轴上， 两个凸轮52a、 52b的单向旋转止推轴承59的逆止方向是相反的，使得左边的凸 轮52a只能做顺时针旋转，右边的凸轮52b只能做反时针旋转。这样，当支架 6a伸入这对凸轮52a、 52b之间后，顺时针旋转左边的凸轮52a，反时针旋转右 边的凸轮52b，将支架6a固定住。
本发明的上述连接装置对定位误差可以进行补偿。下面参照图9 (a)、 (b) 和(c)说明其原理。图9 (b)所示的支架6a的中心线与凸轮52a、 52b的对称 线重合，如图9 (a)和(c)所示，当支架6a的中心线向右或向左偏离凸轮52a、 52b的对称线时，支架6a相对于小车存在定位误差，图9 (a)所示的支架6a处于向右偏离的最大极限位置，凸轮52a顺时针旋转直至顶靠在支架6a的左侧面; 图9 (c)所示的支架6a处于向左偏离的最大极限位置，凸轮52b反时针旋转至 顶靠在支架6b的右侧面。
由此可见，当画轴移动到达指定位置时，本发明的伸縮支架6a可伸出与轨 道小车5连接。两凸轮52a、 52b的长轴均与支架6a的轴线平行时，两凸轮52a、 52b之间的间隙最大，该间隙大于可伸縮的支架6a宽度，例如比支架6a的宽度 大30mm，而小车实测的位置误差通常小于10mm，这样对于因画轴定位误差引 起的支架6a偏离凸轮52a、 52b对称线0-10mm时，由于两凸轮52a、 52b之间 的间隙大于支架6a宽度30mm，可以对画轴定位误差进行补偿，允许存在定位 误差10mm的可伸縮的支架6a拉出到双凸轮之间，之后分别旋转凸轮52a和/或 52b靠紧支架以完成连接，由此而实现画轴与轨道小车的快速而可靠的连接。
例如，如图9 (a)所示，画轴架相对两凸轮的对称线向右偏15mm (补偿 的右极限位置)，则将支架6a拉出到两凸轮52a、 52b之间后，支架6a右侧抵靠 右凸轮52b，顺时针旋转左凸轮52a使其顶靠在支架6a的左侧面，完成画轴架 与轨道小车的连接；如图9 (b)所示，画轴架的轴线与两凸轮的对称线重合(处 于对中位置)，将支架6a拉出到两凸轮52a、 52b之间后，顺时针旋转左凸轮52a 并反时针旋转右凸轮52b，使其分别顶靠在支架6a的左侧面和右侧面，完成画 轴架与轨道小车的连接；如图9 (c)所示，画轴架相对两凸轮的对称线向左偏 15mm (补偿的左极限位置)，则将支架6a拉出到两凸轮52a、 52b之间后，支架 6a左侧抵靠左凸轮52a，反时针旋转右凸轮52a使其顶靠在支架6a的右侧面， 完成画轴架与轨道小车的连接。
此外，再如图8、 8a所示，轨道小车的外侧设置挡板54，用于止挡支架6a。
轨道小车5的前后两端设有钢丝绳固定装置，包括拧紧在轨道小车架51上 的连接螺杆57，连接螺杆57的另一端套在连接螺母56内部，连接螺母56另一 端具有内螺纹，绳端座55具有带外螺纹的螺杆部，该螺杆部拧入连接螺母56 内，而与其连接成一体，钢丝绳33通过绳端固定螺栓55a夹紧在绳端座55上。
下面参照图7说明钢丝绳驱动系统的组成及其工作过程。两个画轴装置31、 32相互平行设置，其钢丝绳驱动系统相同，并相互对称布置。每个画轴装置具 有两套钢丝绳巻扬机驱动装置，每套钢丝绳巻扬机驱动装置包括负责一个方向牵
10引的一个巻扬机和一根钢丝绳，当一方牵引则另一方放绳。
以第一画轴装置31为例说明其结构组成及工作过程。如图7a所示，第一画 轴装置31的两端各设置一个第一运行小车35，第一运行小车35的两端分别固 定带动第一画轴装置31向远离中心的方向移动的钢丝绳33a和向中心移动的钢 丝绳33b，钢丝绳33a由巻扬机311驱动，钢丝绳33b由巻扬机312驱动。钢丝 绳33a的中部巻绕在巻扬机311上，其两端分别通过多个第一转向滑轮37a后各 自安置在第一画轴装置31两端的第一运行小车35的一端；钢丝绳33b的中部巻 绕在巻扬机312上，其两端分别通过多个转向滑轮37b后各自安置在第一画轴装 置31两端的第一运行小车35的另一端。
同样，第二画轴装置32的两端分别设置一个第二运行小车36，其两侧分别 设置一组钢丝绳驱动装置，用于分别驱动第二运行小车36向两侧移动，其原理 和组成同第一画轴装置31,故不再重复说明，参见图7b。


本发明提供一种实现地面巨型画轴长卷表演的设备，包括成对的画轴组件，安置在铺设LED屏的舞台面上，具有圆柱形画轴架(1)和敷设在画轴架表面的液晶显示器；支撑装置，将画轴组件支撑在舞台面上；平移驱动装置(5)，连接画轴组件的两侧，用于驱动画轴组件平移；连接装置，使画轴组件的端部与平移驱动装置相连；可旋转的端头纸卷(2a、2b)，安置在画轴架(1)内并位于其两端；旋转装置(4)，带动端头纸卷(2a、2b)在画轴架(1)内转动。本发明实现纵向长100多米、横向宽20多米的巨幅画卷表演，并保证了画卷与驱动装置的快速连接和平移行走的可靠性以及有效实现了平移卷轴在地面滚动的表演效果。