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1、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
2、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
3、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AbstractWith the improvement of peoples living standard and the popularization of photography art, peoples demand for photographic equipment is becoming more intelligent and more convenient. People need more intelligent and more
4、convenient photographic equipment. Especially since the development of the media, so that people on the shooting of the demand more exuberant. In order to open up the market and adapt to the development of peoples demand, this paper designs a small intelligent studio. To meet peoples needs for photo
5、graphy. Because the traditional studio is based on the design of large-scale workshop, the construction of the studio needs the support of large-scale site. The equipment is expensive and the construction labor is expensive. But more individual users and photography enthusiasts, can not afford such
6、expensive costs. For individual users and photography enthusiasts to provide a cheap and inexpensive small studio, easy to create. To design a small, intelligent studio. The design theme of the Small Intelligent Studio is divided into three parts, mechanical structure design, electronic circuit desi
7、gn design, photographic effect design, and each of the three members of the team are responsible for. This paper mainly discusses the design of the mechanical part. The main body of the mechanical part design includes five small parts: frame design, camera head, photography light, load turntable, ca
8、mera mobile device. In terms of product design method, this paper adopts a comprehensive design method based on cubic design and TRIZ theory. Realized the product design, from the idea to the processing production detail system design.Keywords: Three-time design theory; TRIZ invention theory; intell
9、igent studio; structural design; finite element analysis；目 录1前言11.1 产品设计背景11.2 国内外研究现状11.2.1 国外智能摄影棚11.2.2 国内智能摄影棚11.2.3 国内简易摄影棚21.3 产品设计的意义和目标21.4 设计分工和任务明确22产品设计理念和设计方法32.1 基于三次设计和TRIZ理论的综合设计方法32.2 稳健设计32.3 TRIZ创新理论42.3.1 TRIZ发展历程42.3.2 TRIZ理论的基本思路42.3.3 TRIZ中的抽象模型52.4 本章小结53 本文创新机械设计方法机械程序设计法73.1
10、 机械程序设计法的定义和内涵73.2 机械程序设计法的设计过程73.3 机械程序设计法在本次设计中的应用93.4 本章小结104 总体方案确定114.1 整体需求分析114.2各部分功能实现115 相机移动框架设计155.1 相机移动框架传动设计155.2 同步带选型计算156 摄影灯的设计186.1 摄影灯的设计需求186.2 传动方案的选择187 载物转台设计228 相机云台的设计238.1 相机云台的设计238.2 相机云台材料选型248.3 垂直轴的设计258.4 有限元分析268.5 有限元分析的步骤268.6 具体分析步骤278.7 相机云台电机选型278.8 章节小结289 整体
11、布局和设计的再调整2910 智能摄影棚容差设计3011 结论3112 总结32参考文献33谢 辞341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
12、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
13、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
14、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
15、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
