舞台升降台的同步控制策略研究与应用

舞台升降台的同步控制策略研究与应用

娄晨光

浙江佳合文化科技股份有限公司浙江杭州311100

摘要：近年来，舞台升降台的同步控制的应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了升降舞台主要采用的结构形式，分析了液压和综合机械结合，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就升降台的同步控制策略展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：舞台升降台；同步控制；策略；应用

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，舞台升降台同步控制的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对舞台升降台结构形式的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其同步控制工作的最终整体效果。

2升降舞台主要采用的结构形式

2.1国内目前升降舞台的结构形式

目前为止，国内升降舞台主要采用钢丝绳(链条)牵引式，齿轮齿条爬升式，丝杠螺母副式，液压(水平丝杠)剪刀撑式，刚性链驱动式等结构形式。前三种结构形式动力都是利用的电动机，又被称作机械传动。而这种丝杠螺母副式近年来使用频率最多，驱动机动力的原理是由皮带传动于地轴到中间减速器，然后分别传动于前后丝杠减速器，最后是由四对丝杠螺母副驱动台面升降。

2.2液压传动的优缺点

液压传动以其独特的优势赢得大家的青睐，并且在升降机机械中得到广泛应用，液压传动基本与机械传动平分天，但液压传动肯定也存在着缺点。由于大型升降舞台基本上采用的都是双缸顶升、双剪叉撑的方式，这样就不可避免的出现这些问题:(1)双缸同步;(2)当台面升起后长时间停放时，由于双缸内泄漏的不同会造成沉降的平衡问题;(3)如不使用剪叉撑结构而使用多只液压缸直接顶升又不容易解决多缸同步问题，尤其是台面下降时;当台面下降时，剪叉低角度启动力矩大，需要功率储备大。

2.3机械传动面临的瓶颈

如果是使用率不高的舞台机械就不适合使用计算机，因为成本太高，造成浪费。还有想要解决低角度启动力矩大的这个问题，控制剪叉撑在舞台降到最低时保持一定角度，这样不足就是会造成基坑过深，土方量也会随之增大，并使升起后支点靠一端，承重点不对，造成重载时台面变形，如想解决这个问题，就必须加强台面钢结构硬度和自重，因此就得增加驱动力。以液压行业为例，由于主要原材料如优质钢材、铜材、铝材、铸造毛坯等价格不断上涨，直接造成产品成本快速上升，而一些主机厂商更愿意购买国外基础件，对国内基础件实施限价、降价的采购政策，“基础件产业生存在上下挤压、左右推挡的困境中。”我国工程机械、冶金等工业的快速发展，客观上又对液压等基础件产业提出了更高的要求，加快发展基础件产业是基础件行业和主机行业共同的目标和任务。发展面临诸多挑战目前，我国中高端工程机械的关键配套件基本依靠进口，不但价格高，供货还不及时，“受制于人”。

3液压和综合机械结合

3.1解决舞台变形的问题

液压和综合机械各自优势，在舞台升降机设计中最好采用液压与机械传动相结合的方式，充分利用液压低速大功率调速平稳和机械传动制动可靠的长处，来弥补各自的不足。从以下图例中证明了液压传动于机械相结合取得很好的结果。液压缸垂直安装在中央，4根工业链条至于活塞顶部来顶升台面四角，并在同时液压缸通过缓冲活塞顶部与台面连接形成五点顶升，这样台面在重载荷时变形会很小，链条之间通过钢性传动轴连接达到同步，并通过传动轴及变矩器与机械制动器连接，从而形成可靠的制动系统。

3.2节约造价

升降机动力系统初级传动使用液压系统，保留了液压传动的优点，但因为使用的是单缸所以不存在同步问题，末级使用链条传动省去耗材多、低角度启动力矩大的剪叉结构，并增加了液压助力器，减小了启动瞬间的驱动功率，升降机面采用桁架结构，并设有一定向上的拱起，因为顶升点多，所以在同等荷载情况下台面刚性要求相对低，节约了造价，也就节约了成本。

3.3解决泄露问题

我们解决液压系统的泄漏问题的方法是在系统中加液压锁，尽可能减少系统泄漏造成的沉降问题。舞台的升降动作，要求舞台升降时要平稳，保证舞台停止时不跌落。这样既充分利用系统低速大功率调速的优点，又利用了机械传动容易同步、制动简单可靠的优点，由于平衡块的应用，减小了驱动功率，使运行平稳。

3.4提高传动效率

油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。机械适用于相距较远得两轴之间的传动;可作为变速器实现变速传动;可获得较大的传动比;实现运动的合成与分解，带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动;过载时打滑防止损坏其他零部件;结构简单、成本低廉。两者相结合，达到远距离运输，提高传动效率。

3.5增强灵活性

液压因为是油管连接可以依据具体实际场所进行布置，比机械装置灵活，可以在大范围内容易实现无级调速，可以在装置运行过程中随意调速，传递负荷均匀平稳，易磨损件少噪音低，维护十分方便，液压装置借助于各种控制阀非常容易实现过载保护以及各种状态的自动变换和远程监视控制，同时液压装置重量轻结构紧凑惯性小，将液压与机械相结合，可以更好地发挥液压的优点。

3.6便于系统化管理

液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化已成为世界发展的潮流，便于实现数字化，液压元件已实现了系列化通用化和标准化，便于设计制造使用和维护。液压发生故障不易检查，特别是液压技术不太普及的单位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验，培训液压技术人员的时间较长。将液压与综合机械结合，有利于优化这种管理弊端。

4升降台的同步控制策略

4.1变更电气频率

动刚度关系着多层级的要素，它被拟定成频率比这样的函数。构架固有频率很类似各时段的激振频率；动刚度缩减得很剧烈，它只能达到1/210的总体静刚度。与之对应，若拟定好的原有频率超出了这样的激振频率，则会增添初期的动刚度。条件许可时，把运行速率变更为每秒0.1米。结合后期处理，慎重考量体系内的固有频率。

4.2改变控制性能

提升构架静刚度，变更固有的构架性能。按照振型要求，筛选最适宜的拉筋来弥补初期的升降台缺陷。这样做，就修补了主梁缺失的漏洞。变更导向机构，提升了1毫米特有的安装精度。导轨增添了配套拉筋，增添基坑衔接之处的初期刚度。改造后的台架很稳固，变更电气特性。

4.3设定适当尺度

杆体配件特有的抗扭曲、配件抗弯特性，都关系着配件断面设定的尺度、断面形态等。同时，抗弯及抗拉这样的特性也关联着表层的惯性矩。例如：圆形截面常能抵抗偏大的刚度，但抗弯特性不佳；工字梁显示着最优的抗弯状态，但抗扭曲不佳。按照受力状态来筛选最优截面。对于同一形态、同种尺度这样的断面，若侧壁偏薄则这类截面的抗扭曲、抗弯状态都会良好。为此，优先加大截面尺度，并不是增添厚度。

4.4随时予以检测

丝杠初期的垂直度被限制于2毫米，修正了配件衔接位置。提升运行速率，变更了体系内的传动比，增添了适宜的传动链。增强台架刚度，也会添加重力，破坏初始平衡。对于这类问题，可以添加某些铅块来化解疑难。调整了初期的调速及变频体系，随时查验体系内的配件。

5结束语

综上所述，加强对舞台升降台同步控制应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的舞台升降台同步控制过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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