CN1040327A - 升降舞台及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多点支撑整体升降的舞台，其主要特点是在整体舞台地板下面的机座上设置有多个与舞台地板下表面相连接的、由电机、减速器和升降螺杆组成的升降装置，并且在舞台地板的下表面上还设置有与多个升降装置相应的位移探测装置和导轨式定位限位装置，本升降舞台用微计算器控制系统进行程序控制，也可采用手动或点动方式控制。本升降舞台升降平稳、安全、造价低，操作维护方便。

Description

本发明涉及舞台，是一种多点支撑整体升降的舞台。

现有技术中，小型升降舞台有采用剪刀式提升装置，既舞台地板固定在剪刀式架的上端，下端与驱动机构相连，该驱动机构驱使剪刀架下端缩放，则舞台地板产生升降。这种提升装置，使得舞台地板下面的设施复杂，耗用材料多，而且必需把它们放在较深的地坑中，施工复杂，价造也高;这种装置也不适用在楼面上建造升降舞台。对一般大、中型升降舞台，大都采用分块多点提升，即把舞台分成若干块，每块舞台地板下面装有升降机构，此升降机构有千斤顶式平台升降机构、液压系统拖动并控制的平台升降机构等多种。这种分块多点提升的升降舞台最大的问题是每块舞台地板的升降程度可能有差异，造成使用不便。联邦德国于1979年3月1日公布了一种“高度可调的舞台地板”，专利申请号为DT2738-563。其主要特点是在地板角上装有电机驱动的、用离合器相连接的千斤顶。这种千斤顶式升降舞台结构简单，但不适宜于大型舞台或整体舞台使用。苏联于1980年10月5日公布了一种“舞台地板”专利，专利号为SU767-327，其主要特征是舞台与安装在地基上的四个升举器相联，升举器受马达和运动链驱动，使舞台作升降和倾斜运动。这样的升降舞台其不足：（1）机械结构复杂，4个升降器的钢性连接的制造及安装都很困难，不适宜在楼面上安装使用;（2）控制困难，只能靠人工操作电磁离合器来连接升降轴，很难达到舞台的同步升降。美国于1986年7月15日公布了一种“剧院起升平台”的专利，专利号为US4600085，其主要特征是平台与具有用驱动螺旋杆操纵的伸缩式支柱相连接，伸缩式支柱通过同步链条相连接。这样的起升平台每一升降点要用三节以上伸缩式支柱支撑，结构和工艺都较复杂、加工、安装要求高，用同步链条控制各升降点升降的同步性不能得到充分保证。

本发明提供了一种整体升降的多点支撑式升降舞台，即在整体式舞台下面设置有多点能同步上升或下降的升降装置，并设置了多个位移探测器和导轨限位器，以保证多点升降的同步性和平稳性。

本发明的任务通过以下方案达到：在用钢格栅和地板拼装成的整体舞台下面地基上设置有n个（n＝3、4……）由电机和减速器驱动的升降装置，升降装置中与减速器输出齿轮相啮合的垂直升降螺杆连接于舞台地板的下表面上，同时，在此下表面上相应于每一组升降装置设置有一套位移探测装置和导轨式定位限位装置。

为防止舞台地板上升及下降过程中可能出现的“咬死”现象，在本设计中于升降螺杆与舞台地板下表面相连接处安放有软垫块。如果在图1顶升点③处设置球形万向接头，则舞台台面就可以在45°内任意倾斜（利用微处理机定量控制）。上述位移探测装置由与舞台地板相连的齿条及与该齿条相啮合的传感器组成。导轨式定位限位装置由固定垂直导轨床、导轨体及装在其上的限位撞块组成。

上述装置当启动电机时，与电机出轴相连接的减速器就带动升降螺杆升降，也即带动舞台地板升降。舞台地板的升降又带动与之相连的位移齿条和导轨体运动。齿条的升降即发出舞台地板的位移信号，此位移信号传递到与之啮合的传感器中，传感器则把信号传递给控制系统，经控制系统对舞台地板n个升降点位移信号统一处理后控制相应电机的工作状态，使舞台作同步升降。导轨体则沿着固定导轨床运动，其作用是保证舞台地板n个升降点作垂直运动，以保证舞台地板平稳地升降;同时，导轨上的限位撞块保证了舞台地板的安全升降，限位撞块把位移极限信号传送给控制系统，以控制电机的转动。

本发明中的控制系统包括信号处理及控制部分和升降及制动执行电路部分。处理及控制部分由多路选通模拟转换器、A/D转换器、CPU中央处理器、锁存器、存贮器、I/O通道、反相驱动器、键盘及显示器组成。舞台地板n个位移信号由传感器传送到处理、控制电路的多路选通模拟转换器中，经A/D转换传送至CPU运算处理后，再经I/O通道从反相驱动器的输出端输出，输入到执行电路，控制升降装置升降或停止。

本发明的优点是升降装置结构简单，可以设计得较薄，解决了在没有固定地坑或在楼面上建造升降舞台的难题，并且，本发明中设置有位移探测装置和定位限位装置，使得舞台地板的升降平稳、安全、操作和维护方便。本发明适用于剧院演出舞台，也适用于宾馆、大厦、演讲厅的会议或演出舞台。

现结合附图所示的实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的多点支撑及升降机构中一组升降装置的结构示意图。（其它组升降装置均与此相同）。

图2为本发明控制系统中升降及制动执行电路中的电源控制电路图。其中ZH为转换开关，K为总闸刀空气开关，DZ1为空气开关，ZL为整流电路。

图3为执行电路中的驱动及制动电路图。

图4为本发明控制系统中的信号处理及控制电路图。

由图1知，舞台地板由地板1和钢格栅2构成，升降装置由电机5、蜗轮减速器6及升降螺杆4构成。该升降装置安量在舞台地板下面的机座11上。电机5通过连轴器与减速器的蜗杆相连接，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮的轴心处制有内齿圈，升降螺杆4与此内齿圈相啮合。升降螺杆4的顶部通过软垫块3与舞台地板的下表面相连接，升降螺杆4的下部插入充满润滑油的套管13中。由图1见，在每一个安装升降装置的机座11上均配置有一套拉移探测装置，由齿条7和传感器9构成，齿条7的顶部通过十字接头8与舞台地板的下表面相连接。在本实施例中，传感器9采用多卷电位器，该电位器的输入端上的齿轮与齿条7相啮合。舞台地板位移变化时使得电位器的电量发生变化，从而在控制系统中测出并控制舞台地板的位移量，及进行n个升降点位移量的同步控制。由图1见，在每一个升降装置附近均装有限定舞台地板垂直升降的定位限位装置，由导轨体10和固定垂直导轨床12构成。导轨床12垂直固定在与地基相连的导轨座上，其上端装有与控制系统相连通的二块挡铁，导轨体10固定连接在舞台地板下表面上，并镶配在导轨床12中，能沿导轨床12作垂直运动，此导轨体10的上、下端各装有一块撞块15，当舞台地板顶升至极限位置时，下端撞块15与导轨床12的下部挡铁相接触，控制系统即控制电机停转，舞台地板则停升;反之，当舞台地板下降至极限位置时，导轨体10上的上端撞块与导轨床12的挡铁相接触，控制系统即行控制电机停转，舞台地板则停降。

参阅图2、3，本实施例的控制方式有手动、点动及自动三种形式，拨动转换开关ZH即能转换三种控制方式中的任一种。

1.手动控制方式（以开机、上升为例）

拨动转换开关ZH使触点3、4接通。见图3，使手动按钮QA₁合上，此时中间继电器J₁得电，触点接通，交流接触器C₁₁得电，指示灯XD₁₁亮（指示上升运行），在空气开关DZ₁闭合的条件下电机5旋转，此时制动回路19、18断开;当按动手动停止按钮TA（原处于常闭状态），则J₁断电，C₁₁失电而主触点断开（此时电机5还在惯性作用下旋转），此时在16、20、19回路中延时释放继电器JS₁得电，使得接触器Z₁接通，则制动主回路工作，电机5的电枢回路通至R₁能耗电阻上（见图2），使电枢的转速迅速下降，达到制动的目的，制动时间由JS₁预置，通过SJ₁点来实现。

2.点动控制方式

拨动转换开关ZH使触点5、6接通，则中间继电器J₃得电，J₃各触点使各点动回路处于点动状态，手动按钮DA₁₁、DA₁₂……等处于工作状态，按下即动，放松即关。

3.自动控制方式

拨动转换开关ZH使触点1、2点接通，则中间继电器J₄得电，J₄各触点使各上升，下降回路处于工作状态，由程控系统对虚线框内的触点进行开与闭。

图2中ZL是由四只晶体二极管组成的桥式整流电路，其作用是电动机需在制动时把单相交流电源整流为直流电源，对定子绕阻馈送制动电流。停机时，由于SJ₁触点延时断开，此时线圈Z₁被激励，其常开触点Z₁点全部闭合，整流变压器B获得电量并供给电机5的绕阻的直流，使其制动。经过一定时间，制动完成SJ₁分断，Z₁断电，则切断直流电源。

由图4知，本实施例的信号处理及控制系统由多路选通模拟转换器24、A/D转换器25、CPU中央处理器26，锁存器28、存贮器29、I/O通道30、键盘32、显示器27、31、及反相驱动器33、35组成。整体舞台地板n个位移信号经多卷电位器21接收并变换成电量后，经过上、下限量程调节器22、23处理并把输出线性较好的信号送给信号处理及控制系统的多路选通模拟转换器24，由CPU控制选通的n个传感器中某一路信号进至A/D转换器25中，经A/D转换后一路送至显示器27，另一路信号输入CPU，经CPU运算处理后输入I/O通道30去控制监视运行。通过对键盘32置数，实现功能控制。CPU可对I/O输出通道30进行输出控制，以控制舞台地板各升降点的同步运行。由图4见，输出回路是通过反相驱动器33经光电隔离器34再次反相给反相驱动器35的，最终控制信号由反相驱动器35的触点输出至图2、图3所示的执行电路，实现系统控制。

本实施例中整体舞台地板的支撑及升降点取n＝4。实际中根据舞台地板的大小及承重选择设计n的数量。

Claims (6)

1、一种在舞台地板下面设置有由电机和减速器驱动的用螺旋杆支撑使舞台整体升降的多点支撑式升降舞台，其特征在于在整体舞台地板下面的机座上设置有n组与舞台地板下表面相连接的升降装置，n套位移探测装置和n套导轨式定位限位装置，并且

(1)n套位移探测装置中每一套探测装置由与舞台地板下表面相连接的齿条7及与该齿条啮合的传感器9组成；

(2)n套导轨式定位限位装置中每一套定位限位装置由导轨体10和固定垂直导轨床12及装在其上的限位挡铁14和撞块15构成，导轨体10固定在舞台地板下表面上并镶配入导轨床12中。

2、根据权利要求1所述的升降舞台，其特征在于升降装置中的升降螺杆4与舞台地板下表面相连接处安放有软垫块3。

3、根据权利要求1或2所述的升降舞台，其特征在于位移探测装置中的齿条7通过十字接头8与舞台地板下表面相连接。

4、根据权利要求1或2所述的升降舞台，其特征为所述的传感器9是多卷电位器。

5、根据权利要求3所述的升降舞台，其特征为所述的传感器9是多卷电位器。

6、一种用于如权利要求1所述升降舞台的控制系统，包括信号处理及控制电路部分和升降及制动执行电路部分，信号处理及控制电路部分是一种由A/D转换器25、中央处理器（CPU）26、锁存器28、存贮器29、I/O通道30、键盘32及显示器等器件组成的微计算机系统，其特征在于信号处理及控制电路中其输入端设置有多路选通模拟转换器24，在输出端设置有两只反相驱动器33、35，在此两只反相驱动器之间设置有2n只光电隔离器34。

Images