舞臺頒獎升降臺的研制

趙光明

（西山煤電集團公司機電總廠，山西 太原 030053）

1 課題提出

西山煤電集團公司因在體育館召開2010年度勞模表彰大會，為達到新奇震撼的舞臺效果，大會主創(chuàng)人員臨時決定在舞臺中央安裝一個大型頒獎用升降平臺，設計制作安裝需在10天內(nèi)完成，幾家專業(yè)公司因工期緊都未接手，在這種情況下，將升降臺研制任務交給了機電總廠。

與舞臺配套、功能與要求：舞臺用標準鋼架搭成，一組框架占地面積1.22×1.22 m2，離地面高度1.12 m，舞臺中央預留9組框架空間安放升降臺，長10.98 m，寬1.22 m。升降臺主要分兩部分，一部分為翻轉蓋板，其功能為頒獎時蓋板打開，頒獎結束蓋板合上，翻轉蓋板開啟角范圍為0°～90°；另一部分為升降臺，其功能為頒獎時從舞臺底下將獎杯托起，頒獎結束后降到舞臺底下。升降臺下降后最低高度0.5 m，起升后高度為2.2 m，起升幅度變化大。

2 設計思路

2.1 升降臺機構

由于起升幅度大，采用液壓油缸傳動不易實現(xiàn)，因此，選用了連桿傳動機構，A，B為固定鉸接點，C，D，E，F(xiàn)為滑動鉸接點，當連桿交角變化時，4個滑動鉸接點在滑道內(nèi)沿水平方向移動，從而實現(xiàn)升降平臺的垂直上下移動。

2.1.1 傳動原理

圖1 升降臺示意圖

圖2 升降臺鋼絲繩纏繞示意圖

見圖1，在雙X型連桿機構下部G，H點處安裝4個滑輪，傳動原理見圖2，a為動力裝置，由電動絞車傳動，減速器為蝸輪蝸桿形式，速比 1∶30，b，c，d，e為 4 個滑輪，f為固定鉸接點，g為鋼絲繩，當電動絞車轉動時通過滑輪傳動，使G、H兩點間距變化，G、H間距變小時，通過雙X連桿機構可實現(xiàn)頒獎平臺的垂直升降。

2.1.2 傳動特性分析

建立方程式：平臺起升高度h，連桿長度l，連桿與水平面交角α，見圖3，建立函數(shù)關系：h=lSinα，升降臺最小高度0.5 m，最大高度2.2 m，見圖4，在這個區(qū)間內(nèi)，函數(shù)曲線近似線性關系，升降臺起升比較平穩(wěn)。

圖3

圖4

2.2 舞臺翻轉蓋板機構

2.2.1 機構設計

畫出蓋板其中一端傳動，見圖5。a為舞臺翻轉蓋板，可繞鉸接點B在水平至垂直面（0°～90°）內(nèi)回轉，I為滑道，滑道與地面成一定傾角，D為滑輪組，可沿滑道左右滑動，L為傳動連桿，其一端與翻轉蓋板a鉸接，另一端與滑輪組D鉸接，當滑輪從D點移動至D1點時，通過連桿L傳動，翻轉蓋板轉動至a1處（垂直）。

2.2.2 傳動原理

D為動滑輪組，E，H為定滑輪，G為配重，M為鋼絲繩固定鉸接端，當鋼絲繩在拉力F作用下，動滑輪D沿滑道移到D1點，連桿L移動至L1處，在連桿的推動下，舞臺翻轉蓋板a由水平位置轉至垂直位置a1處，完成舞臺翻轉蓋板的開啟動作。

圖5 蓋板翻轉機構示意圖

由于舞臺蓋板長10.5 m，寬0.9 m，在蓋板左右兩端各有一個開啟鉸接支點，由于蓋板長，開啟時兩邊起升需保持同步。

2.2.3 同步傳動原理

見圖6。

圖6 同步傳動原理圖

D1，D2 為兩組動滑輪，H1，H2，H3，H4 為定滑輪，S 為鋼絲繩，M為固定鉸接點，J為絞車。鋼絲繩見圖2的方式纏繞，用一根鋼絲繩將兩組動滑輪串聯(lián)起來，鋼絲繩先進行預緊，當絞車逆時針旋轉時，動滑輪D1，D2同步向上方移動，當絞車逆時針旋轉時，動滑輪則同步向下移動。通過這種方式實現(xiàn)翻轉蓋板左右兩支點同步開啟和閉合。

3 主要技術難點

（1）結構件變形控制。由于升降臺長，在制作時應做好結構件變形的控制與校正。

（2）翻轉蓋板與框架鉸接。由于蓋板長，翻轉蓋板與外框架鉸接點需10多個，鉸接構件的設計很重要，既要保證鉸接強度，滿足蓋板承重和平面度，又要保證蓋板翻轉時不憋卡。

（3）翻轉蓋板升降同步。由于蓋板非常長，左右兩個鉸接支點升降動作要保持同步，保持蓋板開啟平行的舞臺效果。

4 主要特點

（1）此升降臺機構簡單，制作周期短。

（2）操控性能好，工作時噪聲小。

（3）制造成本低。

5 結束語

此升降臺的設計突破了常規(guī)的液壓傳動思路，傳動緊湊、設計輕巧、易于操控、便于現(xiàn)場安裝，具有一定的推廣價值。