基于多尺度形態(tài)學(xué)的伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)計(jì)

摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高度發(fā)展，精神文明建設(shè)越來(lái)越受到重視，演繹舞臺(tái)方面也得到了高速發(fā)展。以往舞臺(tái)的電動(dòng)吊桿機(jī)容易發(fā)生故障，危及演出以及工作人員的安全。根據(jù)演繹場(chǎng)館對(duì)舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)的要求，參照并對(duì)比各大優(yōu)秀劇場(chǎng)優(yōu)秀的電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)備，提出基于多尺度形態(tài)學(xué)對(duì)伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)此電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體分析，主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)和制動(dòng)器設(shè)計(jì)，完成伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)的設(shè)計(jì)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比了傳統(tǒng)吊桿機(jī)和此次設(shè)計(jì)的吊桿機(jī)的性能，結(jié)果表明了此次設(shè)計(jì)的吊桿機(jī)的有效性與實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)建設(shè);演繹舞臺(tái);電動(dòng)吊桿機(jī)

在社會(huì)高速發(fā)展的背景下，演繹舞臺(tái)越來(lái)越受到重視，各類(lèi)劇場(chǎng)、演播廳、影院、雜技廳等多種類(lèi)型的演藝館都需要安裝伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)。[1]除了演出形式的不斷創(chuàng)新外，對(duì)舞臺(tái)的吊桿機(jī)性能也提出了更高的要求。舞臺(tái)吊桿機(jī)設(shè)備是舞臺(tái)機(jī)械中非常重要的設(shè)備，在舞臺(tái)演繹中使用次數(shù)多，因此，深入研究舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)具有重要意義。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)吊桿機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)演出的藝術(shù)效果產(chǎn)生很大的影響，嚴(yán)重的還會(huì)造成安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。由于一些問(wèn)題的出現(xiàn)，提出基于多尺度形態(tài)學(xué)的伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)計(jì)。伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)能夠結(jié)合劇情的發(fā)展對(duì)幕布進(jìn)行起落，增強(qiáng)藝術(shù)效果，減少故障的出現(xiàn)，并且能夠減少安全問(wèn)題的發(fā)生。[2]

1 伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿根據(jù)舞臺(tái)需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在臺(tái)體兩側(cè)安裝支撐輪，設(shè)定寬度為15m，臺(tái)體結(jié)構(gòu)選用球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，原因在于使其在強(qiáng)度和剛度上滿足承載的要求，支撐形式選擇下弦柱點(diǎn)支撐。固定臺(tái)網(wǎng)格尺寸設(shè)置為2.5m×2.5m，電動(dòng)吊桿材質(zhì)選擇結(jié)點(diǎn)球45號(hào)鋼，保證伸縮臺(tái)平穩(wěn)運(yùn)行，其中運(yùn)行支撐裝置采用單邊帶輪緣行走鋼輪，采用圓錐滾軸承，采用4腳對(duì)稱驅(qū)動(dòng)輪。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證吊桿機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行和安全性。

1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一個(gè)性能好的吊桿系統(tǒng)除了保證吊桿的機(jī)械性能外，還要保證穩(wěn)定性。在演出過(guò)程中，要防止吊桿機(jī)發(fā)生意外墜落等情況，所以在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，要在兩方面保證吊桿的安全穩(wěn)定性，一是安裝手動(dòng)止逆裝置，二是設(shè)置電控系統(tǒng)。以下對(duì)兩種方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。在演出時(shí)，當(dāng)?shù)鯒U到位后，通過(guò)手動(dòng)止逆裝置，鎖定吊桿，防止其在演出期間下滑，并通過(guò)開(kāi)關(guān)把電機(jī)總電源斷開(kāi)，避免再次開(kāi)動(dòng)吊機(jī)，只有在吊桿機(jī)復(fù)位后才能再次開(kāi)機(jī)。同時(shí)，為了防止電機(jī)失控，采用瞬間制動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，在吊桿機(jī)下墜距離達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警并切斷電源。電控系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和電器按鈕控制系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立存在，在電動(dòng)吊桿機(jī)工作時(shí)，可以通過(guò)電器進(jìn)行切換開(kāi)關(guān)，吊桿機(jī)每一道都有相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，任意切換吊桿的控制系統(tǒng)，并且能夠通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，采取這個(gè)措施能夠保證吊桿機(jī)的安全可靠性。

1.3 實(shí)現(xiàn)伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿

在設(shè)計(jì)電動(dòng)吊桿機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制動(dòng)器，最后實(shí)現(xiàn)伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)計(jì)。主要采用雙制動(dòng)器，對(duì)電動(dòng)吊桿機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，在制動(dòng)器上設(shè)置手動(dòng)釋放裝置，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)可以手動(dòng)制動(dòng)，在制動(dòng)器的一側(cè)安裝卷筒，另一側(cè)安裝速度編碼器，[3]通過(guò)支架進(jìn)行固定，并且保證鋼絲繩不因滑動(dòng)摩擦而導(dǎo)致破壞。通過(guò)上述設(shè)計(jì)，完成伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)設(shè)計(jì)，才能夠有效保證吊桿機(jī)的安全性、可靠性，在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

為確保本次設(shè)計(jì)的舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)的有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)吊桿機(jī)和本文所設(shè)計(jì)的吊桿機(jī)進(jìn)行對(duì)比，設(shè)置使用次數(shù)為50次，分別對(duì)比兩種吊桿機(jī)的使用性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)吊桿機(jī)故障次數(shù)為10%，成本投入10000元，開(kāi)啟時(shí)間4分鐘。本文吊桿機(jī)故障次數(shù)為0.5%，成本投入3432元，開(kāi)啟時(shí)間1分鐘。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)吊桿機(jī)在成本投入上比傳統(tǒng)吊桿機(jī)低，并且本文吊桿機(jī)發(fā)生故障概率極低，很大程度上能夠保證演出質(zhì)量和工作人員安全，并且本文設(shè)計(jì)的吊桿機(jī)啟動(dòng)時(shí)間較短，在緊急情況下能夠?qū)崿F(xiàn)快速開(kāi)啟。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著對(duì)伸縮式舞臺(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)要求的提高，本文對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并在一定程度上降低了故障的發(fā)生率，保證在使用過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。按照基本規(guī)律使用設(shè)備時(shí)，要重視舞臺(tái)的特殊問(wèn)題，對(duì)設(shè)備的受力情況、動(dòng)力進(jìn)行分析，保證使用的安全性。希望通過(guò)本文的設(shè)計(jì)能夠?qū)ξ枧_(tái)電動(dòng)吊桿機(jī)提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閆俊紅，李忠虎，王志春.基于多尺度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的連鑄坯缺陷邊緣檢測(cè)方法[J].光學(xué)技術(shù)，2018，44（1）：23-66.

[2] 司幸偉.基于多尺度形態(tài)學(xué)圖像的屈肘角度檢測(cè)方法與實(shí)現(xiàn)[J].河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然版），2017.

[3] 肖忠寶.基于多尺度核獨(dú)立元分析與核極限學(xué)習(xí)機(jī)的柴油機(jī)故障診斷[J].車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，2017，34（6）：84-89.

作者簡(jiǎn)介：崔國(guó)慶（1983—），男，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，本科，海拉爾區(qū)文化館（呼倫貝爾大劇院）副館長(zhǎng)，研究方向：舞臺(tái)機(jī)械技術(shù)。