舞台颁奖升降台的研制

赵光明

（西山煤电集团公司机电总厂，山西 太原 030053）

1 课题提出

西山煤电集团公司因在体育馆召开2010年度劳模表彰大会，为达到新奇震撼的舞台效果，大会主创人员临时决定在舞台中央安装一个大型颁奖用升降平台，设计制作安装需在10天内完成，几家专业公司因工期紧都未接手，在这种情况下，将升降台研制任务交给了机电总厂。

与舞台配套、功能与要求：舞台用标准钢架搭成，一组框架占地面积1.22×1.22 m2，离地面高度1.12 m，舞台中央预留9组框架空间安放升降台，长10.98 m，宽1.22 m。升降台主要分两部分，一部分为翻转盖板，其功能为颁奖时盖板打开，颁奖结束盖板合上，翻转盖板开启角范围为0°～90°；另一部分为升降台，其功能为颁奖时从舞台底下将奖杯托起，颁奖结束后降到舞台底下。升降台下降后最低高度0.5 m，起升后高度为2.2 m，起升幅度变化大。

2 设计思路

2.1 升降台机构

由于起升幅度大，采用液压油缸传动不易实现，因此，选用了连杆传动机构，A，B为固定铰接点，C，D，E，F为滑动铰接点，当连杆交角变化时，4个滑动铰接点在滑道内沿水平方向移动，从而实现升降平台的垂直上下移动。

2.1.1 传动原理

图1 升降台示意图

图2 升降台钢丝绳缠绕示意图

见图1，在双X型连杆机构下部G，H点处安装4个滑轮，传动原理见图2，a为动力装置，由电动绞车传动，减速器为蜗轮蜗杆形式，速比 1∶30，b，c，d，e为 4 个滑轮，f为固定铰接点，g为钢丝绳，当电动绞车转动时通过滑轮传动，使G、H两点间距变化，G、H间距变小时，通过双X连杆机构可实现颁奖平台的垂直升降。

2.1.2 传动特性分析

建立方程式：平台起升高度h，连杆长度l，连杆与水平面交角α，见图3，建立函数关系：h=lSinα，升降台最小高度0.5 m，最大高度2.2 m，见图4，在这个区间内，函数曲线近似线性关系，升降台起升比较平稳。

图3

图4

2.2 舞台翻转盖板机构

2.2.1 机构设计

画出盖板其中一端传动，见图5。a为舞台翻转盖板，可绕铰接点B在水平至垂直面（0°～90°）内回转，I为滑道，滑道与地面成一定倾角，D为滑轮组，可沿滑道左右滑动，L为传动连杆，其一端与翻转盖板a铰接，另一端与滑轮组D铰接，当滑轮从D点移动至D1点时，通过连杆L传动，翻转盖板转动至a1处（垂直）。

2.2.2 传动原理

D为动滑轮组，E，H为定滑轮，G为配重，M为钢丝绳固定铰接端，当钢丝绳在拉力F作用下，动滑轮D沿滑道移到D1点，连杆L移动至L1处，在连杆的推动下，舞台翻转盖板a由水平位置转至垂直位置a1处，完成舞台翻转盖板的开启动作。

图5 盖板翻转机构示意图

由于舞台盖板长10.5 m，宽0.9 m，在盖板左右两端各有一个开启铰接支点，由于盖板长，开启时两边起升需保持同步。

2.2.3 同步传动原理

见图6。

图6 同步传动原理图

D1，D2 为两组动滑轮，H1，H2，H3，H4 为定滑轮，S 为钢丝绳，M为固定铰接点，J为绞车。钢丝绳见图2的方式缠绕，用一根钢丝绳将两组动滑轮串联起来，钢丝绳先进行预紧，当绞车逆时针旋转时，动滑轮D1，D2同步向上方移动，当绞车逆时针旋转时，动滑轮则同步向下移动。通过这种方式实现翻转盖板左右两支点同步开启和闭合。

3 主要技术难点

（1）结构件变形控制。由于升降台长，在制作时应做好结构件变形的控制与校正。

（2）翻转盖板与框架铰接。由于盖板长，翻转盖板与外框架铰接点需10多个，铰接构件的设计很重要，既要保证铰接强度，满足盖板承重和平面度，又要保证盖板翻转时不憋卡。

（3）翻转盖板升降同步。由于盖板非常长，左右两个铰接支点升降动作要保持同步，保持盖板开启平行的舞台效果。

4 主要特点

（1）此升降台机构简单，制作周期短。

（2）操控性能好，工作时噪声小。

（3）制造成本低。

5 结束语

此升降台的设计突破了常规的液压传动思路，传动紧凑、设计轻巧、易于操控、便于现场安装，具有一定的推广价值。