基于多尺度形态学的伸缩式舞台电动吊杆机设计

摘 要：随着国家经济建设的高度发展，精神文明建设越来越受到重视，演绎舞台方面也得到了高速发展。以往舞台的电动吊杆机容易发生故障，危及演出以及工作人员的安全。根据演绎场馆对舞台电动吊杆机的要求，参照并对比各大优秀剧场优秀的电动吊杆机设备，提出基于多尺度形态学对伸缩式舞台电动吊杆机进行设计，并对此电动吊杆机设计进行了具体分析，主要包括结构设计、控制系统和制动器设计，完成伸缩式舞台电动吊杆机的设计，最后通过实验对比了传统吊杆机和此次设计的吊杆机的性能，结果表明了此次设计的吊杆机的有效性与实用性。

关键词：经济建设;演绎舞台;电动吊杆机

在社会高速发展的背景下，演绎舞台越来越受到重视，各类剧场、演播厅、影院、杂技厅等多种类型的演艺馆都需要安装伸缩式舞台电动吊杆机。[1]除了演出形式的不断创新外，对舞台的吊杆机性能也提出了更高的要求。舞台吊杆机设备是舞台机械中非常重要的设备，在舞台演绎中使用次数多，因此，深入研究舞台电动吊杆机具有重要意义。经过调查研究发现，传统吊杆机在运行过程中会经常出现故障，会对演出的艺术效果产生很大的影响，严重的还会造成安全事故和经济损失。由于一些问题的出现，提出基于多尺度形态学的伸缩式舞台电动吊杆机设计。伸缩式舞台电动吊杆机能够结合剧情的发展对幕布进行起落，增强艺术效果，减少故障的出现，并且能够减少安全问题的发生。[2]

1 伸缩式舞台电动吊杆机设计

1.1 结构设计

伸缩式舞台电动吊杆根据舞台需要对其进行结构设计，在台体两侧安装支撑轮，设定宽度为15m，台体结构选用球结点网架，原因在于使其在强度和刚度上满足承载的要求，支撑形式选择下弦柱点支撑。固定台网格尺寸设置为2.5m×2.5m，电动吊杆材质选择结点球45号钢，保证伸缩台平稳运行，其中运行支撑装置采用单边带轮缘行走钢轮，采用圆锥滚轴承，采用4脚对称驱动轮。通过结构设计，保证吊杆机的平稳运行和安全性。

1.2 控制系统设计

一个性能好的吊杆系统除了保证吊杆的机械性能外，还要保证稳定性。在演出过程中，要防止吊杆机发生意外坠落等情况，所以在设计控制系统时，要在两方面保证吊杆的安全稳定性，一是安装手动止逆装置，二是设置电控系统。以下对两种方法进行详细介绍。在演出时，当吊杆到位后，通过手动止逆装置，锁定吊杆，防止其在演出期间下滑，并通过开关把电机总电源断开，避免再次开动吊机，只有在吊杆机复位后才能再次开机。同时，为了防止电机失控，采用瞬间制动系统，当发生意外时，在吊杆机下坠距离达到一定数值时，制动系统发出报警并切断电源。电控系统包括计算机控制系统和电器按钮控制系统，这两个系统独立存在，在电动吊杆机工作时，可以通过电器进行切换开关，吊杆机每一道都有相应的开关，任意切换吊杆的控制系统，并且能够通过调速系统进行调速，采取这个措施能够保证吊杆机的安全可靠性。

1.3 实现伸缩式舞台电动吊杆

在设计电动吊杆机结构和控制系统的基础上，设计制动器，最后实现伸缩式舞台电动吊杆机设计。主要采用双制动器，对电动吊杆机进行制动，在制动器上设置手动释放装置，当遇到特殊情况时可以手动制动，在制动器的一侧安装卷筒，另一侧安装速度编码器，[3]通过支架进行固定，并且保证钢丝绳不因滑动摩擦而导致破坏。通过上述设计，完成伸缩式舞台电动吊杆机设计，才能够有效保证吊杆机的安全性、可靠性，在实际应用中具有一定的现实意义。

2 实验论证分析

为确保本次设计的舞台电动吊杆机的有效性，进行實验对比，实验采用传统吊杆机和本文所设计的吊杆机进行对比，设置使用次数为50次，分别对比两种吊杆机的使用性能。实验数据显示，传统吊杆机故障次数为10%，成本投入10000元，开启时间4分钟。本文吊杆机故障次数为0.5%，成本投入3432元，开启时间1分钟。结果表明，本文设计吊杆机在成本投入上比传统吊杆机低，并且本文吊杆机发生故障概率极低，很大程度上能够保证演出质量和工作人员安全，并且本文设计的吊杆机启动时间较短，在紧急情况下能够实现快速开启。

3 结语

随着对伸缩式舞台电动吊杆机要求的提高，本文对其进行了设计，并在一定程度上降低了故障的发生率，保证在使用过程中的安全性和稳定性。按照基本规律使用设备时，要重视舞台的特殊问题，对设备的受力情况、动力进行分析，保证使用的安全性。希望通过本文的设计能够对舞台电动吊杆机提供一定的帮助。

参考文献：

[1] 闫俊红，李忠虎，王志春.基于多尺度数学形态学的连铸坯缺陷边缘检测方法[J].光学技术，2018，44（1）：23-66.

[2] 司幸伟.基于多尺度形态学图像的屈肘角度检测方法与实现[J].河南师范大学学报（自然版），2017.

[3] 肖忠宝.基于多尺度核独立元分析与核极限学习机的柴油机故障诊断[J].车用发动机，2017，34（6）：84-89.

作者简介：崔国庆（1983—），男，内蒙古呼伦贝尔人，本科，海拉尔区文化馆（呼伦贝尔大剧院）副馆长，研究方向：舞台机械技术。