舞台涉水旋转升降组合装备的制作方法

本发明涉及舞台机械技术，具体是涉水旋转升降的专用设备。

背景技术：

演艺装备是舞台文化的载体，也是最复杂、最能体现文化科技融合的领域。为呈现表演的艺术效果，水中升降台也应运而生，升降采用多液缸直顶或钢丝绳牵引，仅有单一的升降功能；驱动机置于水区以外的干区，驱动线路较长，响应速度延时，影响演出效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种舞台涉水旋转升降组合装备，在海水、淡水中均可使用的涉水旋转升降装备。

本发明是舞台涉水旋转升降组合装备，由液压驱动系统1、升降机械系统4、旋转台及驱动系统6、多轴控制器四部分组成，液压驱动系统1及旋转台驱动系统6分别置于绝缘密封箱10及绝缘密封箱19中，内装有电源线、控制线的刚性连接管9中的电源线连接电机11，进、排气管分装于绝缘密封箱10壁两侧连接外部空气，液压软管13与油箱14连接，电机11能够带动液压泵12并提供压力油补给油缸2用以驱动剪刀撑樑8，底座3与剪刀撑樑8连接，剪刀撑樑8与台面樑5连接，能够带动多孔台面7进行升降运动。绝缘密封箱10中底部和内壁分别装有真空泵21及湿度、液位检测装置22；旋转部分采用电机带动齿轮传动的驱动方式，电机17与减速机18采用直联的方式，电机的轴伸出部位与小齿轮25连接，小齿轮25与大齿轮24进行啮合，大齿轮24与中心轴23通过普通平键连接，中心轴23上下两端分别由上角接触球轴承29和下角接触球轴承30支承，中心轴23上端伸出绝缘密封箱19部位连接处采用转轴密封装置28进行防水密封，且与转台15连接，绝缘密封箱19的底板连接处装有罩体密封结构31；转台15下侧位置装有行程检测装置27，滚轮26沿着导轨旋转运动，滚轮26的底座与矩形管连接固定。

本发明的有益之处是：1、能实现水下（上）升降、旋转的复合运动（海水、淡水中均可）；2、由于选用高质量的绝缘及防腐材料，高精度的密封、环保工艺以保证运行的安全性、可靠性，使用寿命15年以上；3、本装备的专用轴控制器是专门为涉水升降旋转组合装备设计的轴控制器，该轴控制器可形成精确定位和速度控制。通过工业以太网有效的实现智能舞台控制系统数据传输。在安全方面，轴控制器基于双通道安全性硬件，不仅集成了标准plc所有的轴控功能，而且能够满足安全等级sil3标准，并且，还可以将所涉及机械及电器和控制的信号，作为冗余回路。轴控制器为双通道设计且具有看门狗冗余功能，看门狗还排除非法速度输出。大大提高了数据传输的可靠性，降低失误的情况发生，使得智能舞台控制系统更加符合舞台表演的实际需求。4、整机及主要部件通过动力学建模、仿真分析、优化设计，在整机模拟实验台（水中）上进行1:1的模拟样机装配、调试、修正、反馈、完成样机制造。本发明亦可应用于其他行业涉水升降旋转功能的场合。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图，图2为图1中液压驱动系统1的结构示意图，图3为图1中旋转机构及驱动系统6的结构示意图。附图标记及名称为：1.液压驱动系统，2.油缸，3.底座，4.升降机械系统，5.台面樑，6.旋转台及驱动系统，7.多孔台面，8.剪刀撑樑，9.刚性连接管,10.绝缘密封箱，11.电机，12.液压泵，13.液压软管，14.油箱，15.转台，16.驱动装置，17.电机，18.减速机，19.绝缘密封箱，20.柔性软管，21.真空泵，22.湿度、液位检测装置，23.中心轴，24.大齿轮、25.小齿轮，26.滚轮，27.行程检测装置，28.密封圈，29.上角接触球轴承，30.下角接触球轴承，31.罩体密封结构。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，所述的舞台涉水旋转升降组合装备是由升降机械4；液压驱动系统1；旋转台及驱动系统6；专用多轴控制器四部分组成；液压驱动系统1及旋转台驱动系统6分别置于绝缘密封箱10及绝缘密封箱19中,内装有电源线、控制线的刚性连接管9中的电源线连接电机11，进、排气管分装于绝缘密封箱10壁两侧连接外部空气，液压软管13与油箱14连接，电机11能够带动液压泵12并提供压力油补给油缸2用以驱动剪刀撑樑8，底座3与剪刀撑樑8连接，剪刀撑樑8与台面樑5连接，能够带动多孔台面7进行升降运动。绝缘密封箱10中底部和内壁分别装有真空泵21及湿度、液位检测装置22；旋转部分采用电机带动齿轮传动的驱动方式，电机17与减速机18采用直联的方式，电机的轴伸出部位与小齿轮25连接，小齿轮25与大齿轮24进行啮合，大齿轮24与中心轴23通过普通平键连接，中心轴23上下两端分别由上角接触球轴承29和下角接触球轴承30支承，中心轴23上端伸出绝缘密封箱19部位连接处采用转轴密封装置28进行防水密封，且与转台15连接，绝缘密封箱19的底板连接处装有罩体密封结构31。转台15下侧位置装有行程检测装置27，滚轮26沿着导轨旋转运动，滚轮26的底座与矩形管连接固定。

如图1所示，本发明的舞台涉水旋转升降组合装备，升降机械4及液压驱动系统1与旋转台及驱动系统6可同时动作，也可各自独立动作。升降机械下降时有极限定位，旋转台及驱动系统6装有制动装置。

如图1、图2所示，本发明的液压驱动系统1被绝缘密封箱10罩住，内部装有电机11带动液压泵12提供压力油给油缸2用以驱动剪刀撑樑8，液压软管13连至油箱14，以及刚性连接管9内装有电源线、控制线，内侧有安装湿度、液位检测装置22，两侧分别装有进、排气管，真空泵21安装在底部。

如图3所示，本发明的旋转台及驱动系统6中绝缘密封箱19中的驱动装置16、是通过电机17、减速机18驱动转台15水平旋转运动，柔性软管20内电源线由刚性连接管9中电源线分接而来，控制线经柔性软管20送至检测监测位置。

如图2所示所述舞台涉水旋转升降组合装备，液压驱动系统1被绝缘密封箱10罩住，内部装有电机11带动液压泵12提供压力油给油缸2用以驱动剪刀撑樑8，液压软管13连至油箱14，以及刚性连接管9内装有电源线、控制线，安装湿度、液位检测装置22用于检测舞台涉水旋转组合装置使用过程中绝缘密封箱10内渗漏水的湿度及液位情况，如有少量进水直接可以启动真空泵21，直接通过排气管从密封箱内排出，从而不影响液压驱动系统的正常工作，渗漏水比较严重影响工作时湿度、液位检测装置22及时反馈信息停止装备运行。进、出气管连接到外部与空气相通，真空泵21的作用也可以使密封箱10内外压力的平衡，以保证液压驱动系统1的工作状态。

如图3所示所述舞台涉水旋转升降组合装备，旋转台及驱动系统6中绝缘密封箱19中的驱动装置16，主要是通过电机17、减速机18驱动转台15水平旋转运动，柔性软管20内电源线由绝缘密封箱19电源线分接而来，控制线经柔性软管20送至检测监测位置。

所述舞台涉水旋转升降组合装备，升降机械系统4中底座3连接剪刀撑樑8，剪刀撑樑8是升降的执行机构，支撑台面樑5、多孔台面7上下运动，多孔台面7也能够减少升降时的水阻力。

本发明采用环保的绝缘、密封、防腐材料及工艺所有水中的电源线、控制线为双重绝缘；与密封箱衔接处均采用绝缘密封材料密封；全部暴露在水中的金属零部件（除耐腐材料外），表面均敷以无锡自抛光无毒防污涂料。专用多轴控制器包括控制柜；转台检测监测控制系统；升降检测监测控制系统；控制线由控制台经刚性管内送至密封箱，分至升降台测控点。

所述舞台涉水旋转升降组合装备的专用多轴控制器，通过工业以太网有效的实现智能舞台控制系统数据传输。在安全方面，轴控制器基于双通道安全性硬件，不仅集成了标准plc所有的轴控功能，而且能够满足安全等级sil3标准，并且，轴控制器还可以将所涉及机械及电器和控制的信号，作为冗余回路。轴控制器为双通道设计且具有看门狗冗余功能，看门狗还排除非法速度输出。大大提高了数据传输的可靠性，降低失误的情况发生，使得控制系统更加符合舞台表演的实际需求。建立能够进行数据采集能力的数据采集系统与数据存储系统，并由具有数据分析能力和处理能力的控制系统完成对涉水升降旋转组合装备的逻辑判断，并发出的控制指令，通过数据采集系统对运动状况进行记录，并对电机的运动方向和速度进行确定。通过对音乐输出信号的识别等特征，由系统通过软件对电机的运动进行控制，形成精确定位和速度控制。

此外，舞台控制系统还具有人机交互功能，可以对参数设定、设备编组、场景运行、场景序列运行进行控制与操作，具有可随意选择的运行表、局部显示图、视觉化的运行过程、场次软件，通过模拟出涉水升降旋转组合装备演出的完整效果，实现虚拟与实际控制的完美统一，从而实现对涉水升降旋转组合装备的完美控制。