一种舞台用可调节平衡吊杆的制作方法

本发明涉及舞台设备技术领域，具体的说是一种舞台用可调节平衡吊杆。

背景技术：

随着生活水平的不断提高，观众对文艺演出效果的要求也越来越高。舞台作为演出配套不可缺少的一部分，对演出效果起着重要作用。演出时，常常需要使用一些可升降的道具，现有技术中，通常使用电机牵扯绳索带动道具上升或者下降，在使用过程中，如何保持道具的平衡状态是一个无法避免的问题。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本发明提出了一种舞台用可调节平衡吊杆，通过对吊杆状态的测量与调节，使其保持水平状态，进而能够保证安装在吊杆上的道具处于平衡状态。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

一种舞台用可调节平衡吊杆，包括两端均用绳索牵引的吊杆，还包括微机、水平检测单元及微调单元，水平检测单元及微调单元均与微机电性连接，水平检测单元用于检测吊杆是否处于水平状态并将测量信号传递给微机，微调单元用于接受微机的信号并调节吊杆。

作为本发明的进一步的改进，还包括引导轮，绳索从引导轮上穿过。

作为本发明的进一步的改进，所述水平检测单元包括传感器一、传感器二及参照物，参照物悬挂在吊杆的中部，传感器一和传感器二对称布置在吊杆的两端，且均用于测量其自身到参照物的距离。

作为本发明的进一步的改进，所述微调单元包括一组滑轮组，一组滑轮组包括至少一个定滑轮和一个动滑轮，动滑轮与吊杆之间设有伸缩杆，伸缩杆的两端分别与动滑轮的轴及吊杆固定连接，伸缩杆与微机电性连接，绳索的端部依次穿过定滑轮和动滑轮后固定连接在吊杆上。

作为本发明的进一步的改进，所述微调单元包括卷筒二，卷筒二可转动的安装在吊杆的端部，绳索的端部缠绕在卷筒二上，卷筒二与微机电性连接。

作为本发明的进一步的改进，所述微调单元的数量是一个或者两个。

作为本发明的进一步的改进，还包括警报单元，警报单元与微机电性连接，警报单元用于接受微机发送的信号并向外界发出警报信号。

本发明的有益效果是：

本发明通过水平检测单元的设计，能够实时监测吊杆的水平状态，及时发现吊杆的非平衡的状态，然后通过微调单元的设计，及时修正吊杆的状态，使吊杆保持水平状态。进而，可以保证安装在吊杆上的舞台道具处于平衡状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本实施方式的主视图；

图2为水平检测单元的测量原理图；

图3为微调单元为滑轮组的示意图；

图4为微调单元为卷筒二的示意图。

图中：1-卷筒一，2-引导轮一，3-绳索一，4-绳索二，5-支架二，6-转向轮二，7-滑块，8-参照物，9-吊杆，10-传感器二，11-微调单元，11a-定滑轮，11b-动滑轮，11c-伸缩杆，11d-卷筒二，12-轨道，13-传感器一。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，一种舞台用可调节平衡吊杆，包括轨道12，轨道12布置在舞台的上方，轨道12的一端固定有支架一，支架一上设有可转动的卷筒一1。轨道12上设有沿着轨道12移动的支架二5，支架二5与轨道12之间设有滑块7，滑块7固定在支架二5上，滑块7可移动的安装在轨道12内。支架二5的两端分别设有可转动的转向轮一与转向轮二6。轨道12下方设有吊杆9，卷筒一1上分别缠绕有绳索一3和绳索二4，绳索一3和绳索二4的一端均固定在卷筒一1上，另一端分别穿过转向轮一和转向轮二6固定在吊杆9的两端。

为了防止卷筒一1上缠绕的绳索一3与绳索二4相互干扰，绳索一3与绳索二4分别缠绕在卷筒一1的不同区域上，轨道12上还固定有支架三，支架三上设有可转动的引导轮一2和引导轮二(图中与引导轮一重合)，绳索一3的端部依次穿过引导轮一2和转向轮一然后固定在吊杆9的一端，绳索二4的端部依次穿过引导轮二和转向轮二6然后固定在吊杆9的另一端。

该舞台用可调节平衡吊杆9还包括微机(图中未示出)、水平检测单元及微调单元11，卷筒一1、滑块7、水平检测单元及微调单元11均与微机电性连接，微机通过控制卷筒一1和/或滑块7的运转，从而实现控制吊杆9的升降和/或平移，水平检测单元用于检测吊杆9是否处于水平状态并将测量信号传递给微机，微调单元11用于接受微机的信号并调节吊杆9使其保持水平状态。

水平检测单元包括传感器一13、传感器二10及参照物8，参照物8悬挂在吊杆9的中部，参照物8在重力的作用下始终与水平面保持垂直，传感器一13和传感器二10对称布置在吊杆9的两端，且均用于测量其自身到参照物8的距离。传感器一13和传感器二10均为测距传感器，具体的，可以采用红外测距传感器或超声波测距传感器。

该舞台用可调节平衡吊杆9还包括警报单元(图中未示出)，警报单元与微机电性连接。

微机内设有阈值一和阈值二，阈值一小于阈值二，且均可以根据需要进行人工设定，水平检测单元将吊杆9的检测结果发送给微机，微机将该值与阈值一和/或阈值二进行比对，如果偏移值不大于阈值一，认为吊杆9处于水平状态，无需调节；如果偏移值大于阈值一且不大于阈值二，微调单元11调节吊杆9使其恢复水平状态；如果偏移值大于阈值二，警报单元向外界发出警报，提醒工作人员进行检修。

如图2所示，吊杆9的偏转量的计算方法如下。

假设吊杆9从水平的A’B’位置绕着中心点D偏转到倾斜的AB位置，传感器一13从A’位置偏转到A位置，传感器二10从B’位置偏转到B位置，参照物8一直处于C位置，参照物8距吊杆9中心位置的距离DC的值为L，参照物8距传感器一13的距离AC的值为L1，参照物8距传感器二10的距离BC的值为L2，A位置与B位置分别位于A’B’的两侧且分别距A’B’的距离为H1和H2，A位置与B位置分别位于DC的两侧且分别距DC的距离为S1和S2。

根据勾股定理可知，

L1²＝S1²+(L-H1)²；

L2²＝S2²+(L+H2)²；

因为三角形△A’AD和三角形△B’BD是全等三角形，而H1和H2分别为△A’AD和三角形△B’BD内与最长边相对应的高，因此H1＝H2＝H，进一步可以推导得到S1＝S2。所以

L2²-L1²＝4HL；

式中，4为常数，L为固定值，L1及L2通过传感器一13和传感器二10测量得出，所以即可得出H，H指传感器一13和传感器二10在竖直方向的偏移量。对于吊杆9来说，发生偏移时，水平方向的偏移远小于竖直方向的偏移，因此水平方向的偏移可以忽略不计。因此吊杆9在竖直方向的偏移量即可近似表征吊杆9的整体偏移量，则吊杆9的一端相对于另一端的偏移值为F。

公式一：

微调单元11的数量可以是一个或者两个，当微调单元11的数量为一个时，微调单元11固定在吊杆9的一端，位于吊杆9同一端的绳索一或二穿过微调单元11与吊杆9固定连接，当微调单元11的数量为两个时，微调单元11分别固定在吊杆9的两端，绳索一或二分别穿过与其同一侧的微调单元11与吊杆9固定连接。

实施例1

如图3所示，微调单元11包括一组滑轮组，一组滑轮组包括至少一个定滑轮11a和一个动滑轮11b，动滑轮11b与吊杆9之间设有伸缩杆11c，伸缩杆11c的两端分别与动滑轮11b的轴及吊杆9固定连接。绳索一或二的端部依次穿过定滑轮11a和动滑轮11b后固定连接在吊杆9上。伸缩杆11c与微机电性连接，微机控制伸缩杆11c伸长或缩短，进而控制吊杆9的端部上升或下降。

伸缩杆11c伸长或缩短的值为X时，穿过该微调单元11的绳索一或二缩短或伸长的值为2X。

当微调单元11为一个时，吊杆9需要调节的偏移值为2H，微调单元11需要调节的量等于吊杆9的偏移量，即：

进而得出

公式二：

其中，X1——微调单元11为滑轮组，且微调单元11的数量为一个时的调节量；

L1、L2——吊杆9两端距参照物8的距离；

L——参照物8距吊杆9中心点的距离。

当微调单元11为两个时，且同步进行调节时，吊杆9需要调节的偏移值为2H，每个微调单元11需要调节的量等于吊杆9的偏移量的一半，即：

进而得出

公式三：

其中，X2——微调单元11为滑轮组，且微调单元11的数量为两个时的调节量；

L1、L2——吊杆9两端距参照物8的距离；

L——参照物8距吊杆9中心点的距离。

实施例2

如图4所示，微调单元11包括卷筒二11d，卷筒二11d可转动的安装在吊杆9的端部，绳索一或二的端部缠绕在卷筒二11d上，卷筒二11d与微机电性连接，卷筒二11d的半径为R，卷筒二11d的周长为2πR，则卷筒二11d旋转Y圈所卷曲的绳索一或二的长度为2πRY。

当微调单元11为一个时，吊杆9需要调节的偏移值为2H，微调单元11需要调节的量等于吊杆9的偏移量，即：

进而得出

公式四：

其中，Y1——微调单元11为卷筒二11d，且微调单元11的数量为一个时的调节量；

L1、L2——吊杆9两端距参照物8的距离；

R——卷筒二11d的半径；

L——参照物8距吊杆9中心点的距离。

当微调单元11为两个时，且同步进行调节时，吊杆9需要调节的偏移值为2H，每个微调单元11需要调节的量等于吊杆9的偏移量的一半，即：

进而得出

公式五：

其中，Y2——微调单元11为卷筒二11d，且微调单元11的数量为两个时的调节量；

L1、L2——吊杆9两端距参照物8的距离；

R——卷筒二11d的半径；

L——参照物8距吊杆9中心点的距离。

本发明通过水平检测单元的设计，能够实时监测吊杆9的水平状态，及时发现吊杆9的非平衡的状态，然后通过微调单元11的设计，及时修正吊杆9的状态，使吊杆9保持水平状态。进而，可以保证安装在吊杆上的舞台道具处于平衡状态。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。