一种螺旋舞台升降系统的制作方法

本发明涉及升降舞台技术领域，具体的说是一种螺旋舞台升降系统。

背景技术：

众所周知，在大型的游乐场所、晚会等，经常由于表演情节的需要，要借助舞台升降来完成各种效果表演。现有的舞台升降多为传统的液压缸、气压缸方式，或者螺杆方式等，上升过程中传统的举升方式根据高度的升高其举升重量会渐渐变小，而且本体高度随着举升高度的上升而更高，局限性较大。在特定狭小空间内安装以及本体高度要求不能太高的环境中无法找到可以满足这类要求的升降机，通常高度可以提上去，那么升降机本体也要相应高上去很多才能实现其功能,而且要带动载重型的物体，那么升降机本体一定要相当庞大而且还要加固举升架才能满足要求，部分升降系统还要挖较深的坑来放入大体积的升降机，增加施工难度、延长施工交期，液压方式是时间长了就会开始密封部位漏油现象是普遍的，带来维护次数多、维护麻烦；升降自动控制方面缺乏精确度的现况，螺杆式升降机是举升重量以及举升速度明显下降，也同样上升多高本体高度要跟着上升并固定的缺点。因此迫切需求一种新的升降舞台系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种螺旋舞台升降系统。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种螺旋舞台升降系统，包括沿着地面并排布置的若干个螺旋升降机、安装在螺旋升降机顶部的舞台台面、用以驱动若干个螺旋升降机中任意一个螺旋升降机或多个螺旋升降机转动的驱动电机、安装在地面与舞台台面之间用以辅助支撑的若干个辅助支撑架，还包括用以控制驱动电机的控制器。

所述螺旋升降机顶部设有连接固定板，所述连接固定板上安装有与控制器相连的位置传感器、重力传感器，所述地面安装有用以对连接固定板下限位的防过低装置；

所述防过低装置为立柱；

所述螺旋升降机包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒、存储在收纳盒内的弹簧扁平带、装在固定式底座内且与弹簧扁平带配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条升降或收缩运动的带轨道举升机构、用于使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的轨道导向架。

进一步的，所述辅助支撑架为v式支撑托架，所述v式支撑托架包括与地面铰接的第一板、一端与第一板远离地面的一端铰接且另一端与舞台台面铰接的第二板；

作为本发明的另一种改进，所述辅助支撑架为竹节式升降支撑托架，所述竹节式升降支撑托架包括固定在地面上的底架、可沿着底架轴向滑动的若干个升降架，若干个升降架中处于最底部的升降架与底架轴向滑动配合，若干个升降架中处于最顶部的升降架与舞台台面相连，若干个升降架中相邻的两个升降架之间轴向滑动配合；

作为本发明的另一种改进，所述辅助支撑架为剪叉式伸缩支架，所述剪叉式伸缩支架的底部固定在地面上，所述剪叉式伸缩支架的顶部与舞台台面相连；

所述舞台台面的数量为n个，所述n小于或等于螺旋升降机的数量；

所述驱动电机上安装有蜗杆，所述蜗杆与螺旋升降机配合实现动力传递；

所述驱动电机上安装有锥齿轮变向机构，所述锥齿轮变向机构的输出端连接有驱动联轴器，所述驱动联轴器上靠近螺旋升降机的一端安装有与螺旋升降机配合实现动力传递的蜗杆；

进一步的，所述锥齿轮变向机构包括安装在驱动电机的轴上的一号主动锥齿轮、安装在驱动联轴器上且与一号主动锥齿轮啮合的一号从动锥齿轮；

进一步的，所述锥齿轮变向机构包括安装在驱动电机的轴上的二号主动锥齿轮、水平安装在地面上的传动轴、安装在传动轴上且与二号主动锥齿轮啮合的二号从动锥齿轮、安装在传动轴上三号主动锥齿轮、与三号主动锥齿轮啮合且安装在驱动联轴器上的三号从动锥齿轮；

所述驱动联轴器上均连接有固定在地面上的联轴器支架。

螺旋升降机，包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒、存储在收纳盒内的弹簧扁平带、装在固定式底座内且与弹簧扁平带配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条升降或收缩运动的带轨道举升机构、用于使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的轨道导向架。

所述固定式底座包括升降机构底座、通过转动副竖直安装在升降机构底座上端的受力支撑桶体、用于限制齿型弹簧条回转自由度的若干个固定托架。

所述平台包括安装在固定式底座上端的收纳盒托架、安装在收纳盒托架下端面的驱动力输入机构。

所述驱动力输入机构为链轮、蜗轮中的任一种。

所述弹簧扁平带上沿着弹簧扁平带的长度方向设有若干排均匀分布的带孔；所述齿型弹簧条上均匀的设置有可与带孔对应咬合的齿。

所述带轨道举升机构包括举升柱体，在举升柱体上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱。

所述收纳盒托架上开设有供齿型弹簧条升降时穿过的让位槽。

所述收纳盒托架上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒底部配合的收纳盒底部轴承座。

所述收纳盒的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架上端的收纳盒外部轴承架。

所述轨道导向架包括四根导向支架，在第一个导向支架上设有用以挤压弹簧扁平带使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的三个卡块，其余三个导向支架按照顺时针方向分别依次设有两个卡块、两个卡块、一个卡块，所述卡块错开弹簧扁平带上与齿型弹簧条咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵。

本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，采用螺旋升降的方式实现了舞台台面的升降运动，空间结构紧凑，解决了传统的升降机构占据较大的空间尺寸的技术难题，而且举升力不会因举升的高度的增加而突然变小，稳定性较高，安全性能高。

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为本发明的一种立体结构示意图；

图2为本发明的螺旋升降机、固定板，所述连接固定板、位置传感器、重力传感器、防过低装置分布的结构示意图；

图3本发明的螺旋升降机的一种实施方式的立体结构示意图；

图4为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的内部结构示意图；

图5为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的俯视图；

图6为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的俯视透视图；

图7为本发明的螺旋升降机的一种实施方式去除固定式底座后的主视透视图；

图8为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的收纳盒托架的结构示意图；

图9为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的立体结构示意图；

图10为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的主视图；

图11为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的半剖视图；

图12为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的全剖视图。

图13为辅助支撑架的第一种结构示意图；

图14为辅助支撑架的第二种结构示意图；

图15为辅助支撑架的第三种结构示意图；

图16为竹节式升降支撑托架与螺旋升降机配合使用时的状态图；

图17为第一种驱动方式的示意图；

图18为第二种驱动方式的结构示意图一；

图19为第二种驱动方式的结构示意图二；

图20为第三种驱动方式的示意图；

图21为本发明去除辅助支撑架、驱动电机后的一种实施状态示意图；

图22为本发明的去除辅助支撑架、驱动电机后的另一种实施状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图22所示，一种螺旋舞台升降系统，包括沿着地面17并排布置的若干个螺旋升降机19、安装在螺旋升降机19顶部的舞台台面23、用以驱动若干个螺旋升降机19中任意一个螺旋升降机19或多个螺旋升降机19转动的驱动电机18、安装在地面17与舞台台面23之间用以辅助支撑的若干个辅助支撑架20，还包括用以控制驱动电机18的控制器。驱动电机18驱使对应的螺旋升降机19转动，进而带动舞台台面23上下升降，以满足舞台的使用需求；采用辅助支撑架20可以在升降过程中起到辅助支撑的作用，极大的提高了安全性。本发明在螺旋升降机19完全收起后，空间高度可以降至很低，极大的节省了空间，无需像传统的液压缸式升降舞台，在舞台下方挖出与液压缸缸体长度适应的坑，降低了建设成本。

所述螺旋升降机19顶部设有连接固定板25，所述连接固定板25上安装有与控制器相连的位置传感器26、重力传感器27，所述地面17安装有用以对连接固定板25下限位的防过低装置28。本发明采用重力传感器27检测承载的重量，以防止超重；采用位置传感器26用以测量升降时的高度；采用防过低装置28能防止连接固定板25向下越过下极限位置后对螺旋升降机19本身造成破坏，起到了安全防护的作用。连接固定板25上端与舞台台面23相连。

所述控制器为plc。

所述防过低装置28为立柱。

进一步的，本发明的舞台台面23的数量为n个，所述n小于或等于螺旋升降机19的数量，从而能够实现多个舞台平面的上下升降，满足不同的表演需求。

本发明的辅助支撑架20有三种实施方式，分别如下：

实施例一：

如图13所示，所述辅助支撑架20为v式支撑托架，所述v式支撑托架包括与地面17铰接的第一板37、一端与第一板37远离地面17的一端铰接且另一端与舞台台面23铰接的第二板38。

实施例二：

如图15和图16所示，所述辅助支撑架20为竹节式升降支撑托架，所述竹节式升降支撑托架包括固定在地面17上的底架39、可沿着底架39轴向滑动的若干个升降架40，若干个升降架40中处于最底部的升降架40与底架39轴向滑动配合，若干个升降架40中处于最顶部的升降架40与舞台台面23相连，若干个升降架40中相邻的两个升降架40之间轴向滑动配合。

实施例三：

如图14所示，所述辅助支撑架20为剪叉式伸缩支架，所述剪叉式伸缩支架的底部固定在地面17上，所述剪叉式伸缩支架的顶部与舞台台面23相连；

另外，本发明的驱动方式也有两种，分别如下：

实施例四：

如图17所示，所述驱动电机18上安装有蜗杆41，所述蜗杆41与螺旋升降机19配合实现动力传递。

实施例五：

如图18和图19所示，所述驱动电机18上安装有锥齿轮变向机构，所述锥齿轮变向机构的输出端连接有驱动联轴器24，所述驱动联轴器24上靠近螺旋升降机19的一端安装有与螺旋升降机19配合实现动力传递的蜗杆41。

针对实施例五进一步延伸，本发明还可以有两种传动变向的方式，分别如下：

实施例六：

所述锥齿轮变向机构包括安装在驱动电机18的轴上的一号主动锥齿轮30、安装在驱动联轴器24上且与一号主动锥齿轮30啮合的一号从动锥齿轮31。

实施例七：

如图20所示，所述锥齿轮变向机构包括安装在驱动电机18的轴上的二号主动锥齿轮32、水平安装在地面17上的传动轴34、安装在传动轴34上且与二号主动锥齿轮32啮合的二号从动锥齿轮33、安装在传动轴34上三号主动锥齿轮35、与三号主动锥齿轮35啮合且安装在驱动联轴器24上的三号从动锥齿轮36。

所述驱动联轴器24上均连接有固定在地面17上的联轴器支架29。

本发明的螺旋升降机也包括两种实施方式，分别如下：

实施例八：

如图3至图8所示，螺旋升降机19，包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒6、存储在收纳盒6内的弹簧扁平带1、装在固定式底座内且与弹簧扁平带1配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条2、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条2升降或收缩运动的带轨道举升机构3、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的轨道导向架4。驱动电机18驱使平台转动，进而带动带轨道举升机构3转动，带轨道举升机构3使齿型弹簧条2在带轨道举升机构3的导向作用下升降，并同步牵引弹簧扁平带1螺旋攀升，在轨道导向架4的挤推作用下弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体。

所述固定式底座包括升降机构底座10、通过转动副竖直安装在升降机构底座10上端的受力支撑桶体5、用于限制齿型弹簧条2回转自由度的若干个固定托架11。本发明的固定托架11能防止齿型弹簧条2在升降的过程中进行回转，若齿型弹簧条2发生回转，会导致弹簧扁平带1与齿型弹簧条2只空转而不会有上升运动，即空转会导致无法实现升降功能。

所述平台包括安装在固定式底座上端且与收纳盒6之间可相对自由转动的收纳盒托架7、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构8。驱动电机18驱使驱动力输入机构8，从而带动收纳盒托架7，即可带动带轨道举升机构3转动。

所述驱动力输入机构8为链轮、蜗轮中的任一种。

所述弹簧扁平带1上沿着弹簧扁平带1的长度方向设有若干排均匀分布的带孔1a；所述齿型弹簧条2上均匀的设置有可与带孔1a对应咬合的齿2a。齿型弹簧条2在上升的过程中不断的使新的齿2a咬合进弹簧扁平带1上新的带孔1a内，即可实现螺旋柱体的不断攀升。

所述带轨道举升机构3包括举升柱体3a，在举升柱体3a上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条2升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱3b。双排螺旋排列上的两个成对配合的限位滚柱3b之间的间距大于齿型弹簧条2的厚度。所述齿型弹簧条2在举升柱体3a的旋转力带动下沿着双排螺旋排列的限位滚柱3b向上提升。本发明采用了双排螺旋排列的限位滚柱3b对齿型弹簧条2进行升降的导向，有效的防止了齿型弹簧条2在升降过程中的晃动和错位，保证了运动的精确性和稳定性，这样才能使齿2a与带孔1a对应咬合。

所述举升柱体3a安装在受力支撑桶体5上端，所述限位滚柱3b均可绕着与举升柱体3a的连接处转动。

进一步的，所述限位滚柱3b为滚子轴承。

所述收纳盒托架7上开设有供齿型弹簧条2升降时穿过的让位槽15，这样才能保证齿型弹簧条2的升降运动与收纳盒托架7的回转运动不干涉，结构设计合理。

所述收纳盒托架7上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒6底部配合的收纳盒底部轴承座14。所述收纳盒6的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架7上端的收纳盒外部轴承架13。这样的结构设计的好处是：保证收纳盒6可以随弹簧扁平带1的弹性力量随意转动。

所述轨道导向架4包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架4a、安装在对应的导向支架4a上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带1使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的若干个卡块4b。所述卡块4b错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条2咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵，利用卡块4b即可使弹簧扁平带1逐步靠近齿型弹簧条2并最终使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合在一起。

进一步的，每个导向支架4a上安装的卡块4b数量为两个或者三个。

所述齿型弹簧条2叠放成的柱形的轴线与受力支撑桶体5的轴线重合。本发明的齿型弹簧条2叠放在一起后，每一个螺距上的齿2a与相邻的螺距上的同位置的齿在竖直方向上重合，这样即齿型弹簧条2叠放在一起后的齿2a构成了一列列竖直排布的长条，再通过固定托架11卡在长条与长条之间，即可防止齿型弹簧条2在升降的过程中进行回转。

所述螺旋柱体的上端连接有升降体顶部固定夹头9，在升降体顶部固定夹头9的上端即可用于承载物体。

所述升降机构底座10的上端安装有固定座16。

实施例九：

如图9至图12所示，螺旋升降机19，包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒6、存储在收纳盒6内的弹簧扁平带1、装在固定式底座内且与弹簧扁平带1配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条2、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条2升降或收缩运动的带轨道举升机构3、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的轨道导向架4。驱动电机18驱使平台转动，进而带动带轨道举升机构3转动，带轨道举升机构3使齿型弹簧条2在带轨道举升机构3的导向作用下升降，并同步牵引弹簧扁平带1螺旋攀升，在轨道导向架4的挤推作用下弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体。

所述固定式底座包括升降机构底座10、通过转动副竖直安装在升降机构底座10上端的受力支撑桶体5。

所述平台的下端设有与固定式底座的受力支撑桶体5相连且用以将处于叠放状态的齿型弹簧条2罩住的外罩架101。

所述平台包括通过外罩架101安装在固定式底座上端且与收纳盒6之间可相对自由转动的收纳盒托架7、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构8。驱动电机18驱使驱动力输入机构8，从而带动收纳盒托架7，即可带动带轨道举升机构3转动。

所述驱动力输入机构8为链轮、蜗轮中的任一种。

所述弹簧扁平带1上沿着弹簧扁平带1的长度方向设有若干排均匀分布的带孔1a；所述齿型弹簧条2上均匀的设置有可与带孔1a对应咬合的齿2a。齿型弹簧条2在上升的过程中不断的使新的齿2a咬合进弹簧扁平带1上新的带孔1a内，即可实现螺旋柱体的不断攀升。

所述带轨道举升机构3包括举升柱体3a，在举升柱体3a上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条2升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱3b。双排螺旋排列上的两个成对配合的限位滚柱3b之间的间距大于齿型弹簧条2的厚度。所述齿型弹簧条2在举升柱体3a的旋转力带动下沿着双排螺旋排列的限位滚柱3b向上提升。本发明采用了双排螺旋排列的限位滚柱3b对齿型弹簧条2进行升降的导向，有效的防止了齿型弹簧条2在升降过程中的晃动和错位，保证了运动的精确性和稳定性，这样才能使齿2a与带孔1a对应咬合。

所述举升柱体3a安装在受力支撑桶体5上端，所述限位滚柱3b均可绕着与举升柱体3a的连接处转动。

进一步的，所述限位滚柱3b为滚子轴承。

所述收纳盒托架7上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒6底部配合的收纳盒底部轴承座14。所述收纳盒6的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架7上端的收纳盒外部轴承架13。这样的结构设计的好处是：保证收纳盒6可以随弹簧扁平带1的弹性力量随意转动。

所述轨道导向架4包括与带轨道举升机构3同轴分布且呈非封闭环状的外架4c、沿着外架4c的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块4d。

进一步的，所述挡块4d错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条2咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵，利用挡块4d即可使弹簧扁平带1逐步靠近齿型弹簧条2并最终使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合在一起。

所述外架4c上设有缺口102，在轨道导向架4转动的过程中，处于收纳盒6内的弹簧扁平带1可穿过缺口102进入到轨道导向架4内，从而与齿型弹簧条2进行咬合，结构设计合理，不会在运动过程中造成干涉。

所述齿型弹簧条2叠放成的柱形的轴线与受力支撑桶体5的轴线重合。本发明的齿型弹簧条2叠放在一起后，每一个螺距上的齿2a与相邻的螺距上的同位置的齿在竖直方向上重合，这样即齿型弹簧条2叠放在一起后的齿2a构成了一列列竖直排布的长条。

所述螺旋柱体的上端连接有升降体顶部固定夹头9，在升降体顶部固定夹头9的上端即可用于承载物体。

如图21所示，为本发明的一种实施状态示意图，包含了多个舞台台面23，诸如图21所列出的a、b、c、d、e、f、g、h的八个舞台台面23，工作时，可以b、c面先上升，随后f、g面上升，最后a、d、e、h面上升，这只是一种示意，可以根据舞台使用需求任意调整各个舞台台面23的升降。

如图22所示，为本发明的另一种实施状态示意图，包含了多个舞台台面23，诸如图22所列出的j、k、l三个舞台台面23，使用时，j、k、l三个面可以全部下降以形成大平面场地，也可以分级升降以形成阶梯式观众席。

本发明结构设计合理，替代了传统的液压升降和螺杆升降的舞台，极大的节省空间，安全性能也得以提升。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。