液壓升降平臺設備組成及優(yōu)缺點

近幾年，以“水”為主要元素的演出越來越普遍，其中包括一些自然水域中的室外實景演出，甚至一些劇院、秀場等室內表演場所也逐漸配置大型表演水池。通常，這些水秀舞臺配置有水中升降臺，能在演出過程中瞬間將水域變成干舞臺，滿足表演區(qū)域的“干”“濕”變化。

在水中使用升降臺，除了需要升降臺本身具備在水下正常運行的能力，還需要考慮設備防腐、設備對水體的污染、電氣安全、設備維護保養(yǎng)的便利等各種問題。因此，水中升降臺性能的好壞將直接影響到演出運

營。

水中升降臺按其升降方式可以分為三大類：液壓傳動、鋼絲繩牽引、升降柱頂升。這三類升降臺又根據使用要求演變出若干種不同的形式。筆者就液壓剪刀撐升降臺進行討論與研究，以供同業(yè)參考與借鑒。

（圖片源于網絡，非本文配圖）

液壓剪刀撐升降臺在水中的使用比較普遍。通常用于升降行程較小、升降速度要求不高的場合。使用案例：萬達漢秀劇場。

1 原理與設備組成

典型的液壓剪刀撐升降臺由臺面板、臺面鋼架、剪刀撐、液壓缸、液壓管路、液壓泵站等組成，如圖1所示。

圖1 液壓剪刀撐升降臺的結構組成

1塊升降臺一般需要布置2組以上的剪刀撐，每組剪刀撐通常采用2個液壓缸。每組剪刀撐內的2個油缸在運行時需同步，油缸內自帶位置傳感器，通過控制系統(tǒng)控制其***動作保證兩個油缸的伸出距離一致。各組剪刀撐在安裝時其起始角應相同，否則，在運動過程中將導致剪刀撐的上支點位置不一，從而無法同時頂升升降臺面。液壓升降臺由于采用多個油缸推動、同步性要求高，設計和安裝時需特別注意。

1.1液壓泵站

液壓升降臺是由液壓泵站提供動力。液壓泵站在遠離水區(qū)的位置，通過供油管路為液壓缸提供動力。當升降臺需要使用時，將事先開啟液壓泵站的液壓泵。升降臺在使用過程中，即使升降臺不動作，液壓泵也將持續(xù)運轉。為使設備故障狀態(tài)下能回到起始狀態(tài)，通常還為液壓泵站配置手搖泵或小功率電力驅動液壓泵。

1.2液壓介質

由于液壓系統(tǒng)不可避免地存在泄漏問題，為減少對水質的污染，或對演員身體的影響，其液壓介質不能使用常規(guī)的液壓油，而是采用可降解的液壓油或純水。采用可降解液壓油的液壓系統(tǒng)與常規(guī)的油液壓系統(tǒng)相比較，除了介質不同，并無明顯區(qū)別。目前，國內外的水中升降臺大多采用這種形式，而采用純水液壓的液壓系統(tǒng)有較大區(qū)別。主要是由于水的黏度非常低，導致系統(tǒng)的壓力低、密封和潤滑性能差；另外，還存在氣蝕、水垢等現(xiàn)象，純水液壓系統(tǒng)的元器件也需要用不銹鋼制作。純水液壓驅動技術在**范圍仍是一種正在深入研究并不斷獲得發(fā)展的技術。設備主要依賴進口，投資大、運營費用高，后期的備品備件也要依賴國外，因而極少使用。

1.3剪刀撐

剪刀撐的使用可使升降臺僅需要較淺的機坑即可提供較大的行程。對單級或雙級剪刀撐而言，剪刀撐機構也作為導向使用。但是隨著剪刀撐級數的增加，舞臺臺面晃動會有不同程度的增加，當對臺面晃動要求高的時候，則需要配置額外的導向來支持升降臺面的穩(wěn)定性。剪刀撐采用鋼結構制作，外表面經油漆處理。油漆的質量要求較高，需滿足水下防銹的需求。剪刀撐的鉸接部位需要采取潤滑措施，并在外側做有效密封，以便延長潤滑油被水稀釋的時間。

（圖片源于網絡，非本文配圖）

1.4液壓缸

液壓缸采用不銹鋼制作，內部需帶有位置傳感器。由于需要多缸同步，液壓缸的制作精度要求較高。

1.5運行速度檢測和控制

采用液壓剪刀撐的升降臺并不直接檢測其運行速度，而是通過讀取液壓缸內部的位置傳感器數據，通過軟件計算出升降臺的運行速度。升降臺的升降速度與液壓缸的速度也不成線性比例關系。經計算的升降臺速度將反饋給液壓控制系統(tǒng)，并通過調整液壓缸供油管路的流量來實現(xiàn)速度的控制。

1.6位置檢測

液壓升降臺的位置一般可以由液壓缸內部的位置傳感器數據經計算獲得。但為了獲得升降臺面的準確位置，則需要單獨設置一套拉線編碼器。編碼器可安裝在水中，采用IP68防護等級，能長時間浸水使用；也可以采用防護等級較低的編碼器，安裝在水池附近的干區(qū)，通過鋼絲繩引入水中，與升降臺臺面連接。

1.7鎖定機構

為了增加臺面在特定位置的穩(wěn)定性，并使其能承受更大的載荷，可在一些特定位置設置鎖定機構。鎖定機構的設置還可以消除因液壓系統(tǒng)內泄引起的臺面下沉。鎖定機構采用液壓驅動，其動力源來自于升降臺的液壓系統(tǒng)。

1.8電氣隔離

當水中有演員表演時，為了避免因設備漏電造成演員觸電的風險，需考慮水下電氣安全，通常的做法是采用電氣隔離和等電位聯(lián)結等。電氣隔離即強電部件安裝在遠離水域的位置，進入水體的管路用非金屬材料，確保水池內外的金屬構件不進行物理連接。對于液壓管路而言，需將進入水體前的某一段管路采用非金屬材料。

2 液壓剪刀撐升降臺的優(yōu)缺點

2.1優(yōu)點

技術成熟可靠，故障率低，在國內外有較多使用案例；

承載能力大；

對土建的要求簡單，除了機坑底部的預埋受力要求，無其他土建需求；

電氣隔離措施簡單。

2.2缺點

多缸同步控制難度大；

速度的精準控制難度大；

維護難度大；

存在漏油的風險，易污染水質。