液压升降平台设备组成及优缺点

近几年，以“水”为主要元素的演出越来越普遍，其中包括一些自然水域中的室外实景演出，甚至一些剧院、秀场等室内表演场所也逐渐配置大型表演水池。通常，这些水秀舞台配置有水中升降台，能在演出过程中瞬间将水域变成干舞台，满足表演区域的“干”“湿”变化。

在水中使用升降台，除了需要升降台本身具备在水下正常运行的能力，还需要考虑设备防腐、设备对水体的污染、电气安全、设备维护保养的便利等各种问题。因此，水中升降台性能的好坏将直接影响到演出运

营。

水中升降台按其升降方式可以分为三大类：液压传动、钢丝绳牵引、升降柱顶升。这三类升降台又根据使用要求演变出若干种不同的形式。笔者就液压剪刀撑升降台进行讨论与研究，以供同业参考与借鉴。

液压剪刀撑升降台在水中的使用比较普遍。通常用于升降行程较小、升降速度要求不高的场合。使用案例：万达汉秀剧场。

1 原理与设备组成

典型的液压剪刀撑升降台由台面板、台面钢架、剪刀撑、液压缸、液压管路、液压泵站等组成，如图1所示。

图1 液压剪刀撑升降台的结构组成

1块升降台一般需要布置2组以上的剪刀撑，每组剪刀撑通常采用2个液压缸。每组剪刀撑内的2个油缸在运行时需同步，油缸内自带位置传感器，通过控制系统控制其精确动作保证两个油缸的伸出距离一致。各组剪刀撑在安装时其起始角应相同，否则，在运动过程中将导致剪刀撑的上支点位置不一，从而无法同时顶升升降台面。液压升降台由于采用多个油缸推动、同步性要求高，设计和安装时需特别注意。

1.1液压泵站

液压升降台是由液压泵站提供动力。液压泵站在远离水区的位置，通过供油管路为液压缸提供动力。当升降台需要使用时，将事先开启液压泵站的液压泵。升降台在使用过程中，即使升降台不动作，液压泵也将持续运转。为使设备故障状态下能回到起始状态，通常还为液压泵站配置手摇泵或小功率电力驱动液压泵。

1.2液压介质

由于液压系统不可避免地存在泄漏问题，为减少对水质的污染，或对演员身体的影响，其液压介质不能使用常规的液压油，而是采用可降解的液压油或纯水。采用可降解液压油的液压系统与常规的油液压系统相比较，除了介质不同，并无明显区别。目前，国内外的水中升降台大多采用这种形式，而采用纯水液压的液压系统有较大区别。主要是由于水的黏度非常低，导致系统的压力低、密封和润滑性能差；另外，还存在气蚀、水垢等现象，纯水液压系统的元器件也需要用不锈钢制作。纯水液压驱动技术在世界范围仍是一种正在深入研究并不断获得发展的技术。设备主要依赖进口，投资大、运营费用高，后期的备品备件也要依赖国外，因而极少使用。

1.3剪刀撑

剪刀撑的使用可使升降台仅需要较浅的机坑即可提供较大的行程。对单级或双级剪刀撑而言，剪刀撑机构也作为导向使用。但是随着剪刀撑级数的增加，舞台台面晃动会有不同程度的增加，当对台面晃动要求高的时候，则需要配置额外的导向来支持升降台面的稳定性。剪刀撑采用钢结构制作，外表面经油漆处理。油漆的质量要求较高，需满足水下防锈的需求。剪刀撑的铰接部位需要采取润滑措施，并在外侧做有效密封，以便延长润滑油被水稀释的时间。

1.4液压缸

液压缸采用不锈钢制作，内部需带有位置传感器。由于需要多缸同步，液压缸的制作精度要求较高。

1.5运行速度检测和控制

采用液压剪刀撑的升降台并不直接检测其运行速度，而是通过读取液压缸内部的位置传感器数据，通过软件计算出升降台的运行速度。升降台的升降速度与液压缸的速度也不成线性比例关系。经计算得到的升降台速度将反馈给液压控制系统，并通过调整液压缸供油管路的流量来实现速度的控制。

1.6位置检测

液压升降台的位置一般可以由液压缸内部的位置传感器数据经计算获得。但为了获得升降台面的准确位置，则需要单独设置一套拉线编码器。编码器可安装在水中，采用IP68防护等级，能长时间浸水使用；也可以采用防护等级较低的编码器，安装在水池附近的干区，通过钢丝绳引入水中，与升降台台面连接。

1.7锁定机构

为了增加台面在特定位置的稳定性，并使其能承受更大的载荷，可在一些特定位置设置锁定机构。锁定机构的设置还可以消除因液压系统内泄引起的台面下沉。锁定机构采用液压驱动，其动力源来自于升降台的液压系统。

1.8电气隔离

当水中有演员表演时，为了避免因设备漏电造成演员触电的风险，需考虑水下电气安全，通常的做法是采用电气隔离和等电位联结等。电气隔离即强电部件安装在远离水域的位置，进入水体的管路用非金属材料，确保水池内外的金属构件不进行物理连接。对于液压管路而言，需将进入水体前的某一段管路采用非金属材料。

2 液压剪刀撑升降台的优缺点

2.1优点