舞台立柱及舞台立柱的加工工艺
技术领域
本发明涉及舞台机械的技术领域，具体地是一种舞台立柱及舞台立柱的加工工艺。
背景技术
舞台表演中往往会用到升降，因此往往会用到舞台立柱，并且在舞台立柱上设置导轨，通过导轨的引导实现链条的拉动实现各种舞台的升降展示，显然导轨是用来支撑和引导运动部件，现有技术中用于承托链条(环链、滚子链、特殊链等)的直线导轨有很多，但是在舞台演艺设施中尚未有可以进行三维曲线往复运动的链式导轨，因此，本行业内需要一种可实现三维螺旋曲线往复运动的链式导轨。
当然，虽然在本领域中尚未有可以进行三维曲线往复运动的链式导轨，但是对于小型结构的三维螺旋曲线链条导轨是可采用整体机械加工制作，但用于舞台机械领域的大型三维螺旋曲线链条导轨则无法采用常规的整体机械加工的方式制作。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一：提供一种舞台立柱，其能够使立柱本体上的链条沿三维螺旋曲线做往复运动，并且可以应用于大型的立柱本体上。
为此，本发明的一个目的在于提出一种舞台立柱，其特征在于：它包括至少由从上往下依序设置的上段、中段和下段组成的立柱本体，所述的上段、中段和下段依序相连；
其中，上段为空心的管状结构，所述上段内设有多个沿竖直方向依序排列且分别与上段转动配合的链轮，任意相邻两个链轮的轴线在同一水平面上的投影相交，各链轮上分别设有链条，所述链条的中间部分与链轮的上部相配合，以使得所述链条与所对应的链轮联动，链条的两端经上段侧壁上的通孔穿出至上段外，全部的通孔沿上段的周向错位设置；
其中，下段外沿周向间隔设有多个链条导轨，所述链条导轨的轴线呈沿下段的周向和轴向延伸的螺旋线，各链条的端部沿竖直方向朝下延伸至下段外的区域，并与各自对应的链条导轨滑动配合；
其中，中段外设有若干导向轮，所述链条的端部经所对应的导向轮变向后朝向链条导轨的上端口并经所述上端口穿入链条导轨内。
所述链条导轨的数量为链条数量的两倍。
所述链轮为六个，六个链轮沿竖直方向依序间隔设置，且六个链轮的轴线在同一水平面上的投影交汇于同一交点，所述的链条为六个，下段上的链条导轨为十二个。
所述导向轮为十二个，十二个导向轮沿中段的周向均匀分布，且任意相邻两个导向轮沿轴向错位位置。
所述上段的外侧壁上位于各通孔的下方均设有直导轨，所述链条位于上段外的部分与所对应的直导轨滑动配合。
所述直导轨的上端延伸至与通孔的底面对齐，以使得所述链条绷紧时悬空于通孔内。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之二：提供一种舞台立柱的加工工艺，其。
为此，本发明的一个目的在于提出一种舞台立柱的加工工艺，它包括上述舞台立柱，其特征在于：所述舞台立柱上位于立柱本体外的链条导轨的制备工艺包括以下步骤：
S1、将超高分子量聚乙烯板加工形成导轨基材，其中，所述超高分子量聚乙烯板的分子量≥800万；
S2、对导轨基材的外轮廓进行机械加工；
S3、在导轨基材上加工形成供链条滑动的滑槽；
S4、将导轨基材沿立柱本体的轴向设于立柱本体的下段的外侧壁上，且使得导轨基材的一端固定在下段的外侧壁上；
S5、将导轨基材加热到热变形温度后使得所述导轨基材沿立柱本体的周向和轴向同步弯曲形成链条导轨，所述链条导轨的轴线为沿立柱本体的周向和轴向延伸的螺旋线；
S6、对链条导轨的尺寸进行检测；
S7、基于S6的检测结构，若检测尺寸超过设定值则进入步骤S8，否则进入步骤S9；
S8、识别链条导轨上尺寸不合格位置以及记录检测尺寸与设定值之间的尺寸差值，通过加热枪对尺寸不合格位置进行局部加热，并在该尺寸不合格位置加热至热变形温度后根据记录的尺寸差值进行尺寸修正，且在完成尺寸修正后返回步骤S7；
S9、完成链条导轨的加工。
所述热变形温度为80℃～150℃。
作为优选，上述步骤S5包括：
S51、将成型模具套于立柱本体外，所述成型模具为环形结构，成型模具的内侧壁上位于各导轨基材所对应的位置均设有螺旋槽，所述导轨基材上与下段固定连接的端部配合于所对应的螺旋槽内；
S52、所述成型模具内设有加热元件和温度检测元件，启动加热元件并且根据温度检测元件的检测值控制成型模具处于启动状态或控制成型模具处于静止状态；
其中，启动状态：所述成型模具沿立柱本体的周向转动，同时沿立柱本体的轴向移动；
其中，静止状态：所述成型模具相对于立柱本体静止；
S53、当成型模具完成对导轨基材的加热并弯曲后，移除成型模具。
作为优选，在步骤S4和步骤S5之间设有步骤S10：在直线导轨的滑槽内设有多个用于保持滑槽尺寸的定型块，全部的定型块沿直线导轨的轴向间隔排布。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：首先，立柱本体上的链条能够沿沿螺旋弯曲的链条导轨滑动配合，从而实现链条在下段上做三维螺旋曲线运动，由此能够使得安装在链条上的运动部件也呈现三维的螺旋曲线运动，满足舞台展示过程中部分运动部件的三维螺旋曲线运动的需求，其次，一个立柱本体上可以安装多个链条，且相互链条之间干扰小，空间利用率高，最后，通过上述的加工工艺能够在立柱本体上安装螺旋的链条导轨，其较传统的整体机械加工方式更加高效，成本低，尤其是该加工工艺能够实现大型立柱本体上的链条导轨的安装。
附图说明
图1是本发明的舞台立柱的结构示意图。
图2是本发明的舞台立柱的前视图。
图3是本发明的舞台立柱的侧视图。
图4是本发明的仅立柱本体部分的结构示意图。
图5为图3中上段位置的局部结构放大示意图。
图6为图5的俯视示意图。
图7为图6中“A-A”方向的剖视示意图。
图8为图5中各链轮的分布示意图。
图9为图3中下段位置的局部结构放大示意图。
图10为图9中单个链条导轨的结构示意图。
图11为链条与链条导轨相配合的结构示意图。
图12是本发明中立柱本体的上段的结构示意图。
图13为图12中立柱本体上段的展开示意图。
图14是本发明中成型模具的结构示意图。
图15为图14的俯视示意图。
图16为图15中“B-B”方向的剖视示意图。
图17是本发明中另一种结构的成型模具的结构示意图。
图18为图9中立柱本体的下段的另一种结构示意图。
图19为图18的另一个方向的侧视图。
图20为图18中立柱本体下段部分的检测示意图。
图21为图20中“C”区域的局部放大示意图。
其中，1、立柱本体，1.1、上段，1.2、中段，1.3、下段，2、链轮，2.1、转轴，3、链条，4、通孔，5、链条导轨，6、导向轮，7、直导轨，8、成型模具，8.1、螺旋槽；
M是指水平面；
P1、P2、P3、P4为下段未弯曲成型前毛坯管上任意检测位置周向的检测点；
O1为任意一个检测位置上选取三个检测点构建的虚拟圆的圆心；
Z是指毛坯管未焊接前各段直管的转动点。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的舞台立柱。
实施例一：
本发明提供一种舞台立柱，如图1所示它包括至少由从上往下依序设置的上段1.1、中段1.2和下段1.3组成的立柱本体1，所述的上段1.1、中段1.2和下段1.3依序相互相连；
其中，上段1.1为空心的管状结构，如图7和图8所示，所述上段1.1内设有多个沿竖直方向依序排列且分别与上段1.1转动配合的链轮2，所示链轮2通过穿过自身轴线的转轴与上段1.1的侧壁转动配合，且如图6所示，沿竖直方向的任意相邻两个链轮2的轴线在同一水平面M上的投影相交，各链轮2上分别设有链条3，所述链条3的中间部分与链轮2的上部相配合，以使得所述链条3与所对应的链轮2联动，链条3的两端经上段1.1侧壁上的通孔4穿出至上段1.1外，全部的通孔4沿上段1.1的周向错位设置；上述的周向错位是指各通孔4在同一水平面上的投影不相互重叠；
其中，下段1.3外沿周向间隔设有多个链条导轨5，所述链条导轨5的轴线呈沿下段1.3的周向和轴向延伸的螺旋线，各链条3的端部沿竖直方向朝下延伸至下段1.3外的区域，并与各自对应的链条导轨5滑动配合；
其中，中段1.2外设有若干导向轮6，所述链条3的端部经所对应的导向轮6变向后朝向链条导轨5的上端口5.1并经所述上端口5.1穿入链条导轨5内。
上述的大型是指立柱本体1的长度超过10米。
上述的三维螺旋曲线是指，沿立柱本体1的周向和轴向同步延伸形成的三维空间内的螺旋曲线。
实施例二：
基本结构与实施例一相同，区别在于：所述链条导轨5的数量为链条3数量的两倍。
作为优选，所述链轮2为四个，四个链轮2沿竖直方向依序间隔设置，且四个链轮2的轴线在同一水平面上的投影交汇于同一交点，所述的链条3为四个，下段1.3上的链条导轨5为八个。
作为优选，如图7和图8所示，所述链轮2为六个，六个链轮2沿竖直方向依序间隔设置，且六个链轮2的轴线在同一水平面上的投影交汇于同一交点，所述的链条3为六个，下段1.3上的链条导轨5为十二个。
上述的链条3中沿立柱本体1的轴线对称的两根链条3可以首尾相连构成环链，因此上述的所述链条导轨5的数量为链条3数量的两倍是指链条导轨5的数量是采用环链结构的链条3数量的两倍。
实施例三：
基本结构与实施例二相同，区别在于：如图2和图3所示，所述导向轮6的数量与链条3的数量相匹配，所示链条3为六根环链，六根环链在中段上对应十二段链条3，因此对应的所述导向轮6为十二个，十二个导向轮6沿中段1.2的周向均匀分布，且任意相邻两个导向轮6沿轴向错位位置。
实施例四：
基本结构与实施例三相同，区别在于：所述上段1.1的外侧壁上位于各通孔4的下方均设有直导轨7，所述链条3位于上段1.1外的部分与所对应的直导轨7滑动配合。
实施例五：
基本结构与实施例四相同，区别在于：所述直导轨7的上端延伸至与通孔4的底面对齐，以使得所述链条3绷紧时悬空于通孔4内。
实施例六：
本发明提供一种舞台立柱的加工工艺，它包括上述舞台立柱，其特征在于：所述舞台立柱上位于立柱本体1外的链条导轨5的制备工艺包括以下步骤：
S1、将超高分子量聚乙烯板加工形成导轨基材，其中，所述超高分子量聚乙烯板的分子量≥800万；超高分子量聚乙烯是分子量在150万以上的无支链的线性聚乙烯，由该超高分子量聚乙烯制成的板材为超高分子量聚乙烯板，通过对于超高分子量聚乙烯板的加工制成了作为链条导轨的导轨基材。
S2、对导轨基材的外轮廓进行机械加工；所述的机械加工是指通过现有的能够对导轨基材的外轮廓进行车、铣、削、磨等加工处理的现有机械手段。
S3、在导轨基材上加工形成供链条3滑动的滑槽；优选地，通过铣槽刀在导轨基材上加工形成滑槽。
S4、将带有滑槽的导轨基材沿立柱本体1的轴向设于立柱本体1的下段1.3的外侧壁上，且使得导轨基材的一端固定在下段1.3的外侧壁上；
S5、将导轨基材加热到热变形温度后使得所述导轨基材沿立柱本体1的周向和轴向同步弯曲形成链条导轨5，所述链条导轨5的轴线为沿立柱本体1的周向和轴向延伸的螺旋线；
S6、对链条导轨5的轮廓尺寸进行检测；
S7、基于S6的轮廓尺寸的检测结果，若轮廓尺寸的检测尺寸超过设定值则进入步骤S8，否则进入步骤S9；
S8、识别链条导轨5上轮廓尺寸的不合格位置以及记录检测尺寸与设定值之间的尺寸差值，通过加热枪对尺寸不合格位置进行局部加热，并在该尺寸不合格位置加热至热变形温度后根据记录的尺寸差值进行尺寸修正，且在完成尺寸修正后返回步骤S7；
上述不合格位置可以是一个或者多个，当不合格位置为多个时可以依序对各个轮廓尺寸不合格位置进行步骤S8的修正工作。
S9、完成链条导轨5的加工。
实施例七：
基本结构与实施例六相同，区别在于：所述热变形温度为80℃～150℃。优选地所述热变形温度为120℃。
实施例八：
基本结构与实施例六相同，区别在于：上述步骤S5包括：
S51、将成型模具8套于立柱本体1外，所述成型模具8为环形结构，成型模具8的内侧壁上位于各导轨基材所对应的位置均设有螺旋槽8.1，所述导轨基材上与下段1.3固定连接的端部配合于所对应的螺旋槽8.1内；
S52、所述成型模具8内设有加热元件和温度检测元件，启动加热元件并且根据温度检测元件的检测值控制成型模具8处于启动状态或控制成型模具8处于静止状态；
其中，启动状态：所述成型模具8沿立柱本体1的周向转动，同时沿立柱本体1的轴向移动；
其中，静止状态：所述成型模具8相对于立柱本体1静止；
S53、当成型模具8完成对导轨基材的加热并弯曲后，移除成型模具8。
实施例九：
基本结构与实施例六相同，区别在于：在步骤S4和步骤S5之间设有步骤S10：在直线导轨的滑槽内设有多个用于保持滑槽尺寸的定型块，全部的定型块沿直线导轨的轴向间隔排布。
实施例十：
基本结构与实施例一相同，区别在于：如图18和图19所示，所述的下段1.3三维空间内弯曲的管状结构。
本实施例中上述呈三维空间弯曲的下段1.3的加工方法包括以下步骤：
H1：选取直管，并且将直管沿轴向分隔成多段；
H2：将多段的直管沿图18中所示的二维平面的Y方向依序安装在台架上；
H3：转动各段直管，使得各直管大体上与设计图纸上下段1.3对应位置的长度方向保持一致，并使得各段直管定位在台架上；
H4：将任意相邻两段直管的端部焊接固定，同时抛光打磨后使得全部直管构成一整根毛坯管；
H5：如图21所示，在任意一段直管上通过全站仪沿周向检测四个检测点，即检测点P1、检测点P2、检测点P3、检测点P4，根据各检测点的三维坐标值与该检测点的理论数值比较，得出空间偏差值，基于空间偏差值对于毛坯管上该段位置进行加热并弯曲直至上述四个检测点的检测值与理论数值之间的空间偏差值在合理误差范围以内；
H6：沿毛坯管的轴线方向依序对各段管重复上述步骤H5，直至毛坯管整体弯曲成呈三维空间弯曲的立柱本体下段1.3。
作为优选，构成毛坯管的直管为九段，因此在毛坯管上位于各段直管的位置均设置一个检测位置，在所述检测位置上沿周向设置四个检测点。
作为优选，随着毛坯管整体长度设计的不同以及弯曲程度的不同，该毛坯管能够分割成直管的段数可以根据实际需要任意选择。
作为优选，同一个检测位置上之所以设置四个检测点的目的在于，通过任意三个检测点构建虚拟圆，再通过第四个检测点效验该构建的虚拟圆。当然根据实际检测需要，该检测位置上可以仅设置三个检测点而舍弃第四个效验用的检测点，或者可以设置四个以上的检测点，使得效验的检测点增多。该检测点的数量的增减可以根据实际检测需要任意的增减。
作为优选，上述步骤H3中，各直管上分别设有转动点，各直管安装于台架上且绕自身的转动点Z转动。
实施例十一：
基本结构与实施例十相同，区别在于：上述步骤H5中，当对检测位置上的四个检测点进行检测后，任选其中三个检测点的坐标值构建虚拟圆，并且得出该虚拟圆圆心O1的坐标值，通过该圆心O1的坐标值与上述选取的三个检测点的理论数值所构建的对照圆的圆心坐标值进行比较，二者的差值在误差范围内则合格，否则对毛坯管的该检测位置进行弯曲矫正。
以附图21中所示的检测位置为例，选取其中的P1、P2、P3这三个检测点作为构建虚拟圆的三个点，计算得出构建的虚拟圆的圆心O1的坐标值，将该圆心O1的坐标值与上述P1、P2、P3这三个检测点的理论数值所构建的对照圆的圆心坐标值进行比较，同时将P4点的检测数值与P4点的理论数值比较，当上述检测点P1、检测点P2、检测点P3、检测点P4的检测值以及圆心O1的数值都满足设计要求时则完成该检测位置的弯曲矫正。
上述实施例十和实施例十一中所述的弯曲矫正是指通过对于毛坯管的局部加热然后进行热弯曲。
这里需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
