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        淺析舞臺旋轉臺的結構形式和控制系統

        點擊數:259日期:2020-03-04

        改革開放十多年來,我國的文化事業發展迅速,但國內公共演出場館的舞臺機械裝備情況離現代化的文藝演出需要差距較大,大量新建改建的劇場急需用高技術設備來裝備。
        舞臺組合旋轉臺屬于大型舞臺機械設備,采用浮動式自動壓緊摩擦傳動裝置,嵌套多條升降臺、小旋轉升降臺等,運轉平穩、噪音低、間隙小,具有可逆旋轉,無級調速,自動定位等功能??梢愿鶕莩鰣鲳^的具體要求及多功能的要求使旋轉臺具有多種組合形式,實現轉中有轉,轉中有升,升轉組合等。使原本單調的平面舞臺變的多層次、多樣化、立體化,使藝術表現有了更加完美的手段。
        一、升降旋轉舞臺組合的結構形式
        1. 轉臺組合整體結構采用鼓筒式鋼桁架結構。
        旋轉中心軸采用中間空心固定軸和外套聯接框架結構。為適應各種歌劇、話劇的演出換景及大型文藝演出(如春節文藝晚會、大型歌舞演出活動等)的需要,直徑均在12m~16m之間,能同時布景2~3個場景以滿足大型演出快速換景的要求。
        旋轉機構采用浮動式自動壓緊摩擦傳動裝置驅動機架上的傳動帶。傳動原理為電機驅動圓錐齒輪進行嚙合傳動,安裝在圓錐齒輪同軸上的圓柱齒輪與圓柱齒輪進行嚙合傳動,安裝在圓柱齒輪同軸上的摩擦輪與轉臺傳動帶進行摩擦傳動,使轉臺在承重輪上轉動。
        由于采用了一個浮動支架,能夠使摩擦輪之間自動壓緊。摩擦輪之間的法向自動壓緊力能夠隨外載荷的大小而自動調節,使摩擦輪與被摩擦輪面始終緊密接觸,保證驅動狀況良好,并有利于處延長軸承壽命和避免橡膠摩擦輪變形。該機構是一種成本低、工藝性好、經濟實用的新型傳動機構。組合轉臺具備良好的剛性及旋轉可逆性。
        2.為了發揮舞臺的多種功能,充分利用旋轉臺空間,在轉臺中間嵌套設置多條升降臺,這些平行的升降臺可以升到同一高度,也可升到不同高度構成臺階狀以適應文藝演出進行立體布景、充當會議主席臺或進行進裝表演的要求。這種轉中有升的組合形式是組合轉臺的最基本形式。升降臺采用電動絲桿傳動,運行平穩可靠。
        3.轉臺上嵌套設置一個或二個可以旋轉、升降的小轉臺,不但可以進行歌舞表演,而且還可以在大轉臺上構成臺面以下的通道,供進行特殊表演之用。
        組合旋轉臺可以根據演出場館的具體條件及多種功能的需要使大轉臺上的升降臺、小轉臺有多種形式的組合。
        二、控制系統
        (一)硬件結構
        1.大轉臺
        為使大轉臺旋轉速度平穩過渡,采用變頻器無級變速控制。大轉臺旋轉自動定位系統的位置檢測使用安裝在大轉臺中心軸上的光電編碼器檢測。轉臺與編碼器之間的轉速比為11.74,若編碼器每圈輸出2000個脈沖,大轉臺每轉動一圈,對應輸出的脈沖數為:2000×11.74/360=65.2(個脈沖/度)
        若轉動角度為φ,則輸出的總脈沖數為65.2×φ,由此可見,光電編碼器對轉臺轉角的分辨率很高。這為準確定位奠定了基礎。同時設置機械制動機構以配合自動控制準確定位。
        在大轉臺上升降臺與舞臺臺口平行的位置,設置舞臺零位位置。使用零位開關消除大轉臺旋轉時編碼器、計數器產生的累計誤差,并可使大轉臺準確停止在升降臺與舞臺臺口平行的位置。
        2.升降臺、小轉臺
        升降臺、小轉臺采用變頻器調速控制。
        (二)電動控制系統
        1.轉臺
        采用單片機對大轉臺實行自動定位、調速控制。
        大轉臺的啟動、運行角度、速度(變頻器頻率值)及停止狀態在控制臺上清晰顯示,便于操作者隨時掌握大轉臺的運行情況。單片機的采用使整個控制系統成本低,可靠性高,功能齊全。
        為盡可能方便甲方的使用,控制軟件中采用了多種方式對大轉臺進行控制,如何選擇場次輸入,一般可輸入30場。每場可采用多段的選擇大轉臺的旋轉角度及速度,控制大轉臺準確定位;多段的選擇大轉臺的旋轉速度及時間,控制大轉臺按音樂的快慢或按一定的速度曲線(波浪型)分段運行。
        2.小轉臺、升降臺
        采用單片機對升降臺、小轉臺實行調速控制。
        由于采用了單片機控制,可對升降臺、小轉臺實行編組控制。升降臺、小轉臺在停止前均減速,使得停止位置準確,重復性高,設備運行平穩。
        (三)計算機控制系統
        將高科技領域的計算機控制技術用于轉臺控制和管理,使舞臺旋轉速度控制、定位、組合狀態管理、多站控制方面達到了較高水平。采用工業控制機對大轉臺實行自動定位、變頻調速控制,對升降臺、小轉臺實行調速控制。計算機控制除具備單片機控制的所有功能外,還可將大轉臺的啟動、運行位置、速度及停止狀態在計算機屏幕上清晰顯示,便于操作者實時掌握轉臺的運行情況;將大轉臺、升降臺、小轉臺的編組情況、運行轉臺等記錄下來。而軟件采用面向對象的VB編寫。使整個控制系統成本低,可靠性高,實現轉臺自動定位。
        由于計算機控制系統與單片機控制系統均可單獨完成對設備的控制,用戶選擇時可單獨選擇其中之一。如果兩種控制系統均選擇,則單片機控制系統可作為計算機控制系統的備份系統使用。兩系統之間可切換控制。且兩系統之間的大轉臺與升降臺、小轉臺控制可單獨切換(例如大轉臺切換到使用計算機而升降臺、小轉臺切換到使用單片機控制)。
        三、旋轉臺的實施效果
        旋轉臺在大中型劇場的安裝使用,為導演提供了非常豐富的表演手段,使表演的觀賞性進一步增加,舞臺效果更趨完美。因其性能價格比高而更易于為國內用戶接受。

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