淺析舞臺旋轉臺的(de)結構形式和控(kong)制(zhi)系統

改革開放十多年來，我國的文化事業發展迅速(su)，但國內公(gong)共(gong)演(yan)出場館的舞臺機械裝(zhuang)備(bei)情(qing)況離現代(dai)化的文藝(yi)演(yan)出需要差距較大。大量新建改建的劇場急需用(yong)高技術(shu)設備(bei)來裝(zhuang)備(bei)。

舞(wu)臺(tai)(tai)(tai)(tai)組(zu)合(he)旋轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)(tai)屬于大型(xing)舞(wu)臺(tai)(tai)(tai)(tai)機械設備，江(jiang)蘇麗影舞(wu)臺(tai)(tai)(tai)(tai)科技有(you)限(xian)公司工廠研(yan)制(zhi)的(de)旋轉(zhuan)組(zu)合(he)舞(wu)臺(tai)(tai)(tai)(tai)采用曾獲國家專利技術的(de)“浮(fu)動式自動壓緊摩擦傳動裝(zhuang)置”，嵌套(tao)多(duo)條升(sheng)降臺(tai)(tai)(tai)(tai)、小旋轉(zhuan)升(sheng)降臺(tai)(tai)(tai)(tai)等，運(yun)轉(zhuan)平(ping)穩、噪音低(di)、間隙(xi)小，具(ju)(ju)有(you)可逆旋轉(zhuan)，無級(ji)調速，自動定位等功能。可以根據(ju)演出場館的(de)具(ju)(ju)體要求及多(duo)功能的(de)要求使轉(zhuan)達臺(tai)(tai)(tai)(tai)具(ju)(ju)有(you)多(duo)種組(zu)合(he)形式，實現轉(zhuan)中有(you)轉(zhuan)，轉(zhuan)中有(you)升(sheng)，升(sheng)轉(zhuan)組(zu)合(he)等。使原本單調的(de)平(ping)面舞(wu)臺(tai)(tai)(tai)(tai)變(bian)的(de)多(duo)層次、多(duo)樣化、立體化，使藝術表現有(you)了(le)更加完美(mei)的(de)手段。

一、轉臺(tai)組合的結構形式

1．轉臺(tai)組合整體結構(gou)采用(yong)鼓筒式鋼桁架結構(gou)。旋轉中心(xin)軸采用(yong)中間空心(xin)固定軸和(he)外套聯接框架結構(gou)。為適應各種歌(ge)劇、話劇的(de)演(yan)出(chu)換景及大型文藝(yi)演(yan)出(chu)（如春(chun)節文藝(yi)晚會、大型歌(ge)舞(wu)演(yan)出(chu)活動等）的(de)需(xu)要，直徑均在(zai)12m~16m之間，能同時布景2~3個場景以滿足大型演(yan)出(chu)快速換景的(de)要求。

旋轉(zhuan)機(ji)構采用浮動(dong)式自動(dong)壓(ya)緊摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)傳(chuan)(chuan)動(dong)裝置驅動(dong)機(ji)架上的傳(chuan)(chuan)動(dong)帶(dai)。傳(chuan)(chuan)動(dong)原理為(wei)電(dian)機(ji)驅動(dong)圓(yuan)(yuan)錐齒輪進(jin)行(xing)嚙合傳(chuan)(chuan)動(dong)，安裝在圓(yuan)(yuan)錐齒輪同(tong)軸上的圓(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)齒輪與圓(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)齒輪進(jin)行(xing)嚙合傳(chuan)(chuan)動(dong)，安裝在圓(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)齒輪同(tong)軸上的摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)輪與轉(zhuan)臺傳(chuan)(chuan)動(dong)帶(dai)進(jin)行(xing)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)傳(chuan)(chuan)動(dong)，使轉(zhuan)臺在承重輪上轉(zhuan)動(dong)。

由(you)于采用(yong)了一個浮動(dong)(dong)支架，能夠使摩(mo)擦輪之間自動(dong)(dong)壓(ya)緊(jin)(jin)。摩(mo)擦輪之間的(de)法向自動(dong)(dong)壓(ya)緊(jin)(jin)力能夠隨外載荷(he)的(de)大(da)小而自動(dong)(dong)調節，使摩(mo)擦輪與被摩(mo)擦輪面(mian)始終緊(jin)(jin)密接觸(chu)，保證驅(qu)動(dong)(dong)狀況良好，并(bing)有利(li)于處延長軸承壽(shou)命和避(bi)免橡(xiang)膠摩(mo)擦輪變形。該機構是一種成本低、工藝性(xing)好、經(jing)濟實用(yong)的(de)新(xin)型傳動(dong)(dong)機構。組合(he)轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)具(ju)備(bei)良好的(de)剛性(xing)及(ji)旋轉(zhuan)(zhuan)可逆性(xing)。

2．為了發揮舞臺(tai)的(de)(de)(de)多種功能，充分(fen)利(li)用轉(zhuan)臺(tai)空(kong)間(jian)，在轉(zhuan)臺(tai)中間(jian)嵌(qian)套(tao)設(she)置多條升降(jiang)臺(tai)，這些平行的(de)(de)(de)升降(jiang)臺(tai)可以(yi)升到(dao)同一高(gao)度，也可升到(dao)不同高(gao)度構成臺(tai)階狀以(yi)適應文藝演出進行立(li)體布景、充當會議(yi)主席臺(tai)或進行進裝表演的(de)(de)(de)要求。這種轉(zhuan)中有升的(de)(de)(de)組合(he)形式是組合(he)轉(zhuan)臺(tai)的(de)(de)(de)最基(ji)本(ben)形式。升降(jiang)臺(tai)采用電(dian)動絲(si)桿(gan)傳動，運行平穩(wen)可靠。

3．轉臺(tai)上嵌套(tao)設(she)置一個(ge)或二(er)個(ge)可(ke)以(yi)旋轉、升降的小轉臺(tai)，不但可(ke)以(yi)進(jin)行歌舞(wu)表演，而且還可(ke)以(yi)在大轉臺(tai)上構成臺(tai)面以(yi)下的通道，供進(jin)行特(te)殊表演之用。

組(zu)合轉臺可以根(gen)據演出場館的(de)(de)具體條(tiao)件及多(duo)種(zhong)功能的(de)(de)需要使大轉臺上(shang)的(de)(de)升(sheng)降臺、小轉臺有多(duo)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)組(zu)合。

二、控制(zhi)系統

（一）硬(ying)件結構

1、大轉臺

為使(shi)大(da)(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)旋轉(zhuan)速(su)度平穩過渡，采用(yong)變頻器(qi)(qi)無級變速(su)控制。大(da)(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)旋轉(zhuan)自(zi)動(dong)定位(wei)(wei)系統(tong)的位(wei)(wei)置(zhi)檢測(ce)使(shi)用(yong)安裝在大(da)(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)中心(xin)軸上的光(guang)電編碼器(qi)(qi)檢測(ce)。轉(zhuan)臺(tai)與編碼器(qi)(qi)之間的轉(zhuan)速(su)比為11.74，若編碼器(qi)(qi)每圈(quan)(quan)輸出(chu)(chu)2000個脈(mo)沖，大(da)(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)每轉(zhuan)動(dong)一圈(quan)(quan)，對應輸出(chu)(chu)的脈(mo)沖數(shu)為：

2000×11.74/360=65.2（個(ge)脈(mo)沖/度）

若轉(zhuan)(zhuan)動(dong)角度(du)為φ，則(ze)輸出的總脈沖數(shu)為65.2×φ，由此可見，光電編(bian)碼器對轉(zhuan)(zhuan)臺轉(zhuan)(zhuan)角的分(fen)辨率很高。這為準確(que)定位奠定了基礎(chu)。同時設置機械制動(dong)機構(gou)以(yi)配合自動(dong)控(kong)制準確(que)定位。

在大轉(zhuan)臺上升(sheng)降臺與舞臺臺口(kou)平行的(de)位(wei)置(zhi)，設(she)置(zhi)舞臺零位(wei)位(wei)置(zhi)。使用零位(wei)開關消除大轉(zhuan)臺旋轉(zhuan)時編碼(ma)器、計數器產(chan)生的(de)累計誤差，并可使大轉(zhuan)臺準確停止在升(sheng)降臺與舞臺臺口(kou)平行的(de)位(wei)置(zhi)。

2．升降臺、小轉臺

升降臺(tai)、小轉臺(tai)采(cai)用變頻器調(diao)速控制(zhi)。

（二(er)）電動控制系(xi)統

1．轉臺

采用(yong)單片機對大轉(zhuan)臺(tai)實行自(zi)動定(ding)位、調速控制(zhi)。

大轉(zhuan)臺(tai)的(de)啟動、運行角(jiao)度(du)、速度(du)（變頻器頻率值）及(ji)停止狀態在(zai)控制(zhi)臺(tai)上(shang)清晰顯示，便于操作者隨時掌握大轉(zhuan)臺(tai)的(de)運行情況。單片機(ji)的(de)采用使整(zheng)個控制(zhi)系統成本(ben)低，可靠性高，功能齊全。

為盡可(ke)能方便甲方的(de)(de)使用(yong)，控制(zhi)(zhi)軟件中采用(yong)了多(duo)(duo)種方式(shi)對大(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)進行(xing)控制(zhi)(zhi)，如何選(xuan)擇場(chang)次輸入，一般可(ke)輸入30場(chang)。每場(chang)可(ke)采用(yong)多(duo)(duo)段的(de)(de)選(xuan)擇大(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)的(de)(de)旋轉(zhuan)角度及速度，控制(zhi)(zhi)大(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)準確定位(wei)；多(duo)(duo)段的(de)(de)選(xuan)擇大(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)的(de)(de)旋轉(zhuan)速度及時(shi)間(jian)，控制(zhi)(zhi)大(da)(da)轉(zhuan)臺(tai)按(an)(an)音樂的(de)(de)快慢或按(an)(an)一定的(de)(de)速度曲(qu)線(xian)（波浪(lang)型(xing)）分段運行(xing)。

2．小(xiao)轉臺、升降臺

采用單(dan)片(pian)機(ji)對升降臺、小轉臺實行調速控(kong)制(zhi)。

由于(yu)采用了單(dan)片機控制，可對升降臺(tai)、小轉臺(tai)實(shi)行編(bian)組控制。升降臺(tai)、小轉臺(tai)在停(ting)止(zhi)(zhi)前均減速，使得停(ting)止(zhi)(zhi)位置(zhi)準確，重復(fu)性高，設備(bei)運行平(ping)穩。

（三）計算機控制系統

將高(gao)(gao)科技(ji)領域(yu)的(de)(de)計(ji)算機(ji)控(kong)制(zhi)技(ji)術用于轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)控(kong)制(zhi)和(he)管(guan)理(li)，使(shi)舞(wu)臺(tai)(tai)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)度(du)控(kong)制(zhi)、定(ding)(ding)位、組合狀態管(guan)理(li)、多(duo)站(zhan)控(kong)制(zhi)方面(mian)達(da)到了較高(gao)(gao)水平。采用工業控(kong)制(zhi)機(ji)對(dui)大轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)實(shi)行(xing)自動(dong)定(ding)(ding)位、變(bian)頻調速(su)控(kong)制(zhi)，對(dui)升(sheng)降臺(tai)(tai)、小(xiao)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)實(shi)行(xing)調速(su)控(kong)制(zhi)。計(ji)算機(ji)控(kong)制(zhi)除具備單片機(ji)控(kong)制(zhi)的(de)(de)所有功能外，還可將大轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)的(de)(de)啟動(dong)、運(yun)(yun)行(xing)位置、速(su)度(du)及(ji)停(ting)止狀態在計(ji)算機(ji)屏幕上清晰顯示，便于操作者實(shi)時掌握轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)情(qing)況；將大轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)、升(sheng)降臺(tai)(tai)、小(xiao)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)的(de)(de)編組情(qing)況、運(yun)(yun)行(xing)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)等記錄下(xia)來。而軟件采用面(mian)向對(dui)象的(de)(de)VB編寫。使(shi)整(zheng)個控(kong)制(zhi)系統成(cheng)本低，可靠性高(gao)(gao)，實(shi)現轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)自動(dong)定(ding)(ding)位。

由于計算機(ji)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)與單(dan)片機(ji)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)均可(ke)單(dan)獨完(wan)成對設備的(de)(de)控(kong)制，用(yong)(yong)戶選(xuan)擇(ze)時可(ke)單(dan)獨選(xuan)擇(ze)其中之一。如果兩(liang)種控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)均選(xuan)擇(ze)，則單(dan)片機(ji)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)可(ke)作為計算機(ji)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)備份系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)使用(yong)(yong)。兩(liang)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)之間可(ke)切(qie)換(huan)控(kong)制。且兩(liang)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)之間的(de)(de)大轉(zhuan)臺(tai)與升降(jiang)臺(tai)、小轉(zhuan)臺(tai)控(kong)制可(ke)單(dan)獨切(qie)換(huan)（例如大轉(zhuan)臺(tai)切(qie)換(huan)到使用(yong)(yong)計算機(ji)而(er)升降(jiang)臺(tai)、小轉(zhuan)臺(tai)切(qie)換(huan)到使用(yong)(yong)單(dan)片機(ji)控(kong)制）。

三、旋轉組合舞臺的實(shi)施效果

旋轉組合舞臺在大中型劇場的(de)安裝使用(yong)，為(wei)導(dao)演提供了非常豐(feng)富的(de)表演手段，使表演的(de)觀賞性(xing)進一步(bu)增加，舞臺效果更(geng)趨完美(mei)。因其性(xing)能價格比高而(er)更(geng)易(yi)于為(wei)國內用(yong)戶接受。