淺析(xi)舞臺旋轉臺的結構形式(shi)和(he)控制系統

改革開(kai)放(fang)十多年來，我國的(de)(de)文化(hua)事業發展迅速，但(dan)國內公共演(yan)出場館的(de)(de)舞臺機械裝備(bei)情況離現代化(hua)的(de)(de)文藝(yi)演(yan)出需要差距較大。大量新建(jian)改建(jian)的(de)(de)劇場急需用(yong)高技術設備(bei)來裝備(bei)。

舞(wu)臺(tai)(tai)組合(he)旋轉(zhuan)臺(tai)(tai)屬于大型舞(wu)臺(tai)(tai)機(ji)械設備，江(jiang)蘇麗影舞(wu)臺(tai)(tai)科技(ji)(ji)有(you)(you)(you)限公司工廠研制的(de)(de)旋轉(zhuan)組合(he)舞(wu)臺(tai)(tai)采用(yong)曾獲國家專利技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)“浮動式(shi)自動壓緊摩擦傳動裝(zhuang)置”，嵌套(tao)多條升降臺(tai)(tai)、小(xiao)旋轉(zhuan)升降臺(tai)(tai)等(deng)，運(yun)轉(zhuan)平穩、噪音低、間隙小(xiao)，具(ju)有(you)(you)(you)可逆旋轉(zhuan)，無(wu)級調速(su)，自動定(ding)位(wei)等(deng)功能(neng)。可以根據演出場館(guan)的(de)(de)具(ju)體(ti)要(yao)求及多功能(neng)的(de)(de)要(yao)求使轉(zhuan)達臺(tai)(tai)具(ju)有(you)(you)(you)多種(zhong)組合(he)形式(shi)，實(shi)現轉(zhuan)中有(you)(you)(you)轉(zhuan)，轉(zhuan)中有(you)(you)(you)升，升轉(zhuan)組合(he)等(deng)。使原本單調的(de)(de)平面(mian)舞(wu)臺(tai)(tai)變的(de)(de)多層次、多樣化(hua)(hua)、立體(ti)化(hua)(hua)，使藝術(shu)表(biao)現有(you)(you)(you)了更加完(wan)美的(de)(de)手段。

一、轉臺組(zu)合的結構形式

1．轉臺組合整體結構(gou)采用鼓筒式鋼桁架(jia)結構(gou)。旋轉中心軸采用中間空(kong)心固定軸和外套聯(lian)接框架(jia)結構(gou)。為適應各種歌劇、話劇的演(yan)出換景及大(da)型文(wen)藝(yi)演(yan)出（如春節文(wen)藝(yi)晚(wan)會(hui)、大(da)型歌舞(wu)演(yan)出活動等）的需要，直(zhi)徑均在12m~16m之間，能同(tong)時布景2~3個場景以滿足大(da)型演(yan)出快速換景的要求。

旋轉(zhuan)機構采用浮(fu)動(dong)(dong)(dong)式自動(dong)(dong)(dong)壓緊摩擦(ca)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)裝置驅動(dong)(dong)(dong)機架上(shang)的(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)帶(dai)。傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)原理為(wei)電機驅動(dong)(dong)(dong)圓(yuan)(yuan)錐齒(chi)輪(lun)進(jin)(jin)行(xing)嚙(nie)合傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)，安裝在(zai)圓(yuan)(yuan)錐齒(chi)輪(lun)同軸上(shang)的(de)圓(yuan)(yuan)柱齒(chi)輪(lun)與(yu)圓(yuan)(yuan)柱齒(chi)輪(lun)進(jin)(jin)行(xing)嚙(nie)合傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)，安裝在(zai)圓(yuan)(yuan)柱齒(chi)輪(lun)同軸上(shang)的(de)摩擦(ca)輪(lun)與(yu)轉(zhuan)臺傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)帶(dai)進(jin)(jin)行(xing)摩擦(ca)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)，使(shi)轉(zhuan)臺在(zai)承重(zhong)輪(lun)上(shang)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)。

由于采用了一(yi)個浮(fu)動(dong)(dong)支架，能(neng)夠使(shi)摩(mo)擦(ca)(ca)輪(lun)之間自(zi)(zi)動(dong)(dong)壓(ya)緊。摩(mo)擦(ca)(ca)輪(lun)之間的法(fa)向自(zi)(zi)動(dong)(dong)壓(ya)緊力能(neng)夠隨外載荷的大小而自(zi)(zi)動(dong)(dong)調節，使(shi)摩(mo)擦(ca)(ca)輪(lun)與(yu)被摩(mo)擦(ca)(ca)輪(lun)面(mian)始(shi)終緊密接觸，保證驅動(dong)(dong)狀況良好，并(bing)有利于處延(yan)長(chang)軸(zhou)承(cheng)壽命和避免橡膠摩(mo)擦(ca)(ca)輪(lun)變形。該機(ji)(ji)構(gou)是(shi)一(yi)種成本低、工藝(yi)性好、經濟實用的新(xin)型傳動(dong)(dong)機(ji)(ji)構(gou)。組合轉(zhuan)臺(tai)具(ju)備良好的剛(gang)性及(ji)旋轉(zhuan)可逆(ni)性。

2．為了發揮舞臺的(de)(de)多(duo)(duo)種功(gong)能，充分利用轉(zhuan)臺空(kong)間，在轉(zhuan)臺中間嵌(qian)套(tao)設(she)置多(duo)(duo)條升(sheng)降(jiang)(jiang)臺，這些(xie)平行(xing)的(de)(de)升(sheng)降(jiang)(jiang)臺可(ke)以升(sheng)到同(tong)一高度，也可(ke)升(sheng)到不同(tong)高度構成(cheng)臺階狀(zhuang)以適應文(wen)藝演出進行(xing)立體布景、充當會議(yi)主席(xi)臺或進行(xing)進裝(zhuang)表演的(de)(de)要求。這種轉(zhuan)中有升(sheng)的(de)(de)組合形式是組合轉(zhuan)臺的(de)(de)最基(ji)本形式。升(sheng)降(jiang)(jiang)臺采(cai)用電動(dong)絲(si)桿傳(chuan)動(dong)，運行(xing)平穩(wen)可(ke)靠。

3．轉(zhuan)臺(tai)上嵌套(tao)設置一個或(huo)二個可以(yi)(yi)旋轉(zhuan)、升降的(de)小(xiao)轉(zhuan)臺(tai)，不但(dan)可以(yi)(yi)進(jin)行歌舞表(biao)演(yan)，而(er)且還可以(yi)(yi)在大轉(zhuan)臺(tai)上構成臺(tai)面以(yi)(yi)下的(de)通道，供進(jin)行特(te)殊表(biao)演(yan)之用。

組合轉臺(tai)(tai)可(ke)以(yi)根據(ju)演出場館的具體條件及多種(zhong)功能的需(xu)要(yao)使大轉臺(tai)(tai)上的升降(jiang)臺(tai)(tai)、小轉臺(tai)(tai)有多種(zhong)形式的組合。

二、控制(zhi)系統

（一）硬件(jian)結(jie)構

1、大轉臺

為(wei)使(shi)大(da)轉(zhuan)臺(tai)旋轉(zhuan)速度平穩過渡(du)，采用變頻器(qi)(qi)無級(ji)變速控(kong)制。大(da)轉(zhuan)臺(tai)旋轉(zhuan)自動(dong)定位(wei)系統(tong)的位(wei)置檢測使(shi)用安裝在大(da)轉(zhuan)臺(tai)中心軸上的光(guang)電編碼(ma)器(qi)(qi)檢測。轉(zhuan)臺(tai)與編碼(ma)器(qi)(qi)之間的轉(zhuan)速比為(wei)11.74，若編碼(ma)器(qi)(qi)每(mei)圈輸(shu)出2000個脈(mo)沖，大(da)轉(zhuan)臺(tai)每(mei)轉(zhuan)動(dong)一圈，對(dui)應(ying)輸(shu)出的脈(mo)沖數為(wei)：

2000×11.74/360=65.2（個脈沖/度(du)）

若(ruo)轉(zhuan)(zhuan)動角(jiao)(jiao)度為φ，則(ze)輸出的總(zong)脈沖數(shu)為65.2×φ，由此可見，光電編碼器對轉(zhuan)(zhuan)臺轉(zhuan)(zhuan)角(jiao)(jiao)的分辨率(lv)很高。這(zhe)為準確定位奠定了基礎。同時(shi)設(she)置機械制動機構以(yi)配合自(zi)動控制準確定位。

在大(da)轉(zhuan)臺(tai)上升(sheng)(sheng)降臺(tai)與舞臺(tai)臺(tai)口(kou)平(ping)行(xing)的位(wei)置(zhi)，設置(zhi)舞臺(tai)零位(wei)位(wei)置(zhi)。使(shi)用零位(wei)開關消除大(da)轉(zhuan)臺(tai)旋轉(zhuan)時編(bian)碼器、計(ji)數器產生的累計(ji)誤差，并可(ke)使(shi)大(da)轉(zhuan)臺(tai)準確停止在升(sheng)(sheng)降臺(tai)與舞臺(tai)臺(tai)口(kou)平(ping)行(xing)的位(wei)置(zhi)。

2．升降臺、小(xiao)轉臺

升降臺(tai)、小轉臺(tai)采用(yong)變頻器調速控(kong)制。

（二）電動控制系統

1．轉臺

采用單片機對大(da)轉臺(tai)實(shi)行自動定位、調速控制。

大轉臺(tai)的啟動、運行(xing)角度(du)、速度(du)（變(bian)頻器頻率值）及停止(zhi)狀態在控制臺(tai)上清晰顯示，便于操作者(zhe)隨時(shi)掌(zhang)握(wo)大轉臺(tai)的運行(xing)情況。單片機的采用使整個控制系統成(cheng)本低，可靠(kao)性高，功(gong)能齊全。

為盡可(ke)能方(fang)(fang)便甲(jia)方(fang)(fang)的(de)(de)(de)使用(yong)，控(kong)制軟件中采用(yong)了(le)多種方(fang)(fang)式對(dui)大轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)進行控(kong)制，如何選擇場(chang)次輸(shu)入(ru)，一般可(ke)輸(shu)入(ru)30場(chang)。每場(chang)可(ke)采用(yong)多段(duan)的(de)(de)(de)選擇大轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)角度(du)(du)及速(su)度(du)(du)，控(kong)制大轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)準確定位；多段(duan)的(de)(de)(de)選擇大轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速(su)度(du)(du)及時(shi)間(jian)，控(kong)制大轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)按(an)音樂的(de)(de)(de)快慢或按(an)一定的(de)(de)(de)速(su)度(du)(du)曲(qu)線（波浪型）分(fen)段(duan)運行。

2．小轉臺(tai)、升(sheng)降臺(tai)

采用單片機對(dui)升降(jiang)臺(tai)、小轉臺(tai)實行(xing)調速(su)控制(zhi)。

由于(yu)采用了單片機(ji)控(kong)制，可對(dui)升降(jiang)臺(tai)、小(xiao)轉臺(tai)實行編組控(kong)制。升降(jiang)臺(tai)、小(xiao)轉臺(tai)在停止(zhi)前均(jun)減速，使得停止(zhi)位置準確，重復性高，設備(bei)運(yun)行平(ping)穩。

（三(san)）計算機控制系(xi)統

將(jiang)高科技領域的(de)計算(suan)機控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)技術(shu)用(yong)于(yu)(yu)轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和管(guan)理，使舞臺(tai)(tai)(tai)旋(xuan)轉(zhuan)速度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、定位、組合狀(zhuang)態管(guan)理、多站控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)面達到了較高水平。采用(yong)工業控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機對大轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)實(shi)(shi)行(xing)自動(dong)定位、變頻調(diao)速控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，對升降(jiang)臺(tai)(tai)(tai)、小轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)實(shi)(shi)行(xing)調(diao)速控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。計算(suan)機控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)除具(ju)備單片機控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)所有功能(neng)外，還可將(jiang)大轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)的(de)啟動(dong)、運行(xing)位置、速度及停止狀(zhuang)態在計算(suan)機屏幕上清晰顯示，便于(yu)(yu)操(cao)作者(zhe)實(shi)(shi)時掌握轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)的(de)運行(xing)情(qing)況；將(jiang)大轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)、升降(jiang)臺(tai)(tai)(tai)、小轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)的(de)編組情(qing)況、運行(xing)轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)等記錄(lu)下(xia)來(lai)。而軟件采用(yong)面向對象(xiang)的(de)VB編寫(xie)。使整個控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統成(cheng)本低，可靠性(xing)高，實(shi)(shi)現轉(zhuan)臺(tai)(tai)(tai)自動(dong)定位。

由(you)于計算(suan)機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統與單片機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統均可(ke)(ke)單獨(du)完成對設備的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，用(yong)戶選(xuan)擇時可(ke)(ke)單獨(du)選(xuan)擇其中之一(yi)。如果(guo)兩種控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統均選(xuan)擇，則(ze)單片機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統可(ke)(ke)作為計算(suan)機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統的(de)備份系(xi)統使(shi)用(yong)。兩系(xi)統之間可(ke)(ke)切換控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。且兩系(xi)統之間的(de)大(da)轉(zhuan)臺(tai)與升降臺(tai)、小轉(zhuan)臺(tai)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)可(ke)(ke)單獨(du)切換（例如大(da)轉(zhuan)臺(tai)切換到使(shi)用(yong)計算(suan)機(ji)(ji)(ji)而升降臺(tai)、小轉(zhuan)臺(tai)切換到使(shi)用(yong)單片機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)）。

三、旋(xuan)轉組合舞臺(tai)的實施效果(guo)

旋轉組合(he)舞臺在大中型劇(ju)場的安(an)裝使(shi)用，為(wei)導(dao)演提供了(le)非常豐富(fu)的表演手(shou)段，使(shi)表演的觀賞性進一步增加，舞臺效(xiao)果更趨(qu)完(wan)美。因其性能價格比高而更易于為(wei)國(guo)內用戶接受。