现代剧场舞台机械台上设备布置

2016-11-07王斌

甘肃科技纵横 2016年10期

关键词：吊笼吊杆钢丝绳

王　斌

（甘肃工大舞台技术工程有限公司，甘肃兰州730050）

现代剧场舞台机械台上设备布置

王斌

（甘肃工大舞台技术工程有限公司，甘肃兰州730050）

剧院的核心是舞台，舞台是科学技术与表演艺术相结合的产物［1］。随着社会经济的飞速发展，科学技术的日新月异，人们对文化精神的追求与日巨增，对舞台机械的要求也越来越高，过去依靠手动、简单升降、定速运行的设备已不能满足舞美艺术的展现需求。舞台机械主要包括了“推、拉、升、降、转、缩、倾斜及其组合功能”，主要分台上机械设备和台下机械设备。台上机械设备（简称“台上设备”）是指设置在剧场或演艺场馆上空，用于吊挂各种道具景物、灯具或演员的机械设备。台上设备种类很多，根据演出需求和安全考虑，大体由吊挂设备的承载部分、传动系统、承载件三部分组成。

现代剧场；舞台机械；台上设备

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.10.019

1　舞台机械台上设备工艺布置结构［2］

近年来，随着国内现代化剧院的不断建成，对台上设备工艺布置的要求也越来越高，国内剧院台上舞台机械设备工艺布置基本模式见图1所示。

图1　

这种设计将舞台平面部分分成前后两个区，后区布置少量设备弥补前区演出的需要，主要设备布置在前区，有布景吊杆、灯杆、二道幕、三道幕、天幕、会标幕、前檐幕、假台口、无级调速大幕、单点吊钩、灯光吊笼、台口防火幕等。空间上以台口为界限（台口距舞台面大约10m）分成两部分，上部空间用来隐藏道具、幕布、灯具以及影响舞美效果不便于观众看见的物体；下部空间就是舞台的演出区域，利用现代化的声光电效果，场景切换，全方位展现舞台艺术的魅力。

2　台上设备的类别、技术参数及配置方案

舞台机械台上设备种类繁多，根据使用方要求以及安全角度考虑，各设备的技术参数和配置方案各不相同。剧院规模大小、功能定位、使用要求直接影响舞台机械的配置。目前，一个中小型剧院的台上设备布置情况大致如下。

2.1布景吊杆（约45套）

吊杆结构多为单杆或桁架，用来吊挂布景和参演设备，是舞台上使用最频繁的必备设备。驱动机为“L型集成机”结构，大卷筒钢丝绳单层缠绕，电机采用双制动机构，多为变频调速，也有定速吊杆，速度（v）大多在0～0.6m/s或0～1.0m/s。根据速度要求配合相应的减速器，检测机构采用增量型编码器（SICK、欧姆龙、倍加福等）弹性连轴器相连，用来缓解高速旋转的电机轴和编码器轴不同心对编码器带来的伤害，造成计数不准。行程限制采用旋转限位开关（DQX1—8C/40-10）。杆体长度在18～22m之间（根据剧院大小而定），吊点在4～7个之间，多为单式悬挂，钢丝绳采用8ZBB6×19W＋FC1770ZS，吊杆载荷（活载）在7～10kN之间，以18m行程，选用SICK增量型编码器DBS36ES3EK00500，结合电机转速m=1440r/min，减速比η= 52.76，集成处齿轮传动比n=2.5卷筒直径d=373为例，就可以计算出每个每冲对应升降距离h为0.9477mm。

h=［（m÷η）×n×500］÷v=［（1440÷52.76）×2.5×500］÷ 36000=0.9477

这个数据将成为对吊杆进行精准定位的主要依据，定位精度控制在±3mm。

2.2灯光吊杆（约10套）

灯光吊杆为了增加自身的结构刚性多为桁架，除了要悬挂灯具之外，本身还有为灯具供电的若干电源插座，敷设电缆用的部分桥架，升降时收放电缆的电缆筐或卷线器。驱动系统多为“L型集成机”结构，大卷筒钢丝绳单层或双层缠绕，电机采用双制动机构，多为定速灯杆（因为灯光吊杆基本不参加演出），也有调速灯杆。速度多在0.003～0.3m/s，减速器选型，检测机构装置和吊杆类似。吊点多为6吊点，复式悬挂，载荷（活载）10kN，杆体长度18m左右，运行距离根据实际需要确定，没必要进行全行程运行。同样需要计算出每个脉冲对应的升降距离，作为控制系统用来定位控制，精度控制的依据，方法同吊杆。

2.3灯光吊笼（约8套）

灯光吊笼是悬挂在舞台两侧的组合刚架，有两维（上下升降，左右平移）和三维（上下升降，左右平移，前后平移）不同的结构。上面可以直接上人操作，同样装有供灯具使用的电源插座，敷设电缆的线槽，收放电缆的电缆筐或卷线器。由于每个剧院的设计差异，吊笼的安装方式有些特殊，有用钢丝绳悬挂通过栅顶（葡萄架）滑轮组由驱动系统驱动运行的，也有安装于一层天桥下方，通过建筑结构预埋件焊接侧灯光吊笼运行导轨装置的。由于自身结构的限制，其运行速度通常比较低，常见的有0.002～0.2m/s，载荷（活载）6.0kN，吊点数4吊点。它的平移运动有手动和电动两种方式，平移电机安装在吊笼架体内，通过链条驱动运行。它的作用主要是对舞台演出区两侧不足灯光的补充，衬托出完美的舞美效果。

2.4大幕（1套）

现代化的剧院，大幕是不可缺少的设备，除了隔离舞台与观众，同时对舞台起到装饰作用。为便于操作，对开大幕驱动装置一般在侧台靠近台口位置，对开机构由导轨钢架，均匀收缩连锁片，拉幕钢丝绳组成。特点就是变频无级调速，均匀收缩，具有手动备份功能，可实现远程或本地切换控制。速度一般在0～1.0m/s，载荷（活载荷）在8kN左右，中间重叠部分应大于2.2m，对开行程约18m，定位精度控制在±3mm，可使用LM18接近开关进行位置检测，DXZ-4/3（1：46）多功能限位器进行行程限制，钢丝绳5ZBB6×19＋FC1770ZS曳引传动。

2.5台上其他设备

对开二道幕、三道幕是构建舞台功能分区，变换舞台空间分布的主要设备。多采用桁架结构，曳引驱动，变频调速（约0.44m/s），设计载荷（活载荷）2.5kN左右，中间重叠部分应大于2.2m，运行噪音应小于等于45dB，减速机可选（上海麦奇）NMRV040-20DZ71B5V1，钢丝绳可采用3ZBB6X7+FC1770ZS，行程开关用（霍尼韦尔）SZL-VL-B，确保对开幕布位置的准确定位。天幕是舞台后区贴近后天桥的最后一道设备，一般悬挂白色幕布，配合（天排灯、地排灯）灯光打造不同风格的舞美效果。会标幕吊杆主要用做演出或会议时，悬挂标题在横条幕之上。前檐幕吊杆主要配合舞台上空布景需要，遮挡灯杆、灯具、道具等设备，给观众以美感。其技术参数同吊杆。单点吊机分固定式和移动式（吊点位置能根据需要移动的为移动式，不能移动的为固定式），单点吊机具有行程大（约24m）速度（1.0m/s）快的特点，容绳量可以达到64m，钢丝绳曳引驱动，大卷筒钢丝绳单层缠绕，电机双制动，采用不旋转多层股钢丝绳：7ZBB18X7-FC1870ZS，使用灵活，多为杂技演出使用。假台口是用来改变台口宽度和高度的活动装置，为钢结构架体，可以配挂灯具，作灯杆或柱光使用，多为定速，由升降片、左侧片和右侧片三部份组成，升降片驱动结构类似吊杆，左右侧片采用链条驱动，安装与台口左右码头下方的导轨装置，为钢架结构，其大小根据剧院设计而定。通过台口变换实现舞台演出区域的大小变化。防火幕是现代剧院不可缺少的防火装置，耐火极限应大于30min，幕体厚度0.2m左右，是在火灾情况下快速隔离舞台区域与观众的主要设备，驱动采用钢丝绳曳引，外加平衡重，小卷筒钢丝绳单层缠绕，提升速度大约0.1m/s，下降通过电动或手动拉闸，利用幕体自重自由落体运动，下降时间应小于45s，依靠液压阻尼系统，实现精确定位停止。一般设计速度为一级速度距台面2.5m以上，0.35m/s，二级速度距台面2.5m，0.2m/s，三级速度距台面0.2m，0.05m/s，

3　台上舞台机械电气控制系统［3］

随着科学技术的不断发展，舞台机械控制系统也发生了巨大的变化，由简单的按钮操作，数字化操作系统发展到具有完全集控能力的网络化控制。一般由工业用工控机、可编程序控制器（PLC）、变频调速设备（变频器）等主控单元组成。采用集中、分散相结合的网络控制模式，目前常用的有工业以太网（TCP/TP）、Profibus DP、CAN、Mondbus等主流的工业控制现场总线。