淺析舞臺(tái)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式和控制系統(tǒng)

改革開(kāi)放十多年來(lái)，我國(guó)的文化事業(yè)發(fā)展迅速，但國(guó)內(nèi)公共演出場(chǎng)館的舞臺(tái)機(jī)械裝備情況離現(xiàn)代化的文藝演出需要差距較大。大量新建改建的劇場(chǎng)急需用高技術(shù)設(shè)備來(lái)裝備。

舞臺(tái)組合旋轉(zhuǎn)臺(tái)屬于大型舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備，江蘇麗影舞臺(tái)科技有限公司工廠研制的旋轉(zhuǎn)組合舞臺(tái)采用曾獲國(guó)家專利技術(shù)的“浮動(dòng)式自動(dòng)壓緊摩擦傳動(dòng)裝置”，嵌套多條升降臺(tái)、小旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)等，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、間隙小，具有可逆旋轉(zhuǎn)，無(wú)級(jí)調(diào)速，自動(dòng)定位等功能?？梢愿鶕?jù)演出場(chǎng)館的具體要求及多功能的要求使轉(zhuǎn)達(dá)臺(tái)具有多種組合形式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)中有轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)中有升，升轉(zhuǎn)組合等。使原本單調(diào)的平面舞臺(tái)變的多層次、多樣化、立體化，使藝術(shù)表現(xiàn)有了更加完美的手段。

一、轉(zhuǎn)臺(tái)組合的結(jié)構(gòu)形式

1．轉(zhuǎn)臺(tái)組合整體結(jié)構(gòu)采用鼓筒式鋼桁架結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)中心軸采用中間空心固定軸和外套聯(lián)接框架結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)各種歌劇、話劇的演出換景及大型文藝演出（如春節(jié)文藝晚會(huì)、大型歌舞演出活動(dòng)等）的需要，直徑均在12m~16m之間，能同時(shí)布景2~3個(gè)場(chǎng)景以滿足大型演出快速換景的要求。

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用浮動(dòng)式自動(dòng)壓緊摩擦傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)架上的傳動(dòng)帶。傳動(dòng)原理為電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓錐齒輪進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，安裝在圓錐齒輪同軸上的圓柱齒輪與圓柱齒輪進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，安裝在圓柱齒輪同軸上的摩擦輪與轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)帶進(jìn)行摩擦傳動(dòng)，使轉(zhuǎn)臺(tái)在承重輪上轉(zhuǎn)動(dòng)。

由于采用了一個(gè)浮動(dòng)支架，能夠使摩擦輪之間自動(dòng)壓緊。摩擦輪之間的法向自動(dòng)壓緊力能夠隨外載荷的大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)，使摩擦輪與被摩擦輪面始終緊密接觸，保證驅(qū)動(dòng)狀況良好，并有利于處延長(zhǎng)軸承壽命和避免橡膠摩擦輪變形。該機(jī)構(gòu)是一種成本低、工藝性好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。組合轉(zhuǎn)臺(tái)具備良好的剛性及旋轉(zhuǎn)可逆性。

2．為了發(fā)揮舞臺(tái)的多種功能，充分利用轉(zhuǎn)臺(tái)空間，在轉(zhuǎn)臺(tái)中間嵌套設(shè)置多條升降臺(tái)，這些平行的升降臺(tái)可以升到同一高度，也可升到不同高度構(gòu)成臺(tái)階狀以適應(yīng)文藝演出進(jìn)行立體布景、充當(dāng)會(huì)議主席臺(tái)或進(jìn)行進(jìn)裝表演的要求。這種轉(zhuǎn)中有升的組合形式是組合轉(zhuǎn)臺(tái)的最基本形式。升降臺(tái)采用電動(dòng)絲桿傳動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。

3．轉(zhuǎn)臺(tái)上嵌套設(shè)置一個(gè)或二個(gè)可以旋轉(zhuǎn)、升降的小轉(zhuǎn)臺(tái)，不但可以進(jìn)行歌舞表演，而且還可以在大轉(zhuǎn)臺(tái)上構(gòu)成臺(tái)面以下的通道，供進(jìn)行特殊表演之用。

組合轉(zhuǎn)臺(tái)可以根據(jù)演出場(chǎng)館的具體條件及多種功能的需要使大轉(zhuǎn)臺(tái)上的升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)有多種形式的組合。

二、控制系統(tǒng)

（一）硬件結(jié)構(gòu)

1、大轉(zhuǎn)臺(tái)

為使大轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度平穩(wěn)過(guò)渡，采用變頻器無(wú)級(jí)變速控制。大轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)自動(dòng)定位系統(tǒng)的位置檢測(cè)使用安裝在大轉(zhuǎn)臺(tái)中心軸上的光電編碼器檢測(cè)。轉(zhuǎn)臺(tái)與編碼器之間的轉(zhuǎn)速比為11.74，若編碼器每圈輸出2000個(gè)脈沖，大轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，對(duì)應(yīng)輸出的脈沖數(shù)為：

2000×11.74/360=65.2（個(gè)脈沖/度）

若轉(zhuǎn)動(dòng)角度為φ，則輸出的總脈沖數(shù)為65.2×φ，由此可見(jiàn)，光電編碼器對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角的分辨率很高。這為準(zhǔn)確定位奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)設(shè)置機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)以配合自動(dòng)控制準(zhǔn)確定位。

在大轉(zhuǎn)臺(tái)上升降臺(tái)與舞臺(tái)臺(tái)口平行的位置，設(shè)置舞臺(tái)零位位置。使用零位開(kāi)關(guān)消除大轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)編碼器、計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的累計(jì)誤差，并可使大轉(zhuǎn)臺(tái)準(zhǔn)確停止在升降臺(tái)與舞臺(tái)臺(tái)口平行的位置。

2．升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)

升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)采用變頻器調(diào)速控制。

（二）電動(dòng)控制系統(tǒng)

1．轉(zhuǎn)臺(tái)

采用單片機(jī)對(duì)大轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)行自動(dòng)定位、調(diào)速控制。

大轉(zhuǎn)臺(tái)的啟動(dòng)、運(yùn)行角度、速度（變頻器頻率值）及停止?fàn)顟B(tài)在控制臺(tái)上清晰顯示，便于操作者隨時(shí)掌握大轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行情況。單片機(jī)的采用使整個(gè)控制系統(tǒng)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(duì)大轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行控制，如何選擇場(chǎng)次輸入，一般可輸入30場(chǎng)。每場(chǎng)可采用多段的選擇大轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度及速度，控制大轉(zhuǎn)臺(tái)準(zhǔn)確定位；多段的選擇大轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度及時(shí)間，控制大轉(zhuǎn)臺(tái)按音樂(lè)的快慢或按一定的速度曲線（波浪型）分段運(yùn)行。

2．小轉(zhuǎn)臺(tái)、升降臺(tái)

采用單片機(jī)對(duì)升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)行調(diào)速控制。

由于采用了單片機(jī)控制，可對(duì)升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)行編組控制。升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)在停止前均減速，使得停止位置準(zhǔn)確，重復(fù)性高，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。

（三）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

將高科技領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)用于轉(zhuǎn)臺(tái)控制和管理，使舞臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度控制、定位、組合狀態(tài)管理、多站控制方面達(dá)到了較高水平。采用工業(yè)控制機(jī)對(duì)大轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)行自動(dòng)定位、變頻調(diào)速控制，對(duì)升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)行調(diào)速控制。計(jì)算機(jī)控制除具備單片機(jī)控制的所有功能外，還可將大轉(zhuǎn)臺(tái)的啟動(dòng)、運(yùn)行位置、速度及停止?fàn)顟B(tài)在計(jì)算機(jī)屏幕上清晰顯示，便于操作者實(shí)時(shí)掌握轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行情況；將大轉(zhuǎn)臺(tái)、升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)的編組情況、運(yùn)行轉(zhuǎn)臺(tái)等記錄下來(lái)。而軟件采用面向?qū)ο蟮腣B編寫。使整個(gè)控制系統(tǒng)成本低，可靠性高，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)定位。

由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與單片機(jī)控制系統(tǒng)均可單獨(dú)完成對(duì)設(shè)備的控制，用戶選擇時(shí)可單獨(dú)選擇其中之一。如果兩種控制系統(tǒng)均選擇，則單片機(jī)控制系統(tǒng)可作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的備份系統(tǒng)使用。兩系統(tǒng)之間可切換控制。且兩系統(tǒng)之間的大轉(zhuǎn)臺(tái)與升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)控制可單獨(dú)切換（例如大轉(zhuǎn)臺(tái)切換到使用計(jì)算機(jī)而升降臺(tái)、小轉(zhuǎn)臺(tái)切換到使用單片機(jī)控制）。

三、旋轉(zhuǎn)組合舞臺(tái)的實(shí)施效果

旋轉(zhuǎn)組合舞臺(tái)在大中型劇場(chǎng)的安裝使用，為導(dǎo)演提供了非常豐富的表演手段，使表演的觀賞性進(jìn)一步增加，舞臺(tái)效果更趨完美。因其性能價(jià)格比高而更易于為國(guó)內(nèi)用戶接受。