PALM EXPO 2012專家調(diào)研報(bào)告：舞臺機(jī)械設(shè)備及技術(shù)

　　PALM EXPO 2012調(diào)研專家團(tuán)舞臺機(jī)械組

　　【摘要】 結(jié)合PALMEXPO2012上的舞臺機(jī)械調(diào)研情況，闡述國內(nèi)外舞臺機(jī)械新技術(shù)應(yīng)用的突破，提出對目前我國舞臺機(jī)械行業(yè)的評價(jià)和看法。

　　【關(guān)鍵詞】PALM EXPO 2012;展覽會;舞臺機(jī)械;調(diào)研 文章編號：

　　Findings Reports about PALM EXPO 2012: Stage Machinery and Technology

　　PALM 2012 Expert Research Panel on Stage Machinery

　　【Abstract】

　　CombinedwiththestagemachineryresearchinPALMEXPO2012,thepaperintroducedthebreakthroughsoftechnologyapplicationinthefeldofdomesticstagemachinery,anddiscussedandgavesomeopinionsonpresentstagemachineryindustryinChina.

　　【Key Words】PALM EXPO 2012; exhibition; stage machinery; research

　　受中國演藝設(shè)備技術(shù)協(xié)會演出場館設(shè)備專業(yè)委員會的委派，舞臺機(jī)械調(diào)研小組與音響、燈光、樂器等調(diào)研小組一起于2012年5月23日參加了“第十屆中國國際演藝設(shè)備與科技論壇”，5月24日～26日上午全面參觀了“第二十一屆中國國際專業(yè)音響•燈光•樂器及技術(shù)展覽會”(PALMEXPO 2012)展覽會，并重點(diǎn)對舞臺機(jī)械設(shè)備與技術(shù)的展出情況和相關(guān)技術(shù)信息進(jìn)行了深入細(xì)致的調(diào)研，總體感受頗深，收獲頗豐。

　　1 總述

　　本屆論壇以“演藝場館建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢”為主題。調(diào)研小組的體會是主題鮮明，內(nèi)容廣泛充實(shí)，緊扣行業(yè)發(fā)展的時代脈搏。來自各國演藝行業(yè)的高端專家從各個不同的角度論述了演藝場館建設(shè)的理論與實(shí)踐，切中我國演藝場館建設(shè)與發(fā)展存在的問題，啟示未來方向，尋求正確軌跡，提供理論依據(jù)。其演講內(nèi)容水平之高超、理論之深邃、資料之廣博、案例之典型、經(jīng)驗(yàn)之寶貴都是歷年論壇之最。充分代表了當(dāng)前國際行業(yè)的水準(zhǔn)。深覺機(jī)會難得，受益匪淺，意猶未盡。此次論壇獲得巨大成功也顯示主辦方的組織水平和能力。

　　本屆展會展覽面積11萬多平方米，規(guī)模更加宏大，展品范圍更加廣泛，展商更加積極，觀眾更加踴躍。除了8個正廳，還有不少展位設(shè)在室內(nèi)過道和室外臨時帳篷里。這是我國演藝設(shè)備行業(yè)的空前盛會，規(guī)模又一次達(dá)到了亞太地區(qū)之首，也是世界上最大規(guī)模的展覽會之一。伴隨參觀展會和參加論壇、講座、信息交流，調(diào)研小組積極地進(jìn)行了研討、學(xué)習(xí)、溝通，感覺收獲不小，學(xué)之不夠，余味無窮，兩天半時間甚是緊張。

　　舞臺機(jī)械由于體量太大，不便展出全尺寸實(shí)物，只能以縮微模型參展。本屆展會舞臺機(jī)械的總體展示特點(diǎn)是：展品集中到以高端技術(shù)為多，參展活動集中到以信息交流為主。雖然參展商不多，但業(yè)內(nèi)參觀者人數(shù)不少，信息交流量很大，全行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員都不想錯過參觀、學(xué)習(xí)、交流、獲取信息的機(jī)會。

　　3 新技術(shù)應(yīng)用突破

　　國際舞臺機(jī)械設(shè)備新技術(shù)應(yīng)用有進(jìn)一步突破，從此次展會獲取的信息重點(diǎn)有：3D威亞(wire)空間飛行技術(shù)更成熟、更巧妙地應(yīng)用;無線遙控電動自由式平移車臺有更創(chuàng)新的應(yīng)用;下卷式垂幕機(jī)械在大型體育場做分場隔斷應(yīng)用等等。

　　2.1 威亞空間飛行技術(shù)

　　我國在20世紀(jì)80年代初拍攝電視劇《西游記》時，首次采用威亞空間飛行技術(shù)，經(jīng)過近三十年的發(fā)展，威亞技術(shù)發(fā)展到了非常成熟的程度。

　　最初的威亞是1D和2D形式，大部分都用在影視拍攝中，由于影視拍攝可以修飾畫面，使鋼絲繩和吊具消失，故起到了非常好的表演效果。早幾年的舞臺表演基本都用1D或2D飛行器，且用得較少;1D在影視表演中多作升降運(yùn)動，在舞臺表演中多作平移飛行，2D作平移和升降飛行，都比較單調(diào)。近年來發(fā)展的3D飛行越來越多地在舞臺表演中得到應(yīng)用，3D威亞讓演員在舞臺上空不受任何限制，能真正地實(shí)現(xiàn)立體舞臺的效果，起到畫龍點(diǎn)睛的作用，是目前最為先進(jìn)的、最具高科技含量的立體舞臺設(shè)備技術(shù)，在許多大型中外國際活動演出中都有應(yīng)用。

　　3D威亞設(shè)備的核心技術(shù)是多臺伺服卷揚(yáng)驅(qū)動精確運(yùn)動、空間多向多維張拉控制、鋼絲繩伸長量實(shí)時監(jiān)測與補(bǔ)償?shù)取?/p>

　　2.2 無線遙控電動自由式平移車臺

　　2008年，中國演藝設(shè)備技術(shù)協(xié)會派出專家小組出境考察，在法蘭克福展會(Prolight+Sound)上看到無線控制電動自由式平移車臺的模塊，以及由該模塊組成的超薄型大轉(zhuǎn)臺。2009年，在德國柏林展會(SHOW TECH)上又看到不同商家的同樣模塊。近年來，這種設(shè)備技術(shù)在國際演藝活動中應(yīng)用得越來越有創(chuàng)意。華沙的羅馬音樂劇場(ROMAMusic Theater)演出的《悲慘世界》中，將兩組大型實(shí)景做成兩半雙面景，兩半合攏后面向觀眾的一面是街景，通過平移旋轉(zhuǎn)兩半將背面轉(zhuǎn)過來時變換成室內(nèi)樓中樓的結(jié)構(gòu)，其中就應(yīng)用了無線遙控電動自由式車臺，控制平面任意運(yùn)動精確到位，并很安全。

　　無線遙控電動自由式車臺的絕妙應(yīng)用還體現(xiàn)在比利時安德衛(wèi)普的克盧索音樂會。4塊模塊車臺通過編程控制，時而匯聚成大方塊，時而散開成小方塊，時而并成長方條，時而連接成菱形圖，當(dāng)4塊拉開距離時，又出現(xiàn)另一矩形塊沿S形穿梭在其中，變化莫測、生動活潑，給演出平添精彩。

　　這種設(shè)備的核心技術(shù)是伺服電機(jī)摩擦式驅(qū)動懸掛裝置、兩級萬向任意轉(zhuǎn)向低摩擦支撐輪組件、實(shí)時監(jiān)測編程控制平面運(yùn)動等。將會在舞臺技術(shù)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

　　上述兩種技術(shù)的組合應(yīng)用典型案例是2011年哈薩克斯坦的阿斯塔納亞洲冬季運(yùn)動會。LED光效將表演場地渲染成廣袤的海洋波濤洶涌，一葉小舟在海面上隱隱漂泊，一位天使踩著云朵從天而降……

　　2.3 下卷式垂幕機(jī)械

　　大型體育場館往往需要變換觀演規(guī)模，垂幕機(jī)械設(shè)備可以通過垂幕分區(qū)隔斷觀眾區(qū)域，適應(yīng)觀演規(guī)模的需要。近年來出現(xiàn)的下卷式垂幕機(jī)械將卷繞滾筒設(shè)置在垂幕下端，運(yùn)動時向上卷繞或向下展開垂幕，卷繞滾筒同時作為垂展帷幕重陀，這種滾筒可以根據(jù)需要彎曲呈弧線，使幕體成弧形圍隔分區(qū)。

　　柏林的O2體育場應(yīng)用了這種設(shè)備，其表演場地大小為320 m2，垂幕分隔1 000人座，以32 m的Truss架分4段懸吊，可通過電動吊機(jī)升降。此外，其半場分隔幕和背景幕也分別應(yīng)用該設(shè)備。

　　德國多特蒙特的Signal Iduna Park體育場，用了42 m寬的軌道系統(tǒng)安裝在至地面高度為32 m的位置。垂幕幕體面積42 m × 25 m，重180 kg，卷繞速度為1.5 m/s。幕體形狀像一個巨型T恤，用來做會標(biāo)使用。德國奧博豪森的König-Pilsener體育場，杜塞爾多夫的Phillipshanlle體育場、ISSDome體育場，也都用到下卷式垂幕機(jī)械。

　　這種設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)是旋轉(zhuǎn)平移復(fù)合運(yùn)動變載荷設(shè)計(jì)、柔性可彎曲滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、緊湊輕量化傳動機(jī)械的設(shè)計(jì)以及糾偏技術(shù)的應(yīng)用等等。

　　3國內(nèi)舞臺機(jī)械設(shè)備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　國內(nèi)舞臺機(jī)械設(shè)備技術(shù)已逐步趨于高端與普及相結(jié)合，主要以幾家骨干企業(yè)為龍頭，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。下面結(jié)合在展會上的調(diào)研內(nèi)容與結(jié)果具體來談。

　　(1)總裝備部工程設(shè)計(jì)研究總院將國防尖端技術(shù)轉(zhuǎn)化為舞臺設(shè)備技術(shù)，使國產(chǎn)舞臺機(jī)械技術(shù)得到長足發(fā)展。該院展出的索系柔性并聯(lián)驅(qū)動系統(tǒng)和新一代便攜式緊湊型移動控制臺，是緊跟國際新技術(shù)的一大亮點(diǎn)，其設(shè)備精度之高，控制難度之大，都代表了當(dāng)前最新技術(shù)應(yīng)用于演出設(shè)備的水平。

　　索系柔性并聯(lián)驅(qū)動系統(tǒng)是一項(xiàng)國家空間科研成果的縮小模型，它的驅(qū)動形式是多臺伺服電機(jī)立式卷筒卷揚(yáng)驅(qū)動，要求其制造精度很高，反映很靈敏。設(shè)備的控制難度更大，多根鋼索實(shí)時收放，要使拉力、位移自適應(yīng)，需插補(bǔ)運(yùn)算與控制調(diào)節(jié)，運(yùn)動體始終保持平衡并按設(shè)定空間軌跡運(yùn)行。其拉力控制誤差小于4%，偏角控制誤差小于1°，隨動運(yùn)行速度可大于10 m/s。

　　這種設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)是：a. 長行程、多自由度、高精度超大型復(fù)雜控制裝備的構(gòu)造與控制系統(tǒng)的協(xié)同技術(shù);b. 并聯(lián)繩索驅(qū)動系統(tǒng)的高剛度設(shè)計(jì)及拉力和位移自適應(yīng)控制技術(shù);c. 超長行程大慣量機(jī)械系統(tǒng)的高精度、高快速性設(shè)計(jì)與多級控制技術(shù);d. 大數(shù)量級力的高精度控制技術(shù);e. 力、位移耦合控制機(jī)電系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償和控制技術(shù);f. 高速運(yùn)動繩索絕對方位角高精度實(shí)時監(jiān)測技術(shù);g. 大跨度高聳無橫向支撐結(jié)構(gòu)抗側(cè)力及超大跨度桁車軌道梁三維變形控制技術(shù);h. 重體量、大跨度復(fù)雜結(jié)構(gòu)制作技術(shù);i. 大跨度快速運(yùn)行提升設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù);j. 高空超大型非標(biāo)機(jī)械安裝技術(shù)。

　　新一代便攜式緊湊型移動控制臺也頗具特色，其特點(diǎn)是：急停鏈安全系統(tǒng);運(yùn)動中變速控制;觸摸式參數(shù)設(shè)定;通過屏幕拾取設(shè)定運(yùn)行軌跡;三維運(yùn)動顯示;高安全性Linux操作系統(tǒng);升降式一體機(jī)設(shè)計(jì)以及流線型、輕量化等。

　　(2)浙江大豐實(shí)業(yè)有限公司，適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)模式，依靠自身力量發(fā)展舞臺機(jī)械技術(shù)。該公司展出的央視龍年春晚組合式舞臺升降臺模型，其技術(shù)應(yīng)用徹底突破了舞臺機(jī)械搬運(yùn)實(shí)體道具參與演出的傳統(tǒng)理念，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)互補(bǔ)、實(shí)體設(shè)備與虛擬道具巧妙結(jié)合、快速多變的舞美設(shè)計(jì)。

　　2012年的央視龍年春晚，其變化多端的升降舞臺給億萬觀眾留下了深刻的印象，同時開啟了嶄新的舞臺概念，為今后的舞臺工藝、舞美設(shè)計(jì)，尤其是電視演播廳的舞臺設(shè)計(jì)帶來革命性的變化。這類組合式舞臺升降臺的主要特點(diǎn)是：配合演出劇情，參與舞臺表演，組合快速準(zhǔn)確，形象靈活多變。由于升降臺數(shù)量多達(dá)304塊，且每塊升降臺面積小，所以，能夠組合成非常豐富的造型;每種造型的運(yùn)行時間很短，相比傳統(tǒng)道具更換要快得多;能隨時調(diào)整，改變形狀和速度，給演出帶來非常靈活的變化。升降臺群結(jié)合表面的LED屏上顯示出的各種圖案和風(fēng)景，更加形象地展示給觀眾逼真的場景。

　　組合式舞臺升降臺設(shè)備解決的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)是：

　　a. 基坑淺：由于電視臺演播室基坑淺，無法采用一級升降來實(shí)現(xiàn)，則被迫采用二級升降?？臻g尺寸太小，安裝導(dǎo)向機(jī)構(gòu)困難，技術(shù)上采用了具有自導(dǎo)向功能的齒條升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)和無源驅(qū)動鏈條閉環(huán)拉起式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的二級升降。

　　b. 晃動大：其中部分升降臺因?yàn)樯敌谐虨? m，內(nèi)外鋼架重疊尺寸僅1 m，故升降臺在最高點(diǎn)時，臺面離地的高度約為11 m(相當(dāng)于四層樓高)。致使晃動可能極大。通過剛性嚙合的設(shè)計(jì)，改善了晃動發(fā)生狀況。

　　c. 空間?。好繅K升降臺僅有1 m×1 m的空間，四周除去5 cm厚的LED屏，中間空間所剩無幾。設(shè)計(jì)必須考慮運(yùn)行間隙、鋼架空間、維修保養(yǎng)通道、維護(hù)空間等因素。

　　d. 通訊難：升降臺數(shù)量多，每塊需要快速的提供和反饋速度位置等信息，總信息量就非常大，造成通訊總線擁堵。目前，世界上常規(guī)舞臺機(jī)械一般同步運(yùn)行的設(shè)備數(shù)量最多就幾十臺，而這里有300多臺。通過技術(shù)處理，壓縮信息，順路達(dá)成各種場景的控制。

　　e. 精度高：升降臺的定位精度可達(dá)到1 mm，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的位置精度要高很多。f. 工期短：56天完成全部設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、安裝、測試及試運(yùn)行等，顯示了企業(yè)承接工程的綜合能力。

　　(3)斯畢士(SBS)中國公司(杭州/北京)，堅(jiān)守與轉(zhuǎn)化歐洲百年老店的核心技術(shù)，努力打造技術(shù)精湛質(zhì)量可靠的國有化舞臺機(jī)械設(shè)備。公司在本屆展會上展示的技術(shù)亮點(diǎn)有激光測距導(dǎo)航、伺服電機(jī)驅(qū)動的雙向運(yùn)動車臺、車轉(zhuǎn)臺;大跨度、大面積、高空電動開合采光屋頂設(shè)備等。

　　常規(guī)的側(cè)車臺、后車臺都是固定設(shè)置，一維單向行駛。激光測距導(dǎo)航，伺服電機(jī)驅(qū)動的雙向運(yùn)動車臺具有沿x、y雙向運(yùn)行的功能，通過編程控制、激光測距導(dǎo)航使車臺按預(yù)定速度、預(yù)定路線行駛，并準(zhǔn)確定位;伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可控性精確靈敏可靠，結(jié)構(gòu)緊湊;無線控制摩擦驅(qū)動可使臺體無任何牽掛;兩級萬向任意轉(zhuǎn)向低摩擦支撐輪組件使換向方便靈活;氣壓包裝置可使車臺停止時落于臺面不致移動;多組車臺還可組合為整體并組合有轉(zhuǎn)臺，實(shí)現(xiàn)平移旋轉(zhuǎn)同時運(yùn)行的車轉(zhuǎn)臺功能，拆解后再可做單臺車臺運(yùn)行;鋁合金框架使臺體輕便、美觀、耐腐蝕。車臺含木地板總厚度0.2 m。該設(shè)備已應(yīng)用于無錫大劇院大劇場、大連國際會議中心等工程項(xiàng)目。

　　雙向運(yùn)動車臺的關(guān)鍵技術(shù)是：a. 多點(diǎn)激光測位，反饋信息實(shí)時導(dǎo)航，精確定位技術(shù);b. 高能電池組無線供電技術(shù);c. 伺服電機(jī)緊湊型摩擦驅(qū)動機(jī)技術(shù);d. 氣壓包起落裝置技術(shù);e. 兩級萬向任意轉(zhuǎn)向低摩擦支撐輪技術(shù);f. 快速分解與組合技術(shù);g. 無線遙控，預(yù)編程設(shè)定控制技術(shù);h. 結(jié)構(gòu)緊湊型抗干擾技術(shù)。

　　大跨度、大面積、高空電動開合采光屋頂設(shè)備，在成都新天府廣場的天堂島海洋樂園中已有應(yīng)用。該項(xiàng)目配備了20臺采光屋頂設(shè)備，在約98 m高空分兩排對開，每排10臺，結(jié)構(gòu)框架與錐形曲面屋頂相吻合，每臺都與另一臺曲面不同，兩條運(yùn)行導(dǎo)軌曲率也分別不同，其框架簡支跨度最大到18.8 m，弧形長度最大到27 m，其面積之大、難度之高，比較罕見。電動開合屋頂在曲面屋頂上沿兩條半徑不同的曲線導(dǎo)軌運(yùn)行合攏，采用鋼桁架主梁與鋁合金網(wǎng)架組合成裝配式結(jié)構(gòu)。屋面采用以聚碳酸酯為主要成分的PC板，這是一種應(yīng)用共擠壓技術(shù)(CO-EXTRUSION)制成的高品質(zhì)板材。由于其表面覆蓋了一層高濃度紫外線吸收劑，除具抗紫外線的特性，還長久耐候，永不褪色，且透光性好。PC板以組合壓條組裝在鋁合金網(wǎng)架上，保證密封防漏。

　　采光屋頂設(shè)備設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)是：a. 鋼桁架與鋁合金網(wǎng)架組合結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)壓、抗雪壓并輕質(zhì)化力學(xué)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算與設(shè)計(jì);b. 不同曲率半徑運(yùn)行導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與制造;c. 不同曲率半徑導(dǎo)軌上獨(dú)立運(yùn)行的兩臺驅(qū)動機(jī)的變速運(yùn)動協(xié)調(diào)控制;d. PC板的密封技術(shù);e. 近百米高空的安裝技術(shù)。

　　(4)從展會上看，除了骨干企業(yè)具有突出的技術(shù)亮點(diǎn)，業(yè)內(nèi)舞臺機(jī)械中型企業(yè)如北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司、浙江春宇舞臺設(shè)備有限公司(“春宇”)、浙江舞臺設(shè)計(jì)研究院有限公司等參展商的舞臺機(jī)械設(shè)備技術(shù)都有長足的發(fā)展。小型企業(yè)如：北京泊斯迪尼舞臺工程技術(shù)有限公司 、廣州格睿德工程機(jī)械有限公司(“格睿德”)等也都不失時機(jī)發(fā)展壯大，企業(yè)蒸蒸日上、運(yùn)營良好。充分說明行業(yè)發(fā)展形勢喜人。

　　從展會上獲悉，“春宇”采用羅克韋爾公司的產(chǎn)品，組成具有升降懸停特征的控制系統(tǒng)，研發(fā)出了升降舞臺，可實(shí)現(xiàn)在120 m2內(nèi)的瀑布、雨幕、噴泉等水秀表演功能，并具有旋轉(zhuǎn)移動功能的觀眾廳座席變化功能，進(jìn)行伸出式舞臺變化;其采用步進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)36臺電機(jī)控制、進(jìn)行筒形大幕程序變化等技術(shù)也都頗具特色。“格睿德”展出了自制的電動吊桿機(jī)，其外觀、質(zhì)量均能滿足中小工程項(xiàng)目的需要。

　　由于時間有限，展會上與參展商進(jìn)行的技術(shù)交流不是很完整、充分，僅從以上獲知的素材中總結(jié)舞臺機(jī)械發(fā)展的基本動向。

　　舞臺機(jī)械調(diào)研專家組成員：

　　(按姓氏筆畫排序) 俞 健 魏發(fā)孔