PALM专家调研报告：舞台机械设备及技术

　　PALM EXPO 2012专家调研报告：舞台机械设备及技术

　　PALM EXPO 2012调研专家团舞台机械组

　　【摘要】 结合PALMEXPO2012上的舞台机械调研情况，阐述国内外舞台机械新技术应用的突破，提出对目前我国舞台机械行业的评价和看法。

　　【关键词】PALM EXPO 2012;展览会;舞台机械;调研 文章编号：

　　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

　　受中国演艺设备技术协会演出场馆设备专业委员会的委派，舞台机械调研小组与音响、灯光、乐器等调研小组一起于2012年5月23日参加了“第十届中国国际演艺设备与科技论坛”，5月24日～26日上午全面参观了“第二十一届中国国际专业音响•灯光•乐器及技术展览会”(PALMEXPO 2012)展览会，并重点对舞台机械设备与技术的展出情况和相关技术信息进行了深入细致的调研，总体感受颇深，收获颇丰。

　　1 总述

　　本届论坛以“演艺场馆建设现状与发展趋势”为主题。调研小组的体会是主题鲜明，内容广泛充实，紧扣行业发展的时代脉搏。来自各国演艺行业的高端专家从各个不同的角度论述了演艺场馆建设的理论与实践，切中我国演艺场馆建设与发展存在的问题，启示未来方向，寻求正确轨迹，提供理论依据。其演讲内容水平之高超、理论之深邃、资料之广博、案例之典型、经验之宝贵都是历年论坛之最。充分代表了当前国际行业的水准。深觉机会难得，受益匪浅，意犹未尽。此次论坛获得巨大成功也显示主办方的组织水平和能力。

　　本届展会展览面积11万多平方米，规模更加宏大，展品范围更加广泛，展商更加积极，观众更加踊跃。除了8个正厅，还有不少展位设在室内过道和室外临时帐篷里。这是我国演艺设备行业的空前盛会，规模又一次达到了亚太地区之首，也是世界上最大规模的展览会之一。伴随参观展会和参加论坛、讲座、信息交流，调研小组积极地进行了研讨、学习、沟通，感觉收获不小，学之不够，余味无穷，两天半时间甚是紧张。

　　舞台机械由于体量太大，不便展出全尺寸实物，只能以缩微模型参展。本届展会舞台机械的总体展示特点是：展品集中到以高端技术为多，参展活动集中到以信息交流为主。虽然参展商不多，但业内参观者人数不少，信息交流量很大，全行业专业技术人员都不想错过参观、学习、交流、获取信息的机会。

　　3 新技术应用突破

　　国际舞台机械设备新技术应用有进一步突破，从此次展会获取的信息重点有：3D威亚(wire)空间飞行技术更成熟、更巧妙地应用;无线遥控电动自由式平移车台有更创新的应用;下卷式垂幕机械在大型体育场做分场隔断应用等等。

　　2.1 威亚空间飞行技术

　　我国在20世纪80年代初拍摄电视剧《西游记》时，首次采用威亚空间飞行技术，经过近三十年的发展，威亚技术发展到了非常成熟的程度。

　　最初的威亚是1D和2D形式，大部分都用在影视拍摄中，由于影视拍摄可以修饰画面，使钢丝绳和吊具消失，故起到了非常好的表演效果。早几年的舞台表演基本都用1D或2D飞行器，且用得较少;1D在影视表演中多作升降运动，在舞台表演中多作平移飞行，2D作平移和升降飞行，都比较单调。近年来发展的3D飞行越来越多地在舞台表演中得到应用，3D威亚让演员在舞台上空不受任何限制，能真正地实现立体舞台的效果，起到画龙点睛的作用，是目前最为先进的、最具高科技含量的立体舞台设备技术，在许多大型中外国际活动演出中都有应用。

　　3D威亚设备的核心技术是多台伺服卷扬驱动精确运动、空间多向多维张拉控制、钢丝绳伸长量实时监测与补偿等。

　　2.2 无线遥控电动自由式平移车台

　　2008年，中国演艺设备技术协会派出专家小组出境考察，在法兰克福展会(Prolight+Sound)上看到无线控制电动自由式平移车台的模块，以及由该模块组成的超薄型大转台。2009年，在德国柏林展会(SHOW TECH)上又看到不同商家的同样模块。近年来，这种设备技术在国际演艺活动中应用得越来越有创意。华沙的罗马音乐剧场(ROMAMusic Theater)演出的《悲惨世界》中，将两组大型实景做成两半双面景，两半合拢后面向观众的一面是街景，通过平移旋转两半将背面转过来时变换成室内楼中楼的结构，其中就应用了无线遥控电动自由式车台，控制平面任意运动精确到位，并很安全。

　　无线遥控电动自由式车台的绝妙应用还体现在比利时安德卫普的克卢索音乐会。4块模块车台通过编程控制，时而汇聚成大方块，时而散开成小方块，时而并成长方条，时而连接成菱形图，当4块拉开距离时，又出现另一矩形块沿S形穿梭在其中，变化莫测、生动活泼，给演出平添精彩。

　　这种设备的核心技术是伺服电机摩擦式驱动悬挂装置、两级万向任意转向低摩擦支撑轮组件、实时监测编程控制平面运动等。将会在舞台技术中得到越来越广泛的应用。

　　上述两种技术的组合应用典型案例是2011年哈萨克斯坦的阿斯塔纳亚洲冬季运动会。LED光效将表演场地渲染成广袤的海洋波涛汹涌，一叶小舟在海面上隐隐漂泊，一位天使踩着云朵从天而降……

　　2.3 下卷式垂幕机械

　　大型体育场馆往往需要变换观演规模，垂幕机械设备可以通过垂幕分区隔断观众区域，适应观演规模的需要。近年来出现的下卷式垂幕机械将卷绕滚筒设置在垂幕下端，运动时向上卷绕或向下展开垂幕，卷绕滚筒同时作为垂展帷幕重陀，这种滚筒可以根据需要弯曲呈弧线，使幕体成弧形围隔分区。

　　柏林的O2体育场应用了这种设备，其表演场地大小为320 m2，垂幕分隔1 000人座，以32 m的Truss架分4段悬吊，可通过电动吊机升降。此外，其半场分隔幕和背景幕也分别应用该设备。

　　德国多特蒙特的Signal Iduna Park体育场，用了42 m宽的轨道系统安装在至地面高度为32 m的位置。垂幕幕体面积42 m × 25 m，重180 kg，卷绕速度为1.5 m/s。幕体形状像一个巨型T恤，用来做会标使用。德国奥博豪森的König-Pilsener体育场，杜塞尔多夫的Phillipshanlle体育场、ISSDome体育场，也都用到下卷式垂幕机械。

　　这种设备的关键技术是旋转平移复合运动变载荷设计、柔性可弯曲滚筒的结构设计、紧凑轻量化传动机械的设计以及纠偏技术的应用等等。

　　3国内舞台机械设备技术的发展现状

　　国内舞台机械设备技术已逐步趋于高端与普及相结合，主要以几家骨干企业为龙头，引领行业发展。下面结合在展会上的调研内容与结果具体来谈。

　　(1)总装备部工程设计研究总院将国防尖端技术转化为舞台设备技术，使国产舞台机械技术得到长足发展。该院展出的索系柔性并联驱动系统和新一代便携式紧凑型移动控制台，是紧跟国际新技术的一大亮点，其设备精度之高，控制难度之大，都代表了当前最新技术应用于演出设备的水平。

　　索系柔性并联驱动系统是一项国家空间科研成果的缩小模型，它的驱动形式是多台伺服电机立式卷筒卷扬驱动，要求其制造精度很高，反映很灵敏。设备的控制难度更大，多根钢索实时收放，要使拉力、位移自适应，需插补运算与控制调节，运动体始终保持平衡并按设定空间轨迹运行。其拉力控制误差小于4%，偏角控制误差小于1°，随动运行速度可大于10 m/s。

　　这种设备的关键技术是：a. 长行程、多自由度、高精度超大型复杂控制装备的构造与控制系统的协同技术;b. 并联绳索驱动系统的高刚度设计及拉力和位移自适应控制技术;c. 超长行程大惯量机械系统的高精度、高快速性设计与多级控制技术;d. 大数量级力的高精度控制技术;e. 力、位移耦合控制机电系统的误差补偿和控制技术;f. 高速运动绳索绝对方位角高精度实时监测技术;g. 大跨度高耸无横向支撑结构抗侧力及超大跨度桁车轨道梁三维变形控制技术;h. 重体量、大跨度复杂结构制作技术;i. 大跨度快速运行提升设备设计技术;j. 高空超大型非标机械安装技术。

　　新一代便携式紧凑型移动控制台也颇具特色，其特点是：急停链安全系统;运动中变速控制;触摸式参数设定;通过屏幕拾取设定运行轨迹;三维运动显示;高安全性Linux操作系统;升降式一体机设计以及流线型、轻量化等。

　　(2)浙江大丰实业有限公司，适应市场经济模式，依靠自身力量发展舞台机械技术。该公司展出的央视龙年春晚组合式舞台升降台模型，其技术应用彻底突破了舞台机械搬运实体道具参与演出的传统理念，实现了虚实互补、实体设备与虚拟道具巧妙结合、快速多变的舞美设计。

　　2012年的央视龙年春晚，其变化多端的升降舞台给亿万观众留下了深刻的印象，同时开启了崭新的舞台概念，为今后的舞台工艺、舞美设计，尤其是电视演播厅的舞台设计带来革命性的变化。这类组合式舞台升降台的主要特点是：配合演出剧情，参与舞台表演，组合快速准确，形象灵活多变。由于升降台数量多达304块，且每块升降台面积小，所以，能够组合成非常丰富的造型;每种造型的运行时间很短，相比传统道具更换要快得多;能随时调整，改变形状和速度，给演出带来非常灵活的变化。升降台群结合表面的LED屏上显示出的各种图案和风景，更加形象地展示给观众逼真的场景。

　　组合式舞台升降台设备解决的关键技术难点是：

　　a. 基坑浅：由于电视台演播室基坑浅，无法采用一级升降来实现，则被迫采用二级升降。空间尺寸太小，安装导向机构困难，技术上采用了具有自导向功能的齿条升降驱动机构和无源驱动链条闭环拉起式结构，实现了稳定的二级升降。

　　b. 晃动大：其中部分升降台因为升降行程为5 m，内外钢架重叠尺寸仅1 m，故升降台在最高点时，台面离地的高度约为11 m(相当于四层楼高)。致使晃动可能极大。通过刚性啮合的设计，改善了晃动发生状况。

　　c. 空间小：每块升降台仅有1 m×1 m的空间，四周除去5 cm厚的LED屏，中间空间所剩无几。设计必须考虑运行间隙、钢架空间、维修保养通道、维护空间等因素。

　　d. 通讯难：升降台数量多，每块需要快速的提供和反馈速度位置等信息，总信息量就非常大，造成通讯总线拥堵。目前，世界上常规舞台机械一般同步运行的设备数量最多就几十台，而这里有300多台。通过技术处理，压缩信息，顺路达成各种场景的控制。

　　e. 精度高：升降台的定位精度可达到1 mm，相比传统结构的位置精度要高很多。f. 工期短：56天完成全部设备的设计、制造、调试、安装、测试及试运行等，显示了企业承接工程的综合能力。

　　(3)斯毕士(SBS)中国公司(杭州/北京)，坚守与转化欧洲百年老店的核心技术，努力打造技术精湛质量可靠的国有化舞台机械设备。公司在本届展会上展示的技术亮点有激光测距导航、伺服电机驱动的双向运动车台、车转台;大跨度、大面积、高空电动开合采光屋顶设备等。

　　常规的侧车台、后车台都是固定设置，一维单向行驶。激光测距导航，伺服电机驱动的双向运动车台具有沿x、y双向运行的功能，通过编程控制、激光测距导航使车台按预定速度、预定路线行驶，并准确定位;伺服电机驱动系统可控性精确灵敏可靠，结构紧凑;无线控制摩擦驱动可使台体无任何牵挂;两级万向任意转向低摩擦支撑轮组件使换向方便灵活;气压包装置可使车台停止时落于台面不致移动;多组车台还可组合为整体并组合有转台，实现平移旋转同时运行的车转台功能，拆解后再可做单台车台运行;铝合金框架使台体轻便、美观、耐腐蚀。车台含木地板总厚度0.2 m。该设备已应用于无锡大剧院大剧场、大连国际会议中心等工程项目。

　　双向运动车台的关键技术是：a. 多点激光测位，反馈信息实时导航，精确定位技术;b. 高能电池组无线供电技术;c. 伺服电机紧凑型摩擦驱动机技术;d. 气压包起落装置技术;e. 两级万向任意转向低摩擦支撑轮技术;f. 快速分解与组合技术;g. 无线遥控，预编程设定控制技术;h. 结构紧凑型抗干扰技术。

　　大跨度、大面积、高空电动开合采光屋顶设备，在成都新天府广场的天堂岛海洋乐园中已有应用。该项目配备了20台采光屋顶设备，在约98 m高空分两排对开，每排10台，结构框架与锥形曲面屋顶相吻合，每台都与另一台曲面不同，两条运行导轨曲率也分别不同，其框架简支跨度最大到18.8 m，弧形长度最大到27 m，其面积之大、难度之高，比较罕见。电动开合屋顶在曲面屋顶上沿两条半径不同的曲线导轨运行合拢，采用钢桁架主梁与铝合金网架组合成装配式结构。屋面采用以聚碳酸酯为主要成分的PC板，这是一种应用共挤压技术(CO-EXTRUSION)制成的高品质板材。由于其表面覆盖了一层高浓度紫外线吸收剂，除具抗紫外线的特性，还长久耐候，永不褪色，且透光性好。PC板以组合压条组装在铝合金网架上，保证密封防漏。

　　采光屋顶设备设备的关键技术是：a. 钢桁架与铝合金网架组合结构的抗风压、抗雪压并轻质化力学结构分析计算与设计;b. 不同曲率半径运行导轨的设计与制造;c. 不同曲率半径导轨上独立运行的两台驱动机的变速运动协调控制;d. PC板的密封技术;e. 近百米高空的安装技术。

　　(4)从展会上看，除了骨干企业具有突出的技术亮点，业内舞台机械中型企业如北京星光影视设备科技股份有限公司、浙江春宇舞台设备有限公司(“春宇”)、浙江舞台设计研究院有限公司等参展商的舞台机械设备技术都有长足的发展。小型企业如：北京泊斯迪尼舞台工程技术有限公司 、广州格睿德工程机械有限公司(“格睿德”)等也都不失时机发展壮大，企业蒸蒸日上、运营良好。充分说明行业发展形势喜人。

　　从展会上获悉，“春宇”采用罗克韦尔公司的产品，组成具有升降悬停特征的控制系统，研发出了升降舞台，可实现在120 m2内的瀑布、雨幕、喷泉等水秀表演功能，并具有旋转移动功能的观众厅座席变化功能，进行伸出式舞台变化;其采用步进系统实现36台电机控制、进行筒形大幕程序变化等技术也都颇具特色。“格睿德”展出了自制的电动吊杆机，其外观、质量均能满足中小工程项目的需要。

　　由于时间有限，展会上与参展商进行的技术交流不是很完整、充分，仅从以上获知的素材中总结舞台机械发展的基本动向。

　　舞台机械调研专家组成员：

　　(按姓氏笔画排序) 俞 健 魏发孔