浅析舞台旋转台的结构形式和控制系统

浅析舞台旋转台的结构形式和控制系统

改革开放十多年来，我国的文化事业发展迅速，但国内公共演出场馆的舞台机械装备情况离现代化的文艺演出需要差距较大。大量新建改建的剧场急需用高技术设备来装备。

舞台组合旋转台属于大型舞台机械设备，江苏丽影舞台科技有限公司工厂研制的旋转组合舞台采用曾获国家专利技术的“浮动式自动压紧摩擦传动装置”，嵌套多条升降台、小旋转升降台等，运转平稳、噪音低、间隙小，具有可逆旋转，无级调速，自动定位等功能。可以根据演出场馆的具体要求及多功能的要求使转达台具有多种组合形式，实现转中有转，转中有升，升转组合等。使原本单调的平面舞台变的多层次、多样化、立体化，使艺术表现有了更加完美的手段。

一、转台组合的结构形式

1．转台组合整体结构采用鼓筒式钢桁架结构。旋转中心轴采用中间空心固定轴和外套联接框架结构。为适应各种歌剧、话剧的演出换景及大型文艺演出（如春节文艺晚会、大型歌舞演出活动等）的需要，直径均在12m~16m之间，能同时布景2~3个场景以满足大型演出快速换景的要求。

旋转机构采用浮动式自动压紧摩擦传动装置驱动机架上的传动带。传动原理为电机驱动圆锥齿轮进行啮合传动，安装在圆锥齿轮同轴上的圆柱齿轮与圆柱齿轮进行啮合传动，安装在圆柱齿轮同轴上的摩擦轮与转台传动带进行摩擦传动，使转台在承重轮上转动。

由于采用了一个浮动支架，能够使摩擦轮之间自动压紧。摩擦轮之间的法向自动压紧力能够随外载荷的大小而自动调节，使摩擦轮与被摩擦轮面始终紧密接触，保证驱动状况良好，并有利于处延长轴承寿命和避免橡胶摩擦轮变形。该机构是一种成本低、工艺性好、经济实用的新型传动机构。组合转台具备良好的刚性及旋转可逆性。

2．为了发挥舞台的多种功能，充分利用转台空间，在转台中间嵌套设置多条升降台，这些平行的升降台可以升到同一高度，也可升到不同高度构成台阶状以适应文艺演出进行立体布景、充当会议主席台或进行进装表演的要求。这种转中有升的组合形式是组合转台的最基本形式。升降台采用电动丝杆传动，运行平稳可靠。

3．转台上嵌套设置一个或二个可以旋转、升降的小转台，不但可以进行歌舞表演，而且还可以在大转台上构成台面以下的通道，供进行特殊表演之用。

组合转台可以根据演出场馆的具体条件及多种功能的需要使大转台上的升降台、小转台有多种形式的组合。

二、控制系统

（一）硬件结构

1、大转台

为使大转台旋转速度平稳过渡，采用变频器无级变速控制。大转台旋转自动定位系统的位置检测使用安装在大转台中心轴上的光电编码器检测。转台与编码器之间的转速比为11.74，若编码器每圈输出2000个脉冲，大转台每转动一圈，对应输出的脉冲数为：

2000×11.74/360=65.2（个脉冲/度）

若转动角度为φ，则输出的总脉冲数为65.2×φ，由此可见，光电编码器对转台转角的分辨率很高。这为准确定位奠定了基础。同时设置机械制动机构以配合自动控制准确定位。

在大转台上升降台与舞台台口平行的位置，设置舞台零位位置。使用零位开关消除大转台旋转时编码器、计数器产生的累计误差，并可使大转台准确停止在升降台与舞台台口平行的位置。

2．升降台、小转台

升降台、小转台采用变频器调速控制。

（二）电动控制系统

1．转台

采用单片机对大转台实行自动定位、调速控制。

大转台的启动、运行角度、速度（变频器频率值）及停止状态在控制台上清晰显示，便于操作者随时掌握大转台的运行情况。单片机的采用使整个控制系统成本低，可靠性高，功能齐全。

为尽可能方便甲方的使用，控制软件中采用了多种方式对大转台进行控制，如何选择场次输入，一般可输入30场。每场可采用多段的选择大转台的旋转角度及速度，控制大转台准确定位；多段的选择大转台的旋转速度及时间，控制大转台按音乐的快慢或按一定的速度曲线（波浪型）分段运行。

2．小转台、升降台

采用单片机对升降台、小转台实行调速控制。

由于采用了单片机控制，可对升降台、小转台实行编组控制。升降台、小转台在停止前均减速，使得停止位置准确，重复性高，设备运行平稳。

（三）计算机控制系统

将高科技领域的计算机控制技术用于转台控制和管理，使舞台旋转速度控制、定位、组合状态管理、多站控制方面达到了较高水平。采用工业控制机对大转台实行自动定位、变频调速控制，对升降台、小转台实行调速控制。计算机控制除具备单片机控制的所有功能外，还可将大转台的启动、运行位置、速度及停止状态在计算机屏幕上清晰显示，便于操作者实时掌握转台的运行情况；将大转台、升降台、小转台的编组情况、运行转台等记录下来。而软件采用面向对象的VB编写。使整个控制系统成本低，可靠性高，实现转台自动定位。

由于计算机控制系统与单片机控制系统均可单独完成对设备的控制，用户选择时可单独选择其中之一。如果两种控制系统均选择，则单片机控制系统可作为计算机控制系统的备份系统使用。两系统之间可切换控制。且两系统之间的大转台与升降台、小转台控制可单独切换（例如大转台切换到使用计算机而升降台、小转台切换到使用单片机控制）。

三、旋转组合舞台的实施效果

旋转组合舞台在大中型剧场的安装使用，为导演提供了非常丰富的表演手段，使表演的观赏性进一步增加，舞台效果更趋完美。因其性能价格比高而更易于为国内用户接受。