浅谈大型舞台的舞台机械设计

摘要: 大型舞台机械是近十几年来崛起的一门新行业, 目前国内外没有完善的设计规范、规程。本文介绍了设计指导思想及原则以及舞台工艺布置及设备配置原则，详细谈论了舞台机械设备功能及其应用。以供大型舞台的舞台机械设计人员参考。

关键词：大型舞台；舞台机械设计

中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：

引言

舞台机械是机电一体化与舞台美术相结合的一门新兴工程, 近几年中央电视台的春节联欢晚会及北京人民大会堂演出的大型晚会都是采用现代化设备与电子技术相结合, 再配以自动控制的声光效果, 使现代的舞台五光十色。这门新兴的工程值得机电科技设计者不断的挖掘更新提高和发展。

1、设计说明

1.1舞台工艺布置及设备配置原则

(1) 舞台是导演和表演艺术家向我们提供文化艺术珍品的圣地, 不同的表演艺术对舞台构型及舞台设备、舞台灯光、舞台声学都有不同要求。某文化艺术中心舞台为镜框台口箱形舞台, 设主舞台、侧舞台, 属大型甲级剧场。主舞台: 宽27m、深22m、台口净宽18.5m、高11m; 舞台台面标高: + 4.60m;侧舞台: 东西两侧, 每侧宽11m。舞台工艺布置建立在对舞台表演区的正确分区上, 各剧种中一般以舞剧的表演区为最大, 歌剧的表演区虽然比舞剧浅,但景区往往比舞剧深, 通常21m 台深可满足要求。所以大剧院舞台, 以大幕线为舞台工艺布置的基准线进行如下分区: 大幕线前的18m 为台口深度区,大幕线后约13.5m 为表演区, 表演区后3.5m 为远景区, 远景区后3m 为天幕灯光区。

( 2) 大型舞台要兼顾话剧、戏曲表演, 这两类剧种要求的表演区深度较浅, 我们将大幕线后5m 设置为剧种表演区。台面设备的横向车台、升降台等能参加运景设备应设置在3 m 以后。

( 3) 天幕若采用大型背投, 应将它设置在舞台后墙3m 处, 并具有升降功能; 若不采用大型背投, 则按常规紧靠后天桥设置。

( 4) 台上设备和台下设备的配置和布局满足舞台分区要求。舞台机械是一门特殊的行业, 目前国家标准尚不完善。我们遵循的规范为国内的􀀁剧场建筑设计规范, 标准号为 J67- 2001、JGJ57-2000 等相关专业标准及相关机械标准。

( 5) 利用灯光吊杆将表演区进行分区, 为方便舞台主表演区上人操作灯光及特殊表演需要, 在主表演区上空配置灯光渡桥一套。区内的吊杆可作为补充灯杆使用。

( 6) 考虑地方戏曲表演, 设置活动假台口, 根据演出需要改变台口尺寸。

( 7) 由于主舞台较宽, 天桥灯光很难满足演出时对侧光的要求, 设置二维灯光吊笼增加舞台侧光。

( 8) 为满足大型会议及部分功能演出要求, 距台口4m开始设置升降台。

( 9) 为满足音乐会需要, 特设置声反射板, 声反射板采用悬挂式。

( 10) 台上和台下所配置的设备基本上都属大型舞台基本配置。

( 11) 舞台设备控制采用计算机控制加电动控制, 部分设备可采用变频调速, 提高自动化水平, 简化操作, 提供良好的人机界面。

舞台机械设备功能及应用

大型舞台的建设一般包括演出舞台区域、侧台换景区域、观众座椅区域、演员排练区域及剧场办公区域。舞台机械设计的好坏直接影响到舞台的整体效果, 他就好比一幢大楼的根基一样。而且舞台机械设计和安全也有很大的关系, 舞台机械主要包含吊挂类设备(吊杆、单点吊机、灯光排架等)、舞台台面设备( 升降台、乐池、旋转台、车台等) 组成。

现在的大型舞台吊杆一般运用了斜齿轮减速箱减速系统, 磨擦系数小, 传动效率高。”集成机”结构, 大卷筒钢丝绳单层缠绕, 电机双制动, 杆体为双杆体结构。控制系统有主控制台控制、移动站控制等多种控制方式。

下面介绍舞台机械吊杆设备具体设计参数:

2.1 电动吊杆

1)设备概况

设置于主舞台上部, 用途广泛, 既可用于提升布景、各种幕布、二道幕、边檐幕和会标, 也可以吊挂灯具、参与演出等。

2)电动吊杆由下列部分组成

( 1)桁架式杆体;

( 2)卷扬系统: 包括电动机、减速器、制动器、卷筒、滑轮组件、钢丝绳和配件等;

( 3)保护装置: 包括超程开关、松绳装置、超载(过流)保护和电路保护装置等。

3)控制系统采用可编程序控制器, 可以在主操作台、移动式操作盘上进行控制。

4)在操作台(盘)上能设定吊杆的位置(行程)、速度(时间), 并具有运动状态和定位显示以及记忆存储等功能。在操作台(盘)上设有上升、下降和紧急停车按钮和单独的操纵杆等。

5)技术参数

( 1)数量: 38套

( 2)宽度: 22m

( 3)行程: 20m

( 4)速度: 0.3m/s

( 5)载荷: 6.0kN

( 6)定位精度: 3mm

( 7)驱动方式: 电动卷扬机

2.2 􀀁灯光吊杆

1)设备概况: 灯光吊杆设置于主舞台上部, 专用于吊挂舞台灯具。

2)灯光吊杆由下列部分组成:

( 1)带有灯具保护装置的钢制桁架杆体;

( 2)卷扬系统, 包括电动机、减速器、制动器、卷筒、滑轮组件、钢丝绳和配件等;

( 3)安装在桁架上的电缆收放装置;

( 4)保护装置, 包括超程开关、松绳装置、超载(过流)保护和电路保护装置等。

3)控制系统采用可编程序控制器, 可以在主操作台、移动式操作盘上进行控制。

4)在操作台(盘)上能设定吊杆的位置(行程)、速度(时间) , 并具有运动状态和定位显示以及记忆存储等功能。在操作台(盘)上设有上升、下降和紧急停车按钮和单独的操纵杆等。

5)技术参数

( 1)数量: 8套

( 2)宽度: 20m

( 3)行程: 19m

( 4)速度: 0. 2m/s

( 5)载荷: 8.0kN

( 6)定位精度:3mm

( 7)驱动方式: 电动卷扬机

2.3 大幕机

1)设备概况: 对开式大幕机设置于舞台台口处, 是剧院演出必不可少的专用设备。电动驱动调速对开, 也可手动对开。

2)大幕机由下列部分组成。

( 1)钢结构架、对开幕导轨、均匀收缩机构和电缆收放装置;

( 2)对开驱动装置, 包括电动机、减速器、制动器等;

( 3)滑轮组件;

( 4)钢丝绳和配件;

( 5)保护装置等。

控制系统: 本地控制柜控制。

2.4升降台

升降台的运行机构分为机械式和液压式, 所谓机械式, 即电机带动螺杆转动, 螺杆再带动安装在台面上的螺母作上下运动。油压式, 即油缸活塞带动剪刀支撑作上下运动。

液压式机构简单易于维护保养, 土建造价低( 机械式机坑需9米左右, 液压式需5米左右) , 其缺点是需经常调试液压阀,以保持油缸同步运行。机械式最大的优点是运行平稳可靠, 零部件易于加工。缺点是造价高于液压式的1. 5～1. 8倍。

升降台的行程, 目前国内舞台大多在上升行程1. 5～2m间, 下降行程2～2. 5m间( 以舞台面为基准) 。升降速度为无级变速或者两挡、三挡速度。升降台设计荷载按规范要求台面静载荷不低于4KN/㎡, 运动时活载荷不低于2KN/㎡。

如果用于舞台的升降台, 在升降到某一高度时定位与制动机构的设置不可忽视。因为一般大型晚会往往持续3～4小时, 如果制动系统装置不可靠, 会使升降台产生下沉位移, 破坏了阶梯舞台的外形。我国好几个大型舞台都曾出现过类似情况。

一般升降台的长度在10m左右, 在使用过程中往往因刚度不够或者因荷载不均, 造成两端的升降机构运动起来不同步, 所以在整套设备设计时必须考虑有一套机构来保证两端的升降机构同步。同步机构有多种形式。目前设计的同步机构是在升降机构上安装传感器让计算机发出指令调整升降机构的运行达到同步。

3、结束语

随着时代的进步, 科技的发展, 舞台的灯光、音响、舞台机械、消防、空调等要求“多网合一”，才能适应现代舞台配合需要及信息资源共享, 方便管理。在舞台机械控制台上可以监测控制调光音响系统, 使声、光、机多个系统联合起来, 实现相互间的同步配合, 将大自然中的一切美景逼真地展现在每一位观众的眼前。

参考文献

[ 1] 张文清, 张海峰. 舞台设计创作施工及相关设备管理手册(第三章) [ M] . 合肥: 安微文化音像出版社出版, 2003. 691-699.

[ 2] 岑军健, 赵菊初. 非标准设备设计手册[ M] . 北京: 兵器工业出版社出版, 1993. 211-245.