自中央電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會（簡稱“春晚”）開播以來,，春晚的舞臺每年都在變化,。中央電視臺馬年春節(jié)聯(lián)歡晚會（簡稱“馬年春晚”）的舞臺設(shè)備更是讓人記憶猶新，簡約大氣又變化多端,。馬年春晚保留了龍年和蛇年春晚大部分的升降臺,、LED屏等舞臺設(shè)備，并首次應(yīng)用了大型機械臂,，用以安裝LED屏,，這也是該類設(shè)備在中國劇場的首次應(yīng)用。為了使LED屏能實現(xiàn)在演播大廳舞臺上方空間任意一點的移動,，采用了5個大型的機械臂來安裝5塊尺寸為7 m×3.5 m的LED屏,。
圖為LED機械臂
1 機械臂的安裝
馬年春晚的演播廳是已建成的建筑，為安裝大型機械臂,，演播廳內(nèi)的柵頂作了改造,。5臺機械臂沿舞臺橫向布置,，每臺機械臂可以在舞臺上方縱向運行,，運行深度為18M,。且LED屏向上存貯之后，機械臂不能在柵頂上方超出太多,，所以,，機械在上下升降運動元上分割成兩個運動元，將原本可以用5軸完成的機械臂,，設(shè)置為6軸運動,。因此，在舞臺上方縱向鋪設(shè)了6條機械臂安裝軌道,，軌道長20 m,，供5個機械臂前后移動，如圖1～圖2所示,。
圖1 機械臂安裝正立面圖
圖2 機械臂安裝側(cè)立面圖
安裝于機械臂上的LED屏須在整個舞臺上方空間的任意一點運行,，這給舞臺的燈光布置帶來了很大的難度。其一,，由于空間高度的限制,，在柵頂下沒有設(shè)置燈光層；其二,， LED屏所到之處,，臺上的燈光會被遮擋。通過工作人員的幾番論證,，最終將燈光吊掛在機械臂移動軌道的下方,，同時加密燈光布置，以滿足舞臺上燈光的需求,。
2 機械臂的運動
機械臂的結(jié)構(gòu)如圖3 所示,。機械臂的6軸運動元分別為：水平前后移動運動元、上下運動,、前后擺動運動元,、左右擺動運動元、旋轉(zhuǎn)運動元,，各運動元的運行參數(shù)如表1如示,。以下每一個運動元的結(jié)構(gòu)及運行方式作詳細介紹。
圖3 機械臂的結(jié)構(gòu)
2.1 水平前后移動
由于機械臂自身重量大,，故采用了鋼質(zhì)行走輪行走在重型軌道上,，每臺機械臂用2條軌道來支撐，且每條軌道上采用4只支承輪,。為使受力均勻,，支承輪采用2只1組,，且每組中的2只支承輪采用浮動聯(lián)接。前后驅(qū)動則采用齒輪齒條驅(qū)動,，將齒條與支承軌道聯(lián)接在一起,。驅(qū)動機構(gòu)與驅(qū)動齒輪均安裝在機械臂上。齒輪與齒條的嚙合驅(qū)動,，很好地保證了機械臂的前后運行速度,、定位精度及每組機械臂之間的同步精度等。如表1中所示,，水平前后移動的最高速度為0.5 m/s,，移動行程為18 m。
表1 各運動元的運行參數(shù)值
2.2 存貯升降
馬年春晚演播廳的柵頂高度為13.2 m,，除去機械臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的高度,，LED屏在水平狀態(tài)時能提升的最大高度約為11 m。由于演播廳柵頂基本上是滿布的,，因此,，為達到最大的提升高度，在部分區(qū)域調(diào)整了柵頂結(jié)構(gòu),，使機械臂可穿過柵頂,，向上方存貯。存貯升降只能在某幾個特定的區(qū)域即柵頂被刪除的部分運行,。同時,，存貯升降與前后移動之間有一個互鎖關(guān)系，也就是說,，只有當(dāng)存貯升降在最低位置時,，才能前后水平移動。相反,，只有前后水平移動在特定位置時,，才能進行存貯升降。存貯升降也采用了齒輪齒條驅(qū)動機構(gòu),，由4只驅(qū)動齒輪嚙合4根齒條上下升降,。如表1中所示，存貯升降的最高速度為0.1 m/s,，上下升程為3.6 m,。
2.3 表演升降
由于存貯升降的行程只有3.6 m，LED屏在舞臺上空的運行幅度有限,，為保證LED屏能運行到整個舞臺上空的每一個點,，又設(shè)置了表演升降，表演升降配合存貯升降和LED屏前后擺動，可以讓LED的邊緣觸及到舞臺面,。表演升降為雙級上下升降結(jié)構(gòu),，采用精密滾子鏈驅(qū)動，將驅(qū)動鏈輪與驅(qū)動電機安裝在雙級傳動的中間框架上,，鏈條的閉環(huán)鏈兩邊分別聯(lián)接上部框架與下部框架,。表演升降相對獨立，可以在沒有互鎖條件的情況下任意升降,。如表1中所示,，表演升降的最高速度為0.2 m/s,，上下升程為5.2 m,。
2.4 前后擺動
在存貯狀態(tài)時，LED屏是水平放置的,，且LED屏面向下,。通常，當(dāng)LED屏在使用狀態(tài)時,，LED屏須直立或呈一定的傾斜角度,，因此，LED屏須有一個前后擺動的功能,。為更好地滿足使用要求,， LED屏前后擺動的行程設(shè)置為前擺90°，后擺60°,，擺動速度為15°/s,。
也就是說，LED屏可以由存貯的水平狀態(tài),，前擺到LED屏面向觀眾完全直立,，也能后擺至LED屏面向舞臺內(nèi)，且與舞臺面成60°,。前后擺動也采用了精密滾子鏈驅(qū)動,，由一個擺動中心固定擺動臂，鏈條外包在擺動臂上,，將驅(qū)動電機與驅(qū)動鏈條安裝在表演升降柱內(nèi),。電機啟動后就能驅(qū)動擺動臂前后擺動。
2.5 左右擺動
為達到更豐富的表演效果,，LED屏不僅能前后擺動,，還能左右擺動，尤其當(dāng)LED屏直立時,，通過左右擺動,，可讓觀眾觀賞到LED屏從正面到側(cè)面的全方位運行過程。LED屏的左右擺動幅度為±45°，擺動速度為15°/s,。驅(qū)動采用齒輪傳動,，支承則采用了回轉(zhuǎn)支承，驅(qū)動齒輪直接安裝在減速電機的輸出軸上,，被動齒輪則利用回轉(zhuǎn)支承上的齒圈,。由于擺動需要一定的空間，所以,，左右擺動與上下運動及相鄰LED屏之間均有一定的互鎖關(guān)系,。
2.6 旋轉(zhuǎn)
旋轉(zhuǎn)是LED屏參與表演的最重要的功能之一。當(dāng)LED屏直立時,，可沿屏的中心點旋轉(zhuǎn),，不僅能順時針方向旋轉(zhuǎn)，也能逆時針方向旋轉(zhuǎn),。為了便于LED屏上的電纜管理,，同時滿足演出要求，并沒有設(shè)置360°旋轉(zhuǎn),，只設(shè)置了±135°旋轉(zhuǎn),。其驅(qū)動采用齒輪傳動，支承則采用了回轉(zhuǎn)支承,，驅(qū)動齒輪直接安裝在減速電機的輸出軸上,，被動齒輪則利用回轉(zhuǎn)支承上的齒圈。由于旋轉(zhuǎn)需要一定的空間,，所以旋轉(zhuǎn)與上下運動,、及相鄰LED屏之間均有一定的互鎖關(guān)系。
3 舞臺效果
圖4 馬年春晚LED屏的舞臺效果
圖4中的4幅圖展示了5塊由機械臂驅(qū)動的LED屏配合動作所呈現(xiàn)的不同變化組合,，令人目不暇接,。大型機械臂的使用給劇場增添了很多演出場景與功能；而與之搭配的LED屏起到置景,、播放畫面,、營造虛擬的“實景”等功能。由于LED屏可以到達舞臺上空的任意位置,，因此,，它們可以置于演員的前、后,、左,、右、上方等任意位置,，一方面參與演出并與演員互動,，另一方面,，還可擋住未上臺的演員，防止穿幫,，可代替大幕,、條幕等，如在《萬馬奔騰》的節(jié)目中就起到了此作用,�,？傊笮蜋C械臂的使用,，讓LED屏不再僅僅作為背景,，而是參與到演出當(dāng)中，令舞臺不再只是一個或多個平面,，而是變化萬千的立體多維空間,。
馬年春晚上大型機械臂的使用，不僅得到了業(yè)內(nèi)的認可,，而且獲得了電視觀眾的普遍好評,，尤其是LED屏與臺下升降臺的聯(lián)合使用，營造了很好的舞臺視覺氛圍,。活動的LED屏,，的確讓演出增色許多,，然而，目前由于造價偏高,，還無法推廣到所有劇場,。隨著舞臺技術(shù)的發(fā)展，我們期待更多劇場能夠應(yīng)用大型機械臂來使用活動的LED屏,，從而進一步豐富舞臺演出效果,。
albert.tang 發(fā)表于 2017-1-2 20:40
想不到這么唯美的畫面背后竟是這些大家伙在操縱,。
一重科技 發(fā)表于 2017-1-4 09:00
春晚啊,，現(xiàn)在雞肋了,，我記得以前總盯著看的，現(xiàn)在看一看就睡著了,。
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