楊岳軍，嚴(yán)睿晟，史曉東，劉慶軍，徐浩翔（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司，浙江 杭州 315400）

杭州大劇院的舞臺(tái)機(jī)械改造

楊岳軍，嚴(yán)睿晟，史曉東，劉慶軍，徐浩翔
（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司，浙江 杭州 315400）

闡述了杭州大劇院舞臺(tái)機(jī)械的改造重點(diǎn)，并敘述了改造前后兩種車臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)，最終提出劇院管理中對(duì)舞臺(tái)機(jī)械管理的建議。

杭州大劇院；舞臺(tái)機(jī)械；改造；劇院管理

1 杭州大劇院改造的原因

2003年建成的杭州大劇院的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備可謂是全國標(biāo)桿式舞臺(tái)設(shè)備工程。經(jīng)過十幾年的使用，部分設(shè)備已達(dá)不到當(dāng)初的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)或無法使用。如臺(tái)下的主舞臺(tái)升降臺(tái)，建成初期還能經(jīng)常性地使用，但使用幾年后，同樣的使用情況下，分別燒壞了6臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)。又如側(cè)舞臺(tái)車臺(tái)，在驅(qū)動(dòng)剛性鏈端部的驅(qū)動(dòng)小車與車臺(tái)臺(tái)體之間，運(yùn)行后須脫與掛，幾年后，脫掛鉤的拖曳動(dòng)力線數(shù)次被拉斷，導(dǎo)致側(cè)向車臺(tái)無法正常工作，尤其在演出過程中，導(dǎo)致演出中斷。臺(tái)下的主升降臺(tái)與側(cè)車臺(tái)損壞后，導(dǎo)致了臺(tái)下設(shè)備基本上無法正常使用。同時(shí)，由于多次損壞，演出中出現(xiàn)不敢使用臺(tái)下舞臺(tái)機(jī)械的情況?？刂葡到y(tǒng)更是如此，控制系統(tǒng)的主要問題是通信線路及感應(yīng)傳感元器件等問題，幾年后多次出現(xiàn)過通信中斷及傳感器等信號(hào)無法檢測(cè)到的問題。由于是國外的供應(yīng)商提供的設(shè)備，售后服務(wù)又委托國內(nèi)的某家公司進(jìn)行，因其技術(shù)等因素的限制，售后服務(wù)相對(duì)做得并不到位，導(dǎo)致設(shè)備壞后不能及時(shí)修復(fù)或有效維護(hù)。因此，在改造前大劇院的臺(tái)下設(shè)備基本上無法正常使用。由于臺(tái)上設(shè)備及其控制的環(huán)境濕度相對(duì)較小，臺(tái)上設(shè)備維護(hù)相對(duì)簡單，所以臺(tái)上設(shè)備基本可用。

2 改造的幾個(gè)重點(diǎn)

此次改造完全恢復(fù)了原來的設(shè)計(jì)要求，并在臺(tái)口外增置了8臺(tái)單點(diǎn)吊機(jī)。

2.1 控制系統(tǒng)改造

此次改造將臺(tái)上與臺(tái)下的控制系統(tǒng)分開。由于臺(tái)上設(shè)備在改造前基本可以運(yùn)行，劇院為了節(jié)約成本，控制系統(tǒng)只作了更新和小部分控制元器件的更換，所有的臺(tái)上機(jī)械系統(tǒng)只作了一次全面的維護(hù)與保養(yǎng)，由德國SBS公司進(jìn)行改造與更新，采用了以軸控制器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。出于對(duì)售后服務(wù)的考慮，對(duì)臺(tái)下控制系統(tǒng)作了較大幅度的改造，將原來的以軸控制器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)改造成以PLC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，并更換了不少元器件，臺(tái)下這套控制系統(tǒng)是筆者所在單位完全自主研發(fā)的產(chǎn)品，售后服務(wù)完全可以在2小時(shí)內(nèi)到位，這樣也保證了劇院安心的使用。

2.2 臺(tái)上柵頂改造

臺(tái)上柵頂?shù)脑O(shè)計(jì)采用了以矩形管為基礎(chǔ)的柵頂結(jié)構(gòu)，矩形管之間的間隙約為50 mm，這是常用的柵頂結(jié)構(gòu)。杭州大劇院從更高的安全要求出發(fā)，為杜絕柵頂上有雜物及工具等往舞臺(tái)面墜落，此次改造時(shí)采用間距為10 mm的焊接鋼絲網(wǎng)鋪滿了整個(gè)柵頂，在卷揚(yáng)機(jī)的下方或一些角落處，采用了與原柵頂固定聯(lián)接的方法。在單點(diǎn)吊機(jī)吊鉤垂直落下去的位置，則采用了活動(dòng)鋪設(shè)的方法，即當(dāng)在此處需要安裝單點(diǎn)吊機(jī)吊鉤時(shí)，可以把焊接鋼絲網(wǎng)拿掉；而無需吊鉤時(shí)，則鋪上鋼絲網(wǎng)。如此，在整個(gè)柵頂區(qū)域，基本上不會(huì)下墜10 mm及以上的東西，從而保證了舞臺(tái)上演員及工作人員的安全。

2.3 增設(shè)臺(tái)口外單點(diǎn)吊機(jī)

劇院的原設(shè)計(jì)中，臺(tái)口外沒有配置單點(diǎn)吊機(jī)等吊掛設(shè)備，大劇院根據(jù)實(shí)際使用需要，增設(shè)8臺(tái)單點(diǎn)吊機(jī)，并根據(jù)要求配置了鏈?zhǔn)降鯔C(jī)。由于杭州大劇院觀眾廳屋頂上方是混凝土結(jié)構(gòu)，承重梁又是預(yù)應(yīng)力梁，鏈?zhǔn)降鯔C(jī)的安裝經(jīng)歷了不少周折，最終采用了后擴(kuò)孔式機(jī)械錨栓，直接聯(lián)接在靠近承重梁的天花板上，這樣的設(shè)計(jì)其一可以保證對(duì)預(yù)應(yīng)力梁不會(huì)有傷害，其二保證了機(jī)械錨栓的受力基本上加在預(yù)應(yīng)力梁上，其三避免了（不少人員擔(dān)心的）化學(xué)錨栓因日久老化而降低聯(lián)接強(qiáng)度的問題。

2.4 主舞臺(tái)升降臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改造

自杭州大劇院建設(shè)舞臺(tái)機(jī)械后，主舞臺(tái)升降臺(tái)使用的頻率很低，主要原因是發(fā)生過幾次主電機(jī)燒壞的現(xiàn)象，即一旦主電機(jī)通電運(yùn)行，就發(fā)生主電機(jī)燒壞的現(xiàn)象。此次改造中發(fā)現(xiàn)，主電機(jī)拆開后內(nèi)部有不少銹蝕，當(dāng)主電機(jī)通電后，導(dǎo)致內(nèi)部線路短路而燒壞電機(jī)。因此，改造中將主電機(jī)送電機(jī)廠進(jìn)行了清理和測(cè)試，將電機(jī)性能恢復(fù)到出廠水平。另外，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輔助驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了增設(shè)。原系統(tǒng)中12臺(tái)主驅(qū)動(dòng)僅配了2臺(tái)輔助驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)燒壞時(shí)，由于輔助電機(jī)移動(dòng)困難、安裝麻煩，輔助電機(jī)處于無法或很難使用的處境。此次改造中將每一臺(tái)主電機(jī)一一配置了輔助電機(jī)，通過電器操作，可以將輔助電機(jī)直接切換聯(lián)接到主電機(jī)上，即使主電機(jī)出現(xiàn)問題，也可以在第一時(shí)間用輔助電機(jī)來驅(qū)動(dòng)主舞臺(tái)升降臺(tái)，做到演出的安全保障。

此次改造中，僅側(cè)車臺(tái)一項(xiàng)屬于舞臺(tái)機(jī)械中全面的改造。改造車臺(tái)的最大原因是剛性鏈端部脫掛機(jī)構(gòu)在幾年運(yùn)行后脫掛機(jī)構(gòu)的動(dòng)力線與控制線多次被拉斷，導(dǎo)致演出中斷。同時(shí)，改造前的車臺(tái)轉(zhuǎn)換時(shí)間過長也是部分原因。

基于ROM查找表方式的FPGA控制,通過狀態(tài)機(jī)處理方式對(duì)任意模式的參數(shù)進(jìn)行讀取然后寫入到相應(yīng)芯片內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)切換不同通信系統(tǒng)的目的。

圖1 剛性鏈推拉車臺(tái)（改造前）

2.5.1 原側(cè)車臺(tái)

原側(cè)車臺(tái)由韓國JASS提供，采用剛性鏈推或拉的方式驅(qū)動(dòng)車臺(tái)，如圖1所示。

其驅(qū)動(dòng)主要包括剛性鏈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、剛性鏈、驅(qū)動(dòng)小車、剛性鏈及驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)行軌道、剛性鏈支承軌道等。剛性鏈直接與驅(qū)動(dòng)小車聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)小車與車臺(tái)臺(tái)體之間也采用了脫掛鉤的方式。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在車臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)墻之間的空間內(nèi)。車臺(tái)從側(cè)舞臺(tái)區(qū)向主舞臺(tái)區(qū)運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)剛性鏈，剛性鏈推動(dòng)車臺(tái)向前運(yùn)行。到達(dá)主升降臺(tái)后，脫掛鉤也能分離，車臺(tái)可隨主升降臺(tái)一起上下升降。當(dāng)車臺(tái)從主舞臺(tái)區(qū)向側(cè)舞臺(tái)區(qū)運(yùn)行時(shí)，剛性鏈則拉著車臺(tái)返回。由于驅(qū)動(dòng)小車與車臺(tái)脫鉤后，車臺(tái)在舞臺(tái)面上成了一個(gè)可以左右運(yùn)行的自由體，因此，當(dāng)車臺(tái)隨主舞臺(tái)的升降臺(tái)一起運(yùn)行時(shí)，必須有一個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)，將車臺(tái)鎖定在主升降臺(tái)上。這種車臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是車臺(tái)的運(yùn)行速度與位置容易控制，車臺(tái)之間的同步運(yùn)行性好。但是，也有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

（1）噪聲大。剛性鏈的支承輪是金屬材料，而剛性鏈的導(dǎo)軌又是金屬材料。因?yàn)閯傂枣準(zhǔn)軌簳r(shí)，支承輪與導(dǎo)軌之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的力，所以兩種材料無法用非金屬材料來承受較大的壓應(yīng)力。

（2）在主升降臺(tái)面、側(cè)輔助升降臺(tái)面及車臺(tái)補(bǔ)償臺(tái)面上須開設(shè)兩條槽，一條是導(dǎo)向槽，另一條是驅(qū)動(dòng)槽，造成舞臺(tái)面太多的縫隙。

（3）由于有脫鉤與掛鉤的程序，車臺(tái)運(yùn)行時(shí)，若要補(bǔ)平側(cè)輔助臺(tái)或車臺(tái)補(bǔ)臺(tái)，或者車臺(tái)與主舞臺(tái)升降臺(tái)需要一起升降時(shí)，車臺(tái)的運(yùn)行輔助時(shí)間很長，會(huì)影響演出效果。

2.5.2 改造后的側(cè)車臺(tái)

改造后，車臺(tái)成了齒條式驅(qū)動(dòng)，如圖2所示。

車臺(tái)的運(yùn)行速度和位置檢測(cè)直接通過安裝在電機(jī)尾部的光電編碼器來測(cè)定。所以，運(yùn)行速度與位置相對(duì)容易控制。因?yàn)檐嚺_(tái)無論在主升降臺(tái)位，還是在車臺(tái)補(bǔ)償臺(tái)位，在電機(jī)尾部帶有制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均能將車臺(tái)鎖定在停止的位置上，鎖定后的位置偏移量也就是齒輪與齒條之間的間隙+減速器內(nèi)部的齒側(cè)間隙，最大也不會(huì)超過1 mm。它的優(yōu)點(diǎn)是車臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低；車臺(tái)的速度與位置容易控制，車臺(tái)之間的同步運(yùn)行性好；車臺(tái)維護(hù)保養(yǎng)簡單。

2.6 舞臺(tái)面木地板更新

由于劇院舞臺(tái)表面長時(shí)間的使用，舞臺(tái)木地板表面已經(jīng)被嚴(yán)重破壞，盡管舞臺(tái)木地板已經(jīng)過表面的整體磨平，但表面凹坑深度達(dá)5 mm，尤其是主舞臺(tái)升降臺(tái)、側(cè)輔助臺(tái)、車臺(tái)邊緣的包邊條脫落嚴(yán)重，局部舞臺(tái)上的木地板還出現(xiàn)嚴(yán)重的翹曲現(xiàn)象，相鄰升降臺(tái)或輔臺(tái)或車臺(tái)的表面高差達(dá)15 mm左右。因此，此次改造更新了所有舞臺(tái)面的木地板，為保持原來設(shè)計(jì)工藝，此次改造的木地板材料采用了與原來一樣的木地板。

圖2 齒條驅(qū)動(dòng)式車臺(tái)（改造后）

3 幾點(diǎn)建議

通過對(duì)杭州大劇院的改造，筆者對(duì)舞臺(tái)機(jī)械的使用與管理提出以下幾點(diǎn)建議。

（1）劇院中主電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的銹蝕，最主要的原因是劇院內(nèi)舞臺(tái)機(jī)械安裝環(huán)境的緣故。在劇院建成初期，舞臺(tái)機(jī)械基本上都是安裝在劇院建筑的最底層，且一般均為地面以下。因此，空氣相對(duì)濕度較高，尤其是江南沿海地區(qū)，在春季時(shí)，舞臺(tái)機(jī)械周邊的空氣濕度會(huì)達(dá)到飽和含水量，極容易造成鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕。所以，在劇院建設(shè)時(shí)，尤其是建成初期，一定要有舞臺(tái)機(jī)械旁的通風(fēng)設(shè)置，如空氣濕度大的地方，應(yīng)配置除濕機(jī)，以達(dá)到相對(duì)小的空氣含水量。

（2）劇院內(nèi)的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備不宜長期放置，宜間隔一定時(shí)間運(yùn)行。因?yàn)榻?jīng)常性的運(yùn)行后，主電機(jī)一類的設(shè)備會(huì)發(fā)熱，或多或少能去除設(shè)備內(nèi)部的水汽，避免主電機(jī)內(nèi)部的銹蝕。同時(shí)，舞臺(tái)設(shè)備的經(jīng)常性運(yùn)行也能保證設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件的干凈與潤滑良好。

（3）對(duì)劇院的操作人員要有嚴(yán)格的管理制度和規(guī)范，如上柵頂操作時(shí)，要有嚴(yán)格的操作規(guī)范，來防止操作人員隨帶的物品、工具等墜落到舞臺(tái)面，造成安全事故。

（4）舞臺(tái)設(shè)備操作人員及維護(hù)保養(yǎng)人員，必須要對(duì)舞臺(tái)設(shè)備有足夠的認(rèn)識(shí)，充分掌握每個(gè)設(shè)備的工藝性能與使用方法，以免引起各種麻煩。

（5）對(duì)來劇院演出的各種團(tuán)體，要嚴(yán)格限制其使用條件。如對(duì)舞臺(tái)地板的保護(hù)，因?yàn)閯≡耗镜匕宓钠茐暮艽蟪潭壬媳煌鈦硌莩鰣F(tuán)體的重物或滾輪等所破壞。

（編輯 薛云霞）

Stage Machinery Reform in Hangzhou Great Theatre

YANG Yue-jun, YAN Rui-sheng, SHI Xiao-dong, LIU Qing-jun, XU Hao-xiang
(Zhejiang Dafeng Industry Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 315400, China)

The writer presents the main reform of stage machinery in Hangzhou Great Theatre, narrates the characteristic of two kinds of side wagon before and after reform, and suggests the managing of stage machinery in theatre.

Hangzhou Great Theatre; stage machinery; reform; theatre managing

10.3969/j.issn.1674-8239.2016.02.008