年夜型机械臂在央视春晚的利用
自中心电视台春节联欢晚会（简称“春晚”）开播以来，春晚的舞台每年都在变更。中心电视台马年春节联欢晚会（简称“马年春晚”）的舞台装备更是让人记忆犹新，简约年夜气鼓鼓又变化无穷。马年春晚保存了龙年和蛇年春晚年夜部门的起落台、LED屏等舞台装备，并初次利用了年夜型机械臂，用以安装LED屏，这也是该类装备在中国戏院的初次利用。为了使LED屏能实此刻演播年夜厅舞台上方空间肆意一点的移动，采取了5个年夜型的机械臂来安装5块尺微暇为7 m×3.5 m的LED屏。图为LED机械臂
1 机械臂的安装
马年春晚的演播厅是已建成的建筑，为安装年夜型机械臂，演播厅内乱的┞筏顶作了改革。5台机械臂沿舞台横向安排，每台机械臂可以在舞台上方纵向运行，运行深度为18M。且LED屏向上存贮之后，机械臂不克不及在栅顶上方超越太多，所以，机械在高低起落活动元上朋分成两个活动元，将底本可以用5轴完成的机械臂，设置为6轴活动。是以，在舞台上方纵向展设了6条机械臂安装轨道，轨道长20 m，供5个机械臂前后移动，如图1～图2所示。
图1 机械臂安装正立面图
图2 机械臂安装侧立面图
安装于机械臂上的LED屏须在全部舞台上方空间的肆意一点运行，这给舞台的灯光安排带来了很年夜的难度。其一，因为空间高度的限制，在栅顶下没有设置灯光层；其二， LED屏所到之处，台上的灯光会被遮挡。经由过程工作职员的几番论证，终极将灯光悬挂在机械臂移动轨道的下方，同时加密灯光安排，以知足舞台上灯光的需求。
2 机械臂的活动
机械臂的构造如图3 所示。机械臂的6轴活动元分辨为：程度前后移动活动元、高低活动、前后摆动活动元、摆布摆动活动元、扭转活动元，各活动元的运行参数如表1如示。以下蔑在突个活动元的构造及运行方法作具体先容。
图3 机械臂的构造
2.1 程度前后移动
因为机械臂自身重量年夜，故采取了钢质行走轮行走在重型轨道上，每台机械臂用2条轨道来支持，且每条轨道上采取4只支承轮。为使受力平均，支承轮采取2只1组，且每组中的2只支承轮采取浮动联接。前后驱动则采取齿轮齿条驱动，将齿条与支承轨道联接在一路。驱念头构与驱动齿轮均安装在机械臂上。齿轮与齿条的啮合驱动，很好地包管了机械臂的前后运行速度、定位精度及每组机械臂之间的同步精度等。如表1中所示，程度前后移动的最高速度为0.5 m/s，移动行程为18 m。
表1 各活动元的运行参数值
2.2 存贮起落
马年春晚演播厅的┞筏顶高度为13.2 m，除往机械臂扭转关节的高度，LED屏在程度状况时能晋升的最年夜高度约为11 m。因为演播厅栅顶基础上是满布的，是以，为到达最年夜的晋升高度，在部门区域调剂了栅顶构造，使机械臂可穿过栅顶，向上方存贮。存贮起落只能在某几个特定的区域即栅顶被删除的部门运行。同时，存贮起落与前后移动之间有一个互锁关系，也就是说，只有当存贮起落在最低地位时，才干前后程度移动。相反，只有前后程度移动在特定地位时，才干进行存贮起落。存贮起落也采取了齿轮齿条驱念头构，由4只驱动齿轮啮合4根齿条高低起落。如表1中所示，存贮起落的最高速度为0.1 m/s，高低升程为3.6 m。
2.3 表演起落
因为存贮起落的行程只有3.6 m，LED屏在舞台上空的运行幅度有限，为包管LED屏能运行到全部舞台上空的蔑在突个点，又设置了表演起落，表演起落共同存贮起落和LED屏前后摆动，可以让LED的边沿触及到舞台面。表演起落为双级高低起落构造，采取紧密滚子链驱动，将驱动链轮与驱动电机安装在双级传动的中心框架上，链条的闭环链双方分辨联接上部框架与下部框架。表演起落相对自力，可以在没有互锁前提的情形下肆意起落。如表1中所示，表演起落的最高速度为0.2 m/s，高低升程为5.2 m。
2.4 前后摆动
在存贮状况时，LED屏是程度放置的，且LED屏面向下。凡是，当LED屏在应用状况时，LED屏须竖立或呈必定的倾斜角度，是以，LED屏须有一个前后摆动的功效。为更好地知足应用请求， LED屏前后摆动的行程设置为前摆90°，后摆60°，摆动速度为15°/s。
也就是说，LED屏可以由存贮的程度状况，前摆到LED屏面向不雅众完整竖立，也能后摆至LED屏面向舞台内乱，且与舞台面成60°。前后摆动也采取了紧密滚子链驱动，由一个摆动中间固定摆动臂，链条外包在摆动臂上，将驱动电机与驱动链条安装在表演起落柱内乱。电机启动后就能驱动摆动臂前后摆动。
2.5 摆布摆动
为到达更丰盛的表演后果，LED屏不仅能前后摆动，还能摆布摆动，尤其当LED屏竖立时，经由过程摆布摆动，可让不雅众欣赏到LED屏从正面到侧面的全方位运行进程。LED屏的摆布摆动幅度为±45°，摆动速度为15°/s。驱动采取齿轮传动，支承则采取了反转展转支承，驱动齿轮直接安装在减速电机的输出轴上，被动齿轮则应用反转展转支承上的齿圈。因为摆动须要必定的空间，所以，摆布摆动与高低活动及相邻LED屏之间均有必定的互锁关系。
2.6 扭转
扭转是LED屏介入表演的最主要的功效之一。当LED屏竖立时，可沿屏的中间点扭转，不仅能顺时针标的目的扭转，也能逆时针标的目的扭转。为了便于LED屏上的电缆治理，同时知足表演请求，并没有设置360°扭转，只设置了±135°扭转。其驱动采取齿轮传动，支承则采取了反转展转支承，驱动齿轮直接安装在减速电机的输出轴上，被动齿轮则应用反转展转支承上的齿圈。因为扭转须要必定的空间，所以扭转与高低活动、及相邻LED屏之间均有必定的互锁关系。
3 舞台后果
图4 马年春晚LED屏的舞台后果
图4中的4幅图展现了5块由机械臂驱动的LED屏共同动作所浮现的分歧变更组合，令人目不暇接。年夜型机械臂的应用给戏院增加了良多表演场景与功效；而与之搭配的LED屏起到置景、播放画面、营造虚拟的“实景”等功效。因为LED屏可以达到舞台上空的肆意地位，是以，它们可以置于演员的前、后、左、右、上方等肆意地位，一方面介入表演并与演员互动，另一方面，还可盖住未上台的演员，防止穿帮，可取代年夜幕、条幕等，如在《万马奔跑》的节目中就起到了此感化。总之，年夜型机械臂的应用，让LED屏不再仅仅作为布景，而是介入到表演傍边，令舞台不再只是一个或多个平面，而是变更万千的立体***空间。
马年春晚上年夜型机械臂的应用，不仅获得了业内乱的承认，并且获得了电视不雅众的广泛好评，尤其是LED屏与台下起落台的结合应用，营造了很好的舞台视觉气氛。运动的LED屏，简直让表演增色很多，然而，今朝因为造价偏高，还无法推广到所有戏院。跟着舞台技巧的成长，我们等待更多戏院可以或许利用年夜型机械臂来应用运动的LED屏，从而进一步丰盛舞台表演后果。 想不到这么唯美的画面背后竟是这些大师伙在把持。 操纵的很专业呀。
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