1 概述 旋转舞台（以下简称“转台”）是现代化剧场设施中的多功能舞台设备之一。编剧和导演等艺术家们可以利用转台增加艺术魅力，创造出更好的舞台艺术效果。大型转台在室外剧场应用还不多见。万达集团位于江西省南昌市的主题乐园室外竹林剧场，使用大型转台为主舞台，成功进行了节目演出。超大型转台最大直径达40 m，净高度1 m，由三圈能独立旋转的转台构成，同时，整个圆形舞台又被分成三部分，每部分呈现不同的场景。 2 组合转台的特点及设计原理 2.1 组合转台的特点 整个转台由三个独立旋转的圆环组成（图1），中心圆环（转台一）直径36 m，面积最大，是主舞台表演区，其中心部分是直径10 m的威亚塔区；外侧两个环状转台（转台二、转台三），直径分别为38 m和40 m，是辅助表演区，完成道具场景的配合。 舞台旋转的主体，采用了“浮动式自动压紧摩擦传动”方式驱动。转台具有运行平稳、噪声低、驱动功率小等特点，同时具有可逆旋转、变频调速、准确定位等功能。完全满足了在多幕演出中迅速换景及创造剧情艺术效果的要求。 图1 旋转舞台外形尺寸图 图2 摩擦驱动方式 图3 链条位置编码器 2.2 机械部分设计原理 环形转台采用多点摩擦驱动方式，此传动方式适用于承载大、土建条件受限的情况，可大大降低自身高度。驱动电机选用上海森力玛（SNMA）舞台专用电机和苏州博能（BONENG）减速器（图2）。由于该转台面积及自重较大，钢结构采用多排环形结构，与承重轮对应，从而起支撑作用，环形转台可同步旋转，也可单独旋转，每个环形转台都有独立的导向装置来保证旋转的同轴度，为实现定位的准确度，在转台上安装了链条方式位置编码器确保定位精度（图3）。 由于转台置于室外，需要考虑防腐防水的要求。环形转台由三层结构面形成，底层为主钢结构层；中间层为FRP玻璃钢材料，不仅可以防水，而且可提升整个台面的刚度，使得重量大大减轻；表面层为EPDM胶粒层，起到双重的防水保护作用。FRP为高性能型材料，质轻而硬，不导电，机械强度高，耐腐蚀，抗拉强度高, 是一般钢筋的2倍甚至10倍。FRP材料在达到抗拉强度前, 几乎没有塑性变形产生。FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好, 可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用, 因而可提高结构的使用寿命。 2.3 电气控制部分设计原理 电气控制采用以PLC为主控制器的舞台机械计算机控制系统（图4）。该系统基于成熟的可编程控制器（PLC）和工业现场总线技术开发。可编程控制器采用SIEMENS公司S7系列产品，驱动用变频器采用了英国CT公司SP系列矢量控制产品，采用“一托四”方式，可以通过其独有的位置定位功能实现设备高精度的速度、位置闭环控制；系统控制软件、通讯软件全部采用SIEMENS公司自动化系列软件产品，实现控制系统软、硬件产品的无缝集成，从根本上保障整个系统的无障碍运行，提高系统的可靠性（图5）。 图4 控制系统原理框图 图5 变频器电气原理图 系统各计算机控制站和PLC主控制器间通过以太网连接，网络速率可达10 Mb/s～100 Mb/s。PLC主控制器、变频器通过Profibus DP总线连接。系统中每一台计算机操作站都具有直接访问全剧场工艺数据的通路，可以对全剧场的舞台机械进行控制和监视，并且操作人员可以在计算机操作站选择监视和控制对象。 3 组合转台的使用注意事项及故障处理 3.1 使用注意事项 （1）每半年给承重轮、轴承部位加注润滑油脂一次。 （2）每年给各减速器内注润滑油。 （3）定期清除导轨上的异物、杂质，保持导轨无阻碍。 （4）若发现异常现象应停车检查，故障排除后方可开机，开机时人进入转台内不允许随意走动。 （5）每个月检查一次行程开关是否失灵。将电机开动，在未到行程开关位置时搬动行程开关，看电机是否停转，若不停转，须及时检修或更换行程开关。 （6）严格遵守操作规程，必须将电机和变频器相连后才可打开运转开关，变频器不能在有输出时突加负载。 3.2 常见故障分析和处理方法 ? 4 结语 南昌万达主题乐园室外剧场的整个转台系统具有结构清晰, 简单可靠, 操作灵活、快速等优点, 做到了软件及硬件配置的模块化和可扩展性，满足多种工况下的运行和操作要求。经过一段时间的演出运行证明，达到了预期的设计目的。 胡宝棋，万达文化旅游规划研究院主任工程师，北京工业大学自动化专业毕业，工商管理硕士。主要从事文化旅游行业相关机电设备的规划设计、标准制定、项目管理工作。曾参与万达集团主题乐园、秀场项目的建设工作。 1 概述 旋转舞台（以下简称“转台”）是现代化剧场设施中的多功能舞台设备之一。编剧和导演等艺术家们可以利用转台增加艺术魅力，创造出更好的舞台艺术效果。大型转台在室外剧场应用还不多见。万达集团位于江西省南昌市的主题乐园室外竹林剧场，使用大型转台为主舞台，成功进行了节目演出。超大型转台最大直径达40 m，净高度1 m，由三圈能独立旋转的转台构成，同时，整个圆形舞台又被分成三部分，每部分呈现不同的场景。 2 组合转台的特点及设计原理 2.1 组合转台的特点 整个转台由三个独立旋转的圆环组成（图1），中心圆环（转台一）直径36 m，面积最大，是主舞台表演区，其中心部分是直径10 m的威亚塔区；外侧两个环状转台（转台二、转台三），直径分别为38 m和40 m，是辅助表演区，完成道具场景的配合。 舞台旋转的主体，采用了“浮动式自动压紧摩擦传动”方式驱动。转台具有运行平稳、噪声低、驱动功率小等特点，同时具有可逆旋转、变频调速、准确定位等功能。完全满足了在多幕演出中迅速换景及创造剧情艺术效果的要求。 图1 旋转舞台外形尺寸图 图2 摩擦驱动方式 图3 链条位置编码器 2.2 机械部分设计原理 环形转台采用多点摩擦驱动方式，此传动方式适用于承载大、土建条件受限的情况，可大大降低自身高度。驱动电机选用上海森力玛（SNMA）舞台专用电机和苏州博能（BONENG）减速器（图2）。由于该转台面积及自重较大，钢结构采用多排环形结构，与承重轮对应，从而起支撑作用，环形转台可同步旋转，也可单独旋转，每个环形转台都有独立的导向装置来保证旋转的同轴度，为实现定位的准确度，在转台上安装了链条方式位置编码器确保定位精度（图3）。 由于转台置于室外，需要考虑防腐防水的要求。环形转台由三层结构面形成，底层为主钢结构层；中间层为FRP玻璃钢材料，不仅可以防水，而且可提升整个台面的刚度，使得重量大大减轻；表面层为EPDM胶粒层，起到双重的防水保护作用。FRP为高性能型材料，质轻而硬，不导电，机械强度高，耐腐蚀，抗拉强度高, 是一般钢筋的2倍甚至10倍。FRP材料在达到抗拉强度前, 几乎没有塑性变形产生。FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好, 可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用, 因而可提高结构的使用寿命。 2.3 电气控制部分设计原理 电气控制采用以PLC为主控制器的舞台机械计算机控制系统（图4）。该系统基于成熟的可编程控制器（PLC）和工业现场总线技术开发。可编程控制器采用SIEMENS公司S7系列产品，驱动用变频器采用了英国CT公司SP系列矢量控制产品，采用“一托四”方式，可以通过其独有的位置定位功能实现设备高精度的速度、位置闭环控制；系统控制软件、通讯软件全部采用SIEMENS公司自动化系列软件产品，实现控制系统软、硬件产品的无缝集成，从根本上保障整个系统的无障碍运行，提高系统的可靠性（图5）。 图4 控制系统原理框图 图5 变频器电气原理图 系统各计算机控制站和PLC主控制器间通过以太网连接，网络速率可达10 Mb/s～100 Mb/s。PLC主控制器、变频器通过Profibus DP总线连接。系统中每一台计算机操作站都具有直接访问全剧场工艺数据的通路，可以对全剧场的舞台机械进行控制和监视，并且操作人员可以在计算机操作站选择监视和控制对象。 3 组合转台的使用注意事项及故障处理 3.1 使用注意事项 （1）每半年给承重轮、轴承部位加注润滑油脂一次。 （2）每年给各减速器内注润滑油。 （3）定期清除导轨上的异物、杂质，保持导轨无阻碍。 （4）若发现异常现象应停车检查，故障排除后方可开机，开机时人进入转台内不允许随意走动。 （5）每个月检查一次行程开关是否失灵。将电机开动，在未到行程开关位置时搬动行程开关，看电机是否停转，若不停转，须及时检修或更换行程开关。 （6）严格遵守操作规程，必须将电机和变频器相连后才可打开运转开关，变频器不能在有输出时突加负载。 3.2 常见故障分析和处理方法 ? 4 结语 南昌万达主题乐园室外剧场的整个转台系统具有结构清晰, 简单可靠, 操作灵活、快速等优点, 做到了软件及硬件配置的模块化和可扩展性，满足多种工况下的运行和操作要求。经过一段时间的演出运行证明，达到了预期的设计目的。 胡宝棋，万达文化旅游规划研究院主任工程师，北京工业大学自动化专业毕业，工商管理硕士。主要从事文化旅游行业相关机电设备的规划设计、标准制定、项目管理工作。曾参与万达集团主题乐园、秀场项目的建设工作。

文章来源：《机械设计与研究》 网址: http://www.jxsjyyj.cn/qikandaodu/2020/1120/406.html