簡述“視覺行為—霍阿克”車臺系統(tǒng)

[德]馬丁·霍格　[德]加布里埃萊·霍格　[瑞典]尼可拉斯·菲利普森

【摘 要】 德國霍阿克焊接技術(shù)公司與瑞典視覺行為技術(shù)公司合作開發(fā)了“視覺行為—霍阿克車臺系統(tǒng)”，將模擬、激光 導(dǎo)航技術(shù)成功應(yīng)用于移動車臺中，并使控制系統(tǒng)能夠兼容這兩種技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 舞臺；車臺；多維度；模塊；控制臺

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.03.012

Visual Act – Hoac? Wagon System

Original/[GER]Martin Hoegg1， [GER]Gabriele Hoegg1， [SWE]Niklas Phillipson2 Translate/ZHONG Rui

（1. HOAC Schweisstechnik GmbH， Germany； 2. Visual Art Technology， Sweden）

【Abstract】The Hoac? stage technology enables the use of advanced， analog and laser navigated technology for mobile stage wagons and control systems by integrating the Visual Act Technology.

【Key Words】stage； stage wagon； multi-dimension； modular component； control system

當(dāng)下，多維度運動的舞臺機械設(shè)備已經(jīng)在很多形式的劇場中廣泛應(yīng)用，其運動方式最常見的是水平運動、垂直運動和旋轉(zhuǎn)。水平運動主要將演出前已置于側(cè)車臺和后車臺的舞美道具運至或運離主舞臺；垂直運動依靠臺塔的吊桿升降實現(xiàn)，可將投影幕、幕布或整個景片飛入或飛出觀眾視線區(qū)；而轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)運動則可以帶來更加多元化的動態(tài)舞美效果。

但是，在沒有這些設(shè)備的劇院中，如何實現(xiàn)相應(yīng)效果？在巡演劇目中，如何解決景片的運動問題？如果舞美設(shè)計師希望布景實現(xiàn)三維運動，該怎樣實現(xiàn)？歸根結(jié)底，舞美創(chuàng)意還是需要更為靈活多變的舞臺機械，為演出提供足夠的創(chuàng)作空間。

如果設(shè)計者想讓非規(guī)則的舞美道具（如汽車、大樹甚至是一套房子），不僅能在舞臺上移動，而且還能在幾分鐘之內(nèi)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，該如何實現(xiàn)？

作為一家專業(yè)的移動車臺公司，德國霍阿克焊接技術(shù)公司（以下簡稱霍阿克）試圖使現(xiàn)有的霍阿克系統(tǒng)框架（Hoac?SystemFrames）能夠適應(yīng)各種運動形式的要求，讓設(shè)備更加靈活并實現(xiàn)其自動化控制（見圖1），使之完美融入演出之中。為此，霍阿克公司與瑞典的視覺行為技術(shù)公司（Visual Act Technology）合作，利用其為巡演提供專業(yè)技術(shù)解決方案的優(yōu)勢，結(jié)合霍阿克獨有的驅(qū)動技術(shù)，開發(fā)出多種不同的驅(qū)動技術(shù)解決方案（見圖2?圖5），被命名為“視覺行為—霍阿克車臺系統(tǒng)”。

換景優(yōu)勢

演出中，用手動方式還是用自動方式實現(xiàn)布景的移動？只能等待大幕降下才能換景嗎？

利用“視覺行為—霍阿克車臺系統(tǒng)”完成演出換景動作非常靈活、簡單易行。系統(tǒng)所有產(chǎn)品都已模塊化，可以方便地安裝在車臺框架內(nèi)。應(yīng)用者可以將安裝在其他車臺上的模塊拆下，并安裝在不同形狀、不同尺寸的車臺上繼續(xù)使用，這也便于備件更換和設(shè)備的即時維護。

如果希望得到旋轉(zhuǎn)運動、線性運動或是模仿汽車的運動效果，通過模擬車臺系統(tǒng)（Analog wagon system）和一個操作盤就能自動實現(xiàn)這個效果。車臺尺寸可定制并內(nèi)置兩個驅(qū)動單元，運動路徑是由驅(qū)動的相對速度決定的。遠程操作盤有兩個控制桿，一個控制速度，另一個控制運動方向。

如果想要進一步擴展操作能力，“視覺行為—霍阿克模擬插件”（the Visual Act-Hoac? Analog PLUS）還有一種提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的專利技術(shù)，能在270°范圍內(nèi)曲線運動并同時完成旋轉(zhuǎn)。模擬插件可以將驅(qū)動單元直接插入霍阿克的舞臺結(jié)構(gòu)中去，也支持將多個車臺模塊拼合形成更大尺寸的車臺。模擬插件有兩種驅(qū)動模式（圖6）：

模式一：差動驅(qū)動

驅(qū)動輪沿著車臺中心軸布置，通過調(diào)整每個輪子的相對速度實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。這種驅(qū)動模式也應(yīng)用在“視覺行為—霍阿克”模擬車臺（the Visual Act-Hoac? Analog wagon）中。

模式二：平行驅(qū)動

為了提高車臺的停車和操控能力，該系統(tǒng)為每個驅(qū)動單元都安裝了一個旋轉(zhuǎn)馬達。在平行驅(qū)動模式中，兩個驅(qū)動輪都能被重新定位，以實現(xiàn)任意方向的平行移動。

使用模擬插件還能夠讓車臺以兩個驅(qū)動單元的中心點為圓心進行旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)點可調(diào)。

霍阿克公司最近推出了一種四驅(qū)動模擬插件車臺產(chǎn)品，既可當(dāng)轉(zhuǎn)臺使用也可做車臺使用，且兩種功能的轉(zhuǎn)換速度只需要幾秒鐘，僅通過鎖定或者解鎖相應(yīng)的系統(tǒng)框架即可完成。這個鎖定動作可以手動亦可自動。

通過增加或更換相應(yīng)的模塊元件，模擬插件系統(tǒng)就能升級到“視覺行為—霍阿克高級車臺系統(tǒng)”（Visual Act-Hoac? Advanced wagon system），這個系統(tǒng)具備完全的智能導(dǎo)向能力和多維度運動能力。它為舞臺上實現(xiàn)完全自由的運動而設(shè)計，不受任何運動限制。通過采用特定算法，舞臺車臺能在舞臺面不受任何約束地沿曲線行走，或者邊旋轉(zhuǎn)邊行走。每個高級車臺系統(tǒng)都具備一個完全的導(dǎo)向系統(tǒng)，即使經(jīng)過多次運動依然能夠保證定位精度。

“視覺行為—霍阿克車臺系統(tǒng)”具備以下特征：

☆不受纜線或其他機械限制；

☆可以在大多數(shù)地板表面運動（包括芭蕾舞地板）；

☆所有零部件都裝載在一個長度不超過215 mm的結(jié)構(gòu)中；endprint

☆可通過同一個界面實現(xiàn)編程和控制；

☆可同時操作16個車臺；

☆多車臺同步運行；

☆速度可達1 m/s；

☆重復(fù)定位誤差小于5 mm。

車臺設(shè)計完成后，車臺的尺寸參數(shù)以及相應(yīng)驅(qū)動單元的信息將被輸入控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。整個舞臺的比例圖和其他必要的信息也一同添加到數(shù)據(jù)庫中并呈現(xiàn)在屏幕上（圖7），便于專業(yè)操作人員在排練開始前進行編程。當(dāng)排練開始后，操作者可以隨著排練的進程任意進入某一個場景進行設(shè)置，無論修改已有程序參數(shù)還是增加演出動作都十分方便、迅速。如果希望擴展車臺的尺寸，僅需要將兩個或更多車臺編成一組即可。

合并形成車轉(zhuǎn)臺

如果設(shè)備能夠完成以上所有運動，能否將其與傳統(tǒng)的車臺或轉(zhuǎn)臺甚至車轉(zhuǎn)臺集成于一體？

“激光定位視覺行為—霍阿克舞臺車臺系統(tǒng)”（Visual Act-Hoac? stage wagon system），可實現(xiàn)這一集成。圖8展示了由3個獨立車臺構(gòu)成的1個嵌有轉(zhuǎn)臺的車臺（圖8）。該車臺上有2個或4個額外的單元，這幾個單元能夠作為自由驅(qū)動的小車臺使用，也可以通過操作桿對它們進行控制和編程，將其作為演出道具（圖9）。

該系統(tǒng)使用“視覺行為控制臺”操作，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的移動、編程和重復(fù)調(diào)用，完成各種不同的演出調(diào)度。

這3個獨立的車臺能夠單獨地移入或移出側(cè)舞臺。這些車臺鎖定在一起，就組合成了1個車轉(zhuǎn)臺，它可以在舞臺面旋轉(zhuǎn)，同時整體還能夠在舞臺面完成線性移動。

便捷的控制

整套控制系統(tǒng)包括一個用戶界面、一套服務(wù)器和一個定位系統(tǒng)。操作界面開放而友好，操作人員可以創(chuàng)建所需要的動作。服務(wù)器和定位系統(tǒng)可以提供迅速、及時的反應(yīng)保證操作的可靠性。

受控的設(shè)備可以是傳統(tǒng)的卷揚機，帶有動態(tài)伺服電機的高性能機電設(shè)備，液壓、氣動產(chǎn)品甚至是簡單的電葫蘆，也可以是這些設(shè)備的任意組合——系統(tǒng)能夠識別每個軸的使用功能和應(yīng)用極限。

該系統(tǒng)不依賴于特殊的部件，可以隨時加入額外的驅(qū)動器或設(shè)備。界面可以接口到其他設(shè)備（如燈光控制臺或舞臺的管理系統(tǒng)）。

控制系統(tǒng)易于操作，適用于各種規(guī)模的操控需求（小型演出、中型多軸舞臺機械系統(tǒng)或上百個軸的駐場秀）。

安全性是所有舞臺系統(tǒng)都必須謹守的“紅線”。該設(shè)備所有驅(qū)動都通過一個獨立的程序監(jiān)控。位于軸的輸出端的絕對值編碼器與電機的編碼器協(xié)調(diào)工作，保證了操作的可靠性并監(jiān)控運動的同步性。對于關(guān)鍵的動作，系統(tǒng)要通過兩種不同的操作方法，而不是通過簡單的雙系統(tǒng)實現(xiàn)，以避免設(shè)計或系統(tǒng)故障帶來的安全隱患。

（編輯 張 翔）endprint

☆可通過同一個界面實現(xiàn)編程和控制；

☆可同時操作16個車臺；

☆多車臺同步運行；

☆速度可達1 m/s；

☆重復(fù)定位誤差小于5 mm。

車臺設(shè)計完成后，車臺的尺寸參數(shù)以及相應(yīng)驅(qū)動單元的信息將被輸入控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。整個舞臺的比例圖和其他必要的信息也一同添加到數(shù)據(jù)庫中并呈現(xiàn)在屏幕上（圖7），便于專業(yè)操作人員在排練開始前進行編程。當(dāng)排練開始后，操作者可以隨著排練的進程任意進入某一個場景進行設(shè)置，無論修改已有程序參數(shù)還是增加演出動作都十分方便、迅速。如果希望擴展車臺的尺寸，僅需要將兩個或更多車臺編成一組即可。

合并形成車轉(zhuǎn)臺

如果設(shè)備能夠完成以上所有運動，能否將其與傳統(tǒng)的車臺或轉(zhuǎn)臺甚至車轉(zhuǎn)臺集成于一體？

“激光定位視覺行為—霍阿克舞臺車臺系統(tǒng)”（Visual Act-Hoac? stage wagon system），可實現(xiàn)這一集成。圖8展示了由3個獨立車臺構(gòu)成的1個嵌有轉(zhuǎn)臺的車臺（圖8）。該車臺上有2個或4個額外的單元，這幾個單元能夠作為自由驅(qū)動的小車臺使用，也可以通過操作桿對它們進行控制和編程，將其作為演出道具（圖9）。

該系統(tǒng)使用“視覺行為控制臺”操作，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的移動、編程和重復(fù)調(diào)用，完成各種不同的演出調(diào)度。

這3個獨立的車臺能夠單獨地移入或移出側(cè)舞臺。這些車臺鎖定在一起，就組合成了1個車轉(zhuǎn)臺，它可以在舞臺面旋轉(zhuǎn)，同時整體還能夠在舞臺面完成線性移動。

便捷的控制

整套控制系統(tǒng)包括一個用戶界面、一套服務(wù)器和一個定位系統(tǒng)。操作界面開放而友好，操作人員可以創(chuàng)建所需要的動作。服務(wù)器和定位系統(tǒng)可以提供迅速、及時的反應(yīng)保證操作的可靠性。

受控的設(shè)備可以是傳統(tǒng)的卷揚機，帶有動態(tài)伺服電機的高性能機電設(shè)備，液壓、氣動產(chǎn)品甚至是簡單的電葫蘆，也可以是這些設(shè)備的任意組合——系統(tǒng)能夠識別每個軸的使用功能和應(yīng)用極限。

該系統(tǒng)不依賴于特殊的部件，可以隨時加入額外的驅(qū)動器或設(shè)備。界面可以接口到其他設(shè)備（如燈光控制臺或舞臺的管理系統(tǒng)）。

控制系統(tǒng)易于操作，適用于各種規(guī)模的操控需求（小型演出、中型多軸舞臺機械系統(tǒng)或上百個軸的駐場秀）。

安全性是所有舞臺系統(tǒng)都必須謹守的“紅線”。該設(shè)備所有驅(qū)動都通過一個獨立的程序監(jiān)控。位于軸的輸出端的絕對值編碼器與電機的編碼器協(xié)調(diào)工作，保證了操作的可靠性并監(jiān)控運動的同步性。對于關(guān)鍵的動作，系統(tǒng)要通過兩種不同的操作方法，而不是通過簡單的雙系統(tǒng)實現(xiàn)，以避免設(shè)計或系統(tǒng)故障帶來的安全隱患。

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☆可通過同一個界面實現(xiàn)編程和控制；

☆可同時操作16個車臺；

☆多車臺同步運行；

☆速度可達1 m/s；

☆重復(fù)定位誤差小于5 mm。

車臺設(shè)計完成后，車臺的尺寸參數(shù)以及相應(yīng)驅(qū)動單元的信息將被輸入控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。整個舞臺的比例圖和其他必要的信息也一同添加到數(shù)據(jù)庫中并呈現(xiàn)在屏幕上（圖7），便于專業(yè)操作人員在排練開始前進行編程。當(dāng)排練開始后，操作者可以隨著排練的進程任意進入某一個場景進行設(shè)置，無論修改已有程序參數(shù)還是增加演出動作都十分方便、迅速。如果希望擴展車臺的尺寸，僅需要將兩個或更多車臺編成一組即可。

合并形成車轉(zhuǎn)臺

如果設(shè)備能夠完成以上所有運動，能否將其與傳統(tǒng)的車臺或轉(zhuǎn)臺甚至車轉(zhuǎn)臺集成于一體？

“激光定位視覺行為—霍阿克舞臺車臺系統(tǒng)”（Visual Act-Hoac? stage wagon system），可實現(xiàn)這一集成。圖8展示了由3個獨立車臺構(gòu)成的1個嵌有轉(zhuǎn)臺的車臺（圖8）。該車臺上有2個或4個額外的單元，這幾個單元能夠作為自由驅(qū)動的小車臺使用，也可以通過操作桿對它們進行控制和編程，將其作為演出道具（圖9）。

該系統(tǒng)使用“視覺行為控制臺”操作，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的移動、編程和重復(fù)調(diào)用，完成各種不同的演出調(diào)度。

這3個獨立的車臺能夠單獨地移入或移出側(cè)舞臺。這些車臺鎖定在一起，就組合成了1個車轉(zhuǎn)臺，它可以在舞臺面旋轉(zhuǎn)，同時整體還能夠在舞臺面完成線性移動。

便捷的控制

整套控制系統(tǒng)包括一個用戶界面、一套服務(wù)器和一個定位系統(tǒng)。操作界面開放而友好，操作人員可以創(chuàng)建所需要的動作。服務(wù)器和定位系統(tǒng)可以提供迅速、及時的反應(yīng)保證操作的可靠性。

受控的設(shè)備可以是傳統(tǒng)的卷揚機，帶有動態(tài)伺服電機的高性能機電設(shè)備，液壓、氣動產(chǎn)品甚至是簡單的電葫蘆，也可以是這些設(shè)備的任意組合——系統(tǒng)能夠識別每個軸的使用功能和應(yīng)用極限。

該系統(tǒng)不依賴于特殊的部件，可以隨時加入額外的驅(qū)動器或設(shè)備。界面可以接口到其他設(shè)備（如燈光控制臺或舞臺的管理系統(tǒng)）。

控制系統(tǒng)易于操作，適用于各種規(guī)模的操控需求（小型演出、中型多軸舞臺機械系統(tǒng)或上百個軸的駐場秀）。

安全性是所有舞臺系統(tǒng)都必須謹守的“紅線”。該設(shè)備所有驅(qū)動都通過一個獨立的程序監(jiān)控。位于軸的輸出端的絕對值編碼器與電機的編碼器協(xié)調(diào)工作，保證了操作的可靠性并監(jiān)控運動的同步性。對于關(guān)鍵的動作，系統(tǒng)要通過兩種不同的操作方法，而不是通過簡單的雙系統(tǒng)實現(xiàn)，以避免設(shè)計或系統(tǒng)故障帶來的安全隱患。

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