超大型電視演播室的吊掛類型研究

孔 帥，劉靜蕾

（中廣電廣播電影電視設計研究院有限公司，北京 100045）

0 引言

標稱面積1 500 m2及以上的電視演播室被稱為超大型演播室，此類演播室的使用功能多為綜藝節(jié)目。過去，由于面積限制，常規(guī)的超大演播室多設置固定的表演區(qū)和觀眾區(qū)，觀眾區(qū)座椅采用伸縮座椅。但是，演播室隨著面積的增大，可以提供更多制播模式，包括長邊舞臺形式、中心舞臺形式和多景區(qū)形式燈等，也可以把多種舞臺形式進行結(jié)合。綜藝節(jié)目的景區(qū)布置圖往往采用多種舞臺形式相結(jié)合的方式。多變的舞臺形式要求燈光的安裝位置、控制信號和供電電源都可以靈活變動和調(diào)整，以滿足舞臺使用需求。超大演播室節(jié)目制作量大，每個節(jié)目之間的裝臺時間有限，需要快速切換燈光和舞美制景裝置，這對演播室的吊掛系統(tǒng)提出了更高要求。

1 超大演播室的主要吊掛類型及特點

1.1 配套移動滑輪的單點吊機

單點吊機主要由提升電機、可調(diào)節(jié)滑輪（滑輪整體可在軌道上滑動，可轉(zhuǎn)動調(diào)整方向）以及提升裝置控制系統(tǒng)組成。它與上收線纜系統(tǒng)配合使用，可以提升普通吊桿和形狀各異的桁架，達到變化豐富的等位布置。在演播室的演區(qū)上空進行點陣式布置，根據(jù)節(jié)目形式與舞美需求來定制桁架并選擇吊點位置。將附近可調(diào)節(jié)滑輪移動至指定位置并進行固定（見圖1），調(diào)整單點吊機出線方向，通過滑輪組將鋼絲繩引下至桁架進行固定。通過就近的上收纜器將扁電纜（包含燈光的電源線及信號線）引至桁架上的綜合插座箱。

圖1 單點吊機與可調(diào)節(jié)滑輪布置圖

單點吊機既可以單獨控制，又可以多臺集中控制，保證演播室節(jié)目制作的多樣性。它通過變頻器和工業(yè)總線實現(xiàn)閉環(huán)控制，確保多臺集中控制的精確度。

1.2 電機整體可滑動的單點吊機

電機整體可滑動的單點吊機主要由提升電機、行走輪、滑軌以及提升裝置控制系統(tǒng)組成[1]，如圖2所示。與常規(guī)的單點吊機不同，提升電機的移動不需要通過可調(diào)節(jié)滑輪導向鋼絲繩，從而避免了燈柵層各種豎向的吊柱、風管和水管等裝置的影響。

圖2 電機整體可滑動的單點吊機布置圖

1.3 電動葫蘆

電動葫蘆是一種將電動機減速機及其控制合成一體的起重設備[2]。規(guī)格一般有0.5 t、1.0 t和2.0 t。電動葫蘆中間是鎖鏈卷筒，一端是電動馬達，用轉(zhuǎn)動軸將動力傳遞給另一端的減速機，而后傳遞給鎖鏈卷筒，帶動鎖鏈及吊鉤起重。

電動葫蘆的特點包括性能優(yōu)、結(jié)構(gòu)先進、體積小、質(zhì)量輕、性能可靠、操作方便以及在燈柵層或演播室內(nèi)移動方便。普通定速電動葫蘆可以單獨控制，也可以多臺集中控制，便于提升各種設備。上收纜器通過單獨的電機控制與電動葫蘆的配合，保持電纜不受力（如圖3所示）。此外，普通定速電動葫蘆的控制盤為專用設計，一般分為4路或8路輸出，控制設有信號插座可以通過多臺串聯(lián)實現(xiàn)同步控制。

圖3 多臺電動葫蘆配合收纜器提升鋁合金桁架

在演播室中，數(shù)控葫蘆的使用越來越廣泛。數(shù)控電動葫蘆控制系統(tǒng)具有安全可靠、可擴展和網(wǎng)絡化的特點[3]。燈光師可以自由靈活地實現(xiàn)想要的布局，并通過控制軟件來實現(xiàn)實時動態(tài)演出效果。對數(shù)控電動葫蘆進行編程控制，使桁架組合能夠進行各種高度的升降和各種角度的偏轉(zhuǎn)。人機界面能夠?qū)崟r反饋桁架運動狀態(tài)，且具備監(jiān)控系統(tǒng)運行和異常錯誤報警的功能，在運動過程中實時監(jiān)測吊點的位置和質(zhì)量，當位置異常或質(zhì)量超過吊點載荷時，會觸發(fā)停止功能。

數(shù)控電動葫蘆控制系統(tǒng)采用模塊化布局，可以根據(jù)實際需求擴充系統(tǒng)容量，具備可擴展性，使用標準機箱式設計，拆裝方便，適合流動演出及固定安裝。該系統(tǒng)還具有限位功能，即數(shù)控電動葫蘆支持硬件限位，控制系統(tǒng)可以設定軟件限位和多道安全屏障，以避免沖頂和觸底。此外，控制系統(tǒng)實時監(jiān)測系統(tǒng)中正在運動的數(shù)控電動葫蘆。如果任何設備出現(xiàn)異常故障，控制系統(tǒng)會自動安全停機，以確?，F(xiàn)場安全。驅(qū)動采用模塊化設計，用于控制變頻數(shù)控葫蘆，提供數(shù)字化通信、限位、高度定位以及負載檢測等功能。

1.4 上收攬裝置

圖4為上收攬裝置，主要由驅(qū)動裝置、卷線裝置和接線端子等組成。驅(qū)動裝置主要提供1個向上的拉力，同時設有繞線輪打滑裝置和發(fā)條彈簧緩沖裝置，避免額外的拉力對線纜造成的損壞[4]。不同產(chǎn)品的驅(qū)動裝置有所不同，可分為電機驅(qū)動和卷簧驅(qū)動等。接線端子主要分為導電滑環(huán)裝置和無觸點裝置。導電滑環(huán)是一個可以從固定裝置傳輸電流、數(shù)據(jù)信號到旋轉(zhuǎn)裝置的機電部件，但由于機械設備和摩擦等造成的超溫，其耐用性和穩(wěn)定性較差。無觸點裝置是一種新的接線裝置，規(guī)避了導電滑環(huán)體積大、成本高、信號傳輸不穩(wěn)定的缺點。與上收攬裝置配合使用的數(shù)顯流動轉(zhuǎn)接盒，通過插接件快速實現(xiàn)與扁電纜的對接。

圖4 上收攬裝置組成

上收攬裝置主要是配合單點吊機和電動葫蘆使用，為提升的舞美燈光裝置提供穩(wěn)定的電源和控制信號，同時也在對美觀要求較高或吊桿運行速度較快的吊桿上使用，避免傳統(tǒng)收攬框難看和線纜不易入框的問題[5]。

1.5 水平吊桿

水平吊桿設備主要由提升電機、滑輪組、收線框、桿體、電源及信號插座類組成，如圖5所示。提升電機安裝在燈柵層上，通過滑輪和鋼絲繩實現(xiàn)燈桿的升降。在燈柵層設有端子箱，將普通電纜轉(zhuǎn)接為扁電纜，燈柵升起時扁電纜收在燈桿上端的收線框內(nèi)。在燈桿上設有電源及信號插座盒。桿體的長度以及電源和信號插座盒的數(shù)量均可以根據(jù)要求確定。

圖5 水平吊桿布置

水平升降吊桿應具有如下防護功能：第一，上限位，防止吊桿越過最高點與燈柵層相撞；第二，下限位，防止吊桿降到最低點與地面相撞；第三，過載保護，防止吊桿超載造成危險；第四，防松斷繩，鋼絲繩出現(xiàn)異常狀況時能夠迅速停車保護；第五，防沖頂，上限位裝置失靈時防止吊桿與燈柵層相撞。

2 不同演播室適用的燈光吊掛形式

單點吊機與電動葫蘆適用于景區(qū)多變、燈光吊掛且造型復雜的節(jié)目類型，燈光師可以自由創(chuàng)造布光結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)吊掛形式調(diào)整吊點位置。單點吊機與電動葫蘆均可以加裝稱重系統(tǒng)，用于監(jiān)控各吊點的荷載，保證吊點荷載合理配置，為桁架組合及掛燈提供載重依據(jù)。通過稱重系統(tǒng)還可以實現(xiàn)超重報警和急停等功能。單點吊機與電動葫蘆的主要區(qū)別在于，單點吊機多為固定安裝，一次性投資較大，而電動葫蘆則較為靈活，可以一次采購也可以租賃。

水平吊桿設備的位置相對固定，布光結(jié)構(gòu)形式較為單一，布光會造成部分盲區(qū)。水平吊桿主要用于景區(qū)相對固定的演播室，其具有設備承載能力強、維修簡單以及燈具更換方便等優(yōu)點。

以某2 000 m2演播室為例，演播室周邊區(qū)域布置30套雙層水平吊桿，每套的額定載荷為600 kg，以滿足固定位置的側(cè)光、逆光燈具的布置，同時設置固定式環(huán)幕吊掛裝置，以滿足幕布布置的需要。舞臺中心區(qū)域設置120套電機整體可滑動的單點吊機，每臺吊機的荷載為500 kg，電機滑動軌道中心間距不小于2 m，電機在一定范圍可以自由滑動并組成吊掛陣列，可以滿足任意形狀和造型的鋁合金桁架的吊掛。每臺電動單點吊機配備承重系統(tǒng)，通過控臺監(jiān)控每個吊點的受力情況，為桁架組合及掛燈提供載重依據(jù)。配置20臺電動葫蘆作為流動設備使用，當?shù)觞c在兩組電機滑動軌道之間時，可以使用電動葫蘆作為提升裝置。演播室中心配置了60個上收攬裝置與單點吊機配套使用，在桁架升降過程中提供連續(xù)可靠的電源及控制信號。當桁架靜止時，上收攬裝置提供一定的提升拉力，保證電纜垂直且不會與其他吊掛裝置發(fā)生刮擦。吊掛控制系統(tǒng)配置變頻矩陣切換裝置，該裝置最多可同時控制12臺單點吊機。

燈柵層是演播室上空為吊掛設備專門設置的鋼結(jié)構(gòu)平臺，此平臺設置大量吊掛設備、機電管線和燈光控制設備等，再加上演播室內(nèi)存在大量豎向空調(diào)風管、消防水管和結(jié)構(gòu)吊柱，因此需要對其進行統(tǒng)一規(guī)劃，為安裝、操作及維護提供良好條件。

演播室燈具吊掛裝置的選擇不僅要綜合考慮演播室的功能、布局、高度以及面積等因素，還需要結(jié)合演播室吊掛系統(tǒng)的操作難度、運行維護難度和自身投資預算等進行選擇。單點吊機、電動葫蘆和水平吊桿各有特點，可以在演播室中綜合運用。例如，在固定燈具位置可以使用水平吊桿；在變化較多的主演區(qū)可以采用單點吊機，而且可以在軌道間增加電動葫蘆；運用多種吊掛形式能給各種舞臺形式提供更加豐富的舞美及燈光創(chuàng)意。

3 結(jié)語

超大型電視演播室為燈光吊掛提供了更大的空間和更多組合的可能性，同時也提出了挑戰(zhàn)。充分利用不斷發(fā)展的先進技術(shù)，提升電視演播室的節(jié)目制作能力，推動行業(yè)發(fā)展，成為未來超大型電視演播室的發(fā)展方向。