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浅谈多功能梦幻剧场舞台技术设计研发鲁仲恩

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2019年第34期作者：鲁仲恩

[导读] 摘要：基于科技馆多功能梦幻剧场舞台结构的技术研发，系统探讨技术实现的可行性，通过边设计边做实验边总结提高的方法使该研发方案满足制作要求，建成后原多功能报告厅及梦幻剧场各种功能相互结合，完美体现，满足了业主方的多功能使用要求。

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        摘要：基于科技馆多功能梦幻剧场舞台结构的技术研发，系统探讨技术实现的可行性，通过边设计边做实验边总结提高的方法使该研发方案满足制作要求，建成后原多功能报告厅及梦幻剧场各种功能相互结合，完美体现，满足了业主方的多功能使用要求。
        关键词：多功能，技术设计，满足
        一.前言
        随着科学技术及数字媒体技术的高速发展，近年来无论是集结了声、光、电等多媒体形式的梦幻剧场（其中幻影成像、真人演员与幻影演员的互动，有趣的故事情节等多媒体手段都引发了观众对科学的关注热情），还是采用专业音响、多媒体显示、高清晰摄录像、智能化集中控制、舞台灯光照明等先进技术，用于召开各类会议、学术讨论、演讲、报告、新闻发布、产品展示、多媒体教学培训、观看电影、举办中小型文艺演出等活动的多功能厅，在近几年的时间里都得到了迅速的普及和应用，而综合了上述各种功能，二者紧密结合的“多功能梦幻剧场”是承包公司专门为日照市科技馆研发的新型展项，该展项的舞台设计、研发正是本次论文探讨的重点。
        二.舞台布局及梦幻膜架升降系统设计
        多功能梦幻剧场综合了多功能报告厅及梦幻剧场两个系统的技术，而二者对舞台的平面及空间要求是不一样的，其中梦幻剧场要求有一个相对独立的封闭空间，而多功能报告厅只要有一个敞开且面积较大的舞台就满足使用要求了，将二者合而为一后的舞台必须兼具双方的特点，且舞台设计必须满足多功能使用要求，因此研发团队初步设计方案如图一，图中左侧是梦幻剧场，右侧是多功能报告厅系统的舞台，梦幻剧场与主席台结合处是梦幻膜架的下边框，上方是化妆间，下方是设备控制室，这样的初步设计，主席台部分显然满足不了表演科普剧的空间要求，需要向梦幻剧场一侧扩大纵深，这就出现了一个大难题，即科普剧表演时必须将幻影膜架的下边框提升至剧场的天花上隐藏起来才能扩大舞台面积，为此研发部门积极响应，并开始研究设计梦幻膜架提升方案。

        图一多功能梦幻剧场舞台
        膜架提升初步设计方案，膜架的规格：约100Kg，规格：8200mm×4200mm。难点主要有两个方面：一是膜架提升采用何种设计方案？二是膜架提升后怎么固定在高处？还有方案的安全性必须有保障。研发人员拟采用下述方案：
        初步确定采用机械提升机构慢速提升膜架，待膜架边框提升最高位置时操作人员手动将挂钩（安全辅助设施）钩住膜架边框，保证安全。当其下降至台面凹坑位置时利用双电机同时限位，已保证机构运动精度和安全性。经反复设计、开发，论证，最终研究开发出了一套卷扬机即电动舞美提升机升降机构，采用该机构提升梦幻膜架，经专家论证，技术设计方案可实施。后研发人员边制作实物边优化方案，并经无数次进行实物测试，确定了膜架提升机构的稳定性，安全性能好，证明了设计方案的可行性，系统能满足使用要求。
        幻影膜架提升到舞台上方并由工作人员动手用挂钩挂住后，舞台空间得到了最大的拓展，但同时产生了一个新的难题，根据设计要求，原隐藏梦幻膜架下边框占用的舞台凹坑必须覆盖才能满足使用要求，而要在膜架下边框下降时实现凹坑盖板即移动舞台系统自动打开，膜架提升后移动舞台系统自动盖上并非易事，这是本课题的创新点，也是多功能梦幻舞台设计的关键技术。该技术给研发人员提出了新研究课题，为了克服该难题，研发设计人员又开始了新的探索之路。
        三.移动舞台系统研发设计研究
        膜架下边框提升后该处台面留下的凹坑尺寸为（长×宽×深）：8500mm×1600mm×620mm。要实现在膜架边框下降时移动舞台系统自动打开凹坑，膜架提升后移动舞台系统自动盖上凹坑，同时还必须保证移动舞台系统盖上凹坑后新舞台台面的承重能力好，保证台面整体平整，使演员演出时的安全有保障。
        方案研发前，开发部组织电气、机械、软件等各专业的工程师多次召开“诸葛亮”会议，设计，修改，再设计，再修改论证，并对关键的机构制作实物小样，初步决定在采用电动推杆驱动翻板（即舞台移动盖板）的方案。见图二。

        根据上述方案开始大样制作，实物测试时发现：膜架提升机构安全稳定升起后，舞台凹坑右侧翻板打开时推杆速度很慢，打开过程中当推杆与活动盖板之间的夹角小于80度时速度正常，当二者的夹角大于90度时推杆处于超负荷工作状态，顶（拉）不住翻板，且经过几个回合的测试，翻板机构变形，尺寸误差增大。此后开发部尝试改用大功率的推杆，但舞台下面的空间满足不了要求。
        紧接着开发部毫不气馁，而是参考伸缩舞台机构、公交车门外翻式结构等各种机械机构，重新设计移动式盖板系统方案。如图三所示，该方案的基本原理是：移动舞台系统某一点与传动链条采用螺栓连接（该机构图中未显示），由带减速机的电机驱动，当梦幻膜架下边框刚刚离开舞台台面时，减速机逆时针方向旋转带动移动舞台系统左移并最终覆盖凹坑，此时左右舞台融为一体。当减速机顺时针旋转时，先通过12v电动液压升降油缸将其顶升至设定高度，再由减速机链条拖动移动舞台盖板向右运动至凹坑完全被打开。这就是本课题的创新点，有了该创新，往小里说是可实现两个舞台的合二为一，舞台由小变大，往大里说是节省了科技馆有限的展示空间，并使同一个空间扩大了展示功能（同时兼具多功能报告厅及梦幻剧场功能），此案例全球先进，属于国内首创。此案例使用的是机械设计、制造技术，该技术的实施取得了业主方的认可，也为我国其他科技馆提供了全新的案例，其开发价值及经济效益不可估量。
        经过几十次的实验并进行反复测试，开发部完成了新的移动式舞台系统的实物研发制作，相较于原先的翻板式舞台机构，新方案更可靠、更安全，达到了原先的功能需求。
        四.结束语
        科技馆展项设计尤其是功能全、技术要求复杂的大型项目的开发研究必须符合国家及行业相关规范，并在设计开发及实体制作研究过程中广泛征求建设单位、项目管理监理单位的意见，设计、施工单位团结合作，共同发力，不断创新，只有这样才能取得满意的效果。
        参考文献
        有关国家规范《建筑设计防火规范》GB500016-2014、《建筑内部装修防火施工及验收规范》GB50354-2005、《民用建筑电气设计规范》JGJ16-20
        08、GB/T3557-94 《电影院视听环境技术要求》、ISO9568-1993等。
        参考文献
        [1] GB500016-2014，建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
        [2] GB50354-2005，建筑内部装修防火施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社，2005.
        [3] JGJ16-2008，民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
        [4] GB/T3557-94，电影院视听环境技术要求[S].本标准由广播电影电视部中国电影科学技术研究所负责起草.
        作者简介
        鲁仲恩（出生日期-1958年10月9日），男，湖北省黄石市人，职务：项目负责人，学历：中专，职称：机械工程师