超大型电视演播室的吊挂类型研究

2024-04-28刘静蕾

电视技术 2024年3期

孔帅，刘静蕾

（中广电广播电影电视设计研究院有限公司，北京 100045）

0 引言

标称面积1 500 m2及以上的电视演播室被称为超大型演播室，此类演播室的使用功能多为综艺节目。过去，由于面积限制，常规的超大演播室多设置固定的表演区和观众区，观众区座椅采用伸缩座椅。但是，演播室随着面积的增大，可以提供更多制播模式，包括长边舞台形式、中心舞台形式和多景区形式灯等，也可以把多种舞台形式进行结合。综艺节目的景区布置图往往采用多种舞台形式相结合的方式。多变的舞台形式要求灯光的安装位置、控制信号和供电电源都可以灵活变动和调整，以满足舞台使用需求。超大演播室节目制作量大，每个节目之间的装台时间有限，需要快速切换灯光和舞美制景装置，这对演播室的吊挂系统提出了更高要求。

1 超大演播室的主要吊挂类型及特点

1.1 配套移动滑轮的单点吊机

单点吊机主要由提升电机、可调节滑轮（滑轮整体可在轨道上滑动，可转动调整方向）以及提升装置控制系统组成。它与上收线缆系统配合使用，可以提升普通吊杆和形状各异的桁架，达到变化丰富的等位布置。在演播室的演区上空进行点阵式布置，根据节目形式与舞美需求来定制桁架并选择吊点位置。将附近可调节滑轮移动至指定位置并进行固定（见图1），调整单点吊机出线方向，通过滑轮组将钢丝绳引下至桁架进行固定。通过就近的上收缆器将扁电缆（包含灯光的电源线及信号线）引至桁架上的综合插座箱。

图1 单点吊机与可调节滑轮布置图

单点吊机既可以单独控制，又可以多台集中控制，保证演播室节目制作的多样性。它通过变频器和工业总线实现闭环控制，确保多台集中控制的精确度。

1.2 电机整体可滑动的单点吊机

电机整体可滑动的单点吊机主要由提升电机、行走轮、滑轨以及提升装置控制系统组成[1]，如图2所示。与常规的单点吊机不同，提升电机的移动不需要通过可调节滑轮导向钢丝绳，从而避免了灯栅层各种竖向的吊柱、风管和水管等装置的影响。

图2 电机整体可滑动的单点吊机布置图

1.3 电动葫芦

电动葫芦是一种将电动机减速机及其控制合成一体的起重设备[2]。规格一般有0.5 t、1.0 t和2.0 t。电动葫芦中间是锁链卷筒，一端是电动马达，用转动轴将动力传递给另一端的减速机，而后传递给锁链卷筒，带动锁链及吊钩起重。

电动葫芦的特点包括性能优、结构先进、体积小、质量轻、性能可靠、操作方便以及在灯栅层或演播室内移动方便。普通定速电动葫芦可以单独控制，也可以多台集中控制，便于提升各种设备。上收缆器通过单独的电机控制与电动葫芦的配合，保持电缆不受力（如图3所示）。此外，普通定速电动葫芦的控制盘为专用设计，一般分为4路或8路输出，控制设有信号插座可以通过多台串联实现同步控制。

图3 多台电动葫芦配合收缆器提升铝合金桁架

在演播室中，数控葫芦的使用越来越广泛。数控电动葫芦控制系统具有安全可靠、可扩展和网络化的特点[3]。灯光师可以自由灵活地实现想要的布局，并通过控制软件来实现实时动态演出效果。对数控电动葫芦进行编程控制，使桁架组合能够进行各种高度的升降和各种角度的偏转。人机界面能够实时反馈桁架运动状态，且具备监控系统运行和异常错误报警的功能，在运动过程中实时监测吊点的位置和质量，当位置异常或质量超过吊点载荷时，会触发停止功能。

数控电动葫芦控制系统采用模块化布局，可以根据实际需求扩充系统容量，具备可扩展性，使用标准机箱式设计，拆装方便，适合流动演出及固定安装。该系统还具有限位功能，即数控电动葫芦支持硬件限位，控制系统可以设定软件限位和多道安全屏障，以避免冲顶和触底。此外，控制系统实时监测系统中正在运动的数控电动葫芦。如果任何设备出现异常故障，控制系统会自动安全停机，以确保现场安全。驱动采用模块化设计，用于控制变频数控葫芦，提供数字化通信、限位、高度定位以及负载检测等功能。

1.4 上收揽装置

图4为上收揽装置，主要由驱动装置、卷线装置和接线端子等组成。驱动装置主要提供1个向上的拉力，同时设有绕线轮打滑装置和发条弹簧缓冲装置，避免额外的拉力对线缆造成的损坏[4]。不同产品的驱动装置有所不同，可分为电机驱动和卷簧驱动等。接线端子主要分为导电滑环装置和无触点装置。导电滑环是一个可以从固定装置传输电流、数据信号到旋转装置的机电部件，但由于机械设备和摩擦等造成的超温，其耐用性和稳定性较差。无触点装置是一种新的接线装置，规避了导电滑环体积大、成本高、信号传输不稳定的缺点。与上收揽装置配合使用的数显流动转接盒，通过插接件快速实现与扁电缆的对接。

图4 上收揽装置组成

上收揽装置主要是配合单点吊机和电动葫芦使用，为提升的舞美灯光装置提供稳定的电源和控制信号，同时也在对美观要求较高或吊杆运行速度较快的吊杆上使用，避免传统收揽框难看和线缆不易入框的问题[5]。

1.5 水平吊杆

水平吊杆设备主要由提升电机、滑轮组、收线框、杆体、电源及信号插座类组成，如图5所示。提升电机安装在灯栅层上，通过滑轮和钢丝绳实现灯杆的升降。在灯栅层设有端子箱，将普通电缆转接为扁电缆，灯栅升起时扁电缆收在灯杆上端的收线框内。在灯杆上设有电源及信号插座盒。杆体的长度以及电源和信号插座盒的数量均可以根据要求确定。

图5 水平吊杆布置

水平升降吊杆应具有如下防护功能：第一，上限位，防止吊杆越过最高点与灯栅层相撞；第二，下限位，防止吊杆降到最低点与地面相撞；第三，过载保护，防止吊杆超载造成危险；第四，防松断绳，钢丝绳出现异常状况时能够迅速停车保护；第五，防冲顶，上限位装置失灵时防止吊杆与灯栅层相撞。

2 不同演播室适用的灯光吊挂形式

单点吊机与电动葫芦适用于景区多变、灯光吊挂且造型复杂的节目类型，灯光师可以自由创造布光结构形式，根据吊挂形式调整吊点位置。单点吊机与电动葫芦均可以加装称重系统，用于监控各吊点的荷载，保证吊点荷载合理配置，为桁架组合及挂灯提供载重依据。通过称重系统还可以实现超重报警和急停等功能。单点吊机与电动葫芦的主要区别在于，单点吊机多为固定安装，一次性投资较大，而电动葫芦则较为灵活，可以一次采购也可以租赁。

水平吊杆设备的位置相对固定，布光结构形式较为单一，布光会造成部分盲区。水平吊杆主要用于景区相对固定的演播室，其具有设备承载能力强、维修简单以及灯具更换方便等优点。

以某2 000 m2演播室为例，演播室周边区域布置30套双层水平吊杆，每套的额定载荷为600 kg，以满足固定位置的侧光、逆光灯具的布置，同时设置固定式环幕吊挂装置，以满足幕布布置的需要。舞台中心区域设置120套电机整体可滑动的单点吊机，每台吊机的荷载为500 kg，电机滑动轨道中心间距不小于2 m，电机在一定范围可以自由滑动并组成吊挂阵列，可以满足任意形状和造型的铝合金桁架的吊挂。每台电动单点吊机配备承重系统，通过控台监控每个吊点的受力情况，为桁架组合及挂灯提供载重依据。配置20台电动葫芦作为流动设备使用，当吊点在两组电机滑动轨道之间时，可以使用电动葫芦作为提升装置。演播室中心配置了60个上收揽装置与单点吊机配套使用，在桁架升降过程中提供连续可靠的电源及控制信号。当桁架静止时，上收揽装置提供一定的提升拉力，保证电缆垂直且不会与其他吊挂装置发生刮擦。吊挂控制系统配置变频矩阵切换装置，该装置最多可同时控制12台单点吊机。

灯栅层是演播室上空为吊挂设备专门设置的钢结构平台，此平台设置大量吊挂设备、机电管线和灯光控制设备等，再加上演播室内存在大量竖向空调风管、消防水管和结构吊柱，因此需要对其进行统一规划，为安装、操作及维护提供良好条件。

演播室灯具吊挂装置的选择不仅要综合考虑演播室的功能、布局、高度以及面积等因素，还需要结合演播室吊挂系统的操作难度、运行维护难度和自身投资预算等进行选择。单点吊机、电动葫芦和水平吊杆各有特点，可以在演播室中综合运用。例如，在固定灯具位置可以使用水平吊杆；在变化较多的主演区可以采用单点吊机，而且可以在轨道间增加电动葫芦；运用多种吊挂形式能给各种舞台形式提供更加丰富的舞美及灯光创意。