受中國演藝設備技術協會演出場館設備專業委員會的委派，舞臺機械調研小組與音響、燈光、樂器等調研小組一起于2012年5月23日參加了“第十屆中國國際演藝設備與科技論壇”，5月24日～26日上午全面參觀了“第二十一屆中國國際專業音響·燈光·樂器及技術展覽會”（PALM EXPO 2012）展覽會，并重點對舞臺機械設備與技術的展出情況和相關技術信息進行了深入細致的調研，總體感受頗深，收獲頗豐。
1、總述
本屆論壇以“演藝場館建設現狀與發展趨勢”為主題。調研小組的體會是主題鮮明，內容廣泛充實，緊扣行業發展的時代脈搏。來自各國演藝行業的高端專家從各個不同的角度論述了演藝場館建設的理論與實踐，切中我國演藝場館建設與發展存在的問題，啟示未來方向，尋求正確軌跡，提供理論依據。其演講內容水平之高超、理論之深邃、資料之廣博、案例之典型、經驗之寶貴都超過歷年論壇。充分代表了當前國際行業的水準。深覺機會難得，受益匪淺，意猶未盡。此次論壇獲得巨大成功也顯示主辦方的組織水平和能力。
本屆展會展覽面積11萬多平方米，規模更加宏大，展品范圍更加廣泛，展商更加積極，觀眾更加踴躍。除了8個正廳，還有不少展位設在室內過道和室外臨時帳篷里。這是我國演藝設備行業的空前盛會，規模又一次達到了亞太地區之首，也是世界上大規模的展覽會之一。伴隨參觀展會和參加論壇、講座、信息交流，調研小組積極地進行了研討、學習、溝通，感覺收獲不小，學之不夠，余味無窮，兩天半時間甚是緊張。
舞臺機械由于體量太大，不便展出全尺寸實物，只能以縮微模型參展。本屆展會舞臺機械的總體展示特點是：展品集中到以高端技術為多，參展活動集中到以信息交流為主。雖然參展商不多，但業內參觀者人數不少，信息交流量很大，全行業專業技術人員都不想錯過參觀、學習、交流、獲取信息的機會。
2、新技術應用突破
國際舞臺機械設備新技術應用有進一步突破，從此次展會獲取的信息重點有：3D威亞（wire）空間飛行技術更成熟、更巧妙地應用；無線遙控電動自由式平移車臺有更創新的應用；下卷式垂幕機械在大型體育場做分場隔斷應用等等。
2.1威亞空間飛行技術
我國在20世紀80年代初拍攝電視劇《西游記》時，首次采用威亞空間飛行技術，經過近三十年的發展，威亞技術發展到了非常成熟的程度。
起初的威亞是1D和2D形式，大部分都用在影視拍攝中，由于影視拍攝可以修飾畫面，使鋼絲繩和吊具消失，故起到了非常好的表演效果。早幾年的舞臺表演基本都用1D或2D飛行器，且用得較少；1D在影視表演中多作升降運動，在舞臺表演中多作平移飛行，2D作平移和升降飛行，都比較單調。近年來發展的3D飛行越來越多地在舞臺表演中得到應用，3D威亞讓演員在舞臺上空不受任何限制，能真正地實現立體舞臺的效果，起到畫龍點睛的作用，是目前先進的、具有高科技含量的立體舞臺設備技術，在許多大型中外國際活動演出中都有應用。
3D威亞設備的核心技術是多臺伺服卷揚驅動精確運動、空間多向多維張拉控制、鋼絲繩伸長量實時監測與補償等。
2.2無線遙控電動自由式平移車臺
2008年，中國演藝設備技術協會派出專家小組出境考察，在法蘭克福展會（Prolight+Sound）上看到無線控制電動自由式平移車臺的模塊，以及由該模塊組成的超薄型大轉臺。2009年，在德國柏林展會（SHOW TECH）上又看到不同商家的同樣模塊。近年來，這種設備技術在國際演藝活動中應用得越來越有創意。華沙的羅馬音樂劇場（ROMA Music Theater）演出的《悲慘世界》中，將兩組大型實景做成兩半雙面景，兩半合攏后面向觀眾的一面是街景，通過平移旋轉兩半將背面轉過來時變換成室內樓中樓的結構，其中就應用了無線遙控電動自由式車臺，控制平面任意運動精確到位，并很安全。
無線遙控電動自由式車臺的絕妙應用還體現在比利時安德衛普的克盧索音樂會。4塊模塊車臺通過編程控制，時而匯聚成大方塊，時而散開成小方塊，時而并成長方條，時而連接成菱形圖，當4塊拉開距離時，又出現另一矩形塊沿S形穿梭在其中，變化莫測、生動活潑，給演出平添精彩。
這種設備的核心技術是伺服電機摩擦式驅動懸掛裝置、兩級萬向任意轉向低摩擦支撐輪組件、實時監測編程控制平面運動等。將會在舞臺技術中得到越來越廣泛的應用。
上述兩種技術的組合應用典型案例是2011年哈薩克斯坦的阿斯塔納亞洲冬季運動會。LED光效將表演場地渲染成廣袤的海洋波濤洶涌，一葉小舟在海面上隱隱漂泊，一位天使踩著云朵從天而降……
2.3下卷式垂幕機械
大型體育場館往往需要變換觀演規模，垂幕機械設備可以通過垂幕分區隔斷觀眾區域，適應觀演規模的需要。近年來出現的下卷式垂幕機械將卷繞滾筒設置在垂幕下端，運動時向上卷繞或向下展開垂幕，卷繞滾筒同時作為垂展帷幕重陀，這種滾筒可以根據需要彎曲呈弧線，使幕體成弧形圍隔分區。
柏林的O2體育場應用了這種設備，其表演場地大小為320m2，垂幕分隔1000人座，以32m的Truss架分4段懸吊，可通過電動吊機升降。此外，其半場分隔幕和背景幕也分別應用該設備。
德國多特蒙特的Signal Iduna Park體育場，用了42m寬的軌道系統安裝在至地面高度為32m的位置。垂幕幕體面積42m×25m，重180kg，卷繞速度為1.5m/s。幕體形狀像一個巨型T恤，用來做會標使用。德國奧博豪森的K?nig-Pilsener體育場，杜塞爾多夫的Phillipshanlle體育場、ISSDome體育場，也都用到下卷式垂幕機械。
這種設備的關鍵技術是旋轉平移復合運動變載荷設計、柔性可彎曲滾筒的結構設計、緊湊輕量化傳動機械的設計以及糾偏技術的應用等等。
3、國內舞臺機械設備技術的發展現狀
國內舞臺機械設備技術已逐步趨于高端與普及相結合，主要以幾家骨干企業為龍頭，引領行業發展。下面結合在展會上的調研內容與結果具體來談。
（1）總裝備部工程設計研究總院將國防尖端技術轉化為舞臺設備技術，使國產舞臺機械技術得到長足發展。該院展出的索系柔性并聯驅動系統和新一代便攜式緊湊型移動控制臺，是緊跟國際新技術的一大亮點，其設備精度之高，控制難度之大，都代表了當前新技術應用于演出設備的水平。
索系柔性并聯驅動系統是一項國家空間科研成果的縮小模型，它的驅動形式是多臺伺服電機立式卷筒卷揚驅動，要求其制造精度很高，反映很靈敏。設備的控制難度更大，多根鋼索實時收放，要使拉力、位移自適應，需插補運算與控制調節，運動體始終保持平衡并按設定空間軌跡運行。其拉力控制誤差小于4%，偏角控制誤差小于1°，隨動運行速度可大于10m/s。
這種設備的關鍵技術是：a.長行程、多自由度、高精度超大型復雜控制裝備的構造與控制系統的協同技術；b.并聯繩索驅動系統的高剛度設計及拉力和位移自適應控制技術；c.超長行程大慣量機械系統的高精度、高快速性設計與多級控制技術；d.大數量級力的高精度控制技術；e.力、位移耦合控制機電系統的誤差補償和控制技術；f.高速運動繩索絕對方位角高精度實時監測技術；g.大跨度高聳無橫向支撐結構抗側力及超大跨度桁車軌道梁三維變形控制技術；h.重體量、大跨度復雜結構制作技術；i.大跨度快速運行提升設備設計技術；j.高空超大型非標機械安裝技術。
新一代便攜式緊湊型移動控制臺也頗具特色，其特點是：急停鏈安全系統；運動中變速控制；觸摸式參數設定；通過屏幕拾取設定運行軌跡；三維運動顯示；高安全性Linux操作系統；升降式一體機設計以及流線型、輕量化等。
（2）浙江大豐實業有限公司，適應市場經濟模式，依靠自身力量發展舞臺機械技術。該公司展出的央視龍年春晚組合式舞臺升降臺模型，其技術應用徹底突破了舞臺機械搬運實體道具參與演出的傳統理念，實現了虛實互補、實體設備與虛擬道具巧妙結合、快速多變的舞美設計。
2012年的央視龍年春晚，其變化多端的升降舞臺給億萬觀眾留下了深刻的印象，同時開啟了嶄新的舞臺概念，為今后的舞臺工藝、舞美設計，尤其是電視演播廳的舞臺設計帶來革命性的變化。這類組合式舞臺升降臺的主要特點是：配合演出劇情，參與舞臺表演，組合快速準確，形象靈活多變。由于升降臺數量多達304塊，且每塊升降臺面積小，所以，能夠組合成非常豐富的造型；每種造型的運行時間很短，相比傳統道具更換要快得多；能隨時調整，改變形狀和速度，給演出帶來非常靈活的變化。升降臺群結合表面的LED屏上顯示出的各種圖案和風景，更加形象地展示給觀眾逼真的場景。
組合式舞臺升降臺設備解決的關鍵技術難點是：
a.基坑淺：由于電視臺演播室基坑淺，無法采用一級升降來實現，則被迫采用二級升降。空間尺寸太小，安裝導向機構困難，技術上采用了具有自導向功能的齒條升降驅動機構和無源驅動鏈條閉環拉起式結構，實現了穩定的二級升降。
b.晃動大：其中部分升降臺因為升降行程為5m，內外鋼架重疊尺寸僅1m，故升降臺在高點時，臺面離地的高度約為11m（相當于四層樓高）。致使晃動可能極大。通過剛性嚙合的設計，改善了晃動發生狀況。
c.空間小：每塊升降臺僅有1m×1m的空間，四周除去5cm厚的LED屏，中間空間所剩無幾。設計必須考慮運行間隙、鋼架空間、維修保養通道、維護空間等因素。
d.通訊難：升降臺數量多，每塊需要快速的提供和反饋速度位置等信息，總信息量就非常大，造成通訊總線擁堵。目前，世界上常規舞臺機械一般同步運行的設備數量至多就幾十臺，而這里有300多臺。通過技術處理，壓縮信息，順路達成各種場景的控制。
e.精度高：升降臺的定位精度可達到1mm，相比傳統結構的位置精度要高很多。f.工期短：56天完成全部設備的設計、制造、調試、安裝、測試及試運行等，顯示了企業承接工程的綜合能力。
（3）斯畢士（SBS）中國公司（杭州/北京），堅守與轉化歐洲百年老店的核心技術，努力打造技術精湛質量可靠的國有化舞臺機械設備。公司在本屆展會上展示的技術亮點有激光測距導航、伺服電機驅動的雙向運動車臺、車轉臺；大跨度、大面積、高空電動開合采光屋頂設備等。
常規的側車臺、后車臺都是固定設置，一維單向行駛。激光測距導航，伺服電機驅動的雙向運動車臺具有沿x、y雙向運行的功能，通過編程控制、激光測距導航使車臺按預定速度、預定路線行駛，并準確定位；伺服電機驅動系統可控性精確靈敏可靠，結構緊湊；無線控制摩擦驅動可使臺體無任何牽掛；兩級萬向任意轉向低摩擦支撐輪組件使換向方便靈活；氣壓包裝置可使車臺停止時落于臺面不致移動；多組車臺還可組合為整體并組合有轉臺，實現平移旋轉同時運行的車轉臺功能，拆解后再可做單臺車臺運行；鋁合金框架使臺體輕便、美觀、耐腐蝕。車臺含木地板總厚度0.2m。該設備已應用于無錫大劇院大劇場、大連國際會議中心等工程項目。
雙向運動車臺的關鍵技術是：a.多點激光測位，反饋信息實時導航，精確定位技術；b.高能電池組無線供電技術；c.伺服電機緊湊型摩擦驅動機技術；d.氣壓包起落裝置技術；e.兩級萬向任意轉向低摩擦支撐輪技術；f.快速分解與組合技術；g.無線遙控，預編程設定控制技術；h.結構緊湊型抗干擾技術。
大跨度、大面積、高空電動開合采光屋頂設備，在成都新天府廣場的天堂島海洋樂園中已有應用。該項目配備了20臺采光屋頂設備，在約98m高空分兩排對開，每排10臺，結構框架與錐形曲面屋頂相吻合，每臺都與另一臺曲面不同，兩條運行導軌曲率也分別不同，其框架簡支跨度達到18.8m，弧形長度大到27m，其面積之大、難度之高，比較罕見。電動開合屋頂在曲面屋頂上沿兩條半徑不同的曲線導軌運行合攏，采用鋼桁架主梁與鋁合金網架組合成裝配式結構。屋面采用以聚碳酸酯為主要成分的PC板，這是一種應用共擠壓技術（CO-EXTRUSION）制成的高品質板材。由于其表面覆蓋了一層高濃度紫外線吸收劑，除具抗紫外線的特性，還長久耐候，永不褪色，且透光性好。PC板以組合壓條組裝在鋁合金網架上，保證密封防漏。
采光屋頂設備設備的關鍵技術是：a.鋼桁架與鋁合金網架組合結構的抗風壓、抗雪壓并輕質化力學結構分析計算與設計；b.不同曲率半徑運行導軌的設計與制造；c.不同曲率半徑導軌上獨立運行的兩臺驅動機的變速運動協調控制；d.PC板的密封技術；e.近百米高空的安裝技術。
（4）從展會上看，除了骨干企業具有突出的技術亮點，業內舞臺機械中型企業如北京星光影視設備科技股份有限公司、浙江春宇舞臺設備有限公司（“春宇”）、浙江舞臺設計研究院有限公司等參展商的舞臺機械設備技術都有長足的發展。小型企業如：北京泊斯迪尼舞臺工程技術有限公司、廣州格睿德工程機械有限公司（“格睿德”）等也都不失時機發展壯大，企業蒸蒸日上、運營良好。充分說明行業發展形勢喜人。
從展會上獲悉，“春宇”采用羅克韋爾公司的產品，組成具有升降懸停特征的控制系統，研發出了升降舞臺，可實現在120m2內的瀑布、雨幕、噴泉等水秀表演功能，并具有旋轉移動功能的觀眾廳座席變化功能，進行伸出式舞臺變化；其采用步進系統實現36臺電機控制、進行筒形大幕程序變化等技術也都頗具特色。“格睿德”展出了自制的電動吊桿機，其外觀、質量均能滿足中小工程項目的需要。
由于時間有限，展會上與參展商進行的技術交流不是很完整、充分，僅從以上獲知的素材中總結舞臺機械發展的基本動向。
舞臺機械調研專家組成員：（按姓氏筆畫排序）俞健魏發孔
