科技论文
让摇摆的灯光瞬间停止
发布03/23/2018
在皇家莎士比亚剧团重新装修的场馆里,轻型灯光悬挂在摇摆的缆绳上。一个独特的设计停止摆动,把聚光灯放在演员。
皇家莎士比亚公司最近耗资2亿美元翻新了RSC的Lightlock系统,该系统使用牛顿第三运动定律:每个作用力都有一个相等和相反的反作用力。埃文河畔斯特拉特福德。在翻修期间,人们认为照明系统的设计需要与过去不同,必须考虑到健康和安全问题。例如,在过去,维护人员必须爬上脚手架,在固定装置上绑上安全带,然后伸手去更换灯泡或执行维护任务。桥梁或桁架的减少将消除维护人员在日常工作或调整照明时在这样的高度工作的需要。最初的想法是把灯挂在缆绳上,然后放下来交给维护人员。通过这样做,RSC将能够提供更高水平的安全性,并节省维护时间,这两者都有望节省成本。
设计一个系统,允许灯悬挂在电缆上创造了额外的好处。新的照明系统将能够在更广泛的剧院、电视和电影场景中使用,因为对重型安装基础设施的需求已经消除。这个优势意味着灯光可以在任何地方移动。任何镜头都不能超出移动灯光的能力。此外,灯光设计师可以选择创建相同的设计与较小的索具要求。
一个摇摆摆
创建一个悬挂在链条或电缆上的照明系统的挑战是钟摆效应。一旦光线移动到位并被告知停止,照明设备的重量会导致它继续摆动,而不是停止在它应该在的地方。这让聚光灯在舞台上到处都是,这至少会扰乱演出,最坏的是,毁了演出。
RSC的团队想出了一种独特的方法来解决搬家后的照明系统。发明了这个设备后,他们需要一家公司来建造和完善这个设计。RSC选择了Total Structures (Ventura, CA)。该公司不仅帮助设计了最终被称为RSC Lightlock的系统,而且还授权其生产和销售。
在舞台上,灯光系统必须迅速、准确地就位,以便演出能够顺利、准时地进行。最后一个装置的设计是利用牛顿第三运动定律来消除轻量化结构不必要的振荡:每一个作用力都有一个相等且相反的反作用力。工程师们决定使用一个重的平衡装置,安装在一个内部圆盘上,与光线的运动方向相反。通过对平衡质量或平衡重进行加速或减速,在运动结构摆动周期的适当时刻,Lightlock会停止运动。本质上,平衡物的反作用抵消了光本身的运动,使它停止在轨道上。
PLSN(投影、灯光和舞台表演新闻)的Nook Schoenfeld独立于该公司评估了Lightlock系统,并在最近的一篇文章中说,“光线摆动了90度,而桁架几乎没有摆动。”不到两秒钟,光束和桁架就落在了焦点上。”这与在没有Lightlock系统的情况下移动光相反,后者需要更长的时间。后来在他的检查中,他补充说:“光锁真的有用。”
摆动照明系统的运动控制
重配重与轻配重的摆动方向相反,由由Maxon电机设计和制造的扁平无刷电机旋转。电机使用的是EC 90,这是直径只有90毫米。选择这种电机是因为Lightlock设备必须体积小,同时提供高性能和精度。EC 90 Flat电机操作快速,甚至与突然,戏剧性的运动,可以抵消所有不需要的运动在几秒钟内。
maxon电机提供全系列的分马力动圈直流电机和无刷maxon电机设计和制造的EC90 Flat电机用于Lightlock系统摆动平衡到位。电机的尺寸从6mm到90mm,从30mw到500W。他们还提供齿轮头,控制器和配件。特别是,由迈克森精密电机制造的平板电机提供了较长的寿命和他们的低轮廓封装。整个EC系列的无刷电机是电子换向,这使他们有极长的电机寿命,因为没有机械刷磨损。电机结合球轴承或红宝石轴承,也增加了电机的寿命,特别是需要在这种独特的条件下,维护照明系统是例行的。扁平电机是专门为低轮廓应用,如Lightlock的尺寸和重量是重要的选择标准。
Lightlock是自动操作的,不需要从外部输入数据。它有一个集成轨道半英寸或M12固定,可以与标准夹具和耦合器或直接安装板。该设备内部还有一个电子安全装置,可以防止被错误操作。而且每次通电时光锁都会自我校准。校准只需大约1.5秒即可完成。光锁不受来自照明装置的高温影响。
使用Maxon电机的另一个特点是,RSC Lightlock发出如此低的噪音水平,允许它用于现场表演。整个Lightlock系统大约20.3英寸宽,16.9英寸深,只有3英寸高。它只有31磅重。该系统最大消耗150瓦的电力。多个单位可以合并为困难的照明安排以及。事实上,根据Total Structures的说法,RSC Lightlock对于需要的许多移动装置都是有效的,但是它可能需要稍长一点的时间来让结构静止。