1 水中运动设备的应用分类

 
近年来，水中运动设备越来越多地出现在演出中，根据这类演出的环境和特点，基本存在两类形式：室内的秀场类演出和室外的实景类演出。
 
室内的秀场类演出为室内、全封闭演出，秀场内设备全部根据演出而定制，建筑条件根据设备的工艺布置而确定。采用的水中运动设备通常以升降设备和行走设备为主，或是两种运动组合的设备。此类秀场演出有大家熟悉的拉斯维加斯的KA秀（图1）、O秀（图2）、澳门水舞间（图3）、武汉万达汉秀（图4）等。
   
室外实景类演出为室外敞开式演出，通常观众和演出设备均与风景优美的自然河流、湖泊、人工湖等相伴；所用设备也要根据演出内容而定制，通常使用升降、行走、旋转、翻转等运动的设备，且运动组合更多，更复杂。此类演出的开篇之作为张艺谋导演的印象刘三姐（图5），另外还有深圳海洋广场（图6）、万达大湖秀、满秀（图7）等。而当西湖的这面扇子成功亮相于G20峰会演出后（图8），又把这类演出推向了一个高潮。

2 运动形式

无论是哪类演出，无论其参与的水中运动设备多少，均可以大致归纳成以下四类基本运动形式的设备，分别是：升降设备，旋转设备，行走设备，翻转（倾斜）设备。
 
而在实际应用中，往往是几种基本运动形式的组合。下面通过具体案例来介绍设备的运动形式。
 

2.1
案例一：水韵之舞剧场的水中升降台

此设备为行走和升降的运动组合，是国内真正实现水中升出的干式升降台。演员可以穿上华丽的服装出现，而不用考虑水的影响（见图9）。其运动步骤为： ·      亚克力围挡升起，把水隔离成内外圈；
·      密封升降台打开，同时把内圈的水接入水槽中；
·      车台把密封升降台平移到侧方；
·      最后下方的干式升降台载着演员升出水面。
 

 

此设备为行走和旋转的运动组合，7根曲线立柱可以绕直径10 m的圆盘行走，自身还可以旋转。曲线立柱集中在一起后，可形成图10（a）造型；分开后，为图10（b）造型，喷泉与灯光配合在柱上形成五颜六色的花朵效果。

 

 
9块3 m×4 m的LED矩阵可进行升降、翻转、旋转的运动，再通过几种运动形式的相互组合形成各种造型（见图11），其运动轨迹近似于机器手。  
两只天鹅为曲线行走和旋转的运动组合（见图12），且天鹅的翅膀可以倾斜，脖子可以做复杂多关节倾斜动作。天鹅身上还配置喷泉和灯光等设施。

 

 
此方案配置了18片硬扇面，每片扇面配置独立的翻转、行走驱动单元（见图13）。表演中，扇面通过各种组合呈现丰富的艺术效果。在此方案中，在增大扇子的尺寸的同时，增加了运动方式，并且把扇面做成了硬质的，这样清洁起来更方便。
对于很多室外实景类项目，不具备在水底做牢固的土建基础，且水的深度不够，没有藏大道具的空间，这样升降设备就不适用了。
 
这时可以采用把道具水平放置，藏于水中，通过翻转运动使道具出现在水面上参与演出，扇子就非常适合这类动作，但如树、雕等道具要是从水中翻起，效果不是很好。
 

 

3 驱动系统及辅助设施

任何运动形式都需要驱动系统的支持。而且驱动系统是水中运动设备最重要的系统。常用的驱动系统可有：钢丝绳卷扬系统、液压传动系统、水压缸传动系统、气缸传动系统、气囊传动系统等。
 

 

钢丝绳卷扬系统包括：电机减速器、卷筒、主动滑轮、转向滑轮、钢丝绳调整装置等部件。其电机驱动装置位于干区，通过卷筒卷扬钢丝绳实现传动，用于升降设备。其结构简单，维护方便，由于干湿分离，电机工作环境可控，设备运行稳定，故障率低。
 

 

液压传动系统包括：泵站、油箱、阀组、油缸或液压电机、管路等部件。由于可以浸入水中的特性，布置灵活，所以在水中设备中得到大量应用。但通常不是将所有部件都浸入水中，电机泵站阀站均可在干区，只有执行机构在水中，是常规做法。
 

 

水压传动系统和液压传动系统类似。其最大的优点是环保，因为它采用水为介质；但缺点是：元件大部分为进口，成本非常高；水的粘性差，密封难；水压力低，不能提供很大的液压能。
 

 
气缸传动系统包括：气泵、阀组、气缸、管路等部件。其优点是反应速度快，可做小型摆动设备的动力；缺点是：气体压缩比大，导致气缸定位不准确；容易产生气泡或噪声。
 

3.5气囊传动系统

 

 气囊传动系统包括：气泵、阀组、气囊、管路等部件。通过给气囊充气实现升降功能，适用于喷泉管路的升降；缺点是速度低、行程小，一般只能靠自重回位。
 

3.6辅助设施

 

 水中运动设备除了需要选择合适的驱动系统外，还需要一些辅助设施的配合，如：台面的材料，水中行走、旋转设备的供电部件，回转支撑长时间在水中使用的措施，水中设备的速度及位置检测，运动设备上的喷泉供水部件，液压缸的同步控制系统，不同材质的防锈措施，浮筒在升降设备上使用的条件，液压系统对演员、自然河流、湖泊污染的控制措施。
 
这些辅助设施的合理采用，会大大增加水中设备的可实现性、稳定性和安全性。
 

 

 

4 水中设备运用的转变

随着水中设备运用的越来越多，其发展也越来越快，作为专业技术人员，对水中设备的理解也应随之转变。
 

 

 
一些新技术的使用，设备从单一动作发展到复杂的运动组合，由静力学延伸到动力学范畴。如六自由度平台、机器手、多个矩阵块的组合运动及控制。这不仅需要基础知识扎实，更要敢于尝新和创新。
 

 

 
设备向超大型、大载荷、高速度方面转变，使专业技术人员对设备及结构的计算要更精益求精，并能熟练应用ANYSY、CREO、AP2000、ADAMS等辅助计算工具。
 

 

 
机械更多地与舞美装置紧密结合，在满足结构强度的情况下，满足舞美造型及功能。
 

 

 
在技术上能实现的前提下，设备技术人员也要具备艺术修养。
 

 

 
从以前单纯的实现导演创意，转变为在节目创作、建筑设计的前期就参与进去，给导演提供一些可实现的创意，使得效率更高，创意更丰富。
 
总而言之，水中设备在演出中应用的目的是实现舞台机械与舞美创意的完美融合。 
 
选自《演艺科技》2019年第2期 张向勇 《水中运动设备在演出中的应用》，转载请标注：演艺科技传媒。更多详细内容请参阅《演艺科技》。