電腦搖頭舞臺燈結構模組化設計與生產

梁偉彬

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電腦搖頭舞臺燈結構模組化設計與生產

梁偉彬

廣州市浩洋電子股份有限公司，廣東 廣州 511400

結構模組化在電腦搖頭舞臺燈領域的應用不僅促進了電腦搖頭舞臺燈一致性、通用性和可靠性的進步，而且也大大節省了維護成本。當前我國電腦搖頭舞臺燈行業引入了結構模組化設計，讓整個舞臺燈結構簡單明朗，大幅提高了電腦搖頭舞臺燈生產一致性，有效提升了各類舞臺燈照明燈具的可靠性，對于舞臺燈領域的發展而言有著重要的促進意義。因此，主要探討了結構模組化的舞臺燈的設計以及工藝實現。

結構模組化；結構簡單；設計與實現

電腦搖頭舞臺燈具有色彩表現能力出色、高節能以及使用壽命較長等特點。這些都離不開結構設計和售后維護，因此其受到了業界人士的廣泛關注。隨著社會經濟的高速發展，人們對舞臺燈效果的要求越來越高，而傳統的老結構舞臺燈設計已逐漸無法適應新時期社會對舞臺燈照明及色彩表現等功能的要求。

1 模組化結構的舞臺燈設計

1.1 從模組化定義舞臺燈的結構，設計簡單明朗

以往的舞臺燈結構復雜，拆裝麻煩，零件更換難，每次拆裝都要更換輔料（如扎線帶），在前期結構設計中沒有規劃完整，電子模塊和負載模塊沒有精分到組件上，如電機驅動板在燈頭前部分，而負載的步進電機在燈頭后部分。它們之間要實現驅動關系就要從燈頭前部分到燈后部分連接一條長長的電線。這樣一來既不省材料，又不省結構空間，維修起來很麻煩。還要測量每個驅動IC是否正常，這樣就增加了裝配成本和維護成本。

專業電腦搖頭燈是集電子、機械、光學于一體的高科技產品。合格的專業電腦搖頭燈，必須穩定可靠、光效優良、定位準確、散熱良好，燈體及材料結構符合人機工程要求[1]。

按模組化來設計搖頭舞臺燈，我們就可以區分機箱組件、手臂組件及燈頭組件等三大模塊。以下我們介紹各模塊的設計。

機箱組件包括以下主要組件：機箱底板、開關電源、控制板及輸出面板。機箱底板模組結構就是把吊掛零件、機箱散熱風扇、開關電源熱量導出，有續規劃在一塊底板上。在此之前，機箱吊掛零件不在機箱底板內，燈具要實現吊掛就要多安裝一個吊掛底板，多增加一個配件燈具的重量也會增加。對于機箱散熱風扇的設計，風扇正面對著開關電源吹風，但機箱的整體熱量根本沒有被風扇帶到外面去，維護電源時又要拆掉風扇，這樣的設計只有缺點沒有優點。模組化的結構是，吊掛底板和機箱底板共用一塊鈑金，機箱風扇安裝到外殼上，直接簡單化，這樣的設計也方便裝配。控制板和輸出面板都是先由散件裝配兩個小組件，等機箱底板模組完成后，前后控制板和輸出面板固定好，再把機箱的電源線和信號線接起來，機箱模組就完成了。

手臂組件包括以下主要組件：手臂支撐架、左手臂及右手臂。手臂模塊化以手臂支撐架為主，支撐左右手臂兩個組件的模塊。在此之前，手臂上的水平垂直掃描電機更換非常麻煩，基本上要把整個手臂拆散。模塊化之后，把左右手臂組件細化，把垂直掃描電機裝配到右手臂上，整個組件上就包含了電機、皮帶及傳導皮帶輪；左手臂裝有電機驅動板；最后把左右手臂裝到已經裝有水平掃描電機的水平支撐架上。模塊完成之后直接架在底機箱上，再把通往燈頭的電源線、信號線、燈泡線和地線連上，等待燈頭裝配。

燈頭組件結構比較復雜，也很緊湊，其中包括燈座組件、混色組件、圖案盤組件、切割組件及調焦放大組件。有部分燈型沒有混色系統及切割系統。在此之前，燈座組件和調焦放大組件基本上是一體的，中間就留出空位放混色組件、圖案盤組件和切割組件，但中間的組件任意拆裝。比如要先裝好混色組件才能裝圖案盤組件，不能反過來拆裝；而且前期設計規劃中沒有考慮線路板擺放，基本都放在調焦放大組件上，所有各組件的電機線都要從燈頭前部分連到后部分，整個燈頭就顯得有很多電機線在連接。如果要拆裝組件就要把電機線拔掉，這樣的維護也是很麻煩的。按現在模塊化設計，燈座組件就可以做到獨立拆分，不與調焦放大組產生關聯。燈座組件是燈頭散熱的關鍵。它主要的負載電子零件有燈泡和風扇，所以它的電機線也是很少的，零件擺放的設計也符合易裝易拆的要求。

1.2 分組模組化，結構簡述

如圖1所示，圖本結構涉及一種燈具模塊化安裝結構及具有該安裝結構的舞臺燈，其中安裝結構包括1撐臂、2燈具模塊組件、7模塊組件支撐板以及3彈性壓緊組件，所述燈具模塊組件連接在模塊組件支撐板上，所述3彈性壓緊組件設于支撐臂內側的相對位置，且各3彈性壓緊組件形成一夾持空間，用于插裝夾緊模塊組件支撐板，每個彈性壓緊組件用于夾緊模塊組件支撐板的上、下表面。本設計具備結構簡單、合理、安裝方便等優點。

在此之外還有混色組件、圖案盤組件和切割組件的電機驅動線路板都設計在組件上，節省了多余長度的電機線。當某組件出現驅動IC損壞時可以及時查明原因，而且拆卸也很方便，直接扣下電源線和信號線就可以了。還有一點是各個組件可以任意插拔，可以更換其他燈型的模組，實現多功能、多效果。因為對程序做稍微改動就可以實現，所以模塊化通用性很強，燈光效果實現多彩變化也很容易。

圖1 分組模組安裝圖

2 模組化結構的舞臺燈生產

經濟的快速發展促進了各類物資需求的不斷提升，尤其是以汽車、電子、家電等工業制品為代表的工業品的需求在不斷提升。傳統的粗放型的生產模式正在逐步被自動化生產線所取代，在提高產品生產效率、產品生產質量的同時也極大地節約了人力成本，提高了企業的經濟效益。現代自動化生產線依托于不斷發展的工業機器人以及電子控制技術的發展，在總結分析工業品生產流程的基礎上采用細分化的設計，從而實現自動化的生產[2]。

由于舞臺燈內部結構非常復雜，因此現在生產自動化的水平，基本不可能實現全自動化生產。因為舞臺燈不是單一、產量大的產品，它要經過人工精準調試才可以實現一致效果，所以要提高產能必須在生產工藝和產品設計下功夫。以下就介紹生產工藝和產品設計在產線怎樣實現產能翻一番。

（1）生產工藝

舞臺燈的生產需要一份完整的清單和作業指導。清單前期規劃就要把模組的零件歸類在一起。一個模組一份清單，在產線上按照裝配組別投料，先把模組裝配完成，然后放置在半成品運輸架上等待總裝，模組大概完成總數量的70%，即開始流水線總裝配。這時候模塊化就派上用場了。以機箱組件為主架子，一個一個組件往上裝，裝配完成后連接電源線和信號線，之后負責電子的人員檢查電路是否正確，再通電亮泡；裝配完成后就進行效果調試，品質檢驗合格后直接包裝入倉。整個生產環節非常緊湊。應確保前期模組沒問題，否則流水線出現問題就將全部停工，給公司帶來巨大的損失。

（2）產品設計

產品設計要求模塊化，以簡單、輕便為重點，目的是為了生產和售后維護更便捷。

3 結語

相比于傳統電腦搖頭舞臺燈結構系統，先進的模塊化結構設計系統無論是在節省成本、便捷生產，還是便捷售后維護上，都有著較大的優勢。這得益于電腦搖頭舞臺燈模塊化結構優秀的設計以及優良的制作工藝。因此有關方面應再接再厲，不斷糾正自身不足、積極開拓創新，從而為電腦搖頭舞臺燈行業做出更大的貢獻。

[1]趙紅兵. 舞臺燈光中的搖頭電腦燈構造淺析[J]. 戲劇叢刊，2009（4）：86.

[2]馬工證. 淺析自動化生產線操作手單元的機械結構及控制程序設計[J]. 中國科技博覽，2017（22）：61.

Computerized Head Stage Light Structual Modularization Design and Production

Liang Weibin

Guangzhou Golden Sea Electronic Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 511400

The application of structural modularization in the field of computer moving head stage light not only promotes the advancement of the consistency, versatility and reliability of the computer moving head stage light, but also greatly saves maintenance costs. At present, China’s computerized head stage light industry has introduced a structural modular design, so that the entire stage light structure is simple and clear, significantly improving the production consistency of the computerized head stage light, effectively improving the reliability of all kinds of light fixtures for stage light. The development of the field has an important promotion significance. Therefore, the design of the structural modularization stage light and the realization of the process are mainly discussed.

structural modularization; simple structure; design and implementation

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