电视摄像摇臂进入我们国家时间比较短,没有现成的产品技术资料,我们只有根据现有摇臂设备,来了解电视摄像摇臂的操控原理。从实物上来看,摇臂操控可分为机械操作部分和电子控制部分。
机械操控部分包括:脚轮车,云台,前臂,后臂,机头吊臂等几部分。重点维护云台和机头吊臂单元。
美国Jimmy Jib大型电视摄像摇臂的云台水平调整,是通过四个可调节螺母组成。由于长期使用,合金螺母的螺纹已经磨损,起不到调节作用。由于购买不到成品,只有通过机械加工制作。这里注意两点:使用的金属材料;螺纹是美制,非英制。更换过程中,要对云台的各部分添加润滑油,更换螺母和添加润滑油后,云台单元运行正常。
由于大摇臂经常在室内、室外交替使用,机头吊臂单元的水平和俯仰已经不太灵活,影响到整个摇臂的使用效果。要对整个机头吊臂单元的机械部分拆卸时,注意以下几点:1.注意电控部分的联线。由于电控连线是附着在吊臂内,机械拆装时,如果不注意,很容易造成电控联线的损伤,造成不必要的麻烦。2.注意金属螺栓的拆卸。由于摇臂经常在室外使用,金属机件都有不同的锈蚀,要特别注意,拆卸螺栓的方式、方法,避免螺栓滑丝、断裂等,使拆卸不能进行,影响维护。3.注意清洁润滑。由于摇臂经常在室内、外交替使用,水平和俯仰转轴内的润滑油已干枯,转轴上充满油泥,在轴口处还有各种杂质,这都影响转轴的转动。水平转轴是塑料平垫的,俯仰转轴是金属滚珠的,清洁时要用不同的清洗剂,以免影响清洁效果。清洁干净后,均匀涂上润滑油,顺序恢复。4.注意调整紧固螺栓。清洁保养了各部转轴,安装紧固螺栓时,一定不要太紧,造成转轴转动困难,要多次调整紧固螺栓的松紧度,以免影响电控电机的使用寿命。
电子控制部分包括:供电电源、控制器、联接电缆、操控手柄、执行驱动装置等组成。电控原理如图1:
由供电电源提供一组±12V稳定直流电源,通过控制器和电缆,把操作受柄的操作意向传输给执行驱动装置,完成控制动作。
驱动装置是12V直流齿轮减速电机,通过齿轮转动,其中12V电机是无惯性高速高性能电机,特点是启动快,转速高,无转动惯性,即转即停。其机头吊臂单元水平、俯仰电控原理如图2所示:
由图2中看到,当手柄操作时(水平、俯仰转动),使X点的电位偏离0基准,通过运算放大器,则Y点输出或正或负的电压,这个电压可以使驱动电机D,正转或反转,使机头出现水平或俯仰的转动,直到手柄回置中心位置时,电压消灭,电机D停止转动,机头停在当前位置。其中输出Y点电压值的大小,可以通过控制器内部调整,可以实现电机转速的控制,水平、俯仰执行速度调整。
聚焦的控制原理中,增加了位置反馈,如图3:
如图3所示,这是一种跟随控制。静态时,X点、Z点的电位是相等的,Y点无电压输出,当手轮转动一个角度时,X、Z点的电位差使Y点输出一个正或负的电压,使的电机D转动,同时 驱动Z点电位随之变化,当Z点电位与X点又相同时,Y点输出归零,电机停转,恢复为新的静止状态。这样手轮的转动,使聚焦随之转动,这种跟随控制,使转动手轮象转动聚焦一样,即转随转,即停随停。
推拉控制相对简单,是由推拉开关与摄像机内置推拉开关并联相接,由摄像机自身机构控制执行。
了解了摇臂的控制原理,出现故障时,就能快速、简洁的判断出故障所在,解决问题。在一次摇臂的安装调试中,出现故障:加电,在无操作的时候,机头吊臂水平、俯仰同时做360度无规律转动。
首先,断开各部分连接,检查供电电源,±12V直流电压稳定正常。再检查控制器,未发现异常情况。电路板、元件、联线各处焊点完好;外壳密封严禁,内部洁净,无氧化、锈蚀现象;无过热、高温迹象。接下来,检测各部联线正常。检查操控手柄,内部连接、电位器、开关焊点等无异常。用万用表检测水平、俯仰、聚焦驱动电机装置,也未发现不良情况。只能加电检测故障。
恢复各部分连接,加电,故障现象依旧,同时,测量发现12V电源下跌6V以下,这说明有过载现象。再断开各部分联结,依次供电,控制器12V正常,操控手柄12V正常,水平、俯仰、推拉正常,只有联结聚焦时,故障现象出现,12V电源电压跌落6V以下,说明聚焦电机故障。由于电机的直流电阻较低,在前面的万用表测电阻时,没有发现。
由电路控制原理可知,控制器内部对于各项操作功能使用同一±12V电源,当12V电压非正常下降时,使得正、负对称的电源失衡,0基准偏离,所以使得水平、俯仰功能失控,造成单方向转动不停的现象,聚焦电机本身停转,不能到达聚焦位置,无法进入“静态”。故障清楚了,这时用另外相同的聚焦电机替换试用,故障现象消失,摇臂工作正常。
在电子技术高速发的时代,各种高新技术不断应用于广播电视领域,先进新颖的设备仪器层出不穷。现代电视节目制作中,电视摄像摇臂已经越来越成为电视转播、制作所不可缺少的摄制工具。维护和保养好电视摄像摇臂,以提高其使用率,来达到其最佳性价比。在提高电视节目质量的同时,降低电视节目的制作成本,从而创造最大的社会效益。(作者:青岛电视台 田代强 谢卫东)
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