美国Jimmy Jib摇臂的原理及局部维修

　　随着苏州台综艺节目开办种类越来越丰富，数量越来月多，摇臂在这些节目中的拍摄优势尤为突显。主要表现在：摇臂摄像技术在综艺、专题、谈话类等增加了镜头画面的动感和多元化，给镜头画面增添了磅礴的气势和纵深空间感，使观众有身临其境的感觉

　　摇臂即是技术，也是艺术，是当今电视制作不可缺少的重要设备。我台两套JIMMY JIB摇臂担负起苏州广电总台对于体育赛事、重大活动的现场直播和录制转播的拍摄。其使用率频繁且经常拆卸运输。因此难免造成摇臂损坏。

　　文章从摇臂原理出发结合苏州台相关技术人员在实际工作中碰到的手柄无水平和通话失灵为切入，为同行技术和艺术人员提供借鉴与参考。

　　一．电气原理

　　我台目前使用的是两套Super plus 3 美国占美重型摇臂（可选配加长）。一套购于2007年，至今已经用了近8年，用于节目外出。另一套已经用了十于年，常用于演播室。演播室摇臂因服役时间长、有时演播室换舞美也要频繁拆装。摇臂摄像师在使用过程中发现操控杆在上下拨时，云台上下移动缓慢，直至后来彻底无上下。我们分析了摇臂的整体运行原理，检查了电源输出部分，正负12V正常，断开聚焦推拉手柄，故障依旧。因为我们两套摇臂配件完全通用，所以我们使用替代法，替换控制盒、电机、手柄后，发现是水平和俯仰手柄问题。

　　占美摇臂手柄和控制盒的电路原理图如图1. 供电电源提供一组±12V稳定直流电源，通过控制器和电缆，把手柄的操作意向传输给执行驱动装置，完成控制动作。

　　驱动电机是12V直流齿轮减速电机，通过齿轮转动，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。

　　机头吊臂单元水平、俯仰电控原理是当手柄操作时（水平、俯仰转动），使1点的电位偏离0基准，通过运算放大器，则4点输出或正或负的电压，这个电压可以使驱动电机M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，电压消失，电机M停止转动，机头停在当前位置。其中输出点4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，这是一种跟随控制。静态时，1点、2点的电位是相等的，4点无电压输出，当手轮转动一个角度时，1、2点的电位差使4点输出一个正或负的电压，使的电机M转动，同时驱动2点电位随之变化，当1点电位与2点又相同时，4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，使转动手轮和转动聚焦环一样，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。

　　图1 占美大型摇臂电控原理
 

　　二．水平俯仰手柄维修

　　知道了以上原理，对我们维修维护就事半功倍了。我们打开水平俯仰手柄，里面器件很少，如图2、图3是由两个5KΩ滑动变阻器组成的,用万用表测量电阻发现不正常，所以问题找到了，我们只需更换滑动变阻器即可。手柄电路简单，唯一就是拆装时要注意结构顺序。在图3上我们还能看到其中一个推拉杆的复位弹簧已经形变，对于回归零点是有影响的，会造成摄像机零点回位不准，需要手动拨一下，这次维修中我们将弹簧剪短，使其回零点有力准确。

　　图2 水平俯仰手柄内部结构

　　图3 内部结构细节

　　我们仔细地拆开各部件，牢记拆下的顺序和小零件的安装位置和正反信息，最终打开的精密滑动变阻器如图4。我们换上我们网上购买的器件即可，注意焊接精密滑动变阻器时，要大功率，接触时间短，否则加热过度会使内部金属刷和碳膜变形，造成不必要的损失。

　　三．摇臂与转播车通话维修

　　我台马上即将举行大型综艺直播节目，摇臂的通话显得尤为重要。这直接关系到摇臂摄像师与导播的沟通。由于摇臂摄像师在拍摄过程中是运动的，而操控时经常有工作人员在其周围走动，会影响拍摄，所以摄像师要把现场的情况告知与导播，以备出现镜头无法使用的情况，另外由于摇臂的老旧，摄像师也需要将摇臂出现的问题及时反馈给技术负责，及时现场抢修。

　　我们趁演播室舞美改造的空暇对摇臂进行了的通话原理进行了研究，通过对其他机位的通话原理得知摇臂的通话是由伺服连接镜头控制的。

　　对于佳能镜头，有一个8口的模拟伺服接口，可以连接推拉手柄，我们在推拉手柄上有触发通话的按钮，所以可以想到，应该是简单地短路8个针脚中的2个就能触发通话。我们拿8口模拟的推拉手柄的公头，用万用表测量通话触发时短路的针脚，发现是E、F口，如图5。我们又用导线插在镜头伺服上的接口中，短接E、F，果然触发了通话。

　　图5 佳能模拟推拉手柄的公头接口

　　了解了触发的原理后，就算摇臂手柄上没有通话按键，我们都可以自己制作一个短路开关来触发。

　　摇臂手柄上的通话开关如图6。我们用万用表测量发现当拨动开关时，镜头远端对应E、F脚的两针未短路，可想而知，应该是中间某个接口处断路了，在确保远端针脚焊接正常后，我们采用远端短路近段测量的方法，一段一段对线缆进行测量，最终发现了断路接头，并打开后维修。如图7。

　　图6 通话按钮在手柄上位置

　　图7 查到的接头断路处

　　四．小结

　　由于频繁的拆装，我们摇臂各接头的磨损和针脚、针孔的松动、接触不良都比较明显，有时会出现不受控的现象，我们在网上成功找到占美摇臂接插件和针头针孔原装件。整套配件800元左右，我们计划在摇臂使用的淡季全部更新，相比购买占美成品，有效节约了成本。

　　我台技术上一贯坚持一人多用，一专多能的用人标准。我台摇臂维护人员不仅要熟练掌握摇臂的拍摄使用更要学会摇臂的维修维护。了解了原理，对维修维护就会得心应手。

　　年轻员工更是要勇于解决历史遗留问题，敢于承担风险。