电视转播在汽车上的技术应用20160724.doc

电视转播在汽车上的技术应用申报职称：中级机械工程师申报人姓名：郭帅超申报人单位：航天新长征电动汽车技术有限公司论文专业：机械设计与制造 航天新长征电动汽车技术有限公司 郭帅超摘要：传统的电视转播是在现场录制节目，然后将录制好的源节目送至电视台中心进行编辑和后期加工，将编辑好的节目通过广播系统媒介播放给广大电视观众。随着经济和社会的发展，传统电视转播方式已不能满足需要，可移动的电视转播车就应运而生了。电视转播车是一种载有电视转播设备、执行电视转播任务的特种车辆，具有机动灵活、活动范围大等特点的车载小型“电视台”。它可以用于实况转播，在远离电视台中心进行现场摄录像、节目编辑工作，将制作好的视音频等节目信号通过微波设备或者卫星天线传送至电视台进行播放。也可将设备携带至现场进行摄制工作，并能即时向电视中心传送所录制的节目，进行现场转播。关键词：电视转播 电视转播车 折叠地板 翻折电视墙 技术应用引言20世纪30年代后期，法国生产了世界上第一辆电视转播车。经过几十年的发展，已被世界各国普遍采用。目前电视转播车已经有标清、高清、3D逐步推广至目前的4K模式，随着视音频技术和电子计算机技术的发展，现代电视转播车的设备配置日臻完善，功能也日益强大。摄像机越来越多地采用微电脑控制及全自动化调整，并可通过一个集中控制单元，一次调整多台摄像机。这些技术的运用，大大增强了通过电视转播车制作节目的能力和大大地缩短制作同样电视节目所需要的时间。1. 概述1.1 总体设计原则针对客户的实际情况，电视转播车系统设计原则是：符合实际需要，价格适中、功能齐全、质量指标高、布局合理、运行方便。电视转播车不同于普通的交通工具，它是在目前汽车底盘的基础上经过设计改装而成，它有着比普通汽车更严格的国家标准和企业标准，同时需要对车体进行单独的机动车检测和国家广电总局对通讯系统进行入网检测。同时由于是特种车辆，针对不同的客户有着不同的需求，设计和制造也有更多的特殊性和创新性。具体如下： 规范性：电视转播车辆改装后的最终状态、采购的各类设备均应符合国家相关标准； 先进性：系统设计和设备规格应完全符合行业技术规范和技术发展潮流，适应数字技术发展的要求。采用当今成熟、先进的技术及设备，在功能和性能方面体现出技术发展的先进性； 实用性：各项技术手段和功能应以满足转播需要为原则，操作和维护应简捷、方便、易用； 扩展性：在技术发展和业务增加时系统应具有扩展能力； 经济性：按照需求合理规划配置，确保系统中每一个环节的投入产出比例达到最佳的性能价格比，最大限度的有效利用资金。1.2. 总体布局方案设计电视转播车分为：直挂厢体式电视转播车、半挂厢体式电视转播车、厢货底盘式电视转播车等，根据用户的需求和预算合理选型，最终生产出达到用户满意的产品。下图为某电视台生产制造的半挂厢体式双侧拉大型转播车的俯视图，从前到后在车内依次分成三个区域，依次是音频区、导演区、技术区。该车最大限度的利用了车内空间，左右两侧的拉箱行程达到内嵌套拉箱的极限值，扩展行程1080mm；展开后整车宽度达到4.7mm，扩展率达到88%以上，工位数量可以扩展到25个以上，可以承接目前所有的大中型的电视节目录播工作。1.3 车辆地板形式创新设计以往大部分厂家设计的扩展式转播车的地板均采用的是抽拉式地板，如果是单侧拉车体的话一般是抽拉地板在固定地板下面，通过组合轴承与“U”型轨道的相对运动来实现侧拉箱体的扩展和回收。但是抽拉式地板的缺点是车内的地板不在同一个高度上，同时密封还比较难做一些，不但降低了整车的密封效果，同时也造成了空调能源损耗，对直播过程中的降低噪音要求也是一个很大的负面影响。这些问题还算可以解决，但是如果客户需要双侧拉的时候就遇到麻烦了，必须将固定地板做成可以升降形式的，车体合拢的时候是固定地板升起来的状态，侧拉箱的抽拉地板伸入到固定地板的下面，当箱体扩展使用的时候，需要先将箱体扩展开，然后再将车内的固定地板降下来。这种形式增加了设计和施工的难度，同时也增加了维护难度和成本，降低了车内的高度空间。鉴于之前的种种缺点和不足，在经过长期的理论计算和实践验证之后，首次在该车上使用了简式的折叠地板形式，通过合理的布局动轨和静轨位置，实现了折叠地板无地板骨架的新形式，并且开发出来了新的接口型材。通过在该车上的实践应用和检验得知，该方法简单实用可靠，不但降低了成本，同时也减小了施工难度和日后的维修维护费用，得到了客户和同行业的一致认可。同时该项新型技术已经申请了实用新型专利，并且颁发了专利证书。希望这项新技术可以得到更多的应用和推广，为电视转播车行业做出新的更多的贡献。1.4 拉箱传动形式设计常规的电视转播车的拉箱扩展形式均是采用自制塔轮和轨道的形式，通过电机和齿轮齿条输送动力来实现拉箱的扩展与回收的，但是这种形式的成本高，加工制造的误差较大，同时施工的难度也比较大。在参考了手动升降叉车等其它设备的结构使用原理之后，我们采用了购买成品的组合轴承和轨道的形式来是实现拉箱的扩展与回收动作，并且将电力驱动拉箱扩展变更为采用液压推动拉箱的扩展与回收来减小电动机运转时候的噪音大问题。通过本次革新之后拉箱的运行更加平稳，噪音更小，得到了更好的用户体验和普遍认同。1.5 电视墙的翻折设计常规电视转播车的电视墙结构形式为固定形式，这样如果需要检修的话就必须在电视墙背后对应的车侧壁上开出检修门用来安装监视器和检修监视器用。但是这样的话就影响了整车外观的统一性和美观性，同时增加了设计和施工的成本，也造成了资源的浪费。多开一扇门就多了一个漏水点，所以在想到更好的方案时候必须摒弃这种传统的检修方式。在看到车门使用气弹簧支撑起来的启发后就想为什么不可以把电视墙也做成可以上翻检修的形式呢？于是就诞生了可以上翻形式的电视墙，在经过理论计算和实践验证之后达到了预期的效果，在可以有效地解决了监视器设备的检修之后也实现了车体上不开很多检修门的方案，可以说是关于电视转播车电视墙设计上的一个技术创新。1.6 内饰设计电视转播车的内饰设计需要根据用户的具体使用环境相搭配，一般内饰以蓝灰色为基本主色调，整车内部天花板和车内侧壁颜色颜色较浅，地板使用灰色，从上至下由浅至深共同构造一个视觉舒适、美观大方的乘车与工作环境。需要充分考虑工作人员的感受，设计的内饰既高端大气上档次也要充分考虑实用性和适用性，充分发挥内饰设计对电视转播工作的促进作用。1.7 减震设计车载环境中，路面的不平整度会引起各种设备的上下、前后、左右多方向的振动，包括发电机组、空调、风机在内的各有源设备工作时的自主振动也会影响到设备。所以，在机架选型与布局时，均考虑以下几点： 对机柜内设备进行减震，方法就是增大刚度，提高其固有频率； 机架多采用框架结构，从结构稳定性、整体性、可靠性等多方面进行结构设计； 设备布局时合理布置受力点，合理分布载荷，防止耦联振动，减小集中应力； 采用螺纹紧固剂、防松垫圈、防松螺母等措施可有效防止螺栓联接松脱。选用BE型低频复合橡胶减振器对机柜进行整体减震。它由金属与橡胶复合制成，金属表面全部包覆橡胶，能防止金属锈蚀，产品固有频率低，阻尼比适宜，横向刚度高于垂向刚度，适用平置，倒置及侧挂等多种安装形式。1.8 降噪设计电视转播车不同于普通的货车和客车，其对降噪方面有相当高的要求，因为电视转播过程基本都是在车内进行的，导演和调音师需要一个相对安静的工作环境。在进行布局设计和结构设计时充分考虑到各个噪声源的影响，从贴覆隔音材料，阻断噪声源的噪声传播等几个方面有效降低噪声对创造良好工作环境的影响。主要从以下两个方面来考虑降噪：车体降噪在厢货的外蒙皮的内表面贴覆40mm厚的消音隔热棉，吸音材料其能够吸音主要是因为其多孔性，当声波进入孔隙，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维的振动，由于摩擦和粘滞阻力，使相当一部分声能被转化为热吸收掉。图 1 车体消音隔热棉示意车内设备降噪电视转播车内配备了车载电空调，有效的降低了车厢内的温度，保证机柜内的转播设备可以在环境温度较高的情况下正常工作，减少设备因外部环境温度变化而调整自身散热系统工作时产生的噪音。1.9 供配电系统为了满足现场直播功能，提供良好的工作环境，保证用电设备的安全，在市电接入转播设备系统之前，增加隔离变压器。为提高转播设备的可靠性，配备在线式UPS保护。供电系统的设计符合GB9378-88 配电系统设计标准国家标准。 在实际耗电量计算值的基础上预留50%的安全保险系数； 设有稳压/非稳压电源倒换； 设有在线式UPS供电； 强化防静电效果 ； 等电位接地。整个供电系统的设计方案分为供电输入、应急供电、供电隔离、配电、供电监测等部分。市电供电通过外接电源接口，利用电源线，在驻车时可从市政380V供电口处，将市电接入电视转播车。三相电首先接入隔离变压器，市电通过隔离变压器后转为单相电分别接入一台稳压器及一台UPS，保证设备端用电的纯净、稳定。发电机供电需要直播功能的电视转播车还需要配备一台静音发电机组，输出三相电压，根据客户实际需要功率选择合适的静音发电机组。UPS应急供电电视转播车不同于普通车辆，必须保证节目录制的连续性不间断性，这时候就必须配备在线式UPS电源。UPS利用蓄电池组，在不采用市电和发电机的情况下，或者市电和发电机组故障状态下，可以单独向后端设备供电，维持至少15分钟的应急供电，并可根据需要，增加蓄电池组，延长应急供电时间。2 系统集成设备应用2.1摄像机电视转播车上的摄像机是按照不同的制作要求配备的，根据导演的意图,摄像机安置在现场不同的位置，摄像机输出的电视信号通过摄像机视音频电缆传送到转播车上。2.2 视频切换器具有多路电视信号输入和一路以上输出，可以对两路或者两路以上的视频信号进行多层次画面的特技组合，以供导演进行有选择的切换选择，最终呈现给观众最好的画面。2.3微波发射设备经切换器输出的信号，通过视音频电缆送给架设在制高点上的微波发射机，微波发射机将电视信号调制后，由微波发射天线将电波直接发射给架在电视中心楼顶上的微波接收设备，经解调后的信号送给电视播出中心。2.4录像机切换输出的信号同样也送给录像机，它可以对节目进行不间断的录制，并能进行各种现场编辑工作。在体育节目转播中配备的慢动作控制器，可以遥控录像机进行慢动作重放。2.5同步机产生各种定时和基准信号，使各电视设备的扫描系统同步地进行工作。2.6音响设备包括传声器、调音台、录音机、音频插口板、音频分配器等。现场的节目声，由传声器转变成电信号，然后通过音频电缆送到转播车。3 结论通过合理改变和设计新颖的电视转播车的地板形式、拉箱传动形式和电视墙的检修形式，可以有效地提升产品在行业中的核心竞争力。同时在设计过程中充分利用原底盘优势，并在改装过程中加以合理利用，使之与改装部分有机结合，实现更优的使用性能，满足用户多样化的使用要求