一种机械科技艺术作品的制作方法

本发明涉及一种机械科技艺术品，具体涉及一种以空间六杆机构为基础的，通过利用部件的翻滚和摇摆的动作和部件的外形设计来模仿蝴蝶在空中飞舞的将机械科技与艺术结合的艺术品。

背景技术：

本文中的机械科技艺术作品以schatz机构为基础，schatz机构是典型的单闭链空间六杆6r机构。根据schatz机构的单自由度的特点，仅使用一个电机即可驱动整个机构运动。此外，由于该杆件在空间的运动方式的特点，在日常生活中的各个领域都有很广泛的应用潜力。例如，中铝公司郑州研究院的平东涛研制的xpd型三维运动混合机，通过将schatz机构应用在物料混合机上，利用其杆件在空间运动的特点，极大地提高了物料的混合效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：

一般来说schatz机构多用于工业中的物料混合；而艺术作品多为静态作品，不能通过运动来表达艺术内涵。此外，现有的大部分艺术作品在艺术表现形式上较为单一，没有使用多种的艺术表现形式。本发明在schatz机构的基础上，设计一种机械科技艺术作品，利用其部件在空间翻滚的特点，将其外形设计为两只蝴蝶，当艺术品工作时，该部件外形为两只飞舞的蝴蝶，并且综合应用光影效果使其工作时投射在背景上的影子为一只飞舞的蝴蝶。此外，艺术作品中蝴蝶煽动翅膀的快慢可以根据背景音乐节奏的变化而变化。

本发明的技术方案：

一种机械科技艺术品，其特征在于：基于空间闭链连杆机构schatz机构，由机架，驱动杆，第一辅助杆，展示杆，第二辅助杆、传动杆组成、控制开关和总开关组成；

所述的机架为中空的盒子；机架正面的驱动安装端1-a设有用于安装驱动杆转动轴的轴孔和用于螺栓连接的四个安装孔，机架杆的正面上的传动安装端1-b设有用于安装传动杆转动轴的轴孔和用于螺栓连接的三个安装孔；机架正面的设有总开关的安装孔1-c和控制开关的安装孔1-d；

所述的驱动杆2-b处设有机架安装孔，2-a端设有用于安装第一辅助杆的通孔；

所述的第一辅助杆的一端设有用于安装驱动杆的第一通孔3-a和第二通孔3-b，第一辅助杆的另一端设有第三通孔3-c，第一通孔3-a和第二通孔3-b同轴，第一通孔3-a与第二通孔3-b和第三通孔5-c的轴线在空间交错垂直；

第二辅助杆与第一辅助杆结构尺寸相同；

所述的展示杆的一端设有用于安装第一辅助杆的第一通孔4-a，展示杆的另一端设有安装第二辅助杆的第二通孔4-b，第一通孔4-a与第二通孔4-b轴线在空间交错垂直；

所述的传动杆，第二辅助杆通过6-a处的安装孔与传动杆相连，6-b端设有用于与机架安装的通孔；

构成机构的零件连接方式：

驱动杆的转动轴安装在机架的驱动安装端1-a用于安装驱动杆安装孔中，并通过四个安装孔用螺钉进行固定；传动杆转动轴安装在机架的传动安装端1-b用于安装传动杆安装孔中，并通过三个安装孔用螺钉进行固定；总开关通过螺纹连接安装在机架的安装孔1-c中；控制开关通过螺纹连接安装在机架的安装孔1-d中；

将驱动杆的2-a端的通孔与第一辅助杆的第一通孔3-a和第二通孔3-b之间，并使其孔对齐，用螺丝钉按顺序穿过第一辅助杆的第一通孔3-a、驱动杆的2-a端的通孔和第一辅助杆的第二通孔3-b，并通过螺母进行轴向固定；

将第一辅助杆的第三通孔3-c与展示杆的第一通孔4-a对齐，用螺丝钉按顺序插入第一辅助杆的第三通孔3-c和展示杆的第一通孔4-a，并用螺母进行轴向固定；第二驱动杆和展示杆的安装方式与第一辅助杆和展示杆的安装方式相同；

将传动杆的6-a端的通孔与第二辅助杆的第一通孔5-a和第二通孔5-b之间，并使其孔对齐，用螺丝钉按顺序穿过第二辅助杆的第一通孔5-a、传动杆的6-a端的通孔和第二辅助杆的第二通孔5-b，并通过螺母进行轴向固定；

用于制作机架的材料是多种类型的，如木头、有机玻璃、合成树脂、合成碳纤维、镁合金或钛合等；其外形也是多种模样的，如盒子、乐器、机械臂或机器人等。

本发明的有益效果：

本发明所述的机械科技艺术作品以schatz机构为机械基础，结合声音、光线组合而成的艺术作品。在机械专业方面，拓宽了机械机构的使用场景，并且为其增加了艺术内涵。

附图说明

图1机械科技艺术品装配原理图

图2机架结构图

图3驱动杆结构图

图4第一辅助杆结构图

图5展示杆结构图

图6传动杆结构图

图7机架、驱动杆、传动杆、第一辅助杆、第二辅助杆、总开关和控制开关连接示意图

图8驱动杆和第一辅助杆连接示意图

图9第一辅助杆和展示杆连接示意图

图10从动杆和第二辅助杆连接示意图

图11机械艺术作品动作示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

机械科技艺术品，如图1所示，基于空间闭链连杆机构schatz机构，由机架(1)，驱动杆(2)，第一辅助杆(3)，展示杆(4)，第二辅助杆(5)、传动杆(6)、总开关(7)和控制开关(8)组成。

如图2所示，机架(1)为中空的盒子；机架(1)的正面的驱动安装端(1-a)设有用于安装驱动杆(2)转动轴的轴孔和用于螺栓连接的四个安装孔，机架杆(1)的正面上的传动安装端(1-b)设有用于安装传动杆(6)转动轴的轴孔和用于螺栓连接的三个安装孔；机架(1)正面的设有总开关(7)的安装孔(1-c)和控制开关(8)的安装孔(1-d)。

如图3所示，驱动杆(2)的(2-b)处设有机架安装孔，(2-a)端设有用于安装第一辅助杆(3)的通孔。

如图4所示，第一辅助杆(3)的一端设有用于安装驱动杆(2)的第一通孔(3-a)和第二通孔(3-b)，第一辅助杆(3)的另一端设有第三通孔(3-c)，第一通孔(3-a)和第二通孔(3-b)同轴，第一通孔(3-a)与第二通孔(3-b)和第三通孔(5-c)的轴线在空间交错垂直；第二辅助杆(5)与第一辅助杆(5)的结构尺寸相同。

如图5所示，展示杆(4)的一端设有用于安装第一辅助杆(3)的第一通孔(4-a)，展示杆(4)的另一端设有安装第二辅助杆(5)的第二通孔(4-b)，第一通孔(4-a)与第二通孔(4-b)轴线在空间交错垂直。

如图6所示，传动杆(6)，第二辅助杆通过(6-a)处的安装孔与传动杆(6)相连，(6-b)端设有用于与机架机架(1)安装的通孔。

如图7所示，驱动杆(2)输出轴安装在机架(1)的驱动安装端(1-a)用于安装驱动杆(2)安装孔中，并通过四个安装孔用螺钉进行固定；传动杆(6)转动轴安装在机架(1)的传动安装端(1-b)用于安装传动杆(6)安装孔中，并通过三个安装孔用螺钉进行固定；总开关(7)通过螺纹连接安装在机架(1)的安装孔(1-c)中；控制开关(8)通过螺纹连接安装在机架(1)的安装孔(1-d)中。

如图8所示，将驱动杆(2)的(2-a)端的通孔与第一辅助杆(3)的第一通孔(3-a)和第二通孔(3-b)之间，并使其孔对齐，用螺丝钉按顺序穿过第一辅助杆(3)的第一通孔(3-a)、驱动杆(2)的(2-a)端的通孔和第一辅助杆(3)的第二通孔(3-b)，并通过螺母进行轴向固定。

如图9所示，将第一辅助杆(3)的第三通孔(3-c)与展示杆(4)的第一通孔(4-a)对齐，用螺丝钉按顺序插入第一辅助杆(3)的第三通孔(3-c)和展示杆(4)的第一通孔(4-a)，并用螺母进行轴向固定；第二驱动杆(5)和展示杆(4)的安装方式与第一辅助杆(3)和展示杆(4)的安装方式相同。

如图10所示，将传动杆(6)的(6-a)端的通孔与第二辅助杆(5)的第一通孔(5-a)和第二通孔(5-b)之间，并使其孔对齐，用螺丝钉按顺序穿过第二辅助杆(5)的第一通孔(5-a)、传动杆(6)的(6-a)端的通孔和第二辅助杆(5)的第二通孔(5-b)，并通过螺母进行轴向固定。

具体的使用方法：

机械科技艺术品，首先可以实现模拟两只蝴蝶在空中飞舞的动作；其次，通过聚光将展示杆的影子投射在平面上可以模拟一只蝴蝶在空中飞舞的动作。

如图11所示，机械科技艺术品实现单个动作循环的步骤如下：

图11(a)所示为机械科技艺术品所处的初始状态，若用聚光灯从正面照射，其在投影面上的投影为一只展翅的蝴蝶。驱动杆(2)正向驱动，使各个零件到达图11(b)所示状态，从正面看，展示杆(4)为一只蝴蝶。电机继续正向旋转，各个零件达到如图11(c)所示的中间状态，若用聚光灯从正面照射，其在投影面上的投影为一只展翅的蝴蝶。电机继续正向旋转，到达图11(d)所示的状态，从正面看，展示杆(4)为一只蝴蝶。电机继续正向旋转，机械科技艺术品依次达到图11(e)、图11(f)、图11(g)和图11(h)所示状态，至此完成了完整的动作。从正面看，展示杆分别呈现出两只相继出现的蝴蝶，若用聚光灯从正面照射，其在投影面上的影像为一只上下翻飞的蝴蝶。