专利名称：一种牵线木偶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种牵线木偶，其包括具有多个部件(segment)的形体，其中至少两个部件通过带有控制装置的操纵线连接，以及至少两个部件大体上为刚性的。
背景技术：
从现有技术水平已知有多种牵线木偶。专利文件US1，901，707公开了一种牵线木偶玩具，包括具有人体形状的形体，其由多个模制刚性部件组成，该多个刚性段与多条线绳连接，其中部件穿在线绳上并形成球
窝关节。专利文件US4，048，749公开了一种手操纵的木偶，其通过顶上的木偶线绳操作大体铰接的鸟的形体。多个发泡苯乙稀和布织的球被串在一起，以构成腿和躯体其带有多个人造毛皮的条带附着于躯体上，以及带有羽毛在头上。木偶的各部件可滑动地穿在线绳上，且与手和颈部连接，其沿悬垂曲线自由地排列。专利文件US4，425，388公开了一种模拟飞行的移动装置。根据该发明，可由塑料或类似的材料制造的任何各种不同的鸟、蝴蝶或相近的飞行生物，预先组合，并以这样的方式平衡，以当悬浮在气流中时，提供相同的生物飞行的现实复制。该装置具有鸟的形状，该鸟具有经由铰链附着的翼，铰链使每一翼可绕一枢转轴做旋转运动。其他包括刚性部件的牵线木偶方案在以下举例的专利文件中公开:US2，113，839、US6, 827，626、US2, 202，677、US2, 238，455、US2, 662，338、US3, 95，265、US4, 690，655 以及US5, 254，029。现有技术的牵线木偶的形体大体包括带有铰接肢的刚性部件，其中连接邻接部件的机构如线绳或关节为可见或掩蔽，例如通过牵线木偶的衣服。在形体的这种肢的其他方案中，肢为软的或由许多铰接的部件制成。通常它们沿着一悬垂曲线在与自然屈曲方向相反的方向排列，其中最为通常的是把一恰当的重块置于附带着操纵线的刚性脚部部件中。尽管这样的方案提供牵线木偶形体的有审美感的外观以及良好的移动能力，但他们未必能准确地反映其所描述的的动物的移动。另一方面，已知的能准确地反映他们真实原型的特质的牵线木偶设置有控制装置，其复杂并由此难以操作。通常，已知的牵线木偶在设计其形体的形状时，没有提供充分的自由度，由于为形体提供恰当移动能力的需要，其自由度受到严重限制。
发明内容
因此本发明的目的为，提供一种牵线木偶，与现有技术方案相比，其结构将实质上提高开发形体的新的以及原型的形状的自由度，此外这样的牵线木偶具有相对地简单的结构并更容易操纵。根据本发明，提供了如本文开始所述的牵线木偶，其中提供在至少一个活动部件之间的连接，所述活动部件与控制装置通过在操纵点从部件表面引出的操纵线连接，以及一相邻部件，包括在其中一个部件中凸起的接触面和在连接点从这些部件的表面引出的一连接机构，其中所述连接点相对彼此为可移置的，所述凸起的接触面的形心位置低于包括该表面的部件的连接点，且在预设的形体的自由悬垂位置(free overhang position),所述活动部件的连接点和该部件的操纵点之间的直线在部件的重心上方延伸。根据本发明，“自由悬垂位置”表示牵线木偶的一状态，其中其形体处于一预设的初始形态，在操纵线上自由地悬挂在空气中，而没有部件静置在任何支承面上，其中一控制装置定位在其主要的、在大多数情况下大体上水平的位置。根据本发明，术语“接触面”为一部件表面上的一组点，其中在这些部件之间的可能的相互移动的整个范围内，部件接触与其连接的相邻部件。根据本发明，术语“形心(centroid)”应该理解为一接触面的形状的几何中心。根据本发明，术语“操纵点”为一点，其中操纵线在该点从一部件的体积中引出，或为一点，一操纵线于该点连接到部件表面上。根据本发明，术语“连接点”意思为一点，其中连接机构在该点从一部件的体积中引出，或为一点，一连接机构于该点附着到部件表面上。术语“连接机构”应该理解为任何允许连接相邻部件的机构，例如线绳或链条，用这样的方式，它们的连接点相对彼此为可移置的。根据本发明，术语“活动部件”(active segment)表示单独与一个被动部件(passive segment)连接的最外的活动部件。在根据本发明的牵线木偶的一优选实施例中，在所述连接的其他部件上的接触面的形心位置低于包括该接触面的部件的连接点。牵线木偶的两个部件之间的所述连接优选地包括在其中一个部件上的凸起的接触面，以及所述连接的另一个部件的凹陷的接触面。至少一个活动部件的操纵线在一操纵点处从该部件的表面引出，该操纵点位置优选地位于穿过该部件的重心的垂直轴的周围。根据本发明，优选地至少一个活动部件可滑动地设置在一线绳上，并在形体的预设的自由悬垂位置挤压其相邻部件。优选地两个部件之间的连接包括一间隔部件(distancing element),其设置在这些部件之间的连接机构上。至少一个部件优选地包括两个轴向的管道，它们相对于线绳彼此交叉。在某些实施例中，优选地，形体的各部件中的至少一个设置有至少一个发声装置和/或发光装置和/或用于测录形体的周围环境的照相机，该形体优选地由操纵器控制。根据本发明的牵线木偶的形体优选地由一组零件装配而成，尤其是一组可以构成一机巧板(construction puzzle)的零件,特别地其中所述零件优选地通过可调整的摩擦连接来连接。根据其中一个优选实施例，牵线木偶形体包含至少一个作为木偶形体身躯的基体部件以及至少两个侧面部件，所述侧面部件与基体部件邻接并和一控制装置连接。所述侧面部件优选地为牵线木偶形体的腿部，并在基体部件和侧面部件之间优选地设置有线绳的一松动部分。
根据本发明的牵线木偶的侧面部件还可优选地为一牵线木偶形体的翼，其中基体部件与侧面部件在至少两个点通过线绳连接，并且侧面部件优选地可滑动地设置在该线绳上。根据本发明的方案，使在牵线木偶形体的具体部件之间的关节连接中产生的摩擦力减到最少。本发明由上述方案实现的效果为，在一自由悬垂位置，牵线木偶的各部件总是构成相同的由设计者预设的牵线木偶的形体，即，部件是通过重力自调准到一预设的悬垂位置。此外，通过施加微细的力作用于操纵线上，活动部件可以从已调准的预设的悬垂位置变位(组成事实上的不稳定平衡的机构)。根据本发明，连接结构能够盖住相邻部件之间的关节区域，从而使其从外表上看不见，造成该由多个分离的部件构成的牵线木偶形体形状完整的印象。大多数已知的牵线木偶，其具有的形体由形成低运动副的刚性部件组成，与此相t匕，根据本发明的牵线木偶的形体，其部件互连形成高运动副。与现有技术方案相比，根据本发明的牵线木偶给设计者提供相当大的开发其形体的新的和原始形状的自由度。本发明的方案特征为具有极好的运动特性，牵线木偶主要地是为儿童设计，即使是由一儿童使用简单普通的控制装置操纵，其极好的运动特性也使他们的动作非常自然且真正摹拟真实的动作。最后，根据本发明的方案能够使一牵线木偶快速和容易地折叠到静置位置(占据比工作位置少得多的空间)，并使其能置于恰当的容器内以便储藏和运输，以及快速和容易地把其从容器中拆取，以把其放到工作(自由悬垂)位置。
本发明的这些及其他目标和优点将结合附图，通过以下说明完全明晰，其中:图1为根据本发明的在自由悬垂位置的牵线木偶的第一示范性实施例的透视图；图2a为图1的根据本发明的牵线木偶的部件连接的第一示范性实施例的剖视图；图2b和2c所示为图2a的连接的头部部件变位的两个相反的末端位置的示意图；图3a为图1的根据本发明的牵线木偶的部件连接的第二示范性实施例的主视图；图3b所示为图3a的连接的腿部部件的操纵线未张紧的示意图；图3c所示为图3a的连接的一个腿部部件向上提高的示意图，以及图4a和4b所示分别为根据本发明的牵线木偶的第二实施例的透视示意图和侧视图。
具体实施例方式如图1所示，牵线木偶I包括多部件形体3，其在本实施例中具有恐龙的形态，以及控制装置2。控制装置2由塑性材料组成并具有四臂十字架状零件的形态，其在当前自由悬垂位置为水平朝向。形体3包括六个刚性塑料部件，分别为恐龙的头部31、颈部32、身躯33、尾部37和双腿35。部件31、33、35和37为活动部件，其在操纵点411、431、451、471连接有各自对应的操纵线41、43、45和47，而部件32为被动部件。一般地根据本发明，相邻活动部件之间的多个被动部件并不以任何方式受限制；也可以不使用被动部件。操纵线4的第二端连接到十字架状控制器2，其中操纵线41、45和47连接到控制器臂外端而操纵线43连接到控制器2的中心附近。牵线木偶I的部件经由根据本发明的具体的连接来连接，其示范的说明性的实施例在图2a-2c以及3a-3c中详细显不。图2a所示为由被动的颈部部件32分隔的两个活动部件31和33之间的连接的结构，其中所示的该结构对应在图1所示的自由悬垂位置。头部部件31、颈部部件32和身躯部件33可滑动地置于线绳41、5上，线绳41、5穿过这些部件中形成的贯通通道，其中与连接到控制装置的末端相对的线绳41、5的末端，通过在其端部固定或形成的闭塞元件412阻塞，以防被拉进身躯部件33的内部通道631、6312。在该连接的实施例中，在头部部件31顶面引出的线绳分段形成操纵线41，而该线绳的剩余长度形成连接线5，其连接头部部件31和颈部部件32以及连接颈部部件32和身躯部件33。连接一系列部件31、32、33的连接线5穿过部件内部的贯通通道61、62、631并在连接点51、521、522、531从它们的表面引出。头部部件31和身躯部件33的贯通通道61、631分别由成对的垂直交叉的通道611、612、6311、6312 形成。在附图中显示的两个连接的每一个包括两个对应的接触面71、721、722、731，其形心711、7211、7221、7311位置低于各自的位于这些接触面上的连接点51、521、522、531。根据本发明，该接触面包括牵线木偶形体的表面上的一组点，其中在这些部件之间的可能的相互移动的整个范围内，部件接触与其连接的相邻部件。例如在所示的牵线木偶实施例的剖视图的平面中，接触面71、721、722、731的包络圆周曲线的边界点为，如图2b和2c中所示的头部部件处于两个极端变位时的部件31、32、33之间的接触点。在所示的实施例中，活动部件31、33的接触面71、731为凸起的而被动部件32的接触面721、722为凹陷的。连接点51、521、522、531位于贯通通道61、62、631的出口内，贯通通道61、62、631位于接触面71、721、722、731上，线绳41、5的连接分段穿过贯通通道61、62、631并从部件31、32、33引出(由此根据本发明，该出口代表连接点)，连接点51、521、522、531分别置于形心 711、7211、7221、7311 的上方。连接到控制装置的操纵线分段41穿过头部部件31引出(由此根据本发明，该出口代表一操纵点)，头部部件31的通道61的出口 411置于贯穿头部部件31的重心311的垂
直轴上。身躯部件33的操纵线43的操纵点431也位于贯穿部件33的重心331的垂直轴上。在穿过一部件重心的垂直轴的周围定位一操纵点并不是本发明的必要特征，然而在某些实施例中，对于最外的活动部件也许是有益的，尤其是对于不接触地面且不传递形体重量的部件，例如头部、臂或翼。被动部件32的贯通通道62的出口构成接触面721上的连接点521，一间隔套环321作为该出口的边缘。在连接线5上的牵线木偶部件32、33之间，穿上以小串珠36形态的一可滑动的间隔部件。根据本发明，可选使用间隔元件比如间隔套环或可滑动的间隔串珠。对于活动部件31、33，他们的连接点51和操纵点411、连接点531和操纵点431之间的直线312、3321在这些部件的重心311、331上方延伸。部件贯通通道的内部的路线不是本发明的必要特征。然而有一关键的要求，一连接/操纵线在这些部件的表面引出，这些部件通过连接/操纵线在连接点连接，连接点位于部件之间连接的接触面的形心上方。图2b所示为，头部部件31在由它的操纵线41向上拉而升起之后的图2a的连接的结构。由于头部部件31的移动，被动的颈部部件32也变位了。如图所示，部件的对应的接触面彼此留有较大的距离，而操纵/连接线被拉紧为一类似直线的形态。图2c所示为，通过向下移置头部部件的操纵线41使头部部件31向下移动之后的图2a的连接的结构。与图2b相比，除了被动的颈部部件32的变位，额外地发生颈部部件32和身躯部件33之间以及颈部部件32和头部部件31之间的操纵/连接线的连接分段长度的明显的相当大的增加。图2a_2c所显示的每一示范的连接包括一个凸起的接触面和对应的一个凹陷的接触面。然而，应留意到，根据本发明的关键要求为，连接必须包括至少一个凸起的接触面而且该接触面的形心位置低于包含该连接表面的部件的连接点。一对应的接触面的形状和另一个部件上的连接点的位置，对于获得本发明有益的结果而言是无关紧要的。另一个连接表面可能是例如平面，然而，如果该表面的凹度能够隐匿连接的区域以制造形体完整性的印象，那么该表面的凹度是非常有益的。图3a显示了，图1所示的处于一自由悬垂位置的形体3的活动的身躯部件33和两个活动的腿部部件35之间的连接的结构。如图所示，每个腿部部件35经由连接线8连接到身躯部件33。连接线8的末端在连接点55处固定地附着到腿部部件35，且连接线8在连接点532处从身躯部件33的表面引出形成外部分段81，其在一自由悬垂位置下为相等的长度，以及在身躯部件33内形成一内部分段，其水平横向穿过贯通通道632。在该连接结构中，连接点55、532位于部件33、35的对应的接触面732、75的形心7321,751的上方。在该实施例中，与图2a_2c所示的连接相反的是，每一连接的接触面75、732均为凸起的。与图2a_2c的实施例相似的是，对于部件33、35的每一个，连接点532和操纵点431之间以及连接点55和操纵点451之间的直线3322,352在部件33,35的重心331,351上方延伸。在该实施例中，腿部部件35由两个通过可释放的摩擦连接354彼此连接的零件35a、35b 组成。根据本发明的牵线木偶的其他实施例，部件的零件组优选地设计为构成一机巧板。图3b和3c图示图2a_2c和图3的连接实施例之间的功能性区别。明显地，由于线8的末端到腿部部件35的一固定连接，腿部部件可传递身躯部件33的重量到地面上。在图3b中，图3a的结构(其所示为处于自由悬垂位置)显示为一立姿，操纵线43、45均不张紧(由波浪线表示)，而身躯部件33的重量通过连接线8的两个拉紧的连接分段81和腿部部件35传递到地面上。在图3c中，图3a的结构显示为迈出一步的中间阶段。右边腿部部件35通过向上拉其操纵线45离地升起。剩下的左边腿部部件35和身躯部件33的操纵线45、43不张紧，其中身躯部件33的全部重量通过连接线8的一个拉紧的左边连接分段81和左边第二个腿部部件35传递到地面上。图4a和4b所示为根据本发明的牵线木偶I’的第二实施例。牵线木偶形体3’代表一翼龙并包括四个活动部件，其包含头部部件31’、身躯部件33’和代表翼龙的翼的两个相似的侧面部件35’，以及一个被动的颈部部件32’。头部部件31’、颈部部件32’和身躯部件33’经由线绳5’连接，如同图2a_2c所示，以相似的方式构成连接，其中对应的接触面之间没有设置间隔部件(既没有间隔套环也没有间隔串珠)且对应的接触面直接互相接触。翼部件35’经由身躯部件33’的操纵线43’的第二连接线8’连接到身躯部件33’。身躯部件33’的操纵线43’实质上为一条线绳的终端段，该线绳的中间分段形成连接线8’，其穿过在身躯部件33’和翼部件35’内形成的恰当的贯通通道，以用于互相连接这些部件。部件33’、35’可滑动地置于连接线8’上。每一个翼部件35’设置有一个操纵线45’，其在操纵点451’处被固定到翼部件的顶面上，操纵点451’由贯通部件35’的重心351’的重心的直立轴确定，每一翼部件35’还包括对应连接线8’的两个通道651、652，其中通道651、652的每一个由两个彼此垂直的交叉分段构成。身躯部件33’设置有一大体上(轻微反手向的)垂直的贯通通道633，操纵线43’从上方引入到贯通通道633内。操纵线43’，下文作为连接线8’，穿过通道633的底部出口从身躯部件33’引出并进入左侧翼部件35’的后部通道652。在从左侧部件35’引出以后，连接分段8’经由身躯部件的横向水平的贯通634进入回到身躯部件33’。接着线绳引出到身躯部件33’外并相继穿过右侧翼部件35’的前部和后部通道651、652，然后通过垂直通道633的底部出口再一次引入到身躯部件33’，最后从身躯部件33’引出，作为连接到控制装置的第二操纵线43’。为了改善根据本发明的牵线木偶功能，他们的部件可以设置有一个或多个发声和/或发光装置，其优选地由操纵器操作和控制。其中一个部件还可以设置有照相机以测录外界环境，有益地该照相机也是由操纵器控制。上述本发明的实施例仅仅是示范的。附图并不一定地按照比例且某些特征可以放大或最小化。相关领域技术人员可理解，可对形式和细节进行多种变化而不违背本发明的精神和范围。然而这些及其他因素不应该被认为是限制本发明的精神，本发明想要的保护范围以附加的权利要求表明。
权利要求
1.一种牵线木偶，其包括具有多个部件的形体，其中至少两个部件通过带有控制装置的操纵线连接且至少两个部件大体上为刚性的，其特征在于，包括在至少一个活动部件(31、33、35、37)之间的连接，该活动部件与控制装置(2)通过在操纵点(411、431、451、471)从部件的表面引出的操纵线(41、43、45、47)连接，以及一相邻部件，该相邻部件包括: 在这些部件的其中一个上的凸起的接触面(71、731、75)和 在连接点(51、521、522、531、532、55)处从这些部件的表面引出的连接机构(5、81 )， 其中， 所述连接点(51、521、522、531、532、55)相对彼此为可移置的， 所述凸起的接触面(71、731、75)的形心(711、7311、751)位置低于包含该凸起的接触面(71、731、75)的部件的连接点(51、531、55)，以及 在形体(3)的预设的自由悬垂位置，所述活动部件(31、33、35)的连接点(51、531、532、55)和该部件的操纵点(411、431、451)之间的直线(312、3321、3322、352)在该部件的重心(311、331、351)上方延伸。
2.根据权利要求1所述的牵线木偶，其特征在于，在所述连接的另一部件的接触面(71、721、722、731、732、75)上的形心(711、7211、7221、7311、7321、751)位置低于包含该接触面的部件的连接点(51、521、522、531、532、55)。
3.根据权利要求 1或2所述的牵线木偶，其特征在于，两个部件(31、32、33、35、37)之间的连接包括: 在这些部件的其中一个上的凸起的接触面(71、731、75)， 该连接的另一个部件的凹陷的接触面(721、722、732)。
4.根据权利要求1或2或3所述的牵线木偶，其特征在于，至少一个活动部件(31、33、35’)的操纵线(41、43、45’)在操纵点(411、431、451’)处从该部件的表面引出，所述操纵点(411、431、451’)位于穿过该部件的重心(311、331、351’)的垂直轴的周围。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的牵线木偶，其特征在于，至少一个活动部件(31、35)可滑动地置于线绳(4)上，且在形体(3)的预设的自由悬垂位置挤压其相邻部件。
6.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，两个部件(31、32、33)之间的连接包括设置在这些部件之间的连接机构(5)上的间隔部件(321、36)。
7.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，至少一个部件(31、33)包括两个轴向的管道(611、612、6311、6312)，所述管道相对线绳(5)彼此交叉。
8.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，所述形体(3)的至少一个部件设置有至少一个发声装置，特别是一由操纵器控制的发声装置。
9.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，所述形体(3)的至少一个部件设置有至少一个发光装置，特别是一由操纵器控制的发光装置。
10.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，所述形体(3)的至少一个部件设置有至少一个照相机，以测录形体的外界环境。
11.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，所述形体(3)由一组零件装配而成，尤其是一组可以构成一机巧板的零件。
12.根据权利要求11所述的牵线木偶，其特征在于，所述零件(35a、35b)通过可调整的摩擦连接(354)连接。
13.根据前述权利要求任一项所述的牵线木偶，其特征在于，所述牵线木偶形体包含至少一个作为木偶形体身躯的基体部件以及至少两个与基体部件邻接并和控制装置(2)连接的侧面部件。
14.根据权利要求13所述的牵线木偶，其特征在于，所述各侧面部件(35)为牵线木偶形体(3)的腿部，并且在基体部件(33)和侧面部件(35)之间设置有线绳(81)的松动部分。
15.根据权利要求13所述的牵线木偶，其特征在于，所述各侧面部件(35’)为牵线木偶形体(3’)的翼，其中基体部件(33’)与所述侧面部件(35’)在至少两个点处通过线绳(8’)连接，并且所述侧面 部件(35’ )可滑动地置于线绳(8’ )上。
全文摘要
本发明涉及一种牵线木偶(1)，包括具有多个部件的形体(3)，其中至少两个部件(31、33、35、37)通过带有控制装置(2)的操纵线(41、43、45、47)连接且至少两个部件大体上为刚性的。为了改善牵线木偶相对现实物体的再现准确度，还使牵线木偶具有相对地简单的结构并更容易操纵，包括在至少一个活动部件(31、33、35、37)之间的连接，该活动部件与控制装置(2)通过在操纵点(411、431、451、471)处从该部件的表面引出的操纵线(41、43、45、47)连接，以及一相邻部件，其包括在这些部件的其中一个上的凸起的接触面(71、731、75)和在连接点(51、521、522、531、532、55)处从这些部件的表面引出的连接机构(5、81)，其相对彼此可移置。此外凸起的接触面(71、731、75)的形心(711、7311、751)位置低于包含该凸起的接触面(71、731、75)的部件的连接点(51、531、55)，以及在形体(3)的预设的自由悬垂位置，活动部件(31、33、35)的连接点(51、531、532、55)和该部件的操纵点(411、431、451)之间的直线(312、3321、3322、352)在该部件的重心(311、331、351)上方延伸。
文档编号A63J19/00GK103221102SQ201080068367
公开日2013年7月24日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者A·萨沃尼基 申请人:安杰伊·萨沃尼基顶级建筑设计公司