专利名称：可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及表演娱乐性机械提线木偶玩具，特别涉及可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具。
背景技术：
提线木偶戏，又名“吊线子戏”，是一种古老而珍稀的传统民间戏曲形式，也是中国传统文化光辉而重要的组成部分。目前，传统提线木偶的表演主要由尚健在的为数不多的表演艺人完成。然而，一方面现代文明的冲击，使得传统提线木偶的受众规模不断减少，另一方面，由于提线木偶戏的
表演对艺人有着相当高的技术要求，要用十几根乃至数十根提线操纵木偶，必须手脚灵活、动作娴熟，不仅手上功夫绝妙高超，艺人的身体也必须贴合木偶及音乐做出动作，关键时刻还需口、手、躯干、脚并用，表演复杂，完成动作难度高，表演者本身负担重，这使得技术的传承上存在较大困难。为了传承和推广木偶艺术，已有用步进电机或伺服电机操控木偶的尝试，但其结构单调，实现动作方式单一，加之程序控制本身的高要求和不可观性，使得其观赏性很低；而且由于其结构的限制，舞台的布局也并不美观；另外，其单一的娱乐模式，也明显限制了其可玩性。综上其不能完成传承和推广提线木偶这一中国传统艺术形式的目标。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，通过机电一体化控制，使提线木偶的控制更加简单，能够实现普通人表演提线木偶戏，且具有很强的观赏性。为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，包括前开放式的舞台基座1，舞台基座I上有可更换的幕布切换机构10，传统的提线人物木偶或动物木偶2位于舞台基座I上方，木偶2接有实现木偶水平面内自由移动的极坐标式行走模块7、实现木偶转向动作的转向模块9、实现手臂上下提降动作的手臂升降模块8、实现手臂左右平动的手臂平动模块3、实现手臂震颤动作的震颤模块6、实现脚部提落动作的踢腿模块4以及补偿转向提线长度变化的自协调模块5。所述的转向模块9，包括A电机11，A电机11和A齿轮12同轴相连，与A齿轮12相啮合的B齿轮13和A蜗杆14同轴相连，与A蜗杆14相啮合的A蜗轮15和C齿轮16同轴固连，C齿轮16、2个F齿轮18、D齿轮19分别固定于四连杆结构的四顶点上，并由A链条17环绕连接，D齿轮19和E齿轮20同轴固连，E齿轮20、G齿轮22由B链条21环绕连接，木偶左肩提线23和木偶右肩提线24分别一端固定于G齿轮22，另一端连接木偶2的左肩和右肩部位。所述的行走模块7，包括B电机28，B电机28与I齿轮31同轴固连，I齿轮31与H齿轮30之间由链条连接，H齿轮30与B蜗杆29同轴固连，B蜗杆29与B蜗轮32相啮合；同时C电机35与J齿轮34同轴固连，与J齿轮34相啮合的K齿轮33与A丝杠36同轴固连，A丝杠36与A螺母27构成丝杠螺母结构，A螺母27与悬挂木偶结构25固定相连。所述的手臂升降模块8，包括D电机39，D电机39与L齿轮38相连，L齿轮38与卷线器37相连，卷线器37弓I出木偶右手臂竖直提线40，通过A滑轮41、A连杆42和A过线孔43与木偶2手臂相连；E电机44和A过线孔43固连，可以实现小范围的手臂前后运动。所述的手臂平动模块3，包括F电机47，F电机47与M齿轮46连接，与M齿轮46相啮合的N齿轮45与B丝杠48同轴固连，B丝杠48与B螺母50构成丝杠螺母，B螺母50与齿条机构51固连，齿条结构51与前伸结构56相连，卡线机构53与G电机52固连，平衡提线55 —端连接前伸结构56，另一端通过B滑轮54连接A重物60 ;木偶左手臂水平提线57 一端与木偶2手臂相连，另一端通过C滑轮58、A滑轮组59及卡线机构53与B重物61相连。所述的卡线机构53包括H电机62，H电机62与齿轮组63相连以驱动齿轮组63，齿轮组63与丝杠螺母66同轴相连,丝杠螺母66通过连杆连接A卡线结构64和B卡线结构65，木偶左手臂水平提线57穿过卡线机构53。所述的踢腿模块4包括I电机70，I电机70与O齿轮71相连，与O齿轮71相啮合的齿条67与木偶左腿提线69 —端相连，齿条67滑动连接在导轨结构68，木偶左腿提线69另一端接木偶2的脚部。所述的自协调模块5包括P齿轮77，P齿轮77与C丝杠78同轴相连，C丝杠78与C螺母79构成丝杠螺母结构，C螺母79与B连杆72相连，B连杆72则与C连杆73相连，C连杆73、D连杆74、E连杆75、F连杆76共同构成平行四连杆结构，控制木偶左右手竖直提线的卷线器37与D连杆74固连。所述的震颤模块6包括轮盘82，轮盘82与D滑轮81组成凸轮结构，J电机83与该结构的轮盘82相连，木偶左手臂竖直提线80经过震颤模块6。本实用新型的优点在于1)能够满足提线木偶的三位空间复杂运动控制，实现普通人操作木偶表演，帮助传承经典的提线木偶艺术形式；2)能够通过更换提线木偶人物以及不与配乐曲牌表演京剧、秦腔、昆曲、黄梅戏等不与曲艺形式；3)填补了“机电一曲艺一木偶”这一领域的空白，将现代机电系统与戏曲、提线木偶两种传统的艺术形式巧妙结合，用现代诠释传统，而复杂多变的机械结构配合传统经典的木偶动作，极具视觉冲击力；4)提线木偶的各个模块分别有独立的动力源进行驱动，互不干扰，控制简单；5)通过设置连杆机构、自动卡线机构、自协调模块来消除转向、行走动作对各提线的干扰，使提线木偶的动作和操纵具有很强的准确性
图I为本实用新型的轴测图。图2为本实用新型转向模块放大轴测图。图3为本实用新型行走模块放大轴测图。图4为本实用新型手臂升降模块放大轴测图。图5为本实用新型手臂平动模块放大轴测图。[0022]图6为本实用新型手臂平动模块中卡线机构放大轴测图。图7为本实用新型踢腿模块放大轴测图。图8为本实用新型自协调模块放大轴测图。图9为本实用新型震颤模块放大轴测图。图10为本实用新型的主视图。图11为本实用新型未安装木偶时的俯视图。图12为本实用新型未安装木偶时的的左视图。
具体实施方式
·
以下结合附图，对本实用新型作进一步详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不是限制本实用新型的范围。如图I所示，可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，包括前开放式的舞台基座I、传统的提线人物木偶或动物木偶2、可更换的幕布切换机构10、实现木偶水平面内自由移动的极坐标式行走模块7、实现木偶转向动作的转向模块9、实现手臂上下提降动作的手臂升降模块8、实现手臂左右平动的手臂平动模块3、实现手臂震颤动作的震颤模块6、实现脚部提落动作的踢腿模块4、补偿转向提线长度变化的自协调模块5、以及3个同总控制器相连的遥控娱乐手柄，在上述行走模块7、转向模块9、手臂升降模块8、手臂平动模块3、震颤模块6、踢腿模块4以及自协调模块5均与所述总控制器相连。如图2所示，所述的转向模块9，包括A电机11，A电机11和A齿轮12同轴相连，与A齿轮12相啮合的B齿轮13和A蜗杆14同轴相连，与A蜗杆14相啮合的蜗轮15和C齿轮16同轴固连，C齿轮16、2个F齿轮18、D齿轮19分别固定于四连杆结构的四顶点上，并由A链条17环绕连接，D齿轮19和E齿轮20同轴固连，E齿轮20、G齿轮22由B链条21环绕连接，木偶左肩提线23和木偶右肩提线24分别一端固定于G齿轮22，另一端连接木偶2的左肩和右肩部位。由C齿轮16、2个F齿轮18、D齿轮19及固定连杆组成的四连杆结构，能够保证四连杆形状变化而A链条17总长不变。转向模块9能够实现木偶的转向功能。如图3所示，所述的行走模块7，包括B电机28，B电机28与I齿轮31同轴固连，I齿轮31与H齿轮30之间由链条连接，H齿轮30与B蜗杆29同轴固连，B蜗杆29与B蜗轮32相啮合，上述机构能够实现木偶横向移动；同时C电机35与J齿轮34同轴固连，与J齿轮34相啮合的K齿轮33与A丝杠36同轴固连，A丝杠36与A螺母27构成丝杠螺母结构，A螺母27与悬挂木偶结构25固定相连，可沿A固定导轨26前后移动，上述机构能够实现木偶前后移动。该模块能够实现木偶的前后左右移动。如图4所示，所述的手臂升降模块8，包括D电机39，D电机39与L齿轮38相连，L齿轮38与卷线器37相连，带动其运动，A连杆42能够保证通过它的提线40在木偶前后移动过程中长度不变，卷线器37弓丨出木偶右手臂竖直提线40，通过A滑轮41、A连杆42和A过线孔43与木偶2手臂相连；E电机44和A过线孔43固连，可以实现小范围的手臂前后运动。该模块能够实现控制木偶手臂上下前后运动，而不影响其他模块功能。如图5所示，所述的手臂平动模块3，包括F电机47，F电机47与M齿轮46连接，与M齿轮46相啮合的N齿轮45与B丝杠48同轴固连，B丝杠48与B螺母50构成丝杠螺母，B螺母50与齿条机构51固连，使得齿条机构51可沿B固定导轨49移动，齿条结构51与前伸结构56相连，卡线机构53与G电机52固连，可以沿齿条51水平运动；为消减结构自身重力产生的变形，用平衡提线55—端连接前伸结构56，另一端通过B滑轮54连接A重物60 ;木偶左手臂水平提线57 —端与木偶2手臂相连，另一端通过C滑轮58、A滑轮组59及卡线机构53与B重物61相连。该模块可以实现控制木偶手臂在需要的时刻左右运动，与时又不影响其他模块功能。如图6所示，所述的卡线机构53包括H电机62，H电机62与齿轮组63相连，驱动齿轮组63，齿轮组63与丝杠螺母66同轴相连，丝杠螺母66通过连杆连接A卡线结构64和 B卡线结构65，木偶左手臂水平提线57穿过卡线机构53，由丝杠螺母66带动卡线结构64、65通过开闭完成卡线动作。如图7所示，所述的踢腿模块4包括I电机70，I电机70与O齿轮71相连，与O齿轮71相啮合的齿条67与木偶左腿提线69 —端相连，齿条67滑动连接在导轨结构68，可沿固定导轨结构68运动，木偶左腿提线69另一端接木偶2的脚部。该模块可以实现提线木偶提腿、落腿功能，而不影响其他功能。如图8所示，所述的自协调模块5包括P齿轮77，P齿轮77与C丝杠78同轴相连，C丝杠78与C螺母79构成丝杠螺母结构，C螺母79与B连杆72相连，B连杆72则与C连杆73相连，C连杆73、D连杆74、E连杆75、F连杆76共同构成平行四连杆结构。控制木偶左右手竖直提线的卷线器37与D连杆74固连。该模块可以通过自身的形变补偿转向提线长度变化。如图9所示，所述的震颤模块6包括轮盘82，轮盘82与D滑轮81组成凸轮结构，J电机83与该结构的轮盘82相连，木偶左手臂竖直提线80经B过线孔84、D滑轮80和A滑轮41，与左臂卷线器相连。该模块可以实现手臂的震颤动作。本实用新型的工作原理为所述的转向模块9中，A电机11带动A齿轮12转动，齿轮12通过啮合带动B齿轮13和A蜗杆14转动，A蜗杆14与A蜗轮15的配合使A蜗轮15转动，A蜗轮15和C齿轮16同轴转动，C齿轮16与F齿轮18通过链传动带动D齿轮19转动，D齿轮19和E齿轮20同轴转动，E齿轮20和G齿轮22通过链传动使齿轮22转动，G齿轮22的转动带动木偶左肩提线23和木偶右肩提线24转动，木偶左肩提线23和木偶右肩提线24固连在木偶的两肩上而使木偶转向。所述的行走模块7中，包括B电机28带动同轴I齿轮31转动，I齿轮31通过链传动带动H齿轮30和与H齿轮30同轴的B蜗杆29转动，B蜗杆29与底座上的B蜗轮32啮合使蜗轮转动，B蜗轮32带动头部机架转动而实现木偶的左右行走功能；与时包括C电机35与J齿轮34同轴固连，K齿轮33与A丝杠36同轴固连，A螺母27与悬挂木偶结构25固定相连，可沿A固定导轨26前后移动，上述机构能够实现木偶前后移动。该模块能够实现木偶的前后左右移动。所述的手臂升降模块8中，D电机39通过L齿轮38驱动卷线器37，完成对提线的收放过程。所述的手臂平动模块3，包括两个驱动过程(-)当不需要拉动木偶左手臂水平提线57时，卡线机构53处于初始闭合状态，此时由于末端悬挂B重物61，木偶左手臂水平提线57能够始终处于紧绷状态，此时F电机47通过M齿轮46、N齿轮45传动，驱动B丝杠48转动，从而使B螺母50、齿条机构51和前伸结构56能够整体上升或下降，同时A重物60相应的下降或上升；㈡当需要拉动木偶左手臂水平提线57时，H电机62驱动齿轮组63，进而驱动丝杠螺母结构66,带动A卡线结构64、B卡线结构65完成卡线动作，而后G电机52通过齿轮箱，实现卡线机构左右拉动提线。所述的踢腿模块4中，I电机70驱动O齿轮71，带动齿条67沿固定导轨结构68运动，从而拉动木偶左腿提线69。所述的自协调模块5中，电机通过驱动P齿轮77带动C丝杠78，使得C螺母79左右拉动B连杆72相连，进而使得C连杆73、D连杆74、E连杆75、F连杆76共与构成平行四连杆结构发生形状变化，完成补偿过程。所述的震颤模块6中，J电机83驱动凸轮结构，拨动木偶左手臂竖直提线80，实现手臂的震颤动作。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创意和技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。图中1、前开放式的舞台基座；2、木偶；3、手臂平动模块；4、踢腿模块；5、自协调模块；6、震颤模块；7、行走模块；8、手臂升降模块；9、转向模块；10、可更换的幕布切换机构；11、A电机；12、A齿轮；13、B齿轮；14、A蜗杆；15、A蜗轮；16、C齿轮；17、A链条；18、F齿轮；19、D齿轮；20、E齿轮；21、B链条；22、G齿轮；23、木偶左肩提线；24、木偶右肩提线；25、悬挂木偶结构；26、A固定导轨；27、A螺母；28、B电机；29、B蜗杆；30、H齿轮；31、I齿轮；32、B蜗轮；33、K齿轮；34、J齿轮；35、C电机；36、A丝杠；37、卷线器；38、L齿轮；39、D电机；40、木偶右手臂竖直提线；41、A滑轮；42、A连杆；43、A过线孔；44、E电机；45、N齿轮；46、M齿轮；47、F电机；48、B丝杠；49、B固定导轨；50、B螺母；51、齿条机构；52、G电机；53、卡线机构；54、B滑轮；55、平衡提线；56、前伸结构；57、木偶左手臂水平提线；58、C滑轮；59、A滑轮组；60、A重物；61、B重物；62、H电机；63、齿轮组；64、A卡线结构；65、B卡线结构；66、丝杠螺母；67、齿条；68、导轨结构；69、木偶左腿提线；70、1电机；71、0齿轮；72、B连杆；73、C连杆；74、D连杆；75、E连杆；76、F连杆；77、P齿轮；78、C丝杠；79、C螺母；80、木偶左手臂竖直提线；81、D滑轮；82、轮盘；83、J电机；84、B过线孔。
权利要求1.可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于包括前开放式的舞台基座(I )，舞台基座(I)上有可更换的幕布切换机构(10)，传统的提线人物木偶或动物木偶(2)位于舞台基座(I)上方，木偶(2)接有实现木偶水平面内自由移动的极坐标式行走模块(7)、实现木偶转向动作的转向模块(9)、实现手臂上下提降动作的手臂升降模块(8)、实现手臂左右平动的手臂平动模块(3)、实现手臂震颤动作的震颤模块(6)、实现脚部提落动作的踢腿模块(4)以及补偿转向提线长度变化的自协调模块(5)。
2.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的行走模块(7)，包括B电机(28)，B电机(28)与I齿轮(31)同轴固连，I齿轮(31)与H齿轮(30)之间由链条连接，H齿轮(30)与B蜗杆(29)同轴固连，B蜗杆(29)与B蜗轮(32)相啮合；同时C电机(35)与J齿轮(34)同轴固连，与J齿轮(34)相啮合的K齿轮(33)与A丝杠(36)同轴固连，A丝杠(36)与A螺母(27)构成丝杠螺母结构，A螺母(27)与悬挂木偶结构(25)固定相连。
3.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的转向模块(9)，包括A电机(11)，A电机(11)和A齿轮(12)同轴相连，与A齿轮(12)相啮合的B齿轮(13)和A蜗杆(14)同轴固连，与A蜗杆(14)相啮合的A蜗轮(15)和C齿轮(16)同轴固连，C齿轮(16)、2个F齿轮(18)、D齿轮(19)分别固定于四连杆结构的四顶点上，并由A链条(17)环绕连接，D齿轮(19)和E齿轮(20)同轴相连，E齿轮(20)、G齿轮(22)由B链条(21)环绕连接，木偶左肩提线(23)和木偶右肩提线(24)分别一端固定于G齿轮(22),另一端连接木偶(2)的左肩和右肩部位。
4.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的手臂升降模块(8)，包括D电机(39)，D电机(39)与L齿轮(38)相连，L齿轮(38)与卷线器(37)相连，卷线器(37)引出木偶右手臂竖直提线(40)，通过A滑轮(41)、A连杆(42)和A过线孔(43)与木偶(2)手臂相连；E电机(44)和A过线孔(43)固连，可以实现小范围的手臂前后运动。
5.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的手臂平动模块(3 )，包括F电机(47 )，F电机(47 )与M齿轮(46 )连接，与M齿轮(46)相啮合的N齿轮(45)与B丝杠(48)同轴固连，B丝杠(48)与B螺母(50)构成丝杠螺母，B螺母(50)与齿条机构(51)固连，齿条结构(51)与前伸结构(56)相连，卡线机构(53)与G电机(52)固连，平衡提线(55)—端连接前伸结构(56)，另一端通过B滑轮(54)连接A重物(60);木偶左手臂水平提线(57) —端与木偶(2)手臂相连，另一端通过C滑轮(58)、A滑轮组(59)及卡线机构(53)与B重物(61)相连。
6.根据权利要求5所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的卡线机构(53)包括H电机(62)，H电机(62)与齿轮组(63)相连以驱动齿轮组(63 )，齿轮组(63 )与丝杠螺母(66 )同轴相连，丝杠螺母(66 )通过连杆连接A卡线结构(64)和B卡线结构(65)，木偶左手臂水平提线(57)穿过卡线机构(53)。
7.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的踢腿模块(4)包括I电机(70)，I电机(70)与O齿轮(71)相连，与O齿轮(71)相啮合的齿条(67 )与木偶左腿提线(69 ) 一端相连，齿条(67 )滑动连接在导轨结构(68)，木偶左腿提线(69)另一端接木偶(2)的脚部。
8.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的自协调模块(5)包括P齿轮(77)，P齿轮(77)与C丝杠(78)同轴相连，C丝杠(78)与C螺母(79)构成丝杠螺母结构，C螺母(79)与B连杆(72)相连，B连杆(72)则与C连杆(73)相连，C连杆(73)、D连杆(74)、E连杆(75)、F连杆(76)共同构成平行四连杆结构，控制木偶左右手竖直提线的卷线器(37)与D连杆(74)固连。
9.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于所述的震颤模块(6)包括轮盘(82)，轮盘(82)与D滑轮(81)组成凸轮结构，J电机(83)与该结构的轮盘(82)相连，木偶左手臂竖直提线(80)经过震颤模块(6)。
10.根据权利要求I所述的可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，其特征在于还包括3个同总控制器相连的遥控娱乐手柄，在上述行走模块(7)、转向模块(9)、手臂升降模块(8)、手臂平动模块(3)、震颤模块(6)、踢腿模块(4)以及自协调模块(5)均与所述总控制器相连。
专利摘要可人工控制并同传统曲艺形式结合的机械提线木偶玩具，在放式的舞台基座内，通过行走模块实现木偶在水平面内移动，通过转向模块实现木偶转向，通过手臂升降模块、手臂平动模块和震颤模块实现手臂的提降、平动和震颤，通过踢腿模块实现脚部提落，通过自协调模块及连杆机构实现对提线长度变化的精确控制，可通过控制3个娱乐手柄操纵木偶动作，并配合相应传统曲目的音乐或唱段，从而实现木偶表演，本实用新型通过机电一体化控制，使提线木偶的操作和表演更加简便，减轻艺人的负担，娱乐手柄可使家庭成员通过相互之间的配合完成表演，增进成员间沟通和交流，从而让提线木偶表演走向自动化，走进家庭，使得提线木偶及相应的传统曲艺得到更好传承。
文档编号A63J19/00GK202724711SQ20122034346
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者王欣伟, 张育林, 王晶, 麻晓龙, 王子鸣, 牛亮, 郑少南 申请人:西安交通大学