CN101620795A

CN101620795A - 一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置

Info

Publication number: CN101620795A
Application number: CN200910089158A
Authority: CN
Inventors: 张玉茹; 陈中元
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: CN101620795B

Abstract

本发明公开了一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置，该五自由度运动装置包括有六个线轴轮、六个舵机、六条拉绳和一个架体。架体由上三角形支架组件、下三角形支架、三个竖支撑件和三个舵机支架组成；三个竖支撑件和三个舵机支架分别安装在上三角形支架组件、下三角形支架之间。每一个舵机支架上安装有两个舵机。舵机的输出轴安装在线轴轮的中心光孔内，拉绳缠绕在线轴轮的线槽内。拉绳的一端连接在笔杆上，拉绳的另一端连接在线轴轮上。本发明设计的五自由度运动装置，为了方便毛笔在纸上书写出汉字，在下三角形支架上放置一张书桌，并在书桌上放置纸张和砚台，通过笔头蘸上砚台内的墨汁，在舵机的驱动下使拉绳带动笔杆运动，从而实现在纸张上书写出不同派别的文字来。

Description

一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置

技术领域

本发明涉及一种运动机构，更特别地说，是指一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置。

背景技术

中国书法艺术源远流长，它本身作为一种独特的造型艺术字体大致可以分为楷书、行书、隶书、草书等，具体的艺术风格如瘦金体、柳体等更是不胜枚举。通常的文字的书写只需要通过简单的笔顺结构规则以及个人临摩的方式就能达到目的。而以字体隽美和追求艺术表现力为目的的汉字书法的学习则需要大量的临摩。通常的书法教学者难以掌握众多风格的字体，因此各种字帖字模就成为了主要的示教手段。而现有的字帖及临摩方法只是形象地展示和学习字的形态结构，不展示字的书写过程以及书写技巧、包括运笔的方法和轻重缓急，具体。虽然书法有着他的粗细、俯仰、呼应、避让、顾盼、疏密、长短、横斜、曲直、枯湿、浓淡等，但学生只能看到结果，看不到过程，因此看传统的字帖，欣赏的成分大于教学的成分。现有的解决途径是进行观摩，一是邀请书法家到学校或者教学场所进行现场演示，让学生身临其境地去观察书法书写过程；二是到商店去购买一些名家书法教学光盘，利用多媒体的方式来解决师资不足的问题；三是软件模拟，即通过软件对字库中的汉字进行笔顺、笔迹规划生成路径信息然后以动画的形式模拟汉字的书写。但现场演示的人往往只能够掌握自己所熟悉的字体的书写，并且不能够随时的重复地进行演示。而看教学光盘和软件模拟却不能够实现手把手的教学写字，只是视觉上的示教而没有进行力觉引导让学生体会运笔动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置，该运动装置能够展示毛笔字的书写过程(如运笔姿态、力度、速度)以及不同汉字字体的书写效果(字模信息，如草书、隶书、楷书等)。该五自由度运动装置通过六个舵机带动拉绳进行毛笔位置和速度的控制，随着位绳的伸长、缩短从而在毛笔的末端实现了真实的汉字软笔书写中的按、压、钩、顶、抵等软笔书法常用的运笔动作，真正地实现了毛笔书法书写过程的物理输出。六条拉绳中的上三条拉绳和下三条拉绳的一端分别交汇于毛笔的上连接部位、下连接部位，在运动学上属于球副连接。

本发明的一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置，该五自由度运动装置包括有六个线轴轮、六个舵机、六条拉绳和一个架体。架体由上三角形支架组件、下三角形支架、三个竖支撑件和三个舵机支架组成；三个竖支撑件和三个舵机支架分别安装在上三角形支架组件、下三角形支架之间。每一个舵机支架上安装有两个舵机。舵机的输出轴安装在线轴轮的中心光孔内，拉绳缠绕在线轴轮的线槽内。拉绳的一端连接在笔杆上，拉绳的另一端连接在线轴轮上。本发明设计的五自由度运动装置，为了方便毛笔在纸上书写出汉字，在下三角形支架上放置一张书桌，并在书桌上放置纸张和砚台，通过笔头蘸上砚台内的墨汁，在舵机的驱动下使拉绳带动笔杆运动，从而实现在纸张上书写出不同派别的文字来。

附图说明

图1是本发明五自由度运动装置的结构图。

图1A是本发明五自由度运动装置的架体部分结构图。

图2是本发明上三角形支架组件的结构图。

图3是本发明下三角形支架组件的结构图。

图4是本发明笔杆的结构图。

图4A是本发明笔杆的上连接部位的剖视图。

图4B是本发明笔杆的下连接部位的剖视图。

图5是本发明A竖支件的结构图。

图5A是本发明A竖支件的另一视角结构图。

图6是本发明三个舵机支架的结构图。

图7是本发明A线轴轮的结构图。

图中： 1.笔杆 1A.上连接部位 1B.下连接部位 101.A通孔102.B通孔 103.C通孔 104.D通孔 105.E通孔 106.F通孔2.笔头 3.砚台 4.书桌 5.上三角形支架组件5A.A上支撑件 5B.B上支撑件 5C.C上支撑件 51A.A上角接件 51B.B上角接件51C.C上角接件 52A.A上座 521.A板面 522.B板面 52B.B上座523.A板面 524.B板面 52C.C上座 525.A板面 526.B板面501.A上连接件 502.B上连接件 503.C上连接件 504.D上连接件 505.E上连接件506.F上连接件 6.下三角形支架组件 6A.A下支撑件 6B.B下支撑件6C.C下支撑件 61A.A下角接件 61B.B下角接件 61C.C下角接件 62A.A下座621.A板面 622.B板面 62B.B下座 623.A板面 624.B板面62C.C下座 625.A板面 626.B板面 601.A下连接件 602.B下连接件603.C下连接件 604.D下连接件 605.E下连接件 606.F下连接件71.A竖支撑件 72.B竖支撑件 73.C支撑件 711.底面 712.G通孔713.顶面 714.A挡块 715.B挡块 716.凹槽 81.A舵机支架811.A定位开口 812.B定位开口 82.B舵机支架 821.C定位开口 822.D定位开口83.C舵机支架 831.E定位开口 832.F定位开口 11.A线轴轮 11a.A舵机11b.A拉绳 12.B线轴轮 12a.B舵机 12b.B拉绳 13.C线轴轮13a.C舵机 13b.C拉绳 21.D线轴轮 21a.D舵机 21b.D拉绳22.E线轴轮 22a.E舵机 22b.E拉绳 23.F线轴轮 23a.F舵机23b.F拉绳 111.切口 112.线槽 113.盘缘 114.A光孔115.B光孔 116.减重孔 117.轮盘

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1、图1A所示，本发明是一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置，该五自由度运动装置包括有六个线轴轮、六个舵机、六条拉绳和一个架体。

在本发明中，六个线轴轮是指结构相同的A线轴轮11、B线轴轮12、C线轴轮13、D线轴轮21、E线轴轮22和F线轴轮23。

在本发明中，六个舵机是指结构相同的A舵机11a、B舵机12a、C舵机13a、D舵机21a、E舵机22a和F舵机23a。六个舵机分别用于控制六个线轴轮的转动，线轴轮上缠绕有拉绳，在线轴轮的转动条件下，使得缠绕在线轴轮上的拉绳实现伸长、或缩短。

参见图1、图6、图7所示，A舵机11a安装在A舵机支架81的A定位开口811处，A舵机11a的输出轴连接在A线轴轮11的A光孔114中。

B舵机12a安装在A舵机支架81的B定位开口812处，B舵机12a的输出轴连接在B线轴轮12的光孔中。

C舵机13a安装在B舵机支架82的C定位开口821处，C舵机13a的输出轴连接在C线轴轮13的光孔中。

D舵机21a安装在B舵机支架82的D定位开口822处，D舵机21a的输出轴连接在D线轴轮21的光孔中。

E舵机22a安装在C舵机支架83的E定位开口831处，E舵机22a的输出轴连接在E线轴轮22的光孔中。

F舵机23a安装在C舵机支架83的F定位开口832处，F舵机23a的输出轴连接在F线轴轮23的光孔中。

在本发明中，六条拉绳是指结构相同的A拉绳11b、B拉绳12b、C拉绳13b、D拉绳21b、E拉绳22b和F拉绳23b。

参见图1、图4、图4A、图4B、图5、图5A、图7所示，先在A拉绳11b的一端端部打结，然后用A拉绳11b的另一端顺次穿过A线轴轮11的B光孔115、切口111后缠绕入线槽112中，A拉绳11b在线槽112中缠绕一圈后，A拉绳11b的另一端穿过A竖支撑件71上的G通孔712、笔杆1的上连接部位1A的A通孔101后端部打结。

先在B拉绳12b的一端端部打结，然后用B拉绳12b的另一端顺次穿过B线轴轮12上设有的光孔、切口后缠绕入B线轴轮12上的线槽中，B拉绳12b在线槽中缠绕一圈后，B拉绳12b的另一端穿过B竖支撑件72上设有的一通孔、笔杆的上连接部位1A的B通孔102后端部打结。

先在C拉绳13b的一端端部打结，然后用C拉绳13b的另一端顺次穿过C线轴轮13上设有的光孔、切口后缠绕入C线轴轮13上的线槽中，C拉绳13b在线槽中缠绕一圈后，C拉绳13b的另一端穿过C竖支撑件73上设有的一通孔、笔杆的上连接部位1A的C通孔103后端部打结。

先在D拉绳21b的一端端部打结，然后用D拉绳21b的另一端顺次穿过D线轴轮21上设有的光孔、切口后缠绕入D线轴轮21上的线槽中，D拉绳21b在线槽中缠绕一圈后，D拉绳21b的另一端穿过A竖支撑件71上设有的与G通孔712在同一底面711上的另一通孔、笔杆1的下连接部位1B的D通孔104后端部打结。

先在E拉绳22b的一端端部打结，然后用E拉绳22b的另一端顺次穿过E线轴轮22上设有的光孔、切口后缠绕入E线轴轮22上的线槽中，E拉绳22b在线槽中缠绕一圈后，E拉绳22b的另一端穿过B竖支撑件72上设有的一通孔、笔杆1的下连接部位1B的E通孔105后端部打结。

先在F拉绳23b的一端端部打结，然后用F拉绳23b的另一端顺次穿过F线轴轮23上设有的光孔、切口后缠绕入F线轴轮23上的线槽中，F拉绳23b在线槽中缠绕一圈后，F拉绳23b的另一端穿过C竖支撑件73上设有的一通孔、笔杆1的下连接部位1B的F通孔106后端部打结。

在本发明中，拉绳与线轴轮的连接为：先在拉绳的一端端部打结，然后用未打结的一端穿过线轴轮上设有的光孔、切口，并缠绕入线槽中，为了保证拉绳在线槽中滑动的精度，拉绳在线槽中缠绕一圈交合后，再后来用未打结的一端穿过竖支撑件上的通孔、笔杆上的通孔后，在端部再打结。拉绳两端采用打结方式与笔杆和线轴轮的安装方式，有利于调节本发明中使用的六条拉绳的长度。

在本发明中，架体的结构如图1A所示，架体由上三角形支架组件5、下三角形支架6、三个竖支撑件和三个舵机支架组成。

三个竖支撑件是指结构相同的A竖支撑件71、B竖支撑件72和C竖支撑件73。

三个舵机支架是指结构相同的A舵机支架81、B舵机支架82和C舵机支架83。

本发明设计的五自由度运动装置，为了方便毛笔在纸上书写出汉字，在下三角形支架6上放置一张书桌4，并在书桌4上放置纸张和砚台3，通过笔头2蘸上砚台3内的墨汁，在舵机的驱动下使拉绳带动笔杆1运动，从而实现在纸张上书写出不同派别的文字来。

为了实现笔杆1在六条拉绳、六个线轴轮和六个舵机的协同带动下运动书写文字，参见图4所示，在笔杆1的上连接部位1A的圆周上设有三个通孔，即A通孔101、B通孔102、C通孔103，在笔杆1的下连接部位1B的圆周上设有三个通孔，即D通孔104、E通孔105、F通孔106。

A通孔101用于打有结的A拉绳11b的一端通过，且使A拉绳11b上的这个结与A通孔101的配合，实现A拉绳11b的一端与笔杆1的上连接部位1A连接。

同理可得，B通孔102和C通孔103用于实现B拉绳12b和C拉绳13b的一端与笔杆1的上连接部位1A连接。

D通孔104、E通孔105和F通孔106用于实现D拉绳21b、E拉绳22b和F拉绳23b的一端与笔杆1的下连接部位1B连接。

先在A拉绳11b的一端打结，然后穿过笔杆1的上连接部位1A的A通孔101。

先在B拉绳12b的一端打结，然后穿过笔杆1的上连接部位1A的B通孔102。

先在C拉绳13b的一端打结，然后穿过笔杆1的上连接部位1A的C通孔103。

先在D拉绳21b的一端打结，然后穿过笔杆1的下连接部位1B的D通孔104。

先在E拉绳22b的一端打结，然后穿过笔杆1的下连接部位1B的E通孔105。

先在F拉绳23b的一端打结，然后穿过笔杆1的下连接部位1B的F通孔106。

上三角形支架组件5

参见图1、图2所示，上三角形支架组件5包括有三个上支撑件、三个上角接件、三个上座、六个上连接件；

三个上支撑件是指结构相同的A上支撑件5A、B上支撑件5B和C上支撑件5C。采用空心铝型材。

三个上角接件是指结构相同的A上角接件51A、B上角接件51B和C上角接件51C。采用L形实心块铁。

三个上座是指结构相同的A上座52A、B上座52B和C上座52C。采用空心铝型材。

六个上连接件是指结构相同的A上连接件501、B上连接件502、C上连接件503、D上连接件504、E上连接件505和F上连接件506。

在本发明中，上三角形支架组件5的安装关系为：

A上支撑件5A、B上支撑件5B和C上支撑件5C按照等边三角形布局，并在两两接合处设置一个上座。即A上支撑件5A与B上支撑件5B的接合处设置一个A上座52A，B上支撑件5B与C上支撑件5C的接合处设置一个B上座52B，C上支撑件5C与A上支撑件5A的接合处设置一个C上座52C。

A上角接件51A插接在A上座52A内，B上角接件51B插接在B上座52B内，C上角接件51C插接在C上座52C内。

先将A上座52A的B板面522与A上支撑件5A的一端接触，A上座52A的A板面521与B上支撑件5B的一端接触，将A上角接件51A插入A上座52A内，然后将A上连接件501与A上座52A的B板面522和A上支撑件5A的一端接触，B上连接件502与A上座52A的A板面521和B上支撑件5B的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现A上角接件51A、A上支撑件5A的一端、B上支撑件5B的一端与A上座52A的连接。根据A上角接件51A、A上支撑件5A的一端、B上支撑件5B的一端与A上座52A的安装关系，同理得到B上座52B和C上座52C的安装关系。

先将B上座52B的B板面524与B上支撑件5B的另一端接触，B上座52B的A板面523与C上支撑件5C的一端接触，将B上角接件51B插入B上座52B内，然后将C上连接件503与B上座52B的B板面524和B上支撑件5B的另一端接触，D上连接件504与B上座52B的A板面523和C上支撑件5C的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现B上角接件51B、B上支撑件5B的另一端、C上支撑件5C的一端与B上座52B的连接。

先将C上座52C的B板面526与A上支撑件5A的另一端接触，C上座52C的A板面525与C上支撑件5C的另一端接触，将C上角接件51C插入C上座52C内，然后将E上连接件504与C上座52C的B板面526和C上支撑件5C的另一端接触，F上连接件506与C上座52C的A板面525和A上支撑件5A的另一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现C上角接件51C、A上支撑件5A的另一端、C上支撑件5C的另一端与C上座52C的连接。

在本发明中，通孔与螺钉、螺母的配合是一种在机械设计技术领域的常规手段，为了实现多个部件之间的连接，在各个部件上打孔这是一个常规的连接方式，故本发明中未对其通孔设置的位置进行说明。

下三角形支架组件6

下三角形支架组件6与上三角形支架组件5的结构相同。

参见图1、图3所示，下三角形支架组件6包括有三个下支撑件、三个下角接件、三个下座、六个下连接件；

三个下支撑件是指结构相同的A下支撑件6A、B下支撑件6B和C下支撑件6C。采用空心铝型材。

三个下角接件是指结构相同的A下角接件61A、B下角接件61B和C下角接件61C。采用L形实心块铁。

三个下座是指结构相同的A下座62A、B下座62B和C下座62C。采用空心铝型材。

六个下连接件是指结构相同的A下连接件601、B下连接件602、C下连接件603、D下连接件604、E下连接件605和F下连接件606。

在本发明中，下三角形支架组件6的安装关系为：

A下支撑件6A、B下支撑件6B和C下支撑件6C按照等边三角形布局，并在两两接合处设置一个下座。即A下支撑件6A与B下支撑件6B的接合处设置一个A下座62A，B下支撑件6B与C下支撑件6C的接合处设置一个B下座62B，C下支撑件6C与A下支撑件6A的接合处设置一个C下座62C。

A下角接件61A插接在A下座62A内，B下角接件61B插接在B下座62B内，C下角接件61C插接在C下座62C内。

先将A下座62A的B板面622与A下支撑件6A的一端接触，A下座62A的A板面621与B下支撑件6B的一端接触，将A下角接件61A插入A下座62A内，然后将A下连接件601与A下座62A的B板面622和A下支撑件6A的一端接触，B下连接件602与A下座62A的A板面621和B下支撑件6B的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现A下角接件61A、A下支撑件6A的一端、B下支撑件6B的一端与A下座62A的连接。根据A下角接件61A、A下支撑件6A的一端、B下支撑件6B的一端与A下座62A的安装关系，同理得到B下座62B和C下座62C的安装关系。

先将B下座62B的B板面624与B下支撑件6B的另一端接触，B下座62B的A板面623与C下支撑件6C的一端接触，将B下角接件61B插入B下座62B内，然后将C下连接件603与B下座62B的B板面624和B下支撑件6B的另一端接触，D下连接件604与B下座62B的A板面623和C下支撑件6C的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现B下角接件61B、B下支撑件6B的另一端、C下支撑件6C的一端与B下座62B的连接。

先将C下座62C的B板面626与A下支撑件6A的另一端接触，C下座62C的A板面626与C下支撑件6C的另一端接触，将C下角接件61C插入C下座62C内，然后将E下连接件604与C下座62C的B板面626和C下支撑件6C的另一端接触，F下连接件606与C下座62C的A板面625和A下支撑件6A的另一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现C下角接件61C、A下支撑件6A的另一端、C下支撑件6C的另一端与C下座62C的连接。

竖支撑件

参见图1、图1A、图6所示，A竖支撑件71为凹形结构，在凹面713的上下两端分别设有A挡块714、B挡块715，该A挡块714实现与A上角接件51A的勾接，从而实现A竖支撑件71的上端与A上座52A的连接。该B挡块715实现与A下角接件61A的勾接，从而实现A竖支撑件71的下端与A下座62A的连接。这也说明A竖支撑件71的上端连接在A上座52A的内端部，A竖支撑件71的下端连接在A下座62A的内端部。同理可得：

B竖支撑件72的上端连接在B上座52B的内端部，B竖支撑件72的下端连接在B下座62B的内端部。

C竖支撑件73的上端连接在C上座52C的内端部，C竖支撑件73的下端连接在C下座62C的内端部。

通过A竖支撑件71、B竖支撑件72和C竖支撑件73分别置于上三角形支架组件5与下三角形支架组件6之间来支撑架体，同时三个竖支撑件上分别设有供拉绳运动的通孔，从而保证了六条拉绳与笔杆之间在舵机的驱动下的圆周运动。

A竖支撑件71的底面711上均匀设有多个G通孔712，该通孔用于拉绳通过，且在其内滑动。

舵机支架

参见图1、图1A、图7所示，A舵机支架81的下端安装在A下座62A的B板面622上，A舵机支架81的上端安装在A上座52A的B板面522上；A舵机支架81上设有A定位开口81a和B定位开口81b；A定位开口81a处安装有A舵机11a，A舵机11a上安装有A线轴轮11；B定位开口81b安装有D舵机21a，D舵机21a上安装有D线轴轮21。

B舵机支架82的下端安装在B下座62B的A板面623上，B舵机支架82的上端安装在B上座52B的A板面523上；B舵机支架82上设有C定位开口82a和D定位开口82b；C定位开口82a处安装有B舵机12a，B舵机12a上安装有B线轴轮12；D定位开口82b安装有E舵机22a，E舵机22a上安装有E线轴轮22。

C舵机支架83的下端安装在C下座62C的A板面625上，C舵机支架83的上端安装在C上座52C的A板面525上；C舵机支架83上设有E定位开口83a和F定位开口83b；E定位开口83a处安装有C舵机13a，C舵机13a上安装有C线轴轮13；F定位开口83b安装有F舵机23a，F舵机23a上安装有F线轴轮23。

线轴轮

参见图1、图1A、图7所示，A线轴轮11为一体成型件，A线轴轮11的轮盘117上设有减重孔116(主要是减轻整个A线轴轮11的重量)、A光孔114、B光孔115；A线轴轮11的盘缘113上设有线槽112和切口111。

A光孔114用于安装A舵机11a的输出轴，从而实现A线轴轮11随着A舵机11a的输出轴的转动而转动。六个舵机的输出功率为3瓦。

B光孔115用于A拉绳的一端通过，且在该A拉绳的端部打结。

切口111用于打结后的A拉绳在此处通过，起到限位的作用。

线槽112用于缠绕A拉绳。

本发明的一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置，通过计算机(计算机最低配置为CPU 2GHz，内存2GB，硬盘180GB；操作系统为windows2000/2003/XP)输出字模信息(字模信息存储在计算机的硬盘里，字模信息包括有中文的字体、字号等)给舵机控制器(可以是北京博创兴盛机器人技术有限公司生产的MultiFLEX2控制器)，然后由舵机控制器分别控制这六个舵机(可以是北京博创兴盛机器人技术有限公司生产的CDS5500机器人舵机)的转动角度，从而实现六个线轴轮的转动。本发明采用柔索驱动的并联式机构，相对于传统的串联式机构(如机械臂等)来说，具有机构成本低、输出力矩大、控制精度高等优点，能够对末端杆件的空间五自由度运动进行位置和速度的精确控制。同时，由于六根绳索在末端毛笔上产生的合力较大，使用者能够将手放在毛笔上感受整个毛笔字的书写过程，从而达到“手把手”式教学的效果。

Claims

1、一种适用于毛笔汉字书写的五自由度运动装置，其特征在于：该五自由度运动装

置包括有六个线轴轮、六个舵机、六条拉绳和一个架体；

六个线轴轮是指结构相同的A线轴轮(11)、B线轴轮(12)、C线轴轮(13)、D线轴轮(21)、E线轴轮(22)和F线轴轮(23)。

六个舵机是指结构相同的A舵机(11a)、B舵机(12a)、C舵机(13a)、D舵机(21a)、E舵机(22a)和F舵机(23a)。

六条拉绳是指结构相同的A拉绳(11b)、B拉绳(12b)、C拉绳(13b)、D拉绳(21b)、E拉绳(22b)和F拉绳(23b)。

架体由上三角形支架组件(5)、下三角形支架(6)、三个竖支撑件和三个舵机支架组成。三个竖支撑件是指结构相同的A竖支撑件(71)、B竖支撑件(72)和C竖支撑件(73)。三个舵机支架是指结构相同的A舵机支架(81)、B舵机支架(82)和C舵机支架(83)。上三角形支架组件(5)包括有三个上支撑件、三个上角接件、三个上座、六个上连接件；三个上支撑件是指结构相同的A上支撑件(5A)、B上支撑件(5B)和C上支撑件(5C)。三个上角接件是指结构相同的A上角接件(51A)、B上角接件(51B)和C上角接件(51C)。三个上座是指结构相同的A上座(52A)、B上座(52B)和C上座(52C)。六个上连接件是指结构相同的A上连接件(501)、B上连接件(502)、C上连接件(503)、D上连接件(504)、E上连接件(505)和F上连接件(506)。下三角形支架组件(6)包括有三个下支撑件、三个下角接件、三个下座、六个下连接件；三个下支撑件是指结构相同的A下支撑件(6A)、B下支撑件(6B)和C下支撑件(6C)。三个下角接件是指结构相同的A下角接件(61A)、B下角接件(61B)和C下角接件(61C)。三个下座是指结构相同的A下座(62A)、B下座(62B)和C下座(62C)。六个下连接件是指结构相同的A下连接件(601)、B下连接件(602)、C下连接件(603)、D下连接件(604)、E下连接件(605)和F下连接件(606)。

上三角形支架组件(5)的安装关系为：A上支撑件(5A)、B上支撑件(5B)和C上支撑件(5C)按照等边三角形布局，并在两两接合处设置一个上座。即A上支撑件(5A)与B上支撑件(5B)的接合处设置一个A上座(52A)，B上支撑件(5B)与C上支撑件(5C)的接合处设置一个B上座(52B)，C上支撑件(5C)与A上支撑件(5A)的接合处设置一个C上座(52C)。A上角接件(51A)插接在A上座(52A)内，B上角接件(51B)插接在B上座(52B)内，C上角接件(51C)插接在C上座(52C)内。先将A上座(52A)的B板面(522)与A上支撑件(5A)的一端接触，A上座(52A)的A板面(521)与B上支撑件(5B)的一端接触，将A上角接件(51A)插入A上座(52A)内，然后将A上连接件(501)与A上座(52A)的B板面(522)和A上支撑件(5A)的一端接触，B上连接件(502)与A上座(52A)的A板面(521)和B上支撑件(5B)的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现A上角接件(51A)、A上支撑件(5A)的一端、B上支撑件(5B)的一端与A上座(52A)的连接。根据A上角接件(51A)、A上支撑件(5A)的一端、B上支撑件(5B)的一端与A上座(52A)的安装关系，同理得到B上座(52B)和C上座(52C)的安装关系。先将B上座(52B)的B板面(524)与B上支撑件(5B)的另一端接触，B上座(52B)的A板面(523)与C上支撑件(5C)的一端接触，将B上角接件(51B)插入B上座(52B)内，然后将C上连接件(503)与B上座(52B)的B板面(524)和B上支撑件(5B)的另一端接触，D上连接件(504)与B上座(52B)的A板面(523)和C上支撑件(5C)的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现B上角接件(51B)、B上支撑件(5B)的另一端、C上支撑件(5C)的一端与B上座(52B)的连接。先将C上座(52C)的B板面(526)与A上支撑件(5A)的另一端接触，C上座(52C)的A板面(525)与C上支撑件(5C)的另一端接触，将C上角接件(51C)插入C上座(52C)内，然后将E上连接件(504)与C上座(52C)的B板面(526)和C上支撑件(5C)的另一端接触，F上连接件(506)与C上座(52C)的A板面(525)和A上支撑件(5A)的另一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现C上角接件(51C)、A上支撑件(5A)的另一端、C上支撑件(5C)的另一端与C上座(52C)的连接。

下三角形支架组件(6)的安装关系为：A下支撑件(6A)、B下支撑件(6B)和C下支撑件(6C)按照等边三角形布局，并在两两接合处设置一个下座。即A下支撑件(6A)与B下支撑件(6B)的接合处设置一个A下座(62A)，B下支撑件(6B)与C下支撑件(6C)的接合处设置一个B下座(62B)，C下支撑件(6C)与A下支撑件(6A)的接合处设置一个C下座(62C)。A下角接件(61A)插接在A下座(62A)内，B下角接件(61B)插接在B下座(62B)内，C下角接件(61C)插接在C下座(62C)内。先将A下座(62A)的B板面(622)与A下支撑件(6A)的一端接触，A下座(62A)的A板面(621)与B下支撑件(6B)的一端接触，将A下角接件(61A)插入A下座(62A)内，然后将A下连接件(601)与A下座(62A)的B板面(622)和A下支撑件(6A)的一端接触，B下连接件(602)与A下座(62A)的A板面(621)和B下支撑件(6B)的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现A下角接件(61A)、A下支撑件(6A)的一端、B下支撑件(6B)的一端与A下座(62A)的连接。根据A下角接件(61A)、A下支撑件(6A)的一端、B下支撑件(6B)的一端与A下座(62A)的安装关系，同理得到B下座(62B)和C下座(62C)的安装关系。先将B下座(62B)的B板面(624)与B下支撑件(6B)的另一端接触，B下座(62B)的A板面(623)与C下支撑件(6C)的一端接触，将B下角接件(61B)插入B下座(62B)内，然后将C下连接件(603)与B下座(62B)的B板面(624)和B下支撑件(6B)的另一端接触，D下连接件(604)与B下座(62B)的A板面(623)和C下支撑件(6C)的一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现B下角接件(61B)、B下支撑件(6B)的另一端、C下支撑件(6C)的一端与B下座(62B)的连接。先将C下座(62C)的B板面(626)与A下支撑件(6A)的另一端接触，C下座(62C)的A板面(625)与C下支撑件(6C)的另一端接触，将C下角接件(61C)插入C下座(62C)内，然后将E下连接件(604)与C下座(62C)的B板面(626)和C下支撑件(6C)的另一端接触，F下连接件(606)与C下座(62C)的A板面(625)和A下支撑件(6A)的另一端接触，最后用螺钉与螺母配合实现C下角接件(61C)、A下支撑件(6A)的另一端、C下支撑件(6C)的另一端与C下座(62C)的连接。

A竖支撑件(71)为凹形结构，在凹面(713)的上下两端分别设有A挡块(714)、B挡块(715)，该A挡块(714)实现与A上角接件(51A)的勾接，从而实现A竖支撑件(71)的上端与A上座(52A)的连接。该B挡块(715)实现与A下角接件(61A)的勾接，从而实现A竖支撑件(71)的下端与A下座(62A)的连接。B竖支撑件(72)的上端连接在B上座(52B)的内端部，B竖支撑件(72)的下端连接在B下座(62B)的内端部。C竖支撑件(73)的上端连接在C上座(52C)的内端部，C竖支撑件(73)的下端连接在C下座(62C)的内端部。A竖支撑件(71)的底面(711)上均匀设有多个G通孔(712)，该通孔用于拉绳通过，且在其内滑动。

A舵机支架(81)的下端安装在A下座(62A)的B板面(622)上，A舵机支架(81)的上端安装在A上座(52A)的B板面(522)上；A舵机支架(81)上设有A定位开口(81a)和B定位开口(81b)；

B舵机支架(82)的下端安装在B下座(62B)的A板面(623)上，B舵机支架(82)的上端安装在B上座(52B)的A板面(523)上；B舵机支架(82)上设有C定位开口(82a)和D定位开口(82b)；

C舵机支架(83)的下端安装在C下座(62C)的A板面(625)上，C舵机支架(83)的上端安装在C上座(52C)的A板面(525)上；C舵机支架(83)上设有E定位开口(83a)和F定位开口(83b)；

A线轴轮(11)的轮盘(117)上设有减重孔(116)、A光孔(114)、B光孔(115)；A线轴轮(11)的盘缘(113)上设有线槽(112)和切口(111)。A光孔(114)用于安装A舵机(11a)的输出轴，从而实现A线轴轮(11)随着A舵机(11a)的输出轴的转动而转动。B光孔(115)用于A拉绳的一端通过，且在该A拉绳的端部打结。切口(111)用于打结后的A拉绳在此处通过，起到限位的作用。线槽(112)用于缠绕A拉绳。

A舵机(11a)安装在A舵机支架(81)的A定位开口(811)处，A舵机(11a)的输出轴安装在A线轴轮(11)的A光孔(114)中。

B舵机(12a)安装在A舵机支架(81)的B定位开口(812)处，B舵机(12a)的输出轴安装在B线轴轮(12)的光孔中。

C舵机(13a)安装在B舵机支架(82)的C定位开口(821)处，C舵机(13a)的输出轴安装在C线轴轮(13)的光孔中。

D舵机(21a)安装在B舵机支架(82)的D定位开口(822)处，D舵机(21a)的输出轴安装在D线轴轮(21)的光孔中。

E舵机(22a)安装在C舵机支架(83)的E定位开口(831)处，E舵机(22a)的输出轴安装在E线轴轮(22)的光孔中。

F舵机(23a)安装在C舵机支架(83)的F定位开口(832)处，F舵机(23a)的输出轴安装在F线轴轮(23)的光孔中。

A拉绳(11b)的一端打结后，A拉绳(11b)的另一端顺次穿过A线轴轮(11)的B光孔(115)、切口(111)后缠绕入线槽(112)中，A拉绳(11b)在线槽(112)中缠绕一圈后，穿过A竖支撑件(71)上的G通孔(712)、笔杆(1)的上连接部位(1A)的A通孔(101)后打结。

B拉绳(12b)的一端打结后，B拉绳(12b)的另一端顺次穿过B线轴轮(12)上设有的光孔、切口后缠绕入B线轴轮(12)上的线槽中，B拉绳(12b)在线槽中缠绕一圈后，穿过B竖支撑件(72)上设有的一通孔、笔杆的上连接部位(1A)的B通孔(102)后打结。

C拉绳(13b)的一端打结后，C拉绳(13b)的另一端顺次穿过C线轴轮(13)上设有的光孔、切口后缠绕入C线轴轮(13)上的线槽中，C拉绳(13b)在线槽中缠绕一圈后，穿过C竖支撑件(73)上设有的一通孔、笔杆的上连接部位(1A)的C通孔(103)后打结。

D拉绳(21b)的一端打结后，D拉绳(21b)的另一端顺次穿过D线轴轮(21)上设有的光孔、切口后缠绕入D线轴轮(21)上的线槽中，D拉绳(21b)在线槽中缠绕一圈后，穿过A竖支撑件(71)上设有的与G通孔(712)在同一底面(711)上的另一通孔、笔杆(1)的下连接部位(1B)的D通孔(104)后打结。

E拉绳(22b)的一端打结后，E拉绳(22b)的另一端顺次穿过E线轴轮(22)上设有的光孔、切口后缠绕入E线轴轮(22)上的线槽中，E拉绳(22b)在线槽中缠绕一圈后，穿过B竖支撑件(72)上设有的一通孔、笔杆(1)的下连接部位(1B)的E通孔(105)后端部打结。

F拉绳(23b)的一端打结后，F拉绳(23b)的另一端顺次穿过F线轴轮(23)上设有的光孔、切口后缠绕入F线轴轮(23)上的线槽中，F拉绳(23b)在线槽中缠绕一圈后，穿过C竖支撑件(73)上设有的一通孔、笔杆(1)的下连接部位(1B)的F通孔(106)后端部打结。