CN102794024A - 机械提线木偶 - Google Patents

Abstract

机械提线木偶，在一前开放式的舞台基座内，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，本发明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。

Description

机械提线木偶

技术领域

本发明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。

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，本发明的目的在于提供机械提线木偶，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，本发明采取的技术方案为：

机械提线木偶，包括前开放式的舞台基座1，舞台基座1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1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。

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55一端连接前伸结构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。

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。

本发明的优点在于：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—曲艺—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

附图说明

图1为本发明的轴测图。

图2为本发明转向模块放大轴测图。

图3为本发明行走模块放大轴测图。

图4为本发明手臂升降模块放大轴测图。

图5为本发明手臂平动模块放大轴测图。

图6为本发明手臂平动模块中卡线机构放大轴测图。

图7为本发明踢腿模块放大轴测图。

图8为本发明自协调模块放大轴测图。

图9为本发明震颤模块放大轴测图。

图10为本发明的主视图。

图11为本发明未安装木偶时的俯视图。

图12为本发明未安装木偶时的的左视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不是限制本发明的范围。

如图1所示，机械提线木偶，包括前开放式的舞台基座1、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。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55一端连接前伸结构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。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69一端相连，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。

本发明的工作原理为：

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：㈠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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明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发明的保护范围。

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、I电机；71、O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。

Claims (10)

1.机械提线木偶，其特征在于：包括前开放式的舞台基座（1），舞台基座（1）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（1）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1所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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）一端连接前伸结构（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。

6.根据权利要求5所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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1所述的机械提线木偶，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。

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