CN107930161A - 一种皮影表演设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种皮影表演设备，包括：自动皮影人、控制单元、体感检测器及附属装置。自动皮影人的控制杆采用球铰链连接在支撑杆上，起到辅助定位的作用，通过舵机带动圆盘上的尼龙线操控控制杆；自动皮影人作为一个整体布置在底盘之上，伺服电机通过履带驱动底盘移动，拓宽了皮影人的活动范围；控制单元与体感检测器、执行机构及附属装置相连，接收与处理体感检测器的信息，控制执行机构与附属装置，皮影表演设备依照事先设置在控制单元内的程序进行表演，也可以根据体感检测器检测到的人体实时动作进行表演，控制单元根据检测到的人体运动情况，进行运算简化动作模型再调控伺服电机、舵机、音箱及投影灯工作，最终实现自动化表演。

Description

一种皮影表演设备

技术领域

本发明涉及娱乐技术领域，尤其涉及一种皮影表演设备。

背景技术

皮影戏是一种古老的艺术形式，缺乏新元素，对大众吸引力较低。目前的皮影机械通常采用硬性的机构控制皮影杆，动作略显生硬，且易毁坏皮影。

发明内容

本发明提供一种皮影表演设备，技术方案如下：

一种皮影表演设备，包括：自动皮影人、控制单元及体感检测器。

自动皮影人包括皮影人和执行机构。

控制单元与体感检测器及执行机构相连，接收与处理体感检测器的信息，控制执行机构与附属装置，所述控制单元包括管理模块、动作运算模块、配乐模块和控制模块，管理模块设有用于设置与显示皮影表演设备工作状态的输入/输出界面，还设有与动作运算模块、配乐模块、控制模块及体感检测器进行信息交互的通讯接口；其中，管理模块、动作运算模块和配乐模块运行在计算机上，控制模块运行于单片机上。

用于接收所述管理模动作运算模块块发送的体感检测信息，提取人体动作特征后形成皮影人动作发送至所述控制模块，由控制模块调控执行机构完成皮影人的自动控制。

配乐模块包括音频文件库、音频播放器、音乐波形数据库及音乐合成器，配乐模块根据管理模块选定的音频文件或根据动作运算模块传送的动作频率与振幅结合音乐波形数据合成音乐。

进一步的，执行机构包括底盘、多个支撑杆Ⅰ、多个支撑杆Ⅱ、舵机(124)、圆盘、基础座、伺服电机及履带，所述支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ均固定在所述底盘上，所述舵机固定在所述支撑杆Ⅱ一端，所述舵机的输出轴与所述圆盘固定连接，且输出轴与所述圆盘相垂直，所述伺服电机固定在所述基础座上，所述伺服电机的输出轴与所述履带连接，所述底盘与所述履带固定连接。

皮影人包括皮影人本体与至少三根控制杆，三根控制杆的一端分别与皮影人本体的躯干、左手及右手连接，所述三根控制杆的另一端与所述支撑杆Ⅰ采用球铰链连接。

圆盘与控制杆之间通过尼龙线连接，尼龙线靠所述圆盘一端固定且绕附在圆盘上，一根控制细杆连接三个圆盘。

进一步的，还包括附属装置，附属装置包括投影灯、音箱及幕布支撑架，所述控制模块与所述伺服电机、舵机及投影灯连接，配乐模块与所述音箱连接，管理模块与体感检测器连接；所述幕布支架固定在所述基础座上或独立摆放。

进一步的，所述基础座上设置导轨，所述底盘与所述导轨滑动连接。

进一步的，所述投影灯固定在所述支撑杆Ⅰ上。

进一步的，所述支撑杆Ⅱ是两根以上单元杆相互连接而成的组合件或一根单元杆。

本发明通过管理模块设置皮影表演设备的运行模式为预设表演模式或根据人体动作的实时表演模式，预设模式的设置内容包括动作流程、音频文件及灯光流程；实时表演模式可以设置播放音频文件或音频合成，管理模块采集体感检测器检测到的人体实时动作，再经动作运算模块进行简化运算，获得执行机构的动作流程，经单片机内的控制模块控制执行机构及附属设备而实现皮影表演设备的实时表演，同时，配乐模块从音乐波形库中读取音乐波形文件，根据动作频率及动作幅度实时调整音乐波形的频率与振幅后再发送给音乐播放器，播放器再将声音输送至音箱。体感检测比传统的视频识别在识别肢体运动方面具有优势，能使皮影人的动作更接近人体的实时动作；配乐模块提供与动作匹配的音乐能使皮影表演生动，富有动感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的信息关系示意图；

图3为本发明的自动皮影人示意图；

图4为本发明的执行机构示意图；

图5为本发明的幕布支架与基础座固定连接的结构示意图；

图6为本发明的幕布支架独立摆放的结构示意图；

图7为本发明的导轨机构示意图；

图8为本发明的支撑杆Ⅱ的结构示意图；

附图中各部件的标记为：1-自动皮影人、2-控制单元、3-体感检测器、4-附属装置、11-皮影人、12-执行机构、111-皮影人本体、112-控制细杆、121-底盘、122-支撑杆Ⅰ、123-支撑杆Ⅱ、124-舵机、125-圆盘、126-基础座、127-伺服电机、128-履带、129-导轨、21-管理模块、22-动作运算模块、23-配乐模块、24-控制模块、41-投影灯、42-音箱、43-幕布支撑架。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种皮影表演设备，包括：自动皮影人1、控制单元2及体感检测器3。

如图2、图3所示，述自动皮影人1包括皮影人11和执行机构12。

如图2所示，所述控制单元2与体感检测器3及执行机构12相连，接收与处理体感检测器3的信息，控制执行机构12与附属装置4；控制单元2包括管理模块21、动作运算模块22、配乐模块23和控制模块24，所述管理模块21设有用于皮影表演设备工作状态的设置与显示的输入/输出界面，还设有与动作运算模块22、配乐模块23、控制模块24及体感检测器3进行信息交互的通讯接口。其中，管理模块、动作运算模块和配乐模块运行在计算机上，控制模块运行于单片机上。

所述动作运算模块22用于接收所述管理模块21发送的体感检测信息，提取人体动作特征后形成皮影人动作发送至所述控制模块，由所述控制模块24调控所述执行机构12完成所述皮影人11的自动控制。

配乐模块23包括音频文件、音频播放器、音乐波形数据库及音乐合成器，配乐模块23根据管理模块21选定的音频文件或根据动作运算模块22传送的动作频率与振幅结合音乐波形数据合成音乐。

本发明通过管理模块设置皮影表演设备的运行模式为预设表演模式或根据人体动作的实时表演模式，预设模式的设置内容包括动作流程、音频文件及灯光流程；实时表演模式可以设置播放音频文件或音频合成，管理模块采集体感检测器检测到的人体实时动作，经动作运算模块提取人体动作特征并发送至控制模块，经控制模块控制执行机构及附属设备而实现皮影表演设备的实时表演，同时，配乐模块从音乐波形库中读取音乐波形数据，根据动作频率及动作幅度实时调整音乐波形的频率与振幅后再发送给音乐播放器，播放器再将声音输送至音箱。体感检测比传统的视频识别在识别肢体运动方面具有优势，能使皮影人的动作更接近人体的实时动作；配乐模块提供与动作匹配的音乐能使皮影表演生动，富有动感。

进一步的，如图3、图4所示，执行机构12包括底盘121、多个支撑杆Ⅰ122、多个支撑杆Ⅱ123、舵机124、圆盘125、基础座126、伺服电机127及履带128，支撑杆Ⅰ122和支撑杆Ⅱ123均固定在所述底盘121上，舵机124固定在支撑杆Ⅱ123一端，舵机124的输出轴与圆盘125固定连接，且输出轴与所述圆盘125相垂直，伺服电机127固定在基础座126上，所述伺服电机127的输出轴与履带128连接，底盘121与履带128固定连接。

所述皮影人11包括皮影人本体111与至少三根控制杆112，三根控制杆112的一端分别与皮影人本体111的躯干、左手及右手连接，三根控制杆112的另一端与支撑杆Ⅰ122采用球铰链连接。

所述圆盘125与所述控制杆112之间通过尼龙线连接，尼龙线靠所述圆盘125一端固定且绕附在圆盘125上，一根所述控制杆112连接三个所述圆盘125。

采用尼龙线等柔软而不失韧性的材料作为中介实现舵机和控制细杆之间的柔性传动，实现对皮影人的柔性控制，使皮影人动作柔和且不易受到损伤；控制细杆与支撑杆Ⅰ之间采用球铰链连接，起到辅助定位的作用，相当于模拟人手捏住杆的动作，利于减小柔线控制细杆的难度，将控制一根细杆的舵机数减少到3个；自动皮影人作为一个整体布置在底盘之上，伺服电机通过履带驱动底盘移动，拓宽了皮影人的活动范围。

进一步的，如图图1、图2、图5所示，还包括附属装置4，附属装置4包括投影灯41、音箱42及幕布支撑架43，所述控制模块24与所述伺服电机127、舵机124及投影灯41连接，管理模块21与体感检测器3连接，配乐模块23与音箱42连接；如图5、图6所示，所述幕布支撑架43固定在所述基础座126上或独立摆放。

幕布支撑架固定在基础座上适用于控制单元只控制一个自动皮影人表演的情况，当控制单元同时控制多个自动皮影人表演皮影剧时，选用幕布支撑架独立摆放。

进一步的，如图7所示，基础座126上设置导轨129，所述底盘121与所述导轨129滑动连接。导轨支撑底盘重量，确保履带不受损伤，延长使用寿命。

进一步的，如图4所示，所述投影灯41固定在所述支撑杆Ⅰ122上。投影灯随皮影人一块移动，当需要多个自动皮影人一块出演皮影剧时，互不影响，获得较好地投影效果。

进一步的，如图8所示，所述支撑杆Ⅱ123是两根以上单元杆相互连接而成的组合件或一根单元杆。采用单元杆拼接的形式，能比较灵活地调整各个圆盘的高度，实现对控制细杆较好的操控效果。各个舵机的安装位置和高度都是为实现杆的合理移动不断调整而出，尼龙线的布置也是经过无数次的实验得出来的，以达到和相应舵机不失联系而又不相互干涉的要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种皮影表演设备，其特征在于，包括：自动皮影人(1)、控制单元(2)及体感检测器(3)；

所述自动皮影人(1)包括皮影人(11)和执行机构(12)；

所述控制单元(2)与体感检测器(3)及执行机构(12)相连，接收与处理所述体感检测器(3)的信息，控制所述执行机构(12)；

所述控制单元(2)包括管理模块(21)、动作运算模块(22)、配乐模块(23)和控制模块(24)，所述管理模块(21)设有用于设置与显示皮影表演设备工作状态的输入/输出界面，还设有与所述动作运算模块(22)、配乐模块(23)、控制模块(24)及体感检测器(3)进行信息交互的通讯接口；

所述动作运算模块(22)用于接收所述管理模块(21)发送的体感检测信息，提取人体动作特征后形成皮影人动作发送至所述控制模块，由所述控制模块(24)调控所述执行机构(12)完成所述皮影人(11)的自动控制；

所述配乐模块(23)包括音频文件库、音频播放器、音乐波形数据库及音乐合成器，所述配乐模块(23)根据所述管理模块(21)选定的音频文件或根据所述动作运算模块(22)发送的动作频率与振幅结合音乐波形数据合成音乐。

2.根据权利要求1所述的一种皮影表演设备，其特征在于，所述执行机构(12)包括底盘(121)、多个支撑杆Ⅰ(122)、多个支撑杆Ⅱ(123)、舵机(124)、圆盘(125)、基础座(126)、伺服电机(127)及履带(128)，所述支撑杆Ⅰ(122)和支撑杆Ⅱ(123)均固定在所述底盘(121)上，所述舵机(124)固定在所述支撑杆Ⅱ(123)一端，所述舵机(124)的输出轴与所述圆盘(125)固定连接，且输出轴与所述圆盘(125)相垂直，所述伺服电机(127)固定在所述基础座(126)上，所述伺服电机(127)的输出轴与所述履带(128)连接，所述底盘(121)与所述履带(128)固定连接；

所述皮影人(11)包括皮影人本体(111)与至少三根控制杆(112)，所述三根控制杆(112)的一端分别与所述皮影人本体(111)的躯干、左手及右手连接，所述三根控制杆(112)的另一端与所述支撑杆Ⅰ(122)采用球铰链连接；

所述圆盘(125)与所述控制杆(112)之间通过尼龙线连接，尼龙线靠所述圆盘(125)一端固定且绕附在圆盘(125)上，一根所述控制杆(112)连接三个所述圆盘(125)。

3.根据权利要求2所述的一种皮影表演设备，其特征在于，还包括附属装置(4)，所述附属装置(4)包括投影灯(41)、音箱(42)及幕布支撑架(43)，所述控制模块(24)与所述伺服电机(127)、舵机(124)及投影灯(41)连接，所述配乐模块(23)与所述音箱(42)连接，所述管理模块(21)与所述体感检测器(3)连接；

所述幕布支撑架(43)固定在所述基础座(126)上或独立摆放。

4.根据权利要求3所述的一种皮影表演设备，其特征在于，所述基础座(126)上设置导轨(129)，所述底盘(121)与所述导轨(129)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种皮影表演设备，其特征在于，所述投影灯(41)固定在所述支撑杆Ⅰ(122)上。

6.根据权利要求5所述的一种皮影表演设备，其特征在于，所述支撑杆Ⅱ(123)是两根以上单元杆相互连接而成的组合件或一根单元杆。