專利名稱：可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及表演娛樂性機械提線木偶玩具，特別涉及可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具。
背景技術：
提線木偶戲，又名“吊線子戲”，是一種古老而珍稀的傳統民間戲曲形式，也是中國傳統文化光輝而重要的組成部分。目前，傳統提線木偶的表演主要由尚健在的為數不多的表演藝人完成。然而，一方面現代文明的沖擊，使得傳統提線木偶的受眾規模不斷減少，另一方面，由于提線木偶戲的
表演對藝人有著相當高的技術要求，要用十幾根乃至數十根提線操縱木偶，必須手腳靈活、動作嫻熟，不僅手上功夫絕妙高超，藝人的身體也必須貼合木偶及音樂做出動作，關鍵時刻還需口、手、軀干、腳并用，表演復雜，完成動作難度高，表演者本身負擔重，這使得技術的傳承上存在較大困難。為了傳承和推廣木偶藝術，已有用步進電機或伺服電機操控木偶的嘗試，但其結構單調，實現動作方式單一，加之程序控制本身的高要求和不可觀性，使得其觀賞性很低；而且由于其結構的限制，舞臺的布局也并不美觀；另外，其單一的娛樂模式，也明顯限制了其可玩性。綜上其不能完成傳承和推廣提線木偶這一中國傳統藝術形式的目標。
發明內容為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，通過機電一體化控制，使提線木偶的控制更加簡單，能夠實現普通人表演提線木偶戲，且具有很強的觀賞性。為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，包括前開放式的舞臺基座1，舞臺基座I上有可更換的幕布切換機構10，傳統的提線人物木偶或動物木偶2位于舞臺基座I上方，木偶2接有實現木偶水平面內自由移動的極坐標式行走模塊7、實現木偶轉向動作的轉向模塊9、實現手臂上下提降動作的手臂升降模塊8、實現手臂左右平動的手臂平動模塊3、實現手臂震顫動作的震顫模塊6、實現腳部提落動作的踢腿模塊4以及補償轉向提線長度變化的自協調模塊5。所述的轉向模塊9，包括A電機11，A電機11和A齒輪12同軸相連，與A齒輪12相嚙合的B齒輪13和A蝸桿14同軸相連，與A蝸桿14相嚙合的A蝸輪15和C齒輪16同軸固連，C齒輪16、2個F齒輪18、D齒輪19分別固定于四連桿結構的四頂點上，并由A鏈條17環繞連接，D齒輪19和E齒輪20同軸固連，E齒輪20、G齒輪22由B鏈條21環繞連接，木偶左肩提線23和木偶右肩提線24分別一端固定于G齒輪22，另一端連接木偶2的左肩和右肩部位。所述的行走模塊7，包括B電機28，B電機28與I齒輪31同軸固連，I齒輪31與H齒輪30之間由鏈條連接，H齒輪30與B蝸桿29同軸固連，B蝸桿29與B蝸輪32相嚙合；同時C電機35與J齒輪34同軸固連，與J齒輪34相嚙合的K齒輪33與A絲杠36同軸固連，A絲杠36與A螺母27構成絲杠螺母結構，A螺母27與懸掛木偶結構25固定相連。所述的手臂升降模塊8，包括D電機39，D電機39與L齒輪38相連，L齒輪38與卷線器37相連，卷線器37弓I出木偶右手臂豎直提線40，通過A滑輪41、A連桿42和A過線孔43與木偶2手臂相連；E電機44和A過線孔43固連，可以實現小范圍的手臂前后運動。所述的手臂平動模塊3，包括F電機47，F電機47與M齒輪46連接，與M齒輪46相嚙合的N齒輪45與B絲杠48同軸固連，B絲杠48與B螺母50構成絲杠螺母，B螺母50與齒條機構51固連，齒條結構51與前伸結構56相連，卡線機構53與G電機52固連，平衡提線55 —端連接前伸結構56，另一端通過B滑輪54連接A重物60 ;木偶左手臂水平提線57 一端與木偶2手臂相連，另一端通過C滑輪58、A滑輪組59及卡線機構53與B重物61相連。所述的卡線機構53包括H電機62，H電機62與齒輪組63相連以驅動齒輪組63，齒輪組63與絲杠螺母66同軸相連,絲杠螺母66通過連桿連接A卡線結構64和B卡線結構65，木偶左手臂水平提線57穿過卡線機構53。所述的踢腿模塊4包括I電機70，I電機70與O齒輪71相連，與O齒輪71相嚙合的齒條67與木偶左腿提線69 —端相連，齒條67滑動連接在導軌結構68，木偶左腿提線69另一端接木偶2的腳部。所述的自協調模塊5包括P齒輪77，P齒輪77與C絲杠78同軸相連，C絲杠78與C螺母79構成絲杠螺母結構，C螺母79與B連桿72相連，B連桿72則與C連桿73相連，C連桿73、D連桿74、E連桿75、F連桿76共同構成平行四連桿結構，控制木偶左右手豎直提線的卷線器37與D連桿74固連。所述的震顫模塊6包括輪盤82，輪盤82與D滑輪81組成凸輪結構，J電機83與該結構的輪盤82相連，木偶左手臂豎直提線80經過震顫模塊6。本實用新型的優點在于1)能夠滿足提線木偶的三位空間復雜運動控制，實現普通人操作木偶表演，幫助傳承經典的提線木偶藝術形式；2)能夠通過更換提線木偶人物以及不與配樂曲牌表演京劇、秦腔、昆曲、黃梅戲等不與曲藝形式；3)填補了“機電一曲藝一木偶”這一領域的空白，將現代機電系統與戲曲、提線木偶兩種傳統的藝術形式巧妙結合，用現代詮釋傳統，而復雜多變的機械結構配合傳統經典的木偶動作，極具視覺沖擊力；4)提線木偶的各個模塊分別有獨立的動力源進行驅動，互不干擾，控制簡單；5)通過設置連桿機構、自動卡線機構、自協調模塊來消除轉向、行走動作對各提線的干擾，使提線木偶的動作和操縱具有很強的準確性

圖I為本實用新型的軸測圖。圖2為本實用新型轉向模塊放大軸測圖。圖3為本實用新型行走模塊放大軸測圖。圖4為本實用新型手臂升降模塊放大軸測圖。圖5為本實用新型手臂平動模塊放大軸測圖。[0022]圖6為本實用新型手臂平動模塊中卡線機構放大軸測圖。圖7為本實用新型踢腿模塊放大軸測圖。圖8為本實用新型自協調模塊放大軸測圖。圖9為本實用新型震顫模塊放大軸測圖。圖10為本實用新型的主視圖。圖11為本實用新型未安裝木偶時的俯視圖。圖12為本實用新型未安裝木偶時的的左視圖。
具體實施方式
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以下結合附圖，對本實用新型作進一步詳細描述，以下實施例用于說明本實用新型，但不是限制本實用新型的范圍。如圖I所示，可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，包括前開放式的舞臺基座I、傳統的提線人物木偶或動物木偶2、可更換的幕布切換機構10、實現木偶水平面內自由移動的極坐標式行走模塊7、實現木偶轉向動作的轉向模塊9、實現手臂上下提降動作的手臂升降模塊8、實現手臂左右平動的手臂平動模塊3、實現手臂震顫動作的震顫模塊6、實現腳部提落動作的踢腿模塊4、補償轉向提線長度變化的自協調模塊5、以及3個同總控制器相連的遙控娛樂手柄，在上述行走模塊7、轉向模塊9、手臂升降模塊8、手臂平動模塊3、震顫模塊6、踢腿模塊4以及自協調模塊5均與所述總控制器相連。如圖2所示，所述的轉向模塊9，包括A電機11，A電機11和A齒輪12同軸相連，與A齒輪12相嚙合的B齒輪13和A蝸桿14同軸相連，與A蝸桿14相嚙合的蝸輪15和C齒輪16同軸固連，C齒輪16、2個F齒輪18、D齒輪19分別固定于四連桿結構的四頂點上，并由A鏈條17環繞連接，D齒輪19和E齒輪20同軸固連，E齒輪20、G齒輪22由B鏈條21環繞連接，木偶左肩提線23和木偶右肩提線24分別一端固定于G齒輪22，另一端連接木偶2的左肩和右肩部位。由C齒輪16、2個F齒輪18、D齒輪19及固定連桿組成的四連桿結構，能夠保證四連桿形狀變化而A鏈條17總長不變。轉向模塊9能夠實現木偶的轉向功能。如圖3所示，所述的行走模塊7，包括B電機28，B電機28與I齒輪31同軸固連，I齒輪31與H齒輪30之間由鏈條連接，H齒輪30與B蝸桿29同軸固連，B蝸桿29與B蝸輪32相嚙合，上述機構能夠實現木偶橫向移動；同時C電機35與J齒輪34同軸固連，與J齒輪34相嚙合的K齒輪33與A絲杠36同軸固連，A絲杠36與A螺母27構成絲杠螺母結構，A螺母27與懸掛木偶結構25固定相連，可沿A固定導軌26前后移動，上述機構能夠實現木偶前后移動。該模塊能夠實現木偶的前后左右移動。如圖4所示，所述的手臂升降模塊8，包括D電機39，D電機39與L齒輪38相連，L齒輪38與卷線器37相連，帶動其運動，A連桿42能夠保證通過它的提線40在木偶前后移動過程中長度不變，卷線器37弓丨出木偶右手臂豎直提線40，通過A滑輪41、A連桿42和A過線孔43與木偶2手臂相連；E電機44和A過線孔43固連，可以實現小范圍的手臂前后運動。該模塊能夠實現控制木偶手臂上下前后運動，而不影響其他模塊功能。如圖5所示，所述的手臂平動模塊3，包括F電機47，F電機47與M齒輪46連接，與M齒輪46相嚙合的N齒輪45與B絲杠48同軸固連，B絲杠48與B螺母50構成絲杠螺母，B螺母50與齒條機構51固連，使得齒條機構51可沿B固定導軌49移動，齒條結構51與前伸結構56相連，卡線機構53與G電機52固連，可以沿齒條51水平運動；為消減結構自身重力產生的變形，用平衡提線55—端連接前伸結構56，另一端通過B滑輪54連接A重物60 ;木偶左手臂水平提線57 —端與木偶2手臂相連，另一端通過C滑輪58、A滑輪組59及卡線機構53與B重物61相連。該模塊可以實現控制木偶手臂在需要的時刻左右運動，與時又不影響其他模塊功能。如圖6所示，所述的卡線機構53包括H電機62，H電機62與齒輪組63相連，驅動齒輪組63，齒輪組63與絲杠螺母66同軸相連，絲杠螺母66通過連桿連接A卡線結構64和 B卡線結構65，木偶左手臂水平提線57穿過卡線機構53，由絲杠螺母66帶動卡線結構64、65通過開閉完成卡線動作。如圖7所示，所述的踢腿模塊4包括I電機70，I電機70與O齒輪71相連，與O齒輪71相嚙合的齒條67與木偶左腿提線69 —端相連，齒條67滑動連接在導軌結構68，可沿固定導軌結構68運動，木偶左腿提線69另一端接木偶2的腳部。該模塊可以實現提線木偶提腿、落腿功能，而不影響其他功能。如圖8所示，所述的自協調模塊5包括P齒輪77，P齒輪77與C絲杠78同軸相連，C絲杠78與C螺母79構成絲杠螺母結構，C螺母79與B連桿72相連，B連桿72則與C連桿73相連，C連桿73、D連桿74、E連桿75、F連桿76共同構成平行四連桿結構。控制木偶左右手豎直提線的卷線器37與D連桿74固連。該模塊可以通過自身的形變補償轉向提線長度變化。如圖9所示，所述的震顫模塊6包括輪盤82，輪盤82與D滑輪81組成凸輪結構，J電機83與該結構的輪盤82相連，木偶左手臂豎直提線80經B過線孔84、D滑輪80和A滑輪41，與左臂卷線器相連。該模塊可以實現手臂的震顫動作。本實用新型的工作原理為所述的轉向模塊9中，A電機11帶動A齒輪12轉動，齒輪12通過嚙合帶動B齒輪13和A蝸桿14轉動，A蝸桿14與A蝸輪15的配合使A蝸輪15轉動，A蝸輪15和C齒輪16同軸轉動，C齒輪16與F齒輪18通過鏈傳動帶動D齒輪19轉動，D齒輪19和E齒輪20同軸轉動，E齒輪20和G齒輪22通過鏈傳動使齒輪22轉動，G齒輪22的轉動帶動木偶左肩提線23和木偶右肩提線24轉動，木偶左肩提線23和木偶右肩提線24固連在木偶的兩肩上而使木偶轉向。所述的行走模塊7中，包括B電機28帶動同軸I齒輪31轉動，I齒輪31通過鏈傳動帶動H齒輪30和與H齒輪30同軸的B蝸桿29轉動，B蝸桿29與底座上的B蝸輪32嚙合使蝸輪轉動，B蝸輪32帶動頭部機架轉動而實現木偶的左右行走功能；與時包括C電機35與J齒輪34同軸固連，K齒輪33與A絲杠36同軸固連，A螺母27與懸掛木偶結構25固定相連，可沿A固定導軌26前后移動，上述機構能夠實現木偶前后移動。該模塊能夠實現木偶的前后左右移動。所述的手臂升降模塊8中，D電機39通過L齒輪38驅動卷線器37，完成對提線的收放過程。所述的手臂平動模塊3，包括兩個驅動過程(-)當不需要拉動木偶左手臂水平提線57時，卡線機構53處于初始閉合狀態，此時由于末端懸掛B重物61，木偶左手臂水平提線57能夠始終處于緊繃狀態，此時F電機47通過M齒輪46、N齒輪45傳動，驅動B絲杠48轉動，從而使B螺母50、齒條機構51和前伸結構56能夠整體上升或下降，同時A重物60相應的下降或上升；㈡當需要拉動木偶左手臂水平提線57時，H電機62驅動齒輪組63，進而驅動絲杠螺母結構66,帶動A卡線結構64、B卡線結構65完成卡線動作，而后G電機52通過齒輪箱，實現卡線機構左右拉動提線。所述的踢腿模塊4中，I電機70驅動O齒輪71，帶動齒條67沿固定導軌結構68運動，從而拉動木偶左腿提線69。所述的自協調模塊5中，電機通過驅動P齒輪77帶動C絲杠78，使得C螺母79左右拉動B連桿72相連，進而使得C連桿73、D連桿74、E連桿75、F連桿76共與構成平行四連桿結構發生形狀變化，完成補償過程。所述的震顫模塊6中，J電機83驅動凸輪結構，撥動木偶左手臂豎直提線80，實現手臂的震顫動作。 以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創意和技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。圖中1、前開放式的舞臺基座；2、木偶；3、手臂平動模塊；4、踢腿模塊；5、自協調模塊；6、震顫模塊；7、行走模塊；8、手臂升降模塊；9、轉向模塊；10、可更換的幕布切換機構；11、A電機；12、A齒輪；13、B齒輪；14、A蝸桿；15、A蝸輪；16、C齒輪；17、A鏈條；18、F齒輪；19、D齒輪；20、E齒輪；21、B鏈條；22、G齒輪；23、木偶左肩提線；24、木偶右肩提線；25、懸掛木偶結構；26、A固定導軌；27、A螺母；28、B電機；29、B蝸桿；30、H齒輪；31、I齒輪；32、B蝸輪；33、K齒輪；34、J齒輪；35、C電機；36、A絲杠；37、卷線器；38、L齒輪；39、D電機；40、木偶右手臂豎直提線；41、A滑輪；42、A連桿；43、A過線孔；44、E電機；45、N齒輪；46、M齒輪；47、F電機；48、B絲杠；49、B固定導軌；50、B螺母；51、齒條機構；52、G電機；53、卡線機構；54、B滑輪；55、平衡提線；56、前伸結構；57、木偶左手臂水平提線；58、C滑輪；59、A滑輪組；60、A重物；61、B重物；62、H電機；63、齒輪組；64、A卡線結構；65、B卡線結構；66、絲杠螺母；67、齒條；68、導軌結構；69、木偶左腿提線；70、1電機；71、0齒輪；72、B連桿；73、C連桿；74、D連桿；75、E連桿；76、F連桿；77、P齒輪；78、C絲杠；79、C螺母；80、木偶左手臂豎直提線；81、D滑輪；82、輪盤；83、J電機；84、B過線孔。
權利要求1.可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于包括前開放式的舞臺基座(I )，舞臺基座(I)上有可更換的幕布切換機構(10)，傳統的提線人物木偶或動物木偶(2)位于舞臺基座(I)上方，木偶(2)接有實現木偶水平面內自由移動的極坐標式行走模塊(7)、實現木偶轉向動作的轉向模塊(9)、實現手臂上下提降動作的手臂升降模塊(8)、實現手臂左右平動的手臂平動模塊(3)、實現手臂震顫動作的震顫模塊(6)、實現腳部提落動作的踢腿模塊(4)以及補償轉向提線長度變化的自協調模塊(5)。
2.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的行走模塊(7)，包括B電機(28)，B電機(28)與I齒輪(31)同軸固連，I齒輪(31)與H齒輪(30)之間由鏈條連接，H齒輪(30)與B蝸桿(29)同軸固連，B蝸桿(29)與B蝸輪(32)相嚙合；同時C電機(35)與J齒輪(34)同軸固連，與J齒輪(34)相嚙合的K齒輪(33)與A絲杠(36)同軸固連，A絲杠(36)與A螺母(27)構成絲杠螺母結構，A螺母(27)與懸掛木偶結構(25)固定相連。
3.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的轉向模塊(9)，包括A電機(11)，A電機(11)和A齒輪(12)同軸相連，與A齒輪(12)相嚙合的B齒輪(13)和A蝸桿(14)同軸固連，與A蝸桿(14)相嚙合的A蝸輪(15)和C齒輪(16)同軸固連，C齒輪(16)、2個F齒輪(18)、D齒輪(19)分別固定于四連桿結構的四頂點上，并由A鏈條(17)環繞連接，D齒輪(19)和E齒輪(20)同軸相連，E齒輪(20)、G齒輪(22)由B鏈條(21)環繞連接，木偶左肩提線(23)和木偶右肩提線(24)分別一端固定于G齒輪(22),另一端連接木偶(2)的左肩和右肩部位。
4.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的手臂升降模塊(8)，包括D電機(39)，D電機(39)與L齒輪(38)相連，L齒輪(38)與卷線器(37)相連，卷線器(37)引出木偶右手臂豎直提線(40)，通過A滑輪(41)、A連桿(42)和A過線孔(43)與木偶(2)手臂相連；E電機(44)和A過線孔(43)固連，可以實現小范圍的手臂前后運動。
5.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的手臂平動模塊(3 )，包括F電機(47 )，F電機(47 )與M齒輪(46 )連接，與M齒輪(46)相嚙合的N齒輪(45)與B絲杠(48)同軸固連，B絲杠(48)與B螺母(50)構成絲杠螺母，B螺母(50)與齒條機構(51)固連，齒條結構(51)與前伸結構(56)相連，卡線機構(53)與G電機(52)固連，平衡提線(55)—端連接前伸結構(56)，另一端通過B滑輪(54)連接A重物(60);木偶左手臂水平提線(57) —端與木偶(2)手臂相連，另一端通過C滑輪(58)、A滑輪組(59)及卡線機構(53)與B重物(61)相連。
6.根據權利要求5所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的卡線機構(53)包括H電機(62)，H電機(62)與齒輪組(63)相連以驅動齒輪組(63 )，齒輪組(63 )與絲杠螺母(66 )同軸相連，絲杠螺母(66 )通過連桿連接A卡線結構(64)和B卡線結構(65)，木偶左手臂水平提線(57)穿過卡線機構(53)。
7.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的踢腿模塊(4)包括I電機(70)，I電機(70)與O齒輪(71)相連，與O齒輪(71)相嚙合的齒條(67 )與木偶左腿提線(69 ) 一端相連，齒條(67 )滑動連接在導軌結構(68)，木偶左腿提線(69)另一端接木偶(2)的腳部。
8.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的自協調模塊(5)包括P齒輪(77)，P齒輪(77)與C絲杠(78)同軸相連，C絲杠(78)與C螺母(79)構成絲杠螺母結構，C螺母(79)與B連桿(72)相連，B連桿(72)則與C連桿(73)相連，C連桿(73)、D連桿(74)、E連桿(75)、F連桿(76)共同構成平行四連桿結構，控制木偶左右手豎直提線的卷線器(37)與D連桿(74)固連。
9.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于所述的震顫模塊(6)包括輪盤(82)，輪盤(82)與D滑輪(81)組成凸輪結構，J電機(83)與該結構的輪盤(82)相連，木偶左手臂豎直提線(80)經過震顫模塊(6)。
10.根據權利要求I所述的可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，其特征在于還包括3個同總控制器相連的遙控娛樂手柄，在上述行走模塊(7)、轉向模塊(9)、手臂升降模塊(8)、手臂平動模塊(3)、震顫模塊(6)、踢腿模塊(4)以及自協調模塊(5)均與所述總控制器相連。
專利摘要可人工控制并同傳統曲藝形式結合的機械提線木偶玩具，在放式的舞臺基座內，通過行走模塊實現木偶在水平面內移動，通過轉向模塊實現木偶轉向，通過手臂升降模塊、手臂平動模塊和震顫模塊實現手臂的提降、平動和震顫，通過踢腿模塊實現腳部提落，通過自協調模塊及連桿機構實現對提線長度變化的精確控制，可通過控制3個娛樂手柄操縱木偶動作，并配合相應傳統曲目的音樂或唱段，從而實現木偶表演，本實用新型通過機電一體化控制，使提線木偶的操作和表演更加簡便，減輕藝人的負擔，娛樂手柄可使家庭成員通過相互之間的配合完成表演，增進成員間溝通和交流，從而讓提線木偶表演走向自動化，走進家庭，使得提線木偶及相應的傳統曲藝得到更好傳承。
文檔編號A63J19/00GK202724711SQ20122034346
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者王欣偉, 張育林, 王晶, 麻曉龍, 王子鳴, 牛亮, 鄭少南 申請人:西安交通大學