專利名稱：機(jī)器人皮影裝置及其舞臺設(shè)施的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人系統(tǒng)，具體地，涉及機(jī)器人皮影裝置及其舞臺設(shè)施的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
皮影戲是一種用燈光照射獸皮或紙板做成的人物剪影以表演故事的民間戲劇。表 演時(shí)，藝人們在白色幕布后面，一邊操縱戲曲人物，一邊用當(dāng)?shù)亓餍械那{(diào)唱述故事，同時(shí) 配以打擊樂器和弦樂，有濃厚的鄉(xiāng)土氣息。在河南、山西農(nóng)村，這種拙樸的民間藝術(shù)形式很 受人們的歡迎。然而，傳統(tǒng)的皮影戲需要人工在幕后來操縱皮影以變化出各種動作，與此同時(shí)還 需要由表演人員以及樂隊(duì)配合上對白以及音樂等音響效果。因此，傳統(tǒng)的皮影戲需要一定 的場地來容納表演人員，并且皮影戲的質(zhì)量完全取決于表演人員當(dāng)場的發(fā)揮，而且由于表 演人員僅可以通過兩只手來操縱皮影，因此皮影的動作較為簡單，無法同時(shí)完成皮影多部 位的分別操縱。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)器人皮影裝置及其舞臺設(shè)施 的控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供機(jī)器人皮影裝置，包括皮影，其特征在于，還包括控 制單元以及移動底座，其中，所述移動底座上設(shè)置有固定支架、電機(jī)、以及連接所述電機(jī)的 若干機(jī)械臂，所述若干機(jī)械臂分別連接至所述皮影的各個活動部上，所述控制單元用于控 制所述移動底座的移動以及所述機(jī)械臂的動作，所述皮影的基本部固定在所述固定支架 上。優(yōu)選地，所述機(jī)械臂包括皮影控制桿、齒輪、以及傳動輪，其中，所述電機(jī)通過所述 傳動輪帶動所述齒輪，所述皮影控制桿的近端連接所述皮影的活動部、遠(yuǎn)端連接在所述齒 輪上。優(yōu)選地，所述皮影控制桿的近端連接在所述齒輪的偏心位置上，所述皮影控制桿 的遠(yuǎn)端與近端之間的連線平行于所述齒輪的轉(zhuǎn)軸、或與所述齒輪的轉(zhuǎn)軸成一夾角。優(yōu)選地，所述皮影控制桿的近端連接在所述齒輪的中心位置上，所述皮影控制桿 的遠(yuǎn)端與近端之間的連線與所述齒輪的轉(zhuǎn)軸成一夾角。優(yōu)選地，所述固定支架包括連接所述控制單元的電控伸縮桿，所述電控伸縮桿的 伸縮端連接所述皮影的基本部。優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述移動底座上的升降平臺，其中，所述固定支架、電機(jī)以 及機(jī)械臂搭載在所述升降平臺上。優(yōu)選地，所述升降平臺的一端通過轉(zhuǎn)軸連接在所述移動底座上、另一端通過傳動 桿機(jī)構(gòu)在所述電機(jī)帶動下轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，所述傳動桿機(jī)構(gòu)包括連桿、以及搭載在所述移動底座上的偏心輪，所述連桿連接在所述升降平臺與所述偏心輪之間。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供機(jī)器人皮影裝置的舞臺設(shè)施的控制系統(tǒng)，包括 皮影戲幕以及戲臺，其特征在于，還包括若干權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人皮影裝 置、照明燈、音頻播放裝置、幕布裝置，其中，所述控制單元包括如下單元幕布控制單元，其 中，所述幕布裝置包括渦輪渦桿變速裝置以及幕布，所述幕布控制單元用于控制所述渦輪 渦桿變速裝置調(diào)節(jié)幕布的開合；音頻控制單元，其用于控制音頻播放裝置播放聲音；照明 控制單元，其用于控制照明燈的明暗。優(yōu)選地，所述皮影戲幕由單面磨砂玻璃構(gòu)成，其中，所述皮影戲幕的背面為光潔 面、正面為磨砂面，所述照明燈位于所述皮影戲幕的正面一側(cè)、或者位于且基本上貼著所述 皮影戲幕背面一側(cè)，所述皮影由PVC透明板材制成，還包括設(shè)置于所述戲臺上的橫向?qū)к?和縱向?qū)к?，位于所述橫向?qū)к壣系乃鰴C(jī)器人皮影裝置的皮影基本上貼著所述皮影戲幕 的背面，位于所述縱向?qū)к壣系乃鰴C(jī)器人皮影裝置的皮影在所述電控伸縮桿的帶動下能 夠在基本上貼著與遠(yuǎn)離所述皮影戲幕的背面的位置之間自由移動。本發(fā)明有點(diǎn)包括由機(jī)器人控制皮影，因此使皮影戲的演出不受表演人員數(shù)量的 制約而可以隨時(shí)隨地演出；機(jī)器人所占用的空間相比表演人員所占用空間來說小得多，因 此本發(fā)明節(jié)省了空間，使得皮影戲可以在櫥窗等小空間內(nèi)演出；機(jī)器人可以通過多個(例如 4個以上)機(jī)械臂分別對皮影的相應(yīng)活動部進(jìn)行控制，因此本發(fā)明的皮影動作更為豐富；通 過升降平臺可以實(shí)現(xiàn)皮影的跳躍動作，使皮影人物更為生動有趣；通過電控伸縮桿是皮影 基本上貼著或者遠(yuǎn)離皮影戲幕可以實(shí)現(xiàn)人物淡入淡出的視覺效果。所以本發(fā)明通過將人工 操縱表演的皮影改變?yōu)橛蓹C(jī)器人程序控制的皮影表演，將古老的傳統(tǒng)表演形式創(chuàng)新為由機(jī) 器人程序控制的皮影表演形式。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置齒輪以及傳動輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖。具體 地，在本實(shí)施例中，所述機(jī)器人皮影裝置包括皮影，還包括控制單元以及移動底座2，其中， 所述移動底座2上設(shè)置有固定支架4、電機(jī)、以及連接所述電機(jī)的若干機(jī)械臂，所述若干機(jī) 械臂分別連接至所述皮影的各個活動部(例如活動部12)上，所述控制單元用于控制所述移 動底座2的移動以及所述機(jī)械臂的動作，所述皮影的基本部11固定在所述固定支架4上。
優(yōu)選地，所述機(jī)械臂包括皮影控制桿6、齒輪5、以及傳動輪，其中，所述電機(jī)通過 所述傳動輪帶動所述齒輪5，所述皮影控制桿6的近端連接所述皮影的活動部12、遠(yuǎn)端連接 在所述齒輪5上。在本實(shí)施例一個優(yōu)選例中，所述皮影控制桿6的近端連接在所述齒輪5的偏心位 置上，所述皮影控制桿6的遠(yuǎn)端與近端之間的連線平行于所述齒輪5的轉(zhuǎn)軸、或與所述齒輪 的轉(zhuǎn)軸成一夾角。而在本實(shí)施例的另一個優(yōu)選例中，所述皮影控制桿6的近端連接在所述 齒輪5的中心位置上，所述皮影控制桿6的遠(yuǎn)端與近端之間的連線與所述齒輪5的轉(zhuǎn)軸成 一夾角。如圖1所示，兔子皮影的身體作為所述基本部11，頭部作為所述活動部12，當(dāng)所述 齒輪5沿順逆時(shí)針方向往返旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀眾看到的皮影便是兔子在點(diǎn)頭。還包括設(shè)置在所述移動底座2上的升降平臺3，其中，所述固定支架4、電機(jī)以及機(jī) 械臂搭載在所述升降平臺3上。所述升降平臺3的一端通過轉(zhuǎn)軸連接在所述移動底座2上、 另一端通過傳動桿機(jī)構(gòu)在所述電機(jī)帶動下轉(zhuǎn)動。所述傳動桿機(jī)構(gòu)包括連桿、以及搭載在所 述移動底座2上的偏心輪，所述連桿連接在所述升降平臺與所述偏心輪之間。這樣，所述升 降平臺3可以自由轉(zhuǎn)動，從而使固定其上的皮影能夠得以在垂直方向上運(yùn)動，進(jìn)而獲得皮 影在跳躍的視覺效果。例如，圖2中示出的兔子皮影在位置上要高于圖1中示出的兔子皮 影，隨著所述升降平臺3的轉(zhuǎn)動，便可以令觀眾欣賞到兔子皮影在跳躍的景象。在本實(shí)施例的一個變化例中，所述升降平臺3還可以通過絲桿傳動來實(shí)現(xiàn)上升與 下降的功能，本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這樣的升降平臺，在此不予贅述。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。具體 地，在本實(shí)施例中，所述固定支架4包括連接所述控制單元的電控伸縮桿，所述電控伸縮桿 的伸縮端連接所述皮影的基本部11。如圖3所示，此時(shí)所述電控伸縮桿處于收縮狀態(tài)，所述 皮影的活動部12比基本部11更靠近于戲幕，因此觀眾可以看到所述活動部12且看不到所 述基本部11 ；當(dāng)所述電控伸縮桿處于伸出狀態(tài)時(shí)，所述基本部11也基本上貼著于戲幕，這 樣在所述電控伸縮桿由收縮狀態(tài)變?yōu)樯斐鰻顟B(tài)的過程中，觀眾可以看到所述基本部12漸 漸淡入戲幕的效果，反之，則可以看到漸漸淡出戲幕的效果。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供機(jī)器人皮影裝置的舞臺設(shè)施的控制系統(tǒng)，包括 皮影戲幕以及戲臺，還包括若干根據(jù)本發(fā)明提供的機(jī)器人皮影裝置、照明燈、音頻播放裝 置、幕布裝置，其中，所述控制單元包括如下單元幕布控制單元，其中，所述幕布裝置包括 渦輪渦桿變速裝置以及幕布，所述幕布控制單元用于控制所述渦輪渦桿變速裝置調(diào)節(jié)幕布 的開合；音頻控制單元，其用于控制音頻播放裝置播放聲音；照明控制單元，其用于控制照 明燈的明暗。優(yōu)選地，所述皮影戲幕由單面磨砂玻璃構(gòu)成，其中，所述皮影戲幕的背面為光潔 面、正面為磨砂面，所述照明燈位于所述皮影戲幕的正面一側(cè)、或者位于且基本上貼著所述 皮影戲幕背面一側(cè)，所述皮影由PVC透明板材制成，還包括設(shè)置于所述戲臺上的橫向?qū)к?和縱向?qū)к墸挥谒鰴M向?qū)к壣系乃鰴C(jī)器人皮影裝置的皮影基本上貼著所述皮影戲幕 的背面，位于所述縱向?qū)к壣系乃鰴C(jī)器人皮影裝置的皮影在所述電控伸縮桿的帶動下能 夠在基本上貼著與遠(yuǎn)離所述皮影戲幕的背面的位置之間自由移動。其中，所述皮影戲幕的背面為光潔面可以使得所述皮影基本上貼著時(shí)不至于磨損 到皮影，所述照明燈位于所述皮影戲幕的正面一側(cè)可以使光照更為均勻且使觀眾看不到皮影的陰影，視覺效果更好，橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壏謩e限制所述移動底座按照準(zhǔn)確的路徑移動。接下來再通過圖4至圖5進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供裝置的工作原理。具體地，圖4 示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖，在本實(shí)施例中，所述 機(jī)器人皮影裝置包括皮影，還包括控制單元以及移動底座，其中，所述移動底座上設(shè)置有固 定支架4、電機(jī)、以及連接所述電機(jī)的若干機(jī)械臂，所述若干機(jī)械臂分別連接至所述皮影的 各個活動部(例如活動部13、14、15、16)上，所述控制單元用于控制所述移動底座的移動以 及所述機(jī)械臂的動作，所述皮影的基本部11固定在所述固定支架4上。更為具體地，所述裝置包括連接所述活動部13的皮影控制桿61和齒輪51、連接所 述活動部14的皮影控制桿62以及齒輪52、連接所述活動部15的皮影控制桿63以及齒輪 53、連接所述活動部16的皮影控制桿64以及齒輪M。更進(jìn)一步地，圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置的正面結(jié)構(gòu) 示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將圖5所示實(shí)施例理解為圖4所示實(shí)施例中皮影變化動作后 的狀態(tài)圖。具體地，以圖4所示實(shí)施例為最初狀態(tài)，則當(dāng)所述齒輪51、52、5354順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 一定角度后，所述皮影的活動部13、14、15、16相對于基本部11的位置發(fā)生變化后如圖5所 示，該位置變化具體表現(xiàn)為海寶皮影的頭部向左側(cè)傾斜、右手上抬、左右腳向右運(yùn)動。其中，圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的，機(jī)器人皮影裝置齒輪以及傳動輪的 結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，主動輪900安裝于電機(jī)的輸出軸上，其通過傳動輪901帶動所述齒輪 51、通過傳動輪902帶動所述齒輪52、通過傳動輪903帶動所述齒輪53、通過傳動輪904帶 動所述齒輪討。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，通過單數(shù)個傳動輪可以使所述齒輪與所述主動輪同方向轉(zhuǎn) 動，通過雙數(shù)個傳動輪可以使所述齒輪與所述主動輪反方向轉(zhuǎn)動，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根 據(jù)實(shí)際需要設(shè)置傳動輪的數(shù)量，在此不予贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員也理解，控制所述主動輪900在適當(dāng)?shù)姆葍?nèi)沿順逆時(shí)針方向往 復(fù)轉(zhuǎn)動便可以使所述齒輪也在小幅度內(nèi)同樣沿順逆時(shí)針方向往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)了海報(bào)搖 頭、擺手以及走路的動作姿態(tài)。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影 響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人皮影裝置，包括皮影，其特征在于，還包括控制單元以及移動底座，其中， 所述移動底座上設(shè)置有固定支架、電機(jī)、以及連接所述電機(jī)的若干機(jī)械臂，所述若干機(jī)械臂 分別連接至所述皮影的各個活動部上，所述控制單元用于控制所述移動底座的移動以及所 述機(jī)械臂的動作，所述皮影的基本部固定在所述固定支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，所述機(jī)械臂包括皮影控制桿、 齒輪、以及傳動輪，其中，所述電機(jī)通過所述傳動輪帶動所述齒輪，所述皮影控制桿的近端 連接所述皮影的活動部、遠(yuǎn)端連接在所述齒輪上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，所述皮影控制桿的近端連接 在所述齒輪的偏心位置上，所述皮影控制桿的遠(yuǎn)端與近端之間的連線平行于所述齒輪的轉(zhuǎn) 軸、或與所述齒輪的轉(zhuǎn)軸成一夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，所述皮影控制桿的近端連接 在所述齒輪的中心位置上，所述皮影控制桿的遠(yuǎn)端與近端之間的連線與所述齒輪的轉(zhuǎn)軸成 一夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，所述固定支架包 括連接所述控制單元的電控伸縮桿，所述電控伸縮桿的伸縮端連接所述皮影的基本部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述移動底座 上的升降平臺，其中，所述固定支架、電機(jī)以及機(jī)械臂搭載在所述升降平臺上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，所述升降平臺的一端通過轉(zhuǎn) 軸連接在所述移動底座上、另一端通過傳動桿機(jī)構(gòu)在所述電機(jī)帶動下轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人皮影裝置，其特征在于，所述傳動桿機(jī)構(gòu)包括連桿、以 及搭載在所述移動底座上的偏心輪，所述連桿連接在所述升降平臺與所述偏心輪之間。
9.一種機(jī)器人皮影裝置的舞臺設(shè)施的控制系統(tǒng)，包括皮影戲幕以及戲臺，其特征在于， 還包括若干權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人皮影裝置、照明燈、音頻播放裝置、幕布 裝置，其中，所述控制單元包括如下單元幕布控制單元，其中，所述幕布裝置包括渦輪渦桿變速裝置以及幕布，所述幕布控制單 元用于控制所述渦輪渦桿變速裝置調(diào)節(jié)幕布的開合；音頻控制單元，其用于控制音頻播放裝置播放聲音；照明控制單元，其用于控制照明燈的明暗。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述皮影戲幕由單面磨砂玻璃構(gòu) 成，其中，所述皮影戲幕的背面為光潔面、正面為磨砂面，所述照明燈位于所述皮影戲幕的 正面一側(cè)、或者位于且基本上貼著所述皮影戲幕背面一側(cè)，所述皮影由PVC透明板材制成， 還包括設(shè)置于所述戲臺上的橫向?qū)к壓涂v向?qū)к墸挥谒鰴M向?qū)к壣系乃鰴C(jī)器人皮影 裝置的皮影基本上貼著所述皮影戲幕的背面，位于所述縱向?qū)к壣系乃鰴C(jī)器人皮影裝置 的皮影在所述電控伸縮桿的帶動下能夠在基本上貼著與遠(yuǎn)離所述皮影戲幕的背面的位置 之間自由移動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)器人皮影裝置，包括皮影，其特征在于，還包括控制單元以及移動底座，其中，所述移動底座上設(shè)置有固定支架、電機(jī)、以及連接所述電機(jī)的若干機(jī)械臂，所述若干機(jī)械臂分別連接至所述皮影的各個活動部上，所述控制單元用于控制所述移動底座的移動以及所述機(jī)械臂的動作，所述皮影的基本部固定在所述固定支架上。還提供了相應(yīng)的舞臺設(shè)施的控制系統(tǒng)。本發(fā)明由機(jī)器人控制皮影，因此占用空間小，皮影動作更為豐富；通過升降平臺可以實(shí)現(xiàn)皮影的跳躍動作，使皮影人物更為生動有趣；通過電控伸縮桿是皮影基本上貼著或者遠(yuǎn)離皮影戲幕可以實(shí)現(xiàn)人物淡入淡出的視覺效果。將古老的傳統(tǒng)表演形式創(chuàng)新為由機(jī)器人程序控制的皮影表演形式。
文檔編號A63J5/00GK102145231SQ201110096369
公開日2011年8月10日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者黃見遠(yuǎn) 申請人:上海市師資培訓(xùn)中心實(shí)驗(yàn)基地附屬中學(xué)