一體化皮影表演設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種一體化皮影表演設(shè)備，屬于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，包括底座，設(shè)置在底座上表面上的幕布架、導(dǎo)軌組，以及設(shè)置在底座內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主控制器等；上述導(dǎo)軌組包括相互平行安裝的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，其中第一導(dǎo)軌包括若干個(gè)固定導(dǎo)軌段和間隔安裝在固定導(dǎo)軌段中的移動(dòng)導(dǎo)軌段，第二導(dǎo)軌包括若干個(gè)與第一導(dǎo)軌的固定導(dǎo)軌位置相對(duì)應(yīng)的固定導(dǎo)軌，上述導(dǎo)軌組上設(shè)有若干個(gè)移動(dòng)滑塊，所述移動(dòng)滑塊上均設(shè)置有一個(gè)機(jī)械臂；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)導(dǎo)軌相連，用于控制移動(dòng)導(dǎo)軌前后移動(dòng)。上述皮影表演設(shè)備可以快速實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂左右位置的互換，而且機(jī)械臂底面的占用面積小。
【專利說(shuō)明】一體化皮影表演設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠模仿人表演傳統(tǒng)皮影戲的一體化皮影表演設(shè)備,屬于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]皮影發(fā)源于陜西華縣，至今已傳承千年，由于皮影戲?qū)Ρ硌莸募妓囉泻芨叩囊螅硌菡叱艘芤蝗丝刂迫?、四個(gè)影人的動(dòng)作，還要密切配合場(chǎng)上的配樂(lè)，兼顧旁白，唱腔。要練就過(guò)硬的皮影表演功底，除了需要師傅言傳身教，更加需要勤學(xué)苦練，積累大量的實(shí)際表演經(jīng)驗(yàn)，由此可見(jiàn)，要培養(yǎng)表演人才，甚至最終能組成一個(gè)皮影劇團(tuán)，這方面一直是阻礙皮影藝術(shù)發(fā)展最主要的因素，也是皮影產(chǎn)業(yè)做大的一個(gè)瓶頸。傳統(tǒng)的表演方式及言傳聲教的傳播渠道面臨著后繼無(wú)人的危機(jī)。
[0003]目前，機(jī)電一體化的皮影表演機(jī)器人能夠代替藝人進(jìn)行皮影戲表演，盡可能地還原傳統(tǒng)皮影戲的魅力，但是當(dāng)前的皮影機(jī)器人主要存在如下幾個(gè)缺陷:
1、機(jī)械臂隨固定在軌道上的小車水平移動(dòng)，雖然實(shí)現(xiàn)了基本的皮影表演，但是運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活，皮影人之間無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單的左右換位操作，因此對(duì)表演劇目有嚴(yán)格限制，無(wú)法還原藝人的皮影表演；
2、機(jī)械臂大多是由3個(gè)垂直的手臂組成，造成機(jī)械臂底面積大，使機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)不夠靈活。
[0004]有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行研究，專門開(kāi)發(fā)出一種一體化皮影表演設(shè)備，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種一體化皮影表演設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂左右位置的互換，而且機(jī)械臂底面占用面積小。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括:
一體化皮影表演設(shè)備，包括底座，設(shè)置在底座上表面上的幕布架、導(dǎo)軌組，以及設(shè)置在底座內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主控制器等；上述導(dǎo)軌組包括相互平行安裝的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，其中第一導(dǎo)軌包括若干個(gè)固定導(dǎo)軌段和間隔安裝在固定導(dǎo)軌段中的移動(dòng)導(dǎo)軌段，第二導(dǎo)軌包括若干個(gè)與第一導(dǎo)軌的固定導(dǎo)軌位置相對(duì)應(yīng)的固定導(dǎo)軌，上述導(dǎo)軌組上設(shè)有若干個(gè)移動(dòng)滑塊，所述移動(dòng)滑塊上均設(shè)置有一個(gè)機(jī)械臂；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)導(dǎo)軌段相連，用于控制移動(dòng)導(dǎo)軌段前后移動(dòng)，主控制器與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌組分別通過(guò)導(dǎo)線相連，與機(jī)械臂通過(guò)無(wú)線wifi相連。
[0007]作為優(yōu)選,上述第一導(dǎo)軌依次由第一固定導(dǎo)軌段、第一移動(dòng)導(dǎo)軌段、第二固定導(dǎo)軌段、第二移動(dòng)導(dǎo)軌段和第三固定導(dǎo)軌段組成；第二導(dǎo)軌依次由第一固定導(dǎo)軌段、第二固定導(dǎo)軌段和第三固定導(dǎo)軌段組成，其中，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的第一固定導(dǎo)軌段、第二固定導(dǎo)軌段和第三固定導(dǎo)軌段的固定位置前后一一對(duì)應(yīng)，平行安裝，第一移動(dòng)導(dǎo)軌段和第二移動(dòng)導(dǎo)軌段的下方均設(shè)有一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使移動(dòng)導(dǎo)軌段可以在兩個(gè)導(dǎo)軌的固定導(dǎo)軌段之間前后來(lái)回移動(dòng)；第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上設(shè)有3-5個(gè)移動(dòng)滑塊。
[0008]第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的各個(gè)導(dǎo)軌段的上表面上均設(shè)有銅棒，移動(dòng)滑塊上設(shè)有對(duì)應(yīng)的銅片，銅片與銅棒始終接觸，銅棒與安裝在各個(gè)導(dǎo)軌段下方的電源線相連，在工作過(guò)程中，銅片和銅棒一直通電，銅片通過(guò)電源線為機(jī)械臂供電；移動(dòng)滑塊的下端設(shè)有擋片，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的側(cè)邊設(shè)有若干行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)移動(dòng)滑塊移動(dòng)到行程開(kāi)關(guān)處，擋片與行程開(kāi)關(guān)相接觸，按下行程開(kāi)關(guān)，觸發(fā)信號(hào)通過(guò)信號(hào)線發(fā)送給主控制器，主控制器根據(jù)觸發(fā)信號(hào)判斷移動(dòng)滑塊的當(dāng)前位置。第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的另一個(gè)側(cè)邊設(shè)有齒條，用于推動(dòng)移動(dòng)滑塊滑行。
[0009]上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支架、箱式滑塊，以及安裝在支架上的步進(jìn)電機(jī)、傳送皮帶和粗光軸等，其中，傳送皮帶和兩個(gè)粗光軸水平平行安裝在支架的上端，傳送皮帶位于兩個(gè)粗光軸之間，箱式滑塊兩端安裝在粗光軸上，可沿粗光軸前后滑動(dòng)，箱式滑塊的中間部位固定在傳送皮帶上，傳送皮帶一端與步進(jìn)電機(jī)相連，另一端通過(guò)皮帶輪固定在支架上；箱式滑塊上安裝有連接件，所述連接件與移動(dòng)導(dǎo)軌段的底端相連，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)軌段前后移動(dòng)；支架的兩端各設(shè)有一限位開(kāi)關(guān)，箱式滑塊的兩個(gè)側(cè)邊設(shè)有對(duì)應(yīng)的擋板，當(dāng)擋板碰到限位開(kāi)關(guān)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，移動(dòng)導(dǎo)軌段與固定導(dǎo)軌段緊密接軌，側(cè)邊一一對(duì)齊，使移動(dòng)滑塊可以在固定導(dǎo)軌段和移動(dòng)導(dǎo)軌段間自由滑動(dòng)。
[0010]上述機(jī)械臂包括主臂、側(cè)臂、連桿升降機(jī)構(gòu)、電路箱和齒輪箱；連桿升降機(jī)構(gòu)下表面固定在電路箱的上表面，主臂的下端固定在連桿升降機(jī)構(gòu)的上表面，兩個(gè)側(cè)臂的后端分別固定在主臂的兩側(cè)，主臂和側(cè)臂相互垂直安裝，電路箱的側(cè)面固定在齒輪箱的外側(cè)，電路箱的下表面固定在移動(dòng)滑塊的上表面。機(jī)械臂可以隨著移動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上前后及左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮影人位置的左右互換。每個(gè)機(jī)械臂控制I個(gè)皮影人，其中主臂通過(guò)控制桿與皮影人的頸部相連，兩個(gè)側(cè)臂分別通過(guò)控制桿與皮影人的兩個(gè)手相連。電路箱內(nèi)安裝有舵機(jī)控制器和減速電機(jī)控制器，分別用于控制主臂和側(cè)臂的各個(gè)舵機(jī)和減速電機(jī)。
[0011]作為優(yōu)選，所述主臂包括4個(gè)舵機(jī)，3個(gè)用于安裝舵機(jī)的固定支架等，以及2個(gè)用于連接舵機(jī)的連接支架等，主臂的第一舵機(jī)垂直固定安裝在連接升降機(jī)構(gòu)的上表面，第二舵機(jī)、第三舵機(jī)和第四舵機(jī)均固定安裝在各自的固定支架內(nèi)，第一舵機(jī)頂部的轉(zhuǎn)軸與第二舵機(jī)的固定支架相連，第一連接支架兩端分別與第二舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤、第三舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤相連，第二連接支架兩端分別與第三舵機(jī)的固定支架、第四舵機(jī)的固定支架固定連接，第四舵機(jī)轉(zhuǎn)軸端設(shè)有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上連接有一與控制桿相連的連接柱，所述連接柱偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上。第一連接支架的兩側(cè)各安裝有一個(gè)側(cè)臂，其中，主臂為垂直方向安裝，側(cè)臂為水平方向安裝。
[0012]作為優(yōu)選，所述側(cè)臂包括4個(gè)舵機(jī)，4個(gè)用于安裝舵機(jī)的固定支架，以及3個(gè)用于連接舵機(jī)的連接支架等，其中，各個(gè)舵機(jī)均固定安裝在各自的固定支架內(nèi)，第一舵機(jī)的固定支架螺接在主臂第一連接支架的側(cè)邊；第一連接支架兩端分別與第一舵機(jī)和第二舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤相連，第二連接支架兩端分別與第二舵機(jī)、第三舵機(jī)的固定支架固定連接；第三連接支架一端與第三舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤相連，另一端與第四舵機(jī)固定支架固定連接，第四舵機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有一與控制桿相連的連接柱。
[0013]主控制器通過(guò)發(fā)射無(wú)線信號(hào)給固定在電路箱中的舵機(jī)控制器，舵機(jī)控制器接收無(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)導(dǎo)線發(fā)送控制信號(hào)給各個(gè)舵機(jī)，通過(guò)各個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使主臂和側(cè)臂運(yùn)動(dòng)。
[0014]上述齒輪箱包括箱蓋、箱體、以及設(shè)置在箱體內(nèi)的減速電機(jī)、軸承、齒輪軸、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪；其中，減速電機(jī)固定在箱體上，主動(dòng)齒輪固定在減速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，能繞減速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪通過(guò)軸承和齒輪軸固定在箱體中，從動(dòng)齒輪一端與主動(dòng)齒輪相嚙合，另一端與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌側(cè)邊的齒條相嚙合。主控制器通過(guò)發(fā)射無(wú)線信號(hào)給固定在電路箱中的減速電機(jī)控制器，減速電機(jī)控制器接收無(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)導(dǎo)線發(fā)送控制信號(hào)給減速電機(jī)，通過(guò)減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌滑塊沿著第一導(dǎo)軌或第二導(dǎo)軌移動(dòng)。
[0015]上述一體化皮影表演設(shè)備還包括一電動(dòng)升降裝置，其中電動(dòng)升降裝置的升降桿上端安裝在幕布架的兩側(cè)，底端固定在底座上，驅(qū)動(dòng)升降桿的驅(qū)動(dòng)器位于升降桿的下端，與主控制器相連，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)升降桿控制幕布的升降。
[0016]上述幕布架的頂端進(jìn)一步安裝有若干個(gè)與主控制器相連的Kinect,。Kinect實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，一方面配合主控制器，通過(guò)肢體語(yǔ)言對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控，例如通過(guò)手勢(shì)來(lái)選擇所要觀看的曲目；另一方面可以把觀眾的動(dòng)作實(shí)時(shí)地映射到皮影上，例如觀眾做舉手的動(dòng)作，皮影也相應(yīng)做舉手的動(dòng)作，從而增加了系統(tǒng)的趣味性。
[0017]上述一體化皮影表演設(shè)備進(jìn)行表演時(shí)，首先幕布架通過(guò)控制器的控制上升到一定高度，安裝在幕布架頂端的Kinect捕捉觀眾的手勢(shì)動(dòng)作，通過(guò)觀眾的手勢(shì)來(lái)選擇要播放的曲目，然后舵機(jī)控制器在主控制器的控制下，驅(qū)動(dòng)安裝在機(jī)械臂上的舵機(jī)，多舵機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)皮影人物運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的控制；同時(shí)，主控制器也會(huì)發(fā)送指令給減速電機(jī)控制器，使安裝在機(jī)械臂上的減速齒輪箱工作，通過(guò)調(diào)節(jié)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與速度從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂沿著直線導(dǎo)軌進(jìn)行左右移動(dòng)；主控器通過(guò)發(fā)送指令給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)可移動(dòng)導(dǎo)軌段進(jìn)行前后移動(dòng)，機(jī)械臂沿著可移動(dòng)導(dǎo)軌段和固定導(dǎo)軌段移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)皮影人物之間的換位。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的一體化皮影表演設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、采用固定導(dǎo)軌段和移動(dòng)導(dǎo)軌段相配合的方式，快速實(shí)現(xiàn)左右兩個(gè)皮影人的位置互換，從而能夠更加逼真地演繹皮影戲；
2、第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上通過(guò)用銅棒和銅片的配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的無(wú)線供電，使移動(dòng)滑塊在前后左右移動(dòng)時(shí)，不會(huì)因?yàn)楣╇妼?dǎo)線而相互糾纏；
3、導(dǎo)軌的側(cè)邊設(shè)有行程開(kāi)關(guān)，與移動(dòng)滑塊的擋片配合安裝，可以隨時(shí)判斷機(jī)械臂的當(dāng)前位置；
4、采用相互垂直安裝的主臂和側(cè)臂，與傳統(tǒng)的三個(gè)均垂直安裝的機(jī)械臂相比，一方面可以節(jié)省機(jī)械臂底面的占用面積，節(jié)省空間，另一方便可減輕側(cè)臂舵機(jī)的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)施例的一體化皮影表演設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本實(shí)施例的一體化皮影表演設(shè)備的導(dǎo)軌組俯視圖；
圖3是圖2中單個(gè)導(dǎo)軌段和移動(dòng)滑塊立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖2中單個(gè)導(dǎo)軌段和移動(dòng)滑塊另一個(gè)側(cè)面的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本實(shí)施例的一體化皮影表演設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本實(shí)施例的一體化皮影表演設(shè)備的機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖6中的主臂結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖6中的側(cè)臂結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖6中的齒輪箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所不,一體化皮影表演設(shè)備,包括底座1，設(shè)置在底座上表面上的幕布架2、導(dǎo)軌組，以及設(shè)置在底座I內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6、主控制器等；上述導(dǎo)軌組包括相互平行安裝的第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4，導(dǎo)軌組上設(shè)有移動(dòng)滑塊5，移動(dòng)滑塊5上安裝有機(jī)械臂7。幕布架2的頂端安裝有I個(gè)Kinect ;主控制器與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6、導(dǎo)軌組分別通過(guò)導(dǎo)線相連，與機(jī)械臂7通過(guò)無(wú)線wifi相連。在本實(shí)施例中，上述一體化皮影表演設(shè)備還包括一電動(dòng)升降裝置8，其中電動(dòng)升降裝置8的升降桿80上端安裝在幕布架2的兩側(cè)，底端固定在底座I上，驅(qū)動(dòng)升降桿80的驅(qū)動(dòng)器81位于升降桿80的下端，驅(qū)動(dòng)器81通過(guò)升降桿80控制幕布的升降。
[0022]如圖2所示，在本實(shí)施例中，上述第一導(dǎo)軌3依次由第一固定導(dǎo)軌段31、第一移動(dòng)導(dǎo)軌段32、第二固定導(dǎo)軌段33、第一移動(dòng)導(dǎo)軌段34和第三固定導(dǎo)軌段35緊密組合；第二導(dǎo)軌4依次由第一固定導(dǎo)軌段41、第二固定導(dǎo)軌段43和第三固定導(dǎo)軌段組成45，其中，第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4的第一固定導(dǎo)軌段31和41、第二固定導(dǎo)軌段33和43、第三固定導(dǎo)軌段35和45的固定位置前后一一對(duì)應(yīng)，平行安裝。上述導(dǎo)軌組上設(shè)有3個(gè)移動(dòng)滑塊5，第一移動(dòng)導(dǎo)軌段32和第一移動(dòng)導(dǎo)軌段34的下方均設(shè)有一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6,在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6的驅(qū)動(dòng)下，使移動(dòng)導(dǎo)軌段可以在第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌之間前后移動(dòng)，即第一移動(dòng)導(dǎo)軌312可以安插的第一固定導(dǎo)軌段31和第二固定導(dǎo)軌段33之間，也可以安插在第一固定導(dǎo)軌段41和第二固定導(dǎo)軌段42之間；同理，第二移動(dòng)導(dǎo)軌34也可以前后來(lái)回移動(dòng)，從而使移動(dòng)滑塊5可以在道軌組的各個(gè)導(dǎo)軌段上前后左右移動(dòng)，快速實(shí)現(xiàn)左右兩個(gè)皮影人的位置互換，使演繹效果更加逼真。
[0023]上述導(dǎo)軌組上的固定導(dǎo)軌段和移動(dòng)導(dǎo)軌段的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需求而定，上述導(dǎo)軌組至少包括2條平行安裝的導(dǎo)軌，第一導(dǎo)軌至少包括一個(gè)固定導(dǎo)軌段和位于固定導(dǎo)軌段兩側(cè)的兩個(gè)移動(dòng)導(dǎo)軌段，而第二導(dǎo)軌至少包括一個(gè)與第一導(dǎo)軌前后一一對(duì)應(yīng)的固定導(dǎo)軌段。因?yàn)槊總€(gè)移動(dòng)滑塊5對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)皮影人，因此移動(dòng)滑塊5的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際皮影人數(shù)而定，當(dāng)皮影人物較多時(shí)，移動(dòng)滑塊5也隨之增多。
[0024]如圖3-4所示，在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4各個(gè)導(dǎo)軌段的上表面中間均設(shè)有一凹槽311，凹槽311內(nèi)裝有兩根互不相連的銅棒312，移動(dòng)滑塊5上設(shè)有對(duì)應(yīng)的銅片51，銅片51與銅棒312始終接觸，銅棒312與安裝在各個(gè)導(dǎo)軌段下方的電源線相連，在工作過(guò)程中，銅棒312和銅片51 —直帶電，銅片51通過(guò)電源線為安裝在移動(dòng)滑塊5上的機(jī)械臂7供電。第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4通過(guò)銅棒312和銅片51的配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂7的無(wú)線供電，使移動(dòng)滑塊5在前后左右移動(dòng)時(shí)，不會(huì)因?yàn)楣╇妼?dǎo)線而相互糾纏。第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4的各個(gè)導(dǎo)軌段的兩個(gè)側(cè)邊各設(shè)有一條凹槽，其中一側(cè)的凹槽內(nèi)安裝有多個(gè)行程開(kāi)關(guān)313，移動(dòng)滑塊5的下端設(shè)有與行程開(kāi)關(guān)313位置相對(duì)應(yīng)的擋片52，當(dāng)移動(dòng)滑塊5移動(dòng)到行程開(kāi)關(guān)313處，擋片52與行程開(kāi)關(guān)313相接觸，按下行程開(kāi)關(guān)313，觸發(fā)信號(hào)通過(guò)信號(hào)線發(fā)送給主控制器，主控制器根據(jù)觸發(fā)信號(hào)判斷移動(dòng)滑塊5的當(dāng)前位置。導(dǎo)軌段的另一側(cè)凹槽內(nèi)設(shè)有齒條314，用于推動(dòng)移動(dòng)滑塊5滑行。
[0025]如圖5所示，在本實(shí)施例中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6包括支架61、箱式滑塊62，以及安裝在支架I上的步進(jìn)電機(jī)63、傳送皮帶64和粗光軸65等，其中，傳送皮帶64和兩個(gè)粗光軸65水平平行安裝在支架61的上端，傳送皮帶64位于兩個(gè)粗光軸65之間，箱式滑塊62兩端安裝在粗光軸65上，可沿粗光軸65前后滑動(dòng)，箱式滑塊62的中間部位固定在傳送皮帶64上，傳送皮帶64 —端與步進(jìn)電機(jī)63相連，另一端通過(guò)皮帶輪66固定在支架61上；箱式滑塊62上的上表面兩側(cè)均安裝有一個(gè)連接件67，所述連接件67與移動(dòng)導(dǎo)軌段的底端相連，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6可以帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)軌段前后移動(dòng)；連接件67也可以設(shè)置在箱式滑塊62的中間，只要能帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)軌段移動(dòng)就行。支架I的前后兩端各設(shè)有一限位開(kāi)關(guān)68，箱式滑塊62的兩個(gè)側(cè)邊設(shè)有對(duì)應(yīng)的擋板69，兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)68的垂直距離等于第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4的最大間距，當(dāng)擋板69碰到限位開(kāi)關(guān)68時(shí)，步進(jìn)電機(jī)63停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，移動(dòng)導(dǎo)軌段與固定導(dǎo)軌段緊密接軌，側(cè)邊一一對(duì)齊，使移動(dòng)滑塊5可以在固定導(dǎo)軌段和移動(dòng)導(dǎo)軌段間自由滑動(dòng)。
[0026]如圖6所示，上述機(jī)械臂7包括主臂71、側(cè)臂72、連桿升降機(jī)構(gòu)73、電路箱74和齒輪箱75 ;連桿升降機(jī)構(gòu)73下表面固定在電路箱74的上表面，主臂71的下端固定在連桿升降機(jī)構(gòu)73的上表面，兩個(gè)側(cè)臂72的后端分別固定在主臂71中間位置的兩側(cè)，主臂71和側(cè)臂72相互垂直安裝，電路箱74的側(cè)面固定在齒輪箱75的外側(cè)，電路箱74的下表面固定在移動(dòng)滑5塊的上表面。機(jī)械臂7可以隨著移動(dòng)滑塊5在導(dǎo)軌上前后及左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮影人位置的左右互換。每個(gè)機(jī)械臂控制I個(gè)皮影人，其中主臂71通過(guò)控制桿與皮影人的頸部相連，兩個(gè)側(cè)臂72通過(guò)控制桿分別與皮影人的兩個(gè)手相連。電路箱74內(nèi)安裝有舵機(jī)控制器和減速電機(jī)控制器，分別用于控制主臂71、側(cè)臂72的各個(gè)舵機(jī)和減速電機(jī)。
[0027]如圖7所示，在本實(shí)施例中，所述主臂71包括4個(gè)舵機(jī)，3個(gè)用于安裝舵機(jī)的固定支架，以及2個(gè)用于連接舵機(jī)的連接支架等，主臂的第一舵機(jī)710a垂直固定安裝在連接升降機(jī)構(gòu)73的上表面，第一舵機(jī)710a頂部的轉(zhuǎn)軸與第二舵機(jī)的固定支架711相連，第二舵機(jī)710b —端固定安裝在固定支架711上，轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤712與第一連接支架713底端相連，第一連接支架713的另一端與第三舵機(jī)710c轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤714相連，第三舵機(jī)710c的另一端固定安裝在固定支架715內(nèi)，第二連接支架716兩端分別與第三舵機(jī)的固定支架715和第四舵機(jī)的固定支架717固定連接，第四舵機(jī)7 IOd固定安裝在固定支架717內(nèi)，轉(zhuǎn)軸端設(shè)有轉(zhuǎn)盤718，轉(zhuǎn)盤718上連接有一與控制桿相連的連接柱719，所述連接柱719偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)盤718上。上述第一連接支架713由兩個(gè)對(duì)稱安裝的U形架組成，兩個(gè)U形架的底固定連接，兩端分別連接第二舵機(jī)和第三舵機(jī)的轉(zhuǎn)盤712、714。
[0028]主臂71第一連接支架713中間位置的兩側(cè)各安裝有一個(gè)側(cè)臂72，其中，主臂71為垂直方向安裝，側(cè)臂72為水平方向安裝。采用相互垂直安裝的主臂71和側(cè)臂72，與傳統(tǒng)的三個(gè)均垂直安裝的機(jī)械臂相比，一方面可以節(jié)省機(jī)械臂7底面的占用面積，節(jié)省空間，另一方便可減輕側(cè)臂72舵機(jī)的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。
[0029]如圖8所示，在本實(shí)施例中，所述側(cè)臂72包括4個(gè)舵機(jī)，4個(gè)用于安裝舵機(jī)的固定支架，以及3個(gè)用于連接舵機(jī)的連接支架等，其中，第一舵機(jī)720a固定安裝在第一舵機(jī)的固定支架721上，固定支架721螺接在主臂第一連接支架713的側(cè)邊；第一舵機(jī)720a轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤722與第一連接支架723相連，第一連接支架723的另一端與第二舵機(jī)720b轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤724相連，第二舵機(jī)720b固定安裝在固定支架725內(nèi)，第二連接支架726 —端與第二舵機(jī)720b的固定支架725固定連接，另一端與第三舵機(jī)的固定支架727固定連接，第三舵機(jī)720c轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤728與第三連接支架729相連，第四舵機(jī)720d固定安裝在固定支架730內(nèi)，固定支架730與第三連接支架729相連，第四舵機(jī)720d轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)盤731上設(shè)有一與控制桿相連的連接柱732。
[0030]上述各個(gè)舵機(jī)一端為固定連接，轉(zhuǎn)軸端為活動(dòng)連接，即與舵機(jī)轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)盤相連的部件可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)安裝有舵機(jī)的地方即是一個(gè)可活動(dòng)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)代表一個(gè)自由度。主控制器通過(guò)發(fā)射無(wú)線信號(hào)給固定在電路箱74中的舵機(jī)控制器，舵機(jī)控制器接收無(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)導(dǎo)線發(fā)送控制信號(hào)給各個(gè)舵機(jī)，通過(guò)各個(gè)舵機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使主臂71和側(cè)臂72運(yùn)動(dòng)。
[0031]如圖9所示，在本實(shí)施例中，上述齒輪箱75包括箱蓋750、箱體751、以及設(shè)置在箱體751內(nèi)的減速電機(jī)752、軸承753、齒輪軸754、主動(dòng)齒輪755和從動(dòng)齒輪756 ;其中，箱蓋750和箱體751通過(guò)螺栓固定，減速電機(jī)752固定在箱體751上，主動(dòng)齒輪755固定在減速電機(jī)752的轉(zhuǎn)軸上，能繞減速電機(jī)752的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪756通過(guò)軸承753和齒輪軸754固定在箱體751中，從動(dòng)齒輪756 —端與主動(dòng)齒輪755相嚙合，另一端與第一導(dǎo)軌3和第二導(dǎo)軌4側(cè)邊的齒條314相嚙合。主控制器通過(guò)發(fā)射無(wú)線信號(hào)給固定在電路箱74內(nèi)的減速電機(jī)控制器，減速電機(jī)控制器接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)信號(hào)線發(fā)送控制信號(hào)給減速電機(jī)752，通過(guò)減速電機(jī)752的轉(zhuǎn)動(dòng)使主動(dòng)齒輪755轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪756轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌滑塊5沿著第一導(dǎo)軌3或第二導(dǎo)軌4移動(dòng)。
[0032]上述幕布架I的頂端進(jìn)一步安裝有I個(gè)與主控制器相連的Kinect9,Kinect9實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，一方面配合主控制器，通過(guò)肢體語(yǔ)言對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控，例如通過(guò)手勢(shì)來(lái)選擇所要觀看的曲目；另一方面可以把觀眾的動(dòng)作實(shí)時(shí)地映射到皮影上，例如觀眾做舉手的動(dòng)作，皮影也相應(yīng)做舉手的動(dòng)作，從而增加了系統(tǒng)的趣味性。
[0033]上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【權(quán)利要求】
1.一體化皮影表演設(shè)備,其特征在于:包括底座，設(shè)置在底座上表面上的幕布架、導(dǎo)軌組，以及設(shè)置在底座內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主控制器；上述導(dǎo)軌組包括相互平行安裝的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，其中第一導(dǎo)軌包括若干個(gè)固定導(dǎo)軌段和間隔安裝在固定導(dǎo)軌段中的移動(dòng)導(dǎo)軌段，第二導(dǎo)軌包括若干個(gè)與第一導(dǎo)軌的固定導(dǎo)軌位置相對(duì)應(yīng)的固定導(dǎo)軌，上述導(dǎo)軌組上設(shè)有若干個(gè)移動(dòng)滑塊，所述移動(dòng)滑塊上均設(shè)置有一個(gè)機(jī)械臂；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)導(dǎo)軌段相連，用于控制移動(dòng)導(dǎo)軌段前后移動(dòng)；主控制器與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌組均通過(guò)導(dǎo)線相連，與機(jī)械臂通過(guò)無(wú)線wifi相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:上述第一導(dǎo)軌依次由第一固定導(dǎo)軌段、第一移動(dòng)導(dǎo)軌段、第二固定導(dǎo)軌段、第二移動(dòng)導(dǎo)軌段和第三固定導(dǎo)軌段組成；第二導(dǎo)軌依次由第一固定導(dǎo)軌段、第二固定導(dǎo)軌段和第三固定導(dǎo)軌段組成，其中，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的第一固定導(dǎo)軌段、第二固定導(dǎo)軌段和第三固定導(dǎo)軌段的固定位置前后一一對(duì)應(yīng)，平行安裝，第一移動(dòng)導(dǎo)軌段和第二移動(dòng)導(dǎo)軌段的下方均設(shè)有一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上設(shè)有3-5個(gè)移動(dòng)滑塊。
3.如權(quán)利要求2所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的各個(gè)導(dǎo)軌段的上表面上均設(shè)有銅棒，移動(dòng)滑塊上設(shè)有對(duì)應(yīng)的銅片，銅片與銅棒始終接觸，銅棒與安裝在各個(gè)導(dǎo)軌段下方的電源線相連，在工作過(guò)程中，銅片和銅棒一直通電，銅片通過(guò)電源線為機(jī)械臂供電；移動(dòng)滑塊的下端設(shè)有擋片，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的側(cè)邊設(shè)有若干行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)移動(dòng)滑塊移動(dòng)到行程開(kāi)關(guān)處，擋片與行程開(kāi)關(guān)相接觸，按下行程開(kāi)關(guān)，觸發(fā)信號(hào)通過(guò)信號(hào)線發(fā)送給主控制器，主控制器根據(jù)觸發(fā)信號(hào)判斷移動(dòng)滑塊的當(dāng)前位置；第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的另一個(gè)側(cè)邊設(shè)有齒條，用于推動(dòng)移動(dòng)滑塊滑行。
4.如權(quán)利要求1所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支架、箱式滑塊，以及安裝在支架上的步進(jìn)電機(jī)、傳送皮帶和粗光軸，其中，傳送皮帶和兩個(gè)粗光軸水平平行安裝在支架的上端，傳送皮帶位于兩個(gè)粗光軸之間，箱式滑塊兩端安裝在粗光軸上，可沿粗光軸前后滑動(dòng)，箱式滑塊的中間部位固定在傳送皮帶上，傳送皮帶一端與步進(jìn)電機(jī)相連，另一端通過(guò)皮帶輪固定在支架上；箱式滑塊上安裝有連接件，所述連接件與移動(dòng)導(dǎo)軌段的底端相連，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)軌段前后移動(dòng)；支架的兩端各設(shè)有一限位開(kāi)關(guān)，箱式滑塊的兩個(gè)側(cè)邊設(shè)有對(duì)應(yīng)的擋板，當(dāng)擋板碰到限位開(kāi)關(guān)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:上述機(jī)械臂包括主臂、側(cè)臂、連桿升降機(jī)構(gòu)、電路箱和齒輪箱；連桿升降機(jī)構(gòu)下表面固定在電路箱的上表面，主臂的下端固定在連桿升降機(jī)構(gòu)的上表面，兩個(gè)側(cè)臂的后端分別固定在主臂的兩側(cè)，主臂和側(cè)臂相互垂直安裝，電路箱的側(cè)面固定在齒輪箱的外側(cè)，電路箱的下表面固定在移動(dòng)滑塊的上表面；主臂通過(guò)控制桿與皮影人頸部相連，兩個(gè)側(cè)臂分別通過(guò)控制桿與皮影人的兩個(gè)手相連；電路箱內(nèi)安裝有舵機(jī)控制器和減速電機(jī)控制器，分別用于控制主臂、偵彳臂的各個(gè)舵機(jī)和減速電機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:所述主臂包括4個(gè)舵機(jī)，3個(gè)用于安裝舵機(jī)的固定支架，以及2個(gè)用于連接舵機(jī)的連接支架，主臂的第一舵機(jī)垂直固定安裝在連接升降機(jī)構(gòu)的上表面，第二舵機(jī)、第三舵機(jī)和第四舵機(jī)均固定安裝在各自的固定支架內(nèi)，第一舵機(jī)頂部的轉(zhuǎn)軸與第二舵機(jī)的固定支架相連，第一連接支架兩端分別與第二舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤、第三舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤相連，第二連接支架兩端分別與第三舵機(jī)的固定支架、第四舵機(jī)的固定支架固定連接，第四舵機(jī)轉(zhuǎn)軸端設(shè)有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上連接有一與控制桿相連的連接柱，所述連接柱偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上；第一連接支架的兩側(cè)各安裝有一個(gè)側(cè)臂，其中，主臂為垂直方向安裝，側(cè)臂為水平方向安裝。
7.如權(quán)利要求5所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:所述側(cè)臂包括4個(gè)舵機(jī)，4個(gè)用于安裝舵機(jī)的固定支架，以及3個(gè)用于連接舵機(jī)的連接支架，其中，各個(gè)舵機(jī)均固定安裝在各自的固定支架內(nèi)，第一舵機(jī)的固定支架螺接在主臂第一連接支架的側(cè)邊；第一連接支架兩端分別與第一舵機(jī)和第二舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤相連，第二連接支架兩端分別與第二舵機(jī)和第三舵機(jī)的固定支架固定連接；第三連接支架一端與第三舵機(jī)的轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤相連，另一端與第四舵機(jī)固定支架固定連接，第四舵機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有一與控制桿相連的連接柱。
8.如權(quán)利要求5所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:上述齒輪箱包括箱蓋、箱體、以及設(shè)置在箱體內(nèi)的減速電機(jī)、軸承、齒輪軸、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪；其中，減速電機(jī)固定在箱體上，主動(dòng)齒輪固定在減速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，能繞減速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪通過(guò)軸承和齒輪軸固定在箱體中，從動(dòng)齒輪一端與主動(dòng)齒輪相哨合，另一端與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌側(cè)邊的齒條相嚙合；主控制器通過(guò)發(fā)射無(wú)線信號(hào)給固定在電路箱中的減速電機(jī)控制器，減速電機(jī)控制器接收無(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)導(dǎo)線發(fā)送控制信號(hào)給減速電機(jī)，通過(guò)減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌滑塊沿著第一導(dǎo)軌或第二導(dǎo)軌移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:上述一體化皮影表演設(shè)備還包括一電動(dòng)升降裝置，其中電動(dòng)升降裝置的升降桿上端安裝在幕布架的兩側(cè)，底端固定在底座上，驅(qū)動(dòng)升降桿的驅(qū)動(dòng)器位于升降桿的下端，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)升降桿控制幕布的升降。
10.如權(quán)利要求1所述的一體化皮影表演設(shè)備，其特征在于:所述幕布架的頂端進(jìn)一步安裝有若干個(gè)與主控制器相連.的Kinect。
【文檔編號(hào)】A63J19/00GK103463820SQ201310416239
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】金杰, 運(yùn)世潔, 段瑾, 付少鋒, 金良, 姚鵬飛 申請(qǐng)人:紹興迅實(shí)電子科技有限公司