[发明专利]一体化皮影表演设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够模仿人表演传统皮影戏的一体化皮影表演设备，属于机械自动化领域。

背景技术

皮影发源于陕西华县，至今已传承千年，由于皮影戏对表演的技艺有很高的要求，表演者除了要能一人控制三、四个影人的动作，还要密切配合场上的配乐，兼顾旁白，唱腔。要练就过硬的皮影表演功底，除了需要师傅言传身教，更加需要勤学苦练，积累大量的实际表演经验，由此可见，要培养表演人才，甚至最终能组成一个皮影剧团，这方面一直是阻碍皮影艺术发展最主要的因素，也是皮影产业做大的一个瓶颈。传统的表演方式及言传声教的传播渠道面临着后继无人的危机。

目前，机电一体化的皮影表演机器人能够代替艺人进行皮影戏表演，尽可能地还原传统皮影戏的魅力，但是当前的皮影机器人主要存在如下几个缺陷：

1、机械臂随固定在轨道上的小车水平移动，虽然实现了基本的皮影表演，但是运转不够灵活，皮影人之间无法进行简单的左右换位操作，因此对表演剧目有严格限制，无法还原艺人的皮影表演；

2、机械臂大多是由3个垂直的手臂组成，造成机械臂底面积大，使机械臂运动不够灵活。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种一体化皮影表演设备，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化皮影表演设备，以实现机械臂左右位置的互换，而且机械臂底面占用面积小。

为实现上述目的，本发明包括：

一体化皮影表演设备，包括底座，设置在底座上表面上的幕布架、导轨组，以及设置在底座内的传动机构、主控制器等；上述导轨组包括相互平行安装的第一导轨和第二导轨，其中第一导轨包括若干个固定导轨段和间隔安装在固定导轨段中的移动导轨段，第二导轨包括若干个与第一导轨的固定导轨位置相对应的固定导轨，上述导轨组上设有若干个移动滑块，所述移动滑块上均设置有一个机械臂；传动机构与移动导轨段相连，用于控制移动导轨段前后移动，主控制器与传动机构、导轨组分别通过导线相连，与机械臂通过无线wifi相连。

作为优选，上述第一导轨依次由第一固定导轨段、第一移动导轨段、第二固定导轨段、第二移动导轨段和第三固定导轨段组成；第二导轨依次由第一固定导轨段、第二固定导轨段和第三固定导轨段组成，其中，第一导轨和第二导轨的第一固定导轨段、第二固定导轨段和第三固定导轨段的固定位置前后一一对应，平行安装，第一移动导轨段和第二移动导轨段的下方均设有一个传动机构，使移动导轨段可以在两个导轨的固定导轨段之间前后来回移动；第一导轨和第二导轨上设有3-5个移动滑块。

第一导轨和第二导轨的各个导轨段的上表面上均设有铜棒，移动滑块上设有对应的铜片，铜片与铜棒始终接触，铜棒与安装在各个导轨段下方的电源线相连，在工作过程中，铜片和铜棒一直通电，铜片通过电源线为机械臂供电；移动滑块的下端设有挡片，第一导轨和第二导轨的侧边设有若干行程开关，当移动滑块移动到行程开关处，挡片与行程开关相接触，按下行程开关，触发信号通过信号线发送给主控制器，主控制器根据触发信号判断移动滑块的当前位置。第一导轨和第二导轨的另一个侧边设有齿条，用于推动移动滑块滑行。

上述传动机构包括支架、箱式滑块，以及安装在支架上的步进电机、传送皮带和粗光轴等，其中，传送皮带和两个粗光轴水平平行安装在支架的上端，传送皮带位于两个粗光轴之间，箱式滑块两端安装在粗光轴上，可沿粗光轴前后滑动，箱式滑块的中间部位固定在传送皮带上，传送皮带一端与步进电机相连，另一端通过皮带轮固定在支架上；箱式滑块上安装有连接件，所述连接件与移动导轨段的底端相连，使传动机构可以带动移动导轨段前后移动；支架的两端各设有一限位开关，箱式滑块的两个侧边设有对应的挡板，当挡板碰到限位开关时，步进电机停止转动，此时，移动导轨段与固定导轨段紧密接轨，侧边一一对齐，使移动滑块可以在固定导轨段和移动导轨段间自由滑动。

上述机械臂包括主臂、侧臂、连杆升降机构、电路箱和齿轮箱；连杆升降机构下表面固定在电路箱的上表面，主臂的下端固定在连杆升降机构的上表面，两个侧臂的后端分别固定在主臂的两侧，主臂和侧臂相互垂直安装，电路箱的侧面固定在齿轮箱的外侧，电路箱的下表面固定在移动滑块的上表面。机械臂可以随着移动滑块在导轨上前后及左右移动，实现皮影人位置的左右互换。每个机械臂控制1个皮影人，其中主臂通过控制杆与皮影人的颈部相连，两个侧臂分别通过控制杆与皮影人的两个手相连。电路箱内安装有舵机控制器和减速电机控制器，分别用于控制主臂和侧臂的各个舵机和减速电机。