專利名稱：用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機電控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
皮影是選用皮板薄厚適中、質(zhì)堅而柔、透明顯色、適用性強、經(jīng)久耐用的優(yōu)質(zhì)牛皮制作。在制作時，巧妙地繼承了以“鏤空”為主的剪紙手法，先用鐵筆將樣稿刻畫在處理好的牛皮上，皮影的著色，以黑、紅、黃、綠為主，熱冷色對比強烈，在使用上講究純用，極少調(diào)和， 使投影在亮幕上的影件顏色純正絢麗。一個皮影人物的制作過程極為繁瑣，要經(jīng)過選皮、制皮、畫稿、過稿、鏤刻、敷彩、發(fā)汗熨平、綴結(jié)合成等八個基本步驟。皮影正在成為一種熱門的民間藝術(shù)收藏，但這并非全是件好事?？坦ぴ倬?、歷史再久遠的皮影，如果無人會操縱表演，無人給其血液般的唱腔，它只能是一件精美的工藝品，雖然有價值但卻沒有生命，就如同珍稀動物的標(biāo)本，留給后人最多的只有遺憾。Dagalakis于1989年首次提出用懸索取代傳統(tǒng)的桿件作為動平臺的支腿，衍生出類^ewart平臺，這種機構(gòu)的驅(qū)動器是固定的，機械效率很高，有效載荷可以分布在多個驅(qū)動器之間，適合于提升非常重的載荷(如起重機)，且能達到非常高的速度和加速度，機構(gòu)的尺寸可以是非常大的，也可以是非常小的，與起重機不一樣，其運動是可預(yù)測的，也能在沒有人工交互式進行控制，近十幾年來，由于其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、慣性小、響應(yīng)快、高速性能好、工作空間大、精度高等一系列優(yōu)點受到各國研究人員的關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有皮影戲表演的計算機化與自動化的問題。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，包括皮影人操縱部分和電氣控制部分，皮影人操縱部分的結(jié)構(gòu)是，包括一個用于皮影表演的表演臺，表演臺的頂板上開有窗口，沿該窗口縱向兩邊設(shè)置有滑動導(dǎo)軌，該窗口上方設(shè)置有氣缸裝載臺，氣缸裝載臺通過下表面的滑輪安裝在滑動導(dǎo)軌上，氣缸裝載臺通過裝載臺氣缸與頂板縱向一端連接；在氣缸裝載臺上依次設(shè)置有右腿氣缸、右臂氣缸、頭部氣缸、左臂氣缸、左腿氣缸，該五個氣缸的氣缸桿均朝向下方表演臺中的皮影人，并分別與皮影人的四肢和頭部通過各自的拉索相連接；電氣控制部分的結(jié)構(gòu)是，右腿氣缸、右臂氣缸、左臂氣缸、左腿氣缸、頭部氣缸及裝載臺氣缸各自分別連接有一個流量控制閥，每個流量控制閥各自單獨連接有一個電磁換向閥，每個電磁換向閥各自單獨連接有一個中間繼電器，每個中間繼電器單獨與可編程控制器連接。本實用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)皮影人的自動化動作；拓展了索驅(qū)動機構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域，同時，實現(xiàn)了人機交互式控制；還可應(yīng)用于傀儡戲等民間藝術(shù)的自動化推廣中。

圖1是本實用新型裝置的機電控制方框圖；圖2是本實用新型裝置的皮影人與機電控制連接簡圖。圖中，1.右腿氣缸，2.右臂氣缸，3.左臂氣缸，4.左腿氣缸，5.頭部氣缸，6.裝載臺氣缸，7.氣缸裝載臺，8.滑動導(dǎo)軌，9.拉索，10.皮影人右腿，11.皮影人右臂，12.皮影人左臂，13.皮影人左腿，14.皮影人頭，15.皮影人，16.表演臺，17.電磁換向閥，18.流量控制閥，19.中間繼電器，20.可編程控制器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。本實用新型是一種用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，包括皮影人操縱部分和電氣控制部分。如圖1所示，皮影人操縱部分的結(jié)構(gòu)是，包括一個用于皮影表演的表演臺6，表演臺6的頂板上開有窗口，沿該窗口縱向兩邊設(shè)置有滑動導(dǎo)軌8，該窗口上方設(shè)置有氣缸裝載臺7，氣缸裝載臺7通過下表面的滑輪安裝在滑動導(dǎo)軌8上，氣缸裝載臺7通過裝載臺氣缸 6與頂板縱向一端連接，實現(xiàn)沿滑動導(dǎo)軌8的水平移動；在氣缸裝載臺7上依次設(shè)置有右腿氣缸1、右臂氣缸2、頭部氣缸5、左臂氣缸3、左腿氣缸4，該五個氣缸的氣缸桿均朝向下方表演臺6中的皮影人15，并分別與皮影人的四肢和頭部(即皮影人右腿10、皮影人右臂11、皮影人左臂12、皮影人左腿13、皮影人頭14)通過各自的拉索9相連接。如圖2所示，電氣控制部分的結(jié)構(gòu)是，右腿氣缸1、右臂氣缸2、左臂氣缸3、左腿氣缸4、頭部氣缸5及裝載臺氣缸6各自分別連接有一個流量控制閥18，六個流量控制閥18各自單獨連接有一個電磁換向閥17，六個電磁換向閥17各自單獨連接有一個中間繼電器19， 六個中間繼電器19分別與可編程控制器20(圖1中簡稱PLC)單獨連接。六個電磁換向閥 17和六個流量控制閥18還另外分別與可編程控制器20單獨連接。電磁換向閥17選用三位四通電磁閥。所述的可編程控制器20中存儲有用于控制各個中間繼電器19、流量控制閥 18和電磁換向閥17的皮影表演預(yù)存程序。本實用新型是一種用于皮影戲(或傀儡戲、或木偶戲)表演的索驅(qū)動及電氣控制系統(tǒng)，工作原理是，皮影人右腿10依次通過右腿氣缸1、流量控制閥a、電磁換向閥a、中間繼電器a與可編程控制器20連接，實現(xiàn)皮影人右腿10的表演動作；皮影人右臂11依次通過右臂氣缸2、流量控制閥b、電磁換向閥b、中間繼電器b與可編程控制器20連接，實現(xiàn)皮影人右臂11的表演動作；皮影人左臂12依次通過左臂氣缸3、流量控制閥C、電磁換向閥C、中間繼電器c與可編程控制器20連接，實現(xiàn)皮影人左臂12的表演動作； 皮影人左腿13依次通過左腿氣缸4、流量控制閥d、電磁換向閥d、中間繼電器d與可編程控制器20連接，實現(xiàn)皮影人左腿13的表演動作；CN 皮影人頭14依次通過頭部氣缸5、流量控制閥C、電磁換向閥C、中間繼電器c與可編程控制器20連接，實現(xiàn)皮影人頭14的表演動作；氣缸裝載臺7依次通過裝載臺氣缸6、流量控制閥f、電磁換向閥f、中間繼電器f 與可編程控制器20連接，實現(xiàn)氣缸裝載臺7的水平移動，實現(xiàn)皮影人的左右表演移動需要。六個流量控制閥18和六個電磁換向閥17均能夠通過手動設(shè)定，也能夠根據(jù)音樂和節(jié)奏通過預(yù)先編程，這時候需要將所有的流量控制閥18和所有的電磁換向閥17的控制單元與可編程控制器20的控制輸出單元進行對應(yīng)的連接(參照圖1虛線示意表示)后，通過PLC內(nèi)部的軟件編程實現(xiàn)系統(tǒng)對六個中間繼電器19、六個流量控制閥18和六個電磁換向閥17的單獨自動控制。如果是手動控制，則皮影人不能完成變節(jié)奏音樂的舞蹈動作，但自動控制不受音樂節(jié)奏的限制。本實用新型系統(tǒng)在表演時，先調(diào)整皮影人為原始零狀態(tài)，可編程控制器20發(fā)出控制指令，通過中間繼電器19實現(xiàn)裝載臺氣缸6動作推動氣缸臺7沿著導(dǎo)軌8運行，帶動氣缸1-5共同到達舞臺16的某個預(yù)訂演出位置，主控計算機再控制電磁換向閥1-5推動各自的氣缸1-5上下協(xié)調(diào)運動，共同實現(xiàn)皮影人舞蹈動作，皮影人各個部位的動作速度通過各個流量控制閥來控制。本實用新型的氣動控制原理是以皮影人右腿10的控制為例，若需要右腿氣缸1 控制皮影人右腿迅速抬起；主控計算機20通過中間繼電器a使得電磁換向閥a選擇右側(cè)回路進氣，流量控制閥a開大旋鈕使得氣缸上部氣體快速排出，從而實現(xiàn)右腿快速抬起；如果需要右腿慢速抬起，則流量控制閥a開小旋鈕；若右腿迅速下降，則電磁換向閥a在主控計算機20控制下選擇左側(cè)回路進氣，流量控制閥a對氣缸速度進行控制。
權(quán)利要求1.一種用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，其特征在于包括皮影人操縱部分和電氣控制部分，皮影人操縱部分的結(jié)構(gòu)是，包括一個用于皮影表演的表演臺(6)，表演臺(6)的頂板上開有窗口，沿該窗口縱向兩邊設(shè)置有滑動導(dǎo)軌(8)，該窗口上方設(shè)置有氣缸裝載臺(7)，氣缸裝載臺(7)通過下表面的滑輪安裝在滑動導(dǎo)軌(8)上，氣缸裝載臺(7)通過裝載臺氣缸 (6)與頂板縱向一端連接；在氣缸裝載臺(7)上依次設(shè)置有右腿氣缸(1)、右臂氣缸O)、頭部氣缸(5)、左臂氣缸(3)、左腿氣缸G)，該五個氣缸的氣缸桿均朝向下方表演臺(6)中的皮影人(15)，并分別與皮影人的四肢和頭部通過各自的拉索(9)相連接；電氣控制部分的結(jié)構(gòu)是，右腿氣缸(1)、右臂氣缸O)、左臂氣缸(3)、左腿氣缸、頭部氣缸( 及裝載臺氣缸(6)各自分別連接有一個流量控制閥(18)，每個流量控制閥(18) 各自單獨連接有一個電磁換向閥(17)，每個電磁換向閥(17)各自單獨連接有一個中間繼電器(19)，每個中間繼電器(19)單獨與可編程控制器00)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的六個電磁換向閥(17)和六個流量控制閥(18)還另外分別與可編程控制器00)單獨連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的可編程控制器OO)中存儲有用于控制各個中間繼電器(19)、流量控制閥(18)和電磁換向閥(17)的皮影表演控制程序。
專利摘要本實用新型公開了一種用于皮影表演的索驅(qū)動與氣動結(jié)合控制系統(tǒng)，其中皮影人操縱部分的結(jié)構(gòu)是，包括在表演臺頂板上開有窗口，該窗口上方設(shè)置有氣缸裝載臺，氣缸裝載臺通過裝載臺氣缸與頂板縱向一端連接；在氣缸裝載臺上依次設(shè)置有五個氣缸，該五個氣缸的氣缸桿均朝向下方表演臺中的皮影人，并分別與皮影人的四肢和頭部通過各自的拉索相連接；電氣控制部分的結(jié)構(gòu)是，上述五個氣缸及裝載臺氣缸各自分別連接有一個流量控制閥，每個流量控制閥各自單獨連接有一個電磁換向閥，每個電磁換向閥各自單獨連接有一個中間繼電器，每個中間繼電器單獨與可編程控制器連接。本實用新型的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)皮影人的自動化表演。
文檔編號G05B19/05GK202230346SQ201120295980
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者喬鵬博, 孔令飛, 李淑娟, 李言, 湯奧斐, 肖繼明, 袁啟龍, 魏凱, 魏鋒濤 申請人:西安理工大學(xué)