一种几何图形可变的动态雕塑及其构建方法技术

本申请涉及一种几何图形可变的动态雕塑及其构建方法。该动态雕塑包括框架、基座、驱动装置、传动装置和多个连杆，基座固设于所述框架，电机固定于基座，框架开设至少一个轴孔，固定传动轴设于轴孔中；多个连杆由多层连杆依次层叠而形成，层数为2M+1，M为正整数，第M+1层为中央连杆；固定传动轴与至少一个连杆固定连接，驱动装置利用传动装置驱动连杆转动；相邻两层连杆之间通过活动销轴连接。本发明专利技术的动态雕塑利用相对简单的驱动结构，实现了丰富的几何图形变化，艺术表现力较现有的动态雕塑有显著提高。

A dynamic sculpture with variable geometry and its construction method

The application relates to a dynamic sculpture with variable geometry and its construction method. The dynamic sculpture comprises a frame, a base, a driving device, a transmission device and a plurality of connecting rods, the base is fixed in the frame, the motor is fixed in the base, the frame is provided with at least one shaft hole, and the fixed transmission shaft is arranged in the shaft hole; a plurality of connecting rods are successively formed by layers of connecting rods, the number of layers is 2M+1, M is a positive integer, and the M+1 layer is a shaft hole. A central connecting rod; a fixed transmission shaft is fixedly connected with at least one connecting rod, and the driving device drives the connecting rod to rotate by a transmission device; the adjacent two connecting rods are connected by a movable pin shaft. The dynamic sculpture of the invention utilizes a relatively simple driving structure, realizes rich geometric changes, and has a remarkable improvement in artistic expression compared with the existing dynamic sculpture.

【技术实现步骤摘要】
一种几何图形可变的动态雕塑及其构建方法
本专利技术涉及应用于动态艺术的机械装置，尤其涉及一种由平面多层多闭环连杆机构构成的几何图形可变的动态雕塑。
技术介绍
动态艺术是将绘画和雕塑结合起来，在造型的基础上同时导入时间要素。机器或自然动力实现造型作品的运动，是一种造型艺术和运动呈现的视觉效果结合的艺术表现形式。动态艺术作品除了表现绘画，雕塑造型的美感外，还有速度，动态，光影，音乐等多种艺术形式的叠加产生的美学效果。动态雕塑作品的形式多样，如二维平面动态艺术，三维空间动态艺术，平面或空间平衡艺术，光效应艺术，磁效应艺术等。然而，现有的动态雕塑普遍存在驱动结构复杂、几何图形变化不够丰富、变换形态单一、艺术表现力不足的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动态雕塑，其特征在于，包括框架、基座、驱动装置、传动装置和多个连杆；所述基座固设于所述框架；所述电机固定于所述基座；所述框架开设至少一个轴孔，固定传动轴设于轴孔中；所述多个连杆由多层连杆依次层叠而形成，层数为2M+1，M为正整数，第M+1层为中央连杆；所述固定传动轴与至少一个所述连杆固定连接，所述驱动装置利用传动装置驱动所述连杆转动；相邻两层连杆之间通过活动销轴连接。优选地，所述多层连杆中，偶数层为二元杆，奇数层为N元杆，N为大于等于3的正整数；所述二元杆的数量等于N；所述N元杆具有N个活动销轴，所述二元杆活动连接在相邻两个N元杆对应活动销轴之间，相邻两个N元杆能够相对彼此做圆周运动；所述N元杆指的是连杆具有N个轴孔或能够跟N个其他连杆铰接。优选地，所述驱动装置利用传动装置驱动第1层和第2M+1层连杆转动。优选地，所述驱动装置包括一电机，该电机能够同步驱动第1层和第2M+1层连杆转动；或者，所述驱动装置包括两个电机，两个电机能够分别驱动第1层和第2M+1层连杆转动。优选地，所述框架包括前板、后板及底板；所述基座固设于所述底板，所述前板和后板均开设轴孔，所述框架为透明框架。优选地，所述传动装置包括同步齿形带、大齿形带轮、小齿形带轮、蜗杆和蜗轮；所述电机输出轴与蜗杆连接，并且与所述蜗轮配合，蜗轮和两个小齿形带轮同轴，固定在同一轴杆上；所述小齿形带轮的转速和扭矩通过同步齿形带传递到大齿形带轮，所述大齿形带轮用于驱动所述连杆转动。优选地，所述二元杆为90度角二元杆；所述二元杆与所述N元杆具有不同的颜色。本专利技术还提供了一种平衡动态雕塑，其特征在于，由两个权利要求1-7中任一项所述的动态雕塑组合而成，所述动态雕塑共用一个中央N元杆，第一个动态雕塑的第2M+1层连杆即为第二个动态雕塑的第1层连杆；所述第一个所述动态雕塑与第二个动态雕塑围绕所述中央N元杆大致呈对称结构。本专利技术还提供了一种动态雕塑的构建方法，其特征在于，包括：a)构建第一层单元在机架上构建第一层单元，提供第一层N元杆，所述N元杆指的是连杆能够跟N个其他连杆铰接；提供N个第一层二元杆；N个所述第一层二元杆均一端与所述第一层N元杆铰接，两一端与所述机架铰接；N个所述第一层二元杆相互平行；b)构建第K层单元在第K-1层N元杆上构建第一层单元，K为大于等于3的正整数，提供第K层N元杆；提供N个第K层二元杆；N个所述第K层二元杆均一端与所述第K层N元杆铰接，两一端与所述第K-1层N元杆铰接；N个所述第K层二元杆相互平行；c)选定K和N的取值d)构建驱动装置和传动装置提供驱动装置，通过传动装置驱动至少一个所述N元杆和/或至少一个所述二元杆旋转。优选地，设置第一层N元杆第K层N元杆的空间投影重合。本专利技术提供了一种可轴向扩展的平面多层多闭环连杆机构，通过铰链和杆件耦合连接等方式实现所有连杆的单自由度或两自由度运动，并由一个或两个电机驱动实现。沿铰链轴向方向观察该动态雕塑装置，可发现重合的连杆组合成的几何图形随运动产生图形变换。该动态雕塑的尺寸和颜色的连杆按照一定的安装顺序由铰链轴连接，并由电机驱动其运动，实现几何图形变换。两种杆件的形状可以根据艺术效果要求设计，只需保证杆件上轴孔位置和尺寸即可实现较好的运动效果。本专利技术的动态雕塑利用相对简单的驱动结构，实现了丰富的几何图形变化，艺术表现力较现有的动态雕塑有显著提高。附图说明为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请第一实施例方式的动态雕塑的正视图。图2为本申请第一实施例方式的动态雕塑的斜视立体图。图3为本申请第一实施例方式的动态雕塑的正视图和侧视图，(a)为第一图案，(b)为第二图案。图4为本申请第二实施例方式的动态雕塑的正视图，(a)为第一图案，(b)为第二图案，(c)为第三图案，(d)为第四图案。图5为本申请第三实施例方式的平衡动态雕塑的正视图和侧视图，(a)为第一图案，(b)为第二图案，(c)为第三图案。图6为本申请第四实施例方式的动态雕塑的构建方法示意图。图7为本申请第四实施例方式的动态雕塑的构建方法所构建的动态雕塑的正视图和斜视立体图。图8为本申请第五实施例方式的动态雕塑的构建方法示意图。图9为本申请第六实施例方式的动态雕塑的构建方法示意图。(a)为第一构型示意图，(b)为第二构型示意图。图10为本申请第七实施例方式的动态雕塑的构建方法示意图。(a)为第一构型示意图，(b)为第二构型示意图，(c)为第三构型示意图。图11为本申请第七实施例方式的动态雕塑的构建方法示意图。(a)为第一构型示意图，(b)为第二构型示意图，(c)为第三构型示意图，(d)为第四构型示意图。图12为本申请第八实施例方式的动态雕塑的构建方法示意图。具体实施方式为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书实施例保护的范围。以下结合附图，详细说明本说明书各实施方式提供的技术方案。一种几何图形可变的动态雕塑，包括框架10、基座、驱动装置、传动装置和多个连杆；基座固设于框架10；电机40固定于基座41；框架10开设至少一个轴孔，固定传动轴设于轴孔中；多个连杆由多层连杆依次层叠而形成，层数为2M+1，M为正整数，第M+1层为中央连杆；固定传动轴35与至少一个连杆固定连接，驱动装置利用传动装置驱动连杆转动；相邻两层连杆之间通过活动销轴20连接。多层连杆中，偶数层为二元杆22，奇数层为N元杆，N为大于等于3的正整数；二元杆22的数量等于N；N元杆具有N个活动销轴20，二元杆22活动连接在相邻两个N元杆对应活动销轴20之间，相邻两个N元杆能够相对彼此做圆周运动；N元杆指的是连杆具有N个轴孔或能够跟N个其他连杆铰接。在第一实施方式中，N元杆为四元杆24，M为4，即多层连杆的层数为9层，偶数层二元杆的数量为4个，每一层二元杆相互平行，即使在相邻四元杆运动的过程中，二元杆依旧保持平行。该第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态雕塑，其特征在于，包括框架、基座、驱动装置、传动装置和多个连杆；所述基座固设于所述框架；所述驱动装置固定于所述基座；所述框架开设至少一个轴孔，固定传动轴设于轴孔中；所述多个连杆由多层连杆依次层叠而形成，层数为2M+1，M为正整数，第M+1层为中央连杆；所述固定传动轴与至少一个所述连杆固定连接，所述驱动装置利用传动装置驱动所述连杆转动；相邻两层连杆之间通过活动销轴连接。

【技术特征摘要】
1.一种动态雕塑，其特征在于，包括框架、基座、驱动装置、传动装置和多个连杆；所述基座固设于所述框架；所述驱动装置固定于所述基座；所述框架开设至少一个轴孔，固定传动轴设于轴孔中；所述多个连杆由多层连杆依次层叠而形成，层数为2M+1，M为正整数，第M+1层为中央连杆；所述固定传动轴与至少一个所述连杆固定连接，所述驱动装置利用传动装置驱动所述连杆转动；相邻两层连杆之间通过活动销轴连接。2.根据权利要求1所述的动态雕塑，其特征在于，所述多层连杆中，偶数层为二元杆，奇数层为N元杆，N为大于等于3的正整数；所述二元杆的数量等于N；所述N元杆具有N个活动销轴，所述二元杆活动连接在相邻两个N元杆对应活动销轴之间，相邻两个N元杆能够相对彼此做圆周运动；所述N元杆指的是连杆具有N个轴孔或能够跟N个其他连杆铰接。3.根据权利要求1或2所述的动态雕塑，其特征在于，所述驱动装置利用传动装置驱动第1层和第2M+1层连杆转动。4.根据权利要求3所述的动态雕塑，其特征在于，所述驱动装置包括一电机，该电机能够同步驱动第1层和第2M+1层连杆转动；或者，所述驱动装置包括两个电机，两个电机能够分别驱动第1层和第2M+1层连杆转动。5.根据权利要求1-4中任一项所述的动态雕塑，其特征在于，所述框架包括前板、后板及底板；所述基座固设于所述底板，所述前板和后板均开设轴孔，所述框架为透明框架。6.根据权利要求4-5中任一项所述的动态雕塑，其特征在于，所述传动装置包括同步齿形带、大齿形带轮、小齿形带轮、蜗杆和蜗轮；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：白国超，
申请(专利权)人：知行高科北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11