儿童节降至,走进皇室小成员的快乐玩伴—机械玩具

来源: 腾讯网 2023-05-30 10:57:38

皇室小成员的快乐玩伴——机械玩具

周 乾


(资料图片仅供参考)

无论是古代还是现代的小朋友,都喜欢玩具。在清代,由于工业革命及西方传教士的影响,西方一些机械玩具传入了中国,并在在宫廷里受到欢迎,成为皇室小成员的快乐玩伴。如美国传教士何德兰所著《慈禧与光绪—中国宫廷中的生存游戏》(江西人民出版社2014年出版)的第八章,就写到了载湉(光绪皇帝)小的时候很喜欢外国机械玩具。这些玩具的特点是,在隐蔽的地方装上了发条,把发条上紧,玩具似乎就有了“生命”。故宫博物院现藏有部分机械玩具,制作精美昂贵,集智慧与趣味并存。

幻术变小孩机械人(图1)为一种可自动表演魔术的玩具。该玩具的外部造型主要包括魔术师、魔术桌、杯子、骰子等。其中,魔术师手持魔术棒;魔术桌由红布盖住桌面及以下动力系统部分;桌面有杯子两个,每个杯子里有可转动的果盘,果盘内有南瓜、柿子、石榴等蔬果;骰子为空心,内有一个洋娃娃。当发条上紧后,音乐响起,魔术师左右转动头部,同时手中的魔术棒指向杯子或骰子。当魔术棒指向杯子时,杯子打开,露出了一种果蔬;杯子合上后再被打开时,则露出另一种水果。当魔术棒指向骰子时,骰子被揭开,洋娃娃消失;骰子盖上再次被揭开时,洋娃娃出现。上述表演动作反复进行。其原理在于:变换动作的魔术师、转动的果盘、上升下降的洋娃娃,其内部均有连杆与桌面下的机芯相连接。机芯有若干组,每组相当于一个动力系统,负责一个具体的动作。当上足发条后,各组传动装置的机芯转动,进而使得连杆带动上述魔术表演活动的进行。

图1  幻术变小孩机械人

木框旋转彩绘玻璃片(图2)为一种可变化图案的玩具。该玩具主要由长方形木板、圆形平板玻璃片、金属圈、齿轮、金属手柄、带孔直角铁片组成。其中,木板长15厘米、宽8厘米,正中心开直径约为7厘米的圆形口,用于放置玻璃片;玻璃片有两块,其上分别绘制西方建筑、西方田园风光图像;两块玻璃片叠在一起,周边由金属圈固定;金属圈内装有齿轮,齿轮与金属手柄的一端相连;直角铁片固定在木板右立边正中,带孔面与木板垂直,孔主要用于金属手柄穿过,起定向作用。使用时,转动手柄,带齿轮转动,齿轮则带动玻璃片翻转,可分别显示上述两种图像。该玩具的展示方式类似于清代北京民俗中的“拉洋片”表演。“拉洋片”即在木箱子内放置数张图片,各图片由绳子相连,表演者通过拉绳来替换图片内容时,观众就可通过嵌固在箱子立面的凸透镜观看图片。在清代,平板玻璃制作工艺复杂、造价昂贵,而反笔绘画难度较大,由此可见该机械玩具的稀有性。

图2  木框旋转彩绘玻璃片

木制金漆鸟音笼(图3)是一种模拟鸟叫的玩具。该鸟音笼与普通鸟笼外观相似,笼内有金属连杆制作的假树,树顶上立着一只红腹灰羽的造型鸟。鸟音笼底座有控制系统,为机械装置。装置启动后,造型鸟边鸣叫边转身。末代皇帝溥仪很喜欢鸟音笼。溥仪的堂弟溥佳在《清宫回忆》(见《晚清宫廷生活见闻录》,文史资料出版社1982年出版)回忆到他陪溥仪读书时,看到了养心殿有很多玩具,其中最喜欢的就是“那些带机器的玩意儿,如大八音盒和假鸟等”。其中,“假鸟”在鸟音笼内,笼子用金丝编制而成,鸟儿也是用黄金做的;把发条上好后,再把鸟音笼悬挂在殿廊之上,顿时会众鸟齐鸣,悠扬婉转,栩栩如生。

图3  木制金漆鸟音笼

鸟音笼底座有发条、带圆形轴片的连杆、活塞、造型鸟、圆筒、气袋、哨子等机械零件。其中,连杆两端分别与发条、活塞相连,且还有与造型鸟相连的分支;活塞位于圆筒内,两端分别与连杆、气袋相连;气袋为皮质,包括吸气层和放气层,两端分别与活塞、哨子相连。当发条上紧后,其弹力逐渐松开时产生动力,通过轴片转动带动造型鸟做出转身动作,并带动活塞在圆筒内做往复运动。而圆筒内的空气在活塞作用下不断地被压缩和扩张,带动气袋放气和吸气,进而使得哨子发出有节奏的鸟鸣声。

故宫博物院还藏一些有功能类似的鸟音笼,如铜镀金四方跳杠鸟音笼钟,其整体及部分零部件照片见图4-图9所示。

图4  铜镀金四方跳杠鸟音笼钟

图5  装饰件

图6  表盘

图7  底座

图8  机械鸟及底部食罐

图9  发条钥匙

翻顶机械人(图10)为19世纪法国制造的机械玩具,总高约91厘米,外观包括底箱、两把椅子、机械人。其中,机械人为古代戏曲中的武丑打扮,其左手与左边的椅子搭脑固定;椅子底部与箱子顶面固定。当发条上紧后,在音乐的伴奏声中,机械人可做如下“体操”运动:首先右手缓缓抬起,又缓缓放下,反复几次;然后双手把住椅子搭脑,双腿缓缓向后摆动(图11),直至身体与地面平行;接着右手松开、放回搭脑几次;最后双腿缓缓回摆,直至复位,此时音乐声也停止。

图10  翻顶机械人

图11  翻顶机械人表演

翻顶机械人的优雅表演离不开精密的机械控制系统,且系统与钟表的机械原理高度相似。在箱子里有发条动力装置和若干齿轮系统。其中,发条用于提供动力,齿轮系统用于控制音乐伴奏、控制上部机械人的运动。机械人内部亦有若干齿轮系统,其左手位置还有纵向连杆与箱子里的齿轮系统相连。当箱子里的发条上紧之后,带动音乐系统和运动系统同时工作,并通过连杆将动力上传至机械人内部的齿轮系统,巧妙地控制机械人做“体操”运动的幅度、速度和周期,其功能与现代计算机的控制程序有着诸多的相似之处。

化学描金花手摇风扇(图12)为晚清时期的宫廷机械玩具。其中,“化学”主要是指扇柄和扇叶材料为塑料制品;“描金花”主要是指扇柄表面的花卉纹轮廓有描金工艺做法,另每片扇叶上各有一只金色飞鸟造型;“手摇”即手动操作:手握扇柄,一指拨动推钮,可触动风扇背面的机械装置,使之带动风扇迅速转动。该玩具总长约21.3厘米,总宽约4.2厘米,小巧轻便,不仅极具趣味性,而且在夏天还有送凉爽的实用功能。

图12  化学描金花手摇风扇

该风扇在构造上主要包括扇柄、扇叶、推钮、弹簧、齿轮、轴等部件。作者推断了其使用原理。如图13所示,推钮与弹簧(兼连杆)相连,弹簧与下轴(齿轮轴)相连,下轴与下齿轮啮合,下齿轮与上齿轮啮合,上齿轮与上轴(齿轮轴)啮合,上轴一端与扇叶固定。使用风扇时,推动推钮,推钮带动弹簧变形(拉伸或收缩),弹簧在变形的产生及恢复过程中,带动下轴转动,下轴带动下齿轮转动,下齿轮带动上齿轮转动,上齿轮带动上轴转动,上轴带动扇叶转动。

图13  风扇原理推断图

不难发现,从幻术变小孩机械人到化学描金花手摇风扇,这些机械玩具的共同点在于:通过连杆、齿轮、弹簧等机械零部件组成运动系统,并且与有趣的人物、动物造型或事物相结合,产生一种“自动”展示或表演的效果。在当时生产力水平较低的条件下,清朝皇室的小成员能够接触到这种省力、新颖的玩具,他们的好奇心无疑地得到提升,创造欲望增强。对于现代青少年而言,尽管社会科技生产力高度发达,智能化、机械化的玩具层出不穷,但是上述古代机械玩具仍有着重要的意义。它们有助于现代青少年了解世界机械制造技术发展史,见证古代东西方科技文化交流。不仅如此,这些古代机械玩具对于引导现代青少年开动脑筋,扩展思维,进行科学发明创造,仍有一定的积极意义。

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