玩具是儿童寓教于乐的重要器具。在清代，受工业革命影响，西方一些机械玩具传入了中国，并在宫廷里受到欢迎，成为皇室小成员的快乐“玩伴”。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》中，就写到了载湉（光绪皇帝）小的时候很喜欢外国机械玩具。故宫博物院现藏有当年部分机械玩具，它们制作精美，集智慧与趣味于一身。接下来，就让我们走进机械玩具的世界，看看这些玩具中都有哪些奇思妙想的细节。

 木制金漆鸟音笼（供图/周乾）

木制金漆鸟音笼

木制金漆鸟音笼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，树顶立着一只红腹灰羽的造型鸟。鸟音笼底座有机械控制装置。装置启动后，造型鸟边鸣叫边转身。“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下，顿时众鸟齐鸣，悠扬婉转。末代皇帝溥仪的堂弟溥佳在《清宫回忆》一书中回忆，他陪溥仪读书时，看到养心殿有很多玩具，其中溥仪最喜欢的就是“那些带机器的玩意儿，如大八音盒和假鸟等”。

鸟音笼底座由发条、带圆形轴片的连杆、活塞、造型鸟、圆筒、气袋、哨子等机械零件组成。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。故宫博物院收藏一些功能类似的鸟音笼，铜镀金四方跳杠鸟音笼钟便是其中代表。

翻顶机械人

翻顶机械人是19世纪法国制造的机械玩具，总高约91厘米，外观包括底箱、两把椅子和机械人。机械人为古代戏曲中的武丑打扮，其左手与左边的椅子固定;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，双腿缓缓向后摆动，直至身体与地面平行;接着右手松开，来回几次;最后双腿缓缓回摆，直至复位，此时音乐声也停止。

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。底箱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。

幻术变小孩机械人（供图/ 周乾）

当底箱的发条上紧后，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”的幅度、速度和周期，其功能与现代计算机的控制程序有诸多相似之处。

木框旋转彩绘玻璃片的西方田园风光图像（上）与西方建筑图像（下）（供图/ 周乾）

幻术变小孩机械人

幻术变小孩机械人是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。魔術师手持魔术棒，魔术桌由红布盖住桌面及以下动力系统部分;桌面有两个杯子，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。

故宫博物院藏老照片之《观拉洋片》（供图/ 周乾）

这种玩具的原理是，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。当上足发条后，各组传动装置的机芯转动，使得连杆带动进行上述魔术表演活动。

木框旋转彩绘玻璃片

木框旋转彩绘玻璃片是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。长方形木板正中心设置圆形口，用于放置玻璃片。而玻璃片有两块，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，孔主要用于定向作用。使用时，手柄的转动带着齿轮也一起转动，而齿轮则带动玻璃片翻转，显示出两种图像。清代时，平板玻璃制作工艺复杂、造价昂贵，并且图像还是反笔绘画，可见其工艺的复杂性。

化学描金花手摇风扇（供图/ 周乾）

化学描金花手摇风扇运动原理推断图（供图/ 周乾）

这种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。

化学描金花手摇风扇

化学描金花手摇风扇为晚清时期的宫廷机械玩具。“化学”是指扇柄和扇叶材料为塑料制品，“描金花”指扇柄表面的花卉纹轮廓有描金工艺做法，此外，每片扇叶上各有一只金色飞鸟造型。“手摇”即手动操作。当手握扇柄并拨动推钮时，可触动风扇背面的机械装置，使之带动风扇迅速转动。这个“小风扇”玩具小巧轻便，不仅极具趣味性，而且在夏天还有带来凉爽的实用功能。

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。笔者推断了其使用原理，当使用风扇时，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。

不难发现，这些机械玩具与有趣的人物、动物造型或事物相结合，产生一种“自动”展示或表演的效果。在当时的生产力条件下，皇室小成员能够接触到这种省力、新颖的玩具，他们的好奇心不仅得到提升，也增强了创造欲望。如今，社会科技生产力高度发达，智能化、机械化的玩具层出不穷，但是这些古代机械玩具仍有着重要的意义，它们有助于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。此外，这些机械玩具对于引导青少年开动脑筋、扩展思维、进行科学发明创造，仍有积极意义。