中国传统陀螺玩具设计研究＊

刘丰睿 申明倩 史鑫怡 李昊轩 吴文勋 王敏慧 张倩倩

（江苏理工学院艺术设计学院,江苏常州 213001）

明代《帝京景物略》载：“陀螺者，木制，如小空钟。”陀螺，中国传统木制玩具，至今已有四五千年的历史。作为中国最早的娱乐项目，陀螺在不同地区有不同的叫法，如闽南语称作“干乐”，北方称作“冰尜儿”或“打老牛”，长沙话称作“得罗”，山东中东部多称“打懒老婆”，西部地区则有“打特搂”或“抽皮牛”等等[1]。陀螺作为传统大众化流行玩具，集休闲娱乐和强身锻炼于一体，蕴含着古代人们的设计智慧。

一、陀螺玩具的历史发展演变

陀螺的文字记载最早出现在北魏贾思勰的《齐民要术•种榆白杨》：“梜者，鏇作独乐及盏。”这里的独乐即陀螺。但从出土的实物来看，可追溯到7000年至5500年前。浙江河姆渡文化遗址、常州圩墩文化遗址等都曾出土过陀螺，浙江余姚河姆渡出土的陶制陀螺高5.8厘米，直径3.8厘米，外形呈圆锥状，这种形态的陀螺一直持续到唐代。唐代文学家元结在《恶圆》一文记载：“元子家有乳母，为圆转之器，以悦婴儿，婴儿喜之”，这个“圆转之器”就是陀螺

到了宋代，陀螺又称千千车，这种陀螺已不同于之前的圆锥形或葫芦形。从《橙花馆集》对千千车的描述“形圜如璧，径四寸，以象牙为之。面平，镂以树、石、人物、丹碧粲然。背微隆起，作坐龙蟠屈状，当背中央凸处，置铁针仅及寸，界以局，手旋之，使针卓立，轮转如飞”可知，千千车是用象牙制成圆盘，中间有孔插以铁针，用手捻针使其旋转。

陀螺的名称真正流传开来是在明代。明代《帝京景物略》载：“陀螺者，木质如小空钟，绕以鞭之绳而无竹尺。”此时的陀螺材质采用木质，由千千车的手捻方式改为鞭抽，大大增加了陀螺的旋转速度。清代基本保持了明代陀螺的形态，但清政权提倡冰嬉，因此清代开始在冰面上抽陀螺，又称“抽冰猴”，和地面相比旋转速度更快，娱乐性更强。

二、陀螺玩具的设计分析

传统陀螺玩具作为手工艺的产物，承载着劳动人民的造物智慧，凝聚了中国民间朴素的设计美学思想和娱乐精神，充斥着几何学、物理学、结构力学、人机工程学等各种科学原理，在造型、结构、工艺、材质、功能等方面体现着优秀的设计思想。

（一）造型特征和尺寸分析

陀螺根据玩法的不同主要分为两类：手捻陀螺和鞭旋陀螺。手捻陀螺是在宋代千千车的形态上进行演化，整体来看是圆盘加中心旋转轴造型；民间最为常见的陀螺形态是鞭旋陀螺（如图1），鞭绳陀螺从形态上常分为如图1所示的锥顶ⓐ、圆锥ⓑ和圆柱©三段。其中ⓐ段锥顶在玩耍时要接触地面，在高速旋转过程中容易对锥顶造成磨损，因此为了提升锥顶耐磨系数，增加使用寿命，在该部分多镶嵌钢珠。同时钢珠又很大程度上减少了陀螺旋转时与地面的摩擦力，加快了旋转速度，提升陀螺玩耍的愉悦感。ⓑ段锥体表面平滑无棱角，旋转过程中空气阻力小，提升旋转的持久度，同时自上而下逐渐减小的直径使陀螺与地面的接触面积减小，降低与地面摩擦力；©段为柱体，该段是最富有创造性的部分，也使得陀螺因为该部分的变化呈现出丰富多彩的形态。从装饰元素来看，该部分常采用波浪、螺旋、横纹等各种装饰性线条或凹槽，同时通过直径的收分变化使陀螺形态层次分明，细节丰富。而且这些装饰性线条在陀螺高速旋转情况下会因为线条的重叠和视觉的时差形成美丽的图案，增加玩具的美感。同时这种造型变化还兼具了实用功能，比如陀螺玩耍时必须先放在地平面上，而陀螺圆锥形的形态使其底部与地面接触面积太小，必须借助手部用力将其放在地面上，而①处的凹面恰好提供了手指固定陀螺的空间，符合人体工程学中最佳的形态，②处的凹槽则便于固定缠绕陀螺鞭绳，如图2所示。由此可见传统陀螺形态固然简单，但在功能和美观上达成巧妙的和谐，体现出古人的设计智慧。

图1 鞭旋陀螺的形态及设计分析

图2 陀螺的玩法

从尺寸来看，陀螺的绝对尺寸大小不一，有各种不同的型号。但想保证陀螺良好的使用状体，必须把控好比例关系。陀螺直径和高度的标准比例为1：1.273，这种尺寸状态下稳定性最好，且在玩耍过程中容易控制。但因为传统陀螺大多采用手工制作，因此实际尺寸比例不可能做到绝对严谨，人们多是根据个人经验进行制作，一般来说比例在1:1到1：1.5之间都是正常的状态。

（二）陀螺材质工艺分析

先秦古籍《考工记》载：“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良”。《髹饰录》也提出：“美材如五行”的观点，可见材美、工巧是优良设计的关键因素。在材质上，陀螺的设计需要充分考虑制作时的加工难度、易存性、耐磨损度，以及禁得起鞭绳高强度、高频率抽打等现实需求。当然在早期材质有限的条件下，古制陀螺也出现过用石材、陶质来制作。但因为石材材质坚硬，在加工时要求较高，采用手工制作出完美的回转体难度较高。陶质同样存在石材的问题，而且陀螺在鞭抽的过程中容易破裂、磨损。基于历史发展以及传统造物在材料上的优化选择，民间陀螺主要采用木质，且多选择木质坚硬、紧致结实的榆木、樟木、枣木等。比如榆木的气干密度为0.68g/cm3[2]，木质硬度适中，纹理通直，花纹清晰，木材弹性好，加工出的陀螺不易变形开裂，抽动时旋转有力；枣木的气干密度在0.65-0.83g/cm3，耐腐耐磨，质感坚硬而厚重，纹理细腻紧实，制作出的陀螺不仅品质较高，且具有较好的观赏性；当然，陀螺作为民间玩具，材质选择具有较大的随机性，一些常见木材都有可能被拿来制作陀螺，但一些材质较软的木材，比如像桐木、杨木、杉木等虽然制作比较容易，但松软的材质使其制作的陀螺容易开裂，不耐磨耐用。

（三）陀螺的工作原理分析

陀螺是通过鞭绳抽动进行游戏、体育锻炼的玩具。陀螺利用力学原理来实现高速转动，其设计蕴涵着古人的智慧与科学思想。陀螺的旋转分为两种[3]，一方面是围绕自身轴线做圆周运动，如图1中的L轴，另一方面是绕着一个过陀螺与地面接触点的垂直轴做圆周运动，如图3中Z轴，因此陀螺的旋转是两个运动的叠加。在陀螺旋转过程中，会偏离垂直轴线Z而向地面倾斜，构成陀螺轴线L和垂直轴线Z的夹角θ（又称陀螺的摆角），摆角θ越小，陀螺旋转越快，反之陀螺旋转较慢，稳定性差。因此，为了减小陀螺的摆角，提升旋转速度，应选择陀螺处于较为竖直的状态时用鞭绳抽打，并击打在图1©段靠下的位置，以减小抽打产生的力矩，保持陀螺旋转的稳定性。当然，为了提升陀螺的旋转速度和时常，也可以在发射陀螺时增多鞭绳在陀螺上的缠绕圈数。

图3 设计原理分析

从上述陀螺的工作原理来看，其操控具有一定的难度和技巧性，更能够激发人们的玩耍兴趣。同时，因为在抽动陀螺时需要腰部和手臂用力，因此可有效活动筋骨，缓解身心疲惫，达到强身健体的作用。总之，陀螺以简约的造型结构，方便易得的材料，巧妙的物理学原理，构建了一套属于中华民族的造物设计思想，以突出的功能性、实用性和娱乐性成为中国民间必不可少的传统玩具。

三、基于传统陀螺的设计创新实践

基于上述对传统陀螺玩具的研究与分析，结合现代社会对于玩具的喜好，在设计创新时需要在外形，材料，功能上面做出改变，使其成为兼具传统陀螺优秀设计基因和现代审美、功能需求的创新型产品。本设计实践为了凸显人们对传统陀螺的情怀，将玩具使用对象定位在童年时期钟情于陀螺玩具的成年人，因此在设计上除了追求陀螺的实际功能，更强化陀螺给精神方面带来的愉悦感，设计创新重点体现在以下几个方面。

华兹华斯把英格兰比作根基稳固、枝叶繁茂的紫杉树，她可以为向苏格兰进军的士兵们提供弓弩。接下来，华兹华斯认为这棵紫衫“永远不会衰朽”“美的不会被破坏”，这也暗含英格兰征服苏格兰的光辉征程会一直存续。

（一）陀螺形态和玩法创新

“形式追随功能”，陀螺因旋转功能决定其在造型上多采用圆柱加圆锥的形态，且为了便于抓握和固定鞭绳，陀螺截面直径会呈现出收分变化，或者在表面雕刻凹槽等纹样，从而使其满足旋转功能的前提下呈现出一定的造型变化，但内容与形式的高度统一使传统陀螺整体造型简洁淳朴。然而随着时代发展和科技的发达，人的审美在经历过物质大爆发后，更加追求新颖、时尚和变化。因此，在陀螺造型设计时，要突破固有思维，以几何化、抽象化的线条和简洁的形式营造韵律感、节奏感和线条美，以物质的少实现精神的多。比如在图4的设计中圆形底座的表面采用竖向线条，在实现韵律感的同时丰富了表面的肌理。陀螺则打破传统流畅、规则表面形态，采用简洁干练的几何线条，呈现出理性与自律的风格特征。

图4 设计效果展示

在玩法上，传统鞭旋因为绳子的强力抽动使其在旋转过程中覆盖面积较大，一般要放置在空旷且大面积的地面上玩耍，这种场地的要求限制了陀螺的玩法。尤其在现代社会，因为城市居住面积的减小和人们快节奏的生活，传统陀螺受到很大限制。因此，本设计将陀螺由地面搬上桌面，使人们在工作和生活之余能随时玩耍，使人们在怀旧的同时有了精神寄托和文化情怀。

（二）陀螺材质和技术创新

材质是构成陀螺的物质基础，在材质选择上一方面是依据物理属性，同时也依据在造物发展过程中材质被赋予的意义[4]。正如前文分析，传统陀螺大多采用木质，这一方面是基于木材的易得性、易加工性、木质纹理效果以及质感触感等，另一方面是木材给人以含蓄、温暖、自然质朴的心理感受，迎合了中国人最典型的审美喜好。然而随着时代与科技的发展，材质选择更加多元化，除了木质，金属、塑料等一些现代材质也成为陀螺的常见材质。本设计方案采用金属材质，以金属特有的光泽、质感营造出简洁精密、含蓄华贵的理性美，迎合新时代人们的审美需求。

玩具的创新也可基于新技术的支持，从而打破传统玩法的限制。比如本方案采用悬浮磁力使陀螺悬浮在底座上方，不玩时以静止平衡的状态和底座构成桌面摆件，即避免了陀螺的收纳问题，又转化延长了陀螺的实用功能。

（三）陀螺在减压方面的创新

随着生活节奏的不断加快，成年人的生活工作压力与日俱增，而超负荷的压力对人们的情绪、生活和健康造成许多负面影响[5]。“玩”是普通人缓解压力的重要方式，比如传统陀螺恰好能借助将陀螺甩出去以及抽打的方式来宣泄情绪，通过身体的大幅动作和五感调整成为强身健体、愉悦内心的经典玩具。但办公室狭小的空间和工作环境限制了传统陀螺的操控，无法实现减压的目的。因此，本次设计创新基于传统陀螺的抽打原理，同时结合当前人们的办公环境，巧妙将鞭抽陀螺改为磁悬浮陀螺，同时把传统的鞭子转化为嵌有磁片的戒指（如图4所示），不用时戒指置于底座的收纳孔内，当人们感到焦躁、疲劳、压抑、郁闷时可把戒指戴在手指上或者笔帽上，此时戒指就变成了鞭子，人们通过挥动手掌或者笔杆隔空抽打陀螺，在驱动陀螺快速旋转的同时即活动了关节，改善了久坐不动的状况，又释放内心的情绪，起到休闲娱乐、放松身心的效果。

四、结语

陀螺将简约的造型、质朴的材料、合适的结构、科学的驱动融为一体，在漫长的历史岁月中凝聚着民间的智慧，饱含着中国传统造物思想，联系着人与人之间共同的童年情感纽带，承载着一代人的玩具记忆。然而随着时代的快速发展和人们生活环境的变化，传统陀螺在玩具市场日趋边缘化。本研究基于传统陀螺的优秀设计基因，同时结合现代人的实际需求，从陀螺的造型、功能、材质、玩法、科技、减压互动等各方面展开探讨，进行设计创新实践，在唤醒人们对传统陀螺价值认同和记忆的同时，以新的形式和功能使其焕发新的生机与活力。