本发明涉及一种机械皮影结构及其运动角度和移动定位的控制方法。皮影戏可通过机械装置进行操控，但表现动作单一，缺乏感染力。本发明的运动角度控制方法读取虚拟皮影关键点的像素位移，计算出机械臂舵机转动角度，同时对舵机的运动速度进行插值量化，IntelAtom平台通过串口控制机械臂各个舵机平滑地转过相应的角度；移动定位控制方法对光栅尺条纹进行采样，通过MSP430F149单片机的IO中断对输出的上升、下降沿进行计数，算出移动距离，IntelAtom平台读取ModBus协议栈上的值，得知移动的距离及碰撞检测的情况。本发明对皮影人偶的运动进行准确计算后可准确角度和定位，控制灵活，响应灵敏，反馈及时。