專利名稱：會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)模型，尤其涉及一種會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前，普遍使用的電動(dòng)模型的控制方法較為簡單，多數(shù)采用時(shí)序集成電路對(duì)電動(dòng)模型的動(dòng)作時(shí)間和順序進(jìn)行控制，使電動(dòng)模型重復(fù)進(jìn)行有限的動(dòng)作。這種控制方法雖然電路結(jié)構(gòu)簡單，但存在動(dòng)作單一、動(dòng)作速度和動(dòng)作力度不夠等問題，其制作出來的產(chǎn)品無論觀賞性和參與性都較差。而且演奏的琴是電子琴，不能控制彈琴手指的力度，也不能彈奏有和弦的曲目。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的，在于克服現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)模型存在的不足，提供一種會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)措施是一種會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，包括機(jī)器人主體和電器控制機(jī)構(gòu)；所述的機(jī)器人主體由底座、下肢機(jī)構(gòu)、腰部機(jī)構(gòu)、胸部機(jī)構(gòu)、頸部機(jī)構(gòu)、頭部機(jī)構(gòu)、兩手臂機(jī)構(gòu)和兩手掌機(jī)構(gòu)組成，下肢機(jī)構(gòu)與腰部機(jī)構(gòu)分別與底座活動(dòng)相連，腰部機(jī)構(gòu)與胸部機(jī)構(gòu)固定相連，胸部機(jī)構(gòu)與頸部機(jī)構(gòu)固定相連，頸部機(jī)構(gòu)通過設(shè)在其內(nèi)的十字軸與頭部機(jī)構(gòu)活動(dòng)相連；在機(jī)器人主體的適當(dāng)部位分別設(shè)有兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)和小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)。
所述的頭部機(jī)構(gòu)包括頭部骨架、轉(zhuǎn)軸、兩眼球和嘴巴，轉(zhuǎn)軸通過軸承活動(dòng)連接在頭部骨架上，兩眼球各通過一小軸與頭部骨架絞接相連，嘴巴由上嘴唇和下嘴唇組成，上嘴唇與頭部骨架固定相連，下嘴唇與轉(zhuǎn)軸絞接相連。
所述的兩手臂機(jī)構(gòu)各包括大臂連桿和小臂連桿，大臂連桿的后端絞接在胸部機(jī)構(gòu)上，其前端與小臂連桿絞接相連，小臂連桿的前端與手掌機(jī)構(gòu)絞接相連。
所述的兩手掌機(jī)構(gòu)各包括手掌骨架、手指轉(zhuǎn)軸、十字軸、五個(gè)手指和五只拉簧，手指轉(zhuǎn)軸連接在手掌骨架的前端，十字軸的前端與手掌骨架的后端絞接相連，十字軸的后端與小臂連桿絞接相連，五個(gè)手指活動(dòng)連接在手指轉(zhuǎn)軸上，五只拉簧分別連接在各手指與手掌骨架后端之間。
所述的兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括五臺(tái)電機(jī)，五臺(tái)電機(jī)分別安裝在底座內(nèi)，各通過曲柄與鋼絲繩絞接相連，各鋼絲繩的另一端分別與左右手的五個(gè)手指絞接相連；所述的兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、絲桿、絲套、連桿和鋼絲繩，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的中部與底座絞接相連，兩端分別與兩鋼絲繩絞接相連，兩鋼絲繩的另一端分別與手掌機(jī)構(gòu)中的十字軸的兩端絞接相連；所述的兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、絲桿、絲套、連桿和鋼絲繩，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的中部與底座絞接相連，兩端分別與兩鋼絲繩絞接相連，鋼絲繩的另一端分別與手掌機(jī)構(gòu)中的手掌骨架的兩端絞接相連；所述的右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的中部與右腳絞接相連，兩端分別與底座的外側(cè)絞接相連；所述的上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，主動(dòng)齒輪安裝在電機(jī)的主軸上，并和傳動(dòng)齒輪嚙合相連，傳動(dòng)齒輪與傳動(dòng)軸固定相連，傳動(dòng)軸的頂端與腰部機(jī)構(gòu)固定相連；所述的右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿，所述的右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的連桿中部連接有一支桿，電機(jī)安裝在該支桿的尾部，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與右腳的根部固定相連；所述的兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、傳動(dòng)齒輪和轉(zhuǎn)軸，兩電機(jī)對(duì)稱安裝在胸部機(jī)構(gòu)內(nèi)，主動(dòng)齒輪安裝在電機(jī)的主軸上，并和傳動(dòng)齒輪嚙合相連，傳動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)軸固定相連，兩轉(zhuǎn)軸對(duì)稱垂直安裝在胸部機(jī)構(gòu)的上下兩端之間，其中部分別與兩大臂連桿絞接相連；所述的兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、絲桿、絲套和連桿，兩電機(jī)分別與兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的兩傳動(dòng)齒輪絞接相連，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與大臂連桿絞接在手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)軸中部；所述的頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿，電機(jī)安裝在胸部機(jī)構(gòu)內(nèi)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與頸部機(jī)構(gòu)中的十字軸固定相連；所述的頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄和連桿，電機(jī)安裝在頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的連桿上，曲柄的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端設(shè)置在連桿的滑槽內(nèi)，連桿的頂端與頭部機(jī)構(gòu)固定相連，同時(shí)與頸部機(jī)構(gòu)中的十字軸絞接相連；所述的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，電機(jī)安裝在頭部骨架內(nèi)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)絞接相連，傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的另一端與頭部機(jī)構(gòu)中連接眼球的小軸固定相連；所述的嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄和連桿，電機(jī)安裝在頭部骨架內(nèi)，曲柄的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與嘴巴的下嘴唇絞接相連；所述的小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)各包括連桿、電機(jī)、絲桿、絲套，連桿的一端與手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的連桿固定相連，另一端與電機(jī)絞接相連，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與小臂連桿絞接相連。
所述的兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)中的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制。
所述的上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)中的電機(jī)為直流電機(jī)，采用調(diào)速器進(jìn)行脈寬調(diào)速。
所述的各動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)中，均在相應(yīng)的部位設(shè)有紅外檢測器，各紅外檢測器內(nèi)部具有施密特整形。
所述的電器控制機(jī)構(gòu)包括電器控制箱及外部連接控制部分，電器控制箱內(nèi)設(shè)有PC主機(jī)、PC主機(jī)下分設(shè)單片機(jī)主機(jī)、單片機(jī)主機(jī)下分設(shè)各從機(jī)中央處理器，外部連接控制部分包括與從機(jī)中央處理器相連接的各紅外檢測回路、各驅(qū)動(dòng)電機(jī)回路、電源回路和手動(dòng)調(diào)試回路。
本實(shí)用新型會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人由于采用了以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1、把機(jī)器人的動(dòng)作完成設(shè)計(jì)為改變步進(jìn)電機(jī)的控制方式即改變步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖頻率和動(dòng)作方向，從而改變步進(jìn)電機(jī)的速度和方向，就可協(xié)調(diào)控制手指擊鍵、腳踏踏板的力度與深度，實(shí)現(xiàn)彈琴的節(jié)奏感；2、演奏控制機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率，以此對(duì)電機(jī)精確調(diào)速；3、輔助動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)采用直流電機(jī)，而直流電機(jī)的調(diào)速采用脈寬調(diào)速，即采用改變輸入脈沖的寬度即占空比來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，配合機(jī)器人的協(xié)調(diào)動(dòng)作，使其演湊更具有人情味；4、在各控制機(jī)構(gòu)中采用了紅外檢測器，可使步進(jìn)電機(jī)的行程進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和計(jì)數(shù)，并對(duì)步進(jìn)電機(jī)起到保護(hù)作用，而對(duì)直流電機(jī)，則使直流電機(jī)精確定位；5、采用了多機(jī)通訊原理，通過相互約定的通訊協(xié)議，采用串并行通訊方式，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間及單片機(jī)與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，可保證控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)有序，并大大加快通訊速度。


圖1是本實(shí)用新型會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的A-A剖視放大圖；圖4是圖1的B-B剖視放大圖；圖5是本實(shí)用新型中的手掌結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的所示手掌結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖7是圖2和圖5的C-C剖視放大圖；圖8是本實(shí)用新型中的頭部結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8的所示頭部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖10是本實(shí)用新型中的電器控制部分的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1，配合參見圖2。本實(shí)用新型會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人由機(jī)器人主體和電器控制機(jī)構(gòu)兩部分組成。機(jī)器人主體由底座1、下肢機(jī)構(gòu)2、腰部機(jī)構(gòu)3、胸部機(jī)構(gòu)4、頸部機(jī)構(gòu)5、頭部機(jī)構(gòu)6、兩手臂機(jī)構(gòu)7和兩手掌機(jī)構(gòu)8組成，在機(jī)器人主體各組成部件的適當(dāng)部位還分別設(shè)有兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)9、兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)10、兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)11、右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)12、上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)13、右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)14、兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)15、兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)16、頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)17、頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)18、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)19、嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)20和小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)21。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖8、圖9。本實(shí)用新型中的頭部機(jī)構(gòu)6包括頭部骨架601、轉(zhuǎn)軸602、兩眼球603和嘴巴604，轉(zhuǎn)軸602通過軸承活動(dòng)連接在頭部骨架601上，兩眼球603各通過一小軸605與頭部骨架601絞接相連，嘴巴604由上嘴唇6041和下嘴唇6042組成，上嘴唇6041與頭部骨架601固定相連，下嘴唇6042與轉(zhuǎn)軸602絞接相連。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的兩手臂機(jī)構(gòu)7各包括大臂連桿701和小臂連桿702，大臂連桿701的后端絞接在胸部機(jī)構(gòu)4上，其前端與小臂連桿702絞接相連，小臂連桿702的前端與手掌機(jī)構(gòu)8絞接相連。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖5、圖6、圖7。本實(shí)用新型中的兩手掌機(jī)構(gòu)8各包括手掌骨架801、手指轉(zhuǎn)軸802、十字軸803、五個(gè)手指804和五只拉簧805。手指轉(zhuǎn)軸802連接在手掌骨架801的外端，十字軸803的外端與手掌骨架801的內(nèi)端絞接相連，十字軸803的內(nèi)端與小臂連桿702絞接相連，五個(gè)手指804活動(dòng)連接在手指轉(zhuǎn)軸802上，五只拉簧805分別連接在各手指804與手掌骨架801內(nèi)端之間。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖5、圖6。本實(shí)用新型中的兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)9各包括五臺(tái)電機(jī)901，五臺(tái)電機(jī)分別安裝在底座1內(nèi)，各通過曲柄902與鋼絲繩903絞接相連，各鋼絲繩903的另一端分別與左右手的五個(gè)手指804絞接相連，在各手指804與手指轉(zhuǎn)軸802的絞結(jié)點(diǎn)上安裝有紅外檢測器904、905。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖5、圖6、圖7。本實(shí)用新型中的兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)10各包括電機(jī)101、絲桿102、絲套103、連桿104和鋼絲繩105，電機(jī)101安裝在底座1內(nèi)，絲桿102與電機(jī)101的主軸相連，絲套103的一端與絲桿102咬合相連，另一端與連桿104絞接相連，連桿104的中部與底座1絞接相連，兩端分別與兩鋼絲繩105絞接相連，兩鋼絲繩105的另一端分別與手掌機(jī)構(gòu)8中的十字軸803的兩端絞接相連，在十字軸803上安裝有紅外檢測器106、107。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖5、圖6。本實(shí)用新型中的兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)11各包括電機(jī)111、絲桿112、絲套113、連桿114和鋼絲繩115，電機(jī)111安裝在底座1內(nèi)，絲桿112與電機(jī)111的主軸相連，絲套113的一端與絲桿112咬合相連，另一端與連桿114絞接相連，連桿114的中部與底座1絞接相連，兩端分別與兩鋼絲繩115絞接相連，鋼絲繩115的另一端分別與手掌機(jī)構(gòu)8中的手掌骨架801的兩端絞接相連，在手掌骨架801與十字軸803的絞結(jié)點(diǎn)上安裝有紅外檢測器116、117。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)12包括電機(jī)121、由曲柄122和搖桿123組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、連桿124，電機(jī)121安裝在底座1內(nèi)，曲柄122的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與搖桿123絞接相連，搖桿123的另一端正與連桿124絞接相連，連桿124的中部與右腳2絞接相連，兩端分別與底座1的外側(cè)絞接相連；在連桿124與底座1的絞接點(diǎn)上安裝有紅外檢測器125、126。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖3。本實(shí)用新型中的上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)13包括電機(jī)131、主動(dòng)齒輪132、傳動(dòng)齒輪133傳動(dòng)軸134，電機(jī)131安裝在底座1內(nèi)，主動(dòng)齒輪132安裝在電機(jī)上，并和傳動(dòng)齒輪133嚙合相連，傳動(dòng)齒輪133與傳動(dòng)軸134固定相連，傳動(dòng)軸134的上端與腰部機(jī)構(gòu)2固定相連，在傳動(dòng)齒輪133上安裝有紅外檢測器135。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)14包括電機(jī)141、由曲柄142和搖桿143組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿144。在右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)12的連桿124中部連接有一支桿，電機(jī)141安裝在該支桿的尾部，曲柄142的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與搖桿143絞接相連，搖桿143的另一端與連桿144絞接相連，連桿144的另一端與右腳2的根部固定相連。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖4。本實(shí)用新型中的兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)15各包括電機(jī)151、主動(dòng)齒輪152、傳動(dòng)齒輪153和轉(zhuǎn)軸154，電機(jī)151安裝在胸部機(jī)構(gòu)內(nèi)，主動(dòng)齒輪152安裝在電機(jī)的主軸上，并與傳動(dòng)齒輪153嚙合相連，傳動(dòng)齒輪153與轉(zhuǎn)軸154固定相連，兩轉(zhuǎn)軸154垂直安裝在胸部機(jī)構(gòu)4的上下兩端之間，其中部分別與兩大臂連桿701絞接相連，在轉(zhuǎn)軸154上安裝有紅外檢測器155、156。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)16各包括電機(jī)161、絲桿162、絲套163和連桿164。電機(jī)161與手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)15中的傳動(dòng)齒輪153絞接相連，絲桿162與電機(jī)161的主軸相連，絲套163的一端與絲桿162咬合相連，另一端與連桿164絞接相連，連桿164與手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)15中的轉(zhuǎn)軸154絞接相連，在大臂連桿701與轉(zhuǎn)軸154的絞結(jié)點(diǎn)上安裝有紅外檢測器165、166。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)17包括電機(jī)171、由曲柄172和搖桿173組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿174，電機(jī)171安裝在胸部機(jī)構(gòu)內(nèi)，曲柄172的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與搖桿173絞接相連，搖桿173的另一端與連桿174絞接相連，連桿174的另一端與頸部機(jī)構(gòu)5中的十字軸501固定相連，在十字軸501上安裝有紅外檢測器175。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)18包括電機(jī)181、曲柄182和連桿183。電機(jī)181安裝在頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)17中的連桿174上，曲柄182的一端與電機(jī)181的主軸相連，另一端設(shè)置在連桿182的滑槽內(nèi)，連桿182的頂端與頭部機(jī)構(gòu)6固定相連，同時(shí)與頸部機(jī)構(gòu)5中的十字軸501絞接相連，在十字軸501上安裝有紅外檢測器184。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖8、圖9。本實(shí)用新型中的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)19包括電機(jī)191、由曲柄192和搖桿193組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、由齒輪軸194和兩齒輪195組成的傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，電機(jī)191安裝在頭部骨架內(nèi)，曲柄192的一端與電機(jī)191的主軸相連，另一端與搖桿193絞接相連，搖桿193的另一端與齒輪軸194絞接相連，齒輪軸194與兩齒輪195嚙合相連，兩齒輪195分別與連接眼球的小軸605固定相連，在小軸605上安裝有紅外檢測器196。
繼續(xù)參見圖1、圖2，配合參見圖8、圖9。本實(shí)用新型中的嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)20包括電機(jī)201、曲柄202和連桿203。電機(jī)201安裝在頭部骨架601內(nèi)，曲柄202的一端與電機(jī)201的主軸相連，另一端與連桿202絞接相連，連桿202的另一端與嘴巴的下嘴唇6042絞接相連，在下嘴唇6042與頭部骨架601的絞結(jié)點(diǎn)上安裝有紅外檢測器204。
繼續(xù)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型中的小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)21各包括連桿211、電機(jī)212、絲桿213和絲套214。連桿211的一端與手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的連桿164固定相連，另一端與電機(jī)212絞接相連，絲桿213與電機(jī)212的主軸相連，絲套214的一端與絲桿213咬合相連，另一端與小臂連桿702絞接相連。
本實(shí)用新型的電器控制機(jī)構(gòu)，包括電器控制箱及外部連接控制部分，電器控制箱內(nèi)設(shè)有PC主機(jī)、PC主機(jī)下分設(shè)單片機(jī)主機(jī)、單片機(jī)主機(jī)下分設(shè)各從機(jī)中央處理器，外部連接控制部分包括與從機(jī)中央處理器相連接的各紅外檢測回路、各驅(qū)動(dòng)電機(jī)回路、電源回路和手動(dòng)調(diào)試回路。
參見圖10，圖10是本實(shí)用新型中的電器控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖，各從機(jī)中央處理器通過通訊接口卡與PC機(jī)相連。其中左手手腕中央處理器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制左手手腕各動(dòng)作電機(jī)的動(dòng)作，其動(dòng)作行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)由各紅外檢測器反饋到中央處理器；右手手腕中央處理器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制右手手腕各動(dòng)作電機(jī)的動(dòng)作，其動(dòng)作行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)由各紅外檢測器反饋到中央處理器；左手手指中央處理器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制左手手指各動(dòng)作電機(jī)的動(dòng)作，其動(dòng)作行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)由各紅外檢測器反饋到中央處理器；右手手指中央處理器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制右手手指各動(dòng)作電機(jī)的動(dòng)作，其動(dòng)作行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)由各紅外檢測器反饋到中央處理器；右腳及輔助動(dòng)作中央處理器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制右腳各動(dòng)作電機(jī)的動(dòng)作，其動(dòng)作行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)由各紅外檢測器反饋到中央處理器，并通過直流驅(qū)動(dòng)器控制各輔助動(dòng)作電機(jī)的動(dòng)作，其動(dòng)作行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)由各紅外檢測器反饋到中央處理器；選曲及燈光控制中央處理器分別連接選曲控制回路和燈光控制回路。此外，PC機(jī)的視頻信號(hào)輸出到投影機(jī)產(chǎn)生圖像信號(hào)，PC機(jī)的音頻信號(hào)輸出到功放通過音響設(shè)備產(chǎn)生聲音信號(hào)，觀眾還可通過話筒伴唱。
權(quán)利要求1.一種會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于包括機(jī)器人主體和電器控制機(jī)構(gòu)；所述的機(jī)器人主體由底座、下肢機(jī)構(gòu)、腰部機(jī)構(gòu)、胸部機(jī)構(gòu)、頸部機(jī)構(gòu)、頭部機(jī)構(gòu)、兩手臂機(jī)構(gòu)和兩手掌機(jī)構(gòu)組成，下肢機(jī)構(gòu)與腰部機(jī)構(gòu)分別與底座活動(dòng)相連，腰部機(jī)構(gòu)與胸部機(jī)構(gòu)固定相連，胸部機(jī)構(gòu)與頸部機(jī)構(gòu)固定相連，頸部機(jī)構(gòu)通過設(shè)在其內(nèi)的十字軸與頭部機(jī)構(gòu)活動(dòng)相連；在機(jī)器人主體的適當(dāng)部位分別設(shè)有兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)和小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的頭部機(jī)構(gòu)包括頭部骨架、轉(zhuǎn)軸、兩眼球和嘴巴，轉(zhuǎn)軸通過軸承活動(dòng)連接在頭部骨架上，兩眼球各通過一小軸與頭部骨架絞接相連，嘴巴由上嘴唇和下嘴唇組成，上嘴唇與頭部骨架固定相連，下嘴唇與轉(zhuǎn)軸絞接相連。
3.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的兩手臂機(jī)構(gòu)各包括大臂連桿和小臂連桿，大臂連桿的后端絞接在胸部機(jī)構(gòu)上，其前端與小臂連桿絞接相連，小臂連桿的前端與手掌機(jī)構(gòu)絞接相連。
4.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的兩手掌機(jī)構(gòu)各包括手掌骨架、手指轉(zhuǎn)軸、十字軸、五個(gè)手指和五只拉簧，手指轉(zhuǎn)軸連接在手掌骨架的前端，十字軸的前端與手掌骨架的后端絞接相連，十字軸的后端與小臂連桿絞接相連，五個(gè)手指活動(dòng)連接在手指轉(zhuǎn)軸上，五只拉簧分別連接在各手指與手掌骨架后端之間。
5.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括五臺(tái)電機(jī)，五臺(tái)電機(jī)分別安裝在底座內(nèi)，各通過曲柄與鋼絲繩絞接相連，各鋼絲繩的另一端分別與左右手的五個(gè)手指絞接相連；所述的兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、絲桿、絲套、連桿和鋼絲繩，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的中部與底座絞接相連，兩端分別與兩鋼絲繩絞接相連，兩鋼絲繩的另一端分別與手掌機(jī)構(gòu)中的十字軸的兩端絞接相連；所述的兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、絲桿、絲套、連桿和鋼絲繩，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的中部與底座絞接相連，兩端分別與兩鋼絲繩絞接相連，鋼絲繩的另一端分別與手掌機(jī)構(gòu)中的手掌骨架的兩端絞接相連；所述的右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的中部與右腳絞接相連，兩端分別與底座的外側(cè)絞接相連；所述的上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸，電機(jī)安裝在底座內(nèi)，主動(dòng)齒輪安裝在電機(jī)的主軸上，并和傳動(dòng)齒輪嚙合相連，傳動(dòng)齒輪與傳動(dòng)軸固定相連，傳動(dòng)軸的頂端與腰部機(jī)構(gòu)固定相連；所述的右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿，所述的右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的連桿中部連接有一支桿，電機(jī)安裝在該支桿的尾部，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與右腳的根部固定相連；所述的兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、傳動(dòng)齒輪和轉(zhuǎn)軸，兩電機(jī)對(duì)稱安裝在胸部機(jī)構(gòu)內(nèi)，主動(dòng)齒輪安裝在電機(jī)的主軸上，并和傳動(dòng)齒輪嚙合相連，傳動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)軸固定相連，兩轉(zhuǎn)軸對(duì)稱垂直安裝在胸部機(jī)構(gòu)的上下兩端之間，其中部分別與兩大臂連桿絞接相連；所述的兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)各包括電機(jī)、絲桿、絲套和連桿，兩電機(jī)分別與兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的兩傳動(dòng)齒輪絞接相連，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與大臂連桿絞接在手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)軸中部；所述的頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和連桿，電機(jī)安裝在胸部機(jī)構(gòu)內(nèi)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與頸部機(jī)構(gòu)中的十字軸固定相連；所述的頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄和連桿，電機(jī)安裝在頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的連桿上，曲柄的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端設(shè)置在連桿的滑槽內(nèi)，連桿的頂端與頭部機(jī)構(gòu)固定相連，同時(shí)與頸部機(jī)構(gòu)中的十字軸絞接相連；所述的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，電機(jī)安裝在頭部骨架內(nèi)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)絞接相連，傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的另一端與頭部機(jī)構(gòu)中連接眼球的小軸固定相連；所述的嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、曲柄和連桿，電機(jī)安裝在頭部骨架內(nèi)，曲柄的一端與電機(jī)的主軸相連，另一端與連桿絞接相連，連桿的另一端與嘴巴的下嘴唇絞接相連；所述的小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)各包括連桿、電機(jī)、絲桿、絲套，連桿的一端與手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的連桿固定相連，另一端與電機(jī)絞接相連，絲桿與電機(jī)的主軸相連，絲套的一端與絲桿咬合相連，另一端與小臂連桿絞接相連。
6.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的兩組手指上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手腕左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、右腳上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、兩手臂上下移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和小臂伸縮控制機(jī)構(gòu)中的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制。
7.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的上身左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部前后移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、頭部左右移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和嘴巴張合控制機(jī)構(gòu)中的電機(jī)為直流電機(jī)，采用調(diào)速器進(jìn)行脈寬調(diào)速。
8.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的各動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)中，均在相應(yīng)的部位設(shè)有紅外檢測器，各紅外檢測器內(nèi)部具有施密特整形。
9.如權(quán)利要求1所述的會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，其特征在于所述的電器控制機(jī)構(gòu)包括電器控制箱及外部連接控制部分，電器控制箱內(nèi)設(shè)有PC主機(jī)、PC主機(jī)下分設(shè)單片機(jī)主機(jī)、單片機(jī)主機(jī)下分設(shè)各從機(jī)中央處理器，外部連接控制部分包括與從機(jī)中央處理器相連接的各紅外檢測回路、各驅(qū)動(dòng)電機(jī)回路、電源回路和手動(dòng)調(diào)試回路。
專利摘要一種會(huì)彈鋼琴的機(jī)器人，包括機(jī)器人主體和電器控制機(jī)構(gòu)，機(jī)器人主體由底座、下肢、腰部、胸部、頸部、頭部、兩手臂和兩手掌等機(jī)構(gòu)組成，在機(jī)器人主體的適當(dāng)部位分別設(shè)有控制兩組手指上下移動(dòng)、兩手腕上下移動(dòng)、兩手腕左右移動(dòng)、右腳左右移動(dòng)、上身左右移動(dòng)、右腳上下移動(dòng)、兩手臂左右移動(dòng)、兩手臂上下移動(dòng)、頭部前后移動(dòng)、頭部左右移動(dòng)、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)、嘴巴張合和小臂伸縮的控制機(jī)構(gòu)。其演奏控制機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器控制，其輔助控制機(jī)構(gòu)采用直流電機(jī)和相應(yīng)的調(diào)速器控制。該機(jī)器人適用范圍廣，抗干擾能力強(qiáng)，安裝調(diào)試方便，性能可靠，在演奏時(shí)動(dòng)作靈活嫻熟，協(xié)調(diào)逼真。
文檔編號(hào)B25J9/18GK2691802SQ200420021728
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者胡學(xué)增, 梁兆正, 許永順, 張亦弛, 孫傳倫, 劉波, 謝明亮, 謝平, 孫帆 申請(qǐng)人:上海科技館