[發明專利]基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人及自動演奏方法

有效

• 申請號: 201410449830.2
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104260099A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 樓云江;陳光增;黎意楓;杜娟;黃瑞寧;宋洋鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;G11B20/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅志偉

1.一種基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人，其特征在于：包括MIDI解碼系統、機器人控制系統、氣路系統、機械臂、靈巧機械手和仿人本體，其中，所述MIDI解碼系統解碼得到的演奏控制數據應用于所述機器人控制系統，所述機器人控制系統分別與所述氣路系統、機械臂、靈巧機械手連接，所述機械臂、靈巧機械手分別設置在所述仿人本體上，所述氣路系統設置在所述仿人本體上或仿人本體之外，所述MIDI解碼系統包括MIDI解碼模塊和演奏控制數據格式處理模塊，MIDI解碼模塊解析.mid文件后交由演奏控制數據格式處理模塊進行處理，所述機器人控制系統包括嵌入式電腦，所述嵌入式電腦設有存儲卡，所述演奏控制數據格式處理模塊處理得到的演奏控制數據文件存儲于與所述機器人控制系統的存儲卡中，所述氣路系統包括人工肺和人工唇，所述機械臂為多自由度機械臂，所述靈巧機械手的每個手指具有一個或一個以上的原動件或無原動件，所述仿人本體與所述人工唇有局部相重合，所述機械臂與所述仿人本體有局部相重合，所述機械臂與所述靈巧機械手有局部相重合，所述機械臂與所述靈巧機械手為轉動連接。

2.根據權利要求1所述的基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人，其特征在于：所述人工肺包括電機絲桿滑臺、氣缸、儲氣罐、單向閥、溢流閥、二位三通閥、二位五通閥、氣壓傳感器和電氣比例閥，所述電機絲桿滑臺與所述氣缸連接，所述氣缸分別與所述二位五通閥、連接，所述儲氣罐與所述氣壓傳感器連接，所述氣壓傳感器與所述單向閥連接，所述氣壓傳感器與所述嵌入式電腦連接，所述電氣比例閥與所述二位三通閥連接，所述儲氣罐與所述溢流閥連接。

3.根據權利要求1所述的基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人，其特征在于：所述機械臂包括肩關節、大臂、肘關節、小臂和球頭云臺，所述仿人本體與所述肩關節連接，所述肩關節與所述大臂連接，所述大臂與所述肘關節連接，所述肘關節與所述小臂連接，所述小臂與所述球頭云臺連接，所述肩關節包括肩部三關節轉動固定支架，所述肩部三關節轉動固定支架包括肩部第一關節、肩部第二關節和肩部第三關節，所述肘關節包括肘部三關節轉動固定支架，所述肘部三關節轉動固定支架包括肘部第一關節、肘部第二關節和肘部第三關節；所述肩部第一關節與所述肩部第二關節通過螺栓連接，所述肩部第二關節與所述肩部第三關節通過螺栓連接，所述肘部第一關節與所述肘部第二關節通過螺栓連接，所述肘部第二關節與所述肘部第三關節通過螺栓連接，所述球頭云臺包括球頭支座和球頭支架，所述球頭支座的后端和所述球頭支架為球面副連接。

4.根據權利要求1所述的基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人，其特征在于：所述靈巧機械手包括舵機、驅動指板、手指根部、靈巧手指和手背，所述靈巧手指為多關節組成的多自由度手指，所述舵機通過所述驅動指板與所述手指根部連接，所述手指根部與所述靈巧手指連接，所述舵機與所述驅動指板固定連接，所述驅動指板與所述手指根部用螺栓連接，所述手指根部與所述靈巧手指用螺栓連接，所述舵機、手指根部、驅動指板、靈巧手指均固定于所述手背上，所述靈巧機械手的每個手指都具有一個或一個以上的原動件或無原動件。

5.根據權利要求4所述的基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人，其特征在于：所述靈巧手指為多關節組成的多自由度手指，所述靈巧手指包括手指頭節、手指中節和手指后節，所述手指后節包括第一后節和第二后節，所述手指頭節與所述手指中節在用螺栓連接，所述手指中節與所述第二后節用螺栓連接，所述第二后節套設于第一后節前段，所述第二后節與所述第一后節為同軸轉動連接。

6.根據權利要求1所述的基于MIDI解碼的西洋長笛自動演奏機器人，其特征在于：所述人工唇的前段開有扁平縫隙孔，所述人工唇的后段設有螺紋孔，所述扁平縫隙孔貫穿所述人工唇到所述螺紋孔，所述螺紋孔連接有氣動接頭。

7.一種自動演奏方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過電子音樂軟件編寫電子版樂譜并生成MIDI標準格式音樂文件；

S2：將該MIDI標準格式音樂文件采用MIDI解碼系統生成演奏控制數據文件；

S3：將該演奏控制數據文件保存到存儲卡；

S4：從存儲卡中讀取控制信息控制機器人演奏西洋長笛。

8.根據權利要求7所述的自動演奏方法，其特征在于：所述演奏控制數據文件包括西洋長笛演奏的音調信息、吹奏力度信息、吹奏速度信息和指法信息，所述演奏控制數據文件存儲于所述機器人控制系統的存儲卡中，存儲卡中存儲多個所述演奏控制文件。