[發(fā)明專利]一種彈鋼琴擬人機器手

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610733830.4
• 申請日: 2016-08-28
• 公開（公告）號: CN107791265A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李征
• 申請（專利權(quán)）人: 李征
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彈鋼琴擬人機器手，適用于機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和現(xiàn)代人工智能、計算機科學(xué)等的長足進步，服務(wù)機器人的研究與應(yīng)用進入快速發(fā)展階段。演奏機器人是服務(wù)機器人的一種，具有)、一闊的應(yīng)用前景。口本早稻田大學(xué)曾經(jīng)研制過鋼琴演奏機器人，在國際上影響比較大。它共有88臺擊鍵器和兩臺踏板驅(qū)動裝置，每臺都有一套伺服系統(tǒng)，但不具備擬人化特征。由明新科大與上銀科技產(chǎn)學(xué)合作研發(fā)制作的鋼琴機器人是利用線性馬達及氣壓缸控制，以擬人化的方式來彈奏鋼琴，在控制方面使用了曲目預(yù)編程內(nèi)置的方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種彈鋼琴擬人機器手，機械手每根手指的控制都是獨立的，通過氣動閘線的方式驅(qū)動，滿足了演奏時對機械手手指的速度要求。同時使用數(shù)據(jù)手套與方位跟蹤器在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下采集手部的控制數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了更自然的控制方式。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

所述機械手的手指是設(shè)計的重點，分為上關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)與下關(guān)節(jié)三個指關(guān)節(jié)，采用圓柱型的手指外形，在具有擬人化特征的同時增加了手指的強度。

所述機械手的每個指關(guān)節(jié)在連接處均以小于20度的角度進行設(shè)計，使手指在彎曲時有足夠的運動空間，手指的連接處采用平滑的邊緣設(shè)計，使得手指節(jié)在復(fù)位時限位在手指伸直的中心軸線上。

所述機械手的每個機械手指之間用連接銷、滾動軸承嵌套配合，利用扭簧實現(xiàn)彎曲后的復(fù)位。五個機械手的上指節(jié)上都有閘線的固定孔，閘線分別穿過機械手中指節(jié)和下指節(jié)的閘線的限位孔，從而進行動力鏈的連接。

所述機械手指節(jié)的圓周側(cè)壁開有孔，是各指節(jié)連接銷的軸孔，外側(cè)有非圓型臺階，用于臺階外側(cè)安裝非圓型擋圈。閘線在機械手上指節(jié)的的固定孔進行固定，再在機械手掌后連接驅(qū)動裝置。

所述機械手采用氣動閘線的方式驅(qū)動，整個氣動回路連接氣缸固定在固定板上，閘線一端為鋼絲觸頭，另一端為限位圓柱，鋼絲觸頭一端連接機械手，另一端與驅(qū)動氣缸相配合。

本發(fā)明的有益效果是：該機械手硬件結(jié)構(gòu)及驅(qū)動滿足了鋼琴演奏對機械手的速度要求，設(shè)計的控制軟件界面簡單易用，同時建立的虛擬現(xiàn)實環(huán)境可以使用戶在不具備專業(yè)知識的條件下無需培訓(xùn)即可以自然操作的方式完成運動數(shù)據(jù)的采集，降低了系統(tǒng)的仲用要求限制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的機械手手指結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的驅(qū)動回路圖。

圖中：1.連接銷；2.滾珠軸承；3. 3.氣缸；4.二位五通電磁換向閥；5.調(diào)壓閥；6.空氣壓縮機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，機械手的結(jié)構(gòu)中，手指是設(shè)計的重點，分為上關(guān)節(jié)，中關(guān)節(jié)與下關(guān)節(jié)三個指關(guān)節(jié)，采用圓柱型的手指外形，在具有擬人化特征的同時增加了手指的強度。機械手的每個指關(guān)節(jié)在連接處均以小于20度的角度進行設(shè)計，使手指在彎曲時有足夠的運動空間。手指的連接處采用平滑的邊緣設(shè)計，使得手指節(jié)在復(fù)位時限位在手指伸直的中心軸線上。

每個機械手指之間用連接銷、滾動軸承嵌套配合，利用扭簧實現(xiàn)彎曲后的復(fù)位。五個機械手的上指節(jié)上都有閘線的固定孔，閘線分別穿過機械手中指節(jié)和下指節(jié)的閘線的限位孔，從而進行動力鏈的連接。機械手指節(jié)的圓周側(cè)孽開有孔，是各指節(jié)連接銷的軸孔，外側(cè)有非圓型臺階，用于臺階外側(cè)安裝非圓型擋圈。閘線在機械手上指節(jié)的的固定孔進行固定，再在機械手掌后連接驅(qū)動裝置。

閘線在機械手的上指節(jié)處固定，受力點在上指節(jié)并以連接銷為軸進行運動，使得機械手擁有人手骨骼與肌肉一樣的工作方式。機械手指下關(guān)節(jié)約束五個自由度只釋放一個繞連接銷旋轉(zhuǎn)的自由度，手指上關(guān)節(jié)和中關(guān)節(jié)均釋放三個自由度，使其與人手按鍵演奏時自由度相同。