[發明專利]一種用于書法訓練的智能系統及工作方法

有效

• 申請號: 201910552607.3
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110164238B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 羅希
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G09B11/00
• 分類號: G09B11/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種用于書法訓練的智能系統及工作方法，該系統包括電動機械裝置、力傳感器、萬向接頭、筆、計算機和顯示器。力傳感器固定在電動機械裝置的運動端上，筆通過萬向接頭與力傳感器連接，筆可繞萬向接頭做三維旋轉；該裝置分為兩種工作模式：1)，標準字軌跡錄入模式；2)，外力輔助練字模式；本發明系統可以記錄和存儲寫字人在寫字過程中筆尖的位移、速度、加速度，既包含所寫字的筆畫也包含兩個連續筆畫間的筆尖運行軌跡。本系統能夠感受在寫字人寫字過程中的發力情況，并通過對比標準筆尖運行軌跡，對寫字人的寫字手臂施加修正外力，提高練字效率。

技術領域

本發明屬于書法訓練技術領域，具體涉及一種用于書法訓練的智能系統及工作方法，系統可對寫字人書寫過程中筆尖軌跡進行記錄和存儲，對練字過程中練字者的握筆手施加外力，修正練字者不正確的“肌肉記憶”來提高練字效率。

背景技術

現有練字工具或方法均是以臨摹字帖作為基礎的。所臨摹字帖僅僅存儲了字帖書寫人寫字筆尖在紙面的文字軌跡信息，而對書寫文字過程中筆尖的全部軌跡運行信息并沒有記錄，字帖本身缺乏了書法訓練所需的筆尖在兩個連續筆畫之間的空中軌跡及筆尖在書寫過程中的其他運動信息如速度、加速度。另外，目前還沒有出現在寫字過程中利用智能機器施加外力修正寫字人運筆發力習慣的書法訓練工具。

發明內容

已有練習工具或方法中還未出現利用智能機器對寫字人的手臂施加外力修正練字人發力習慣的系統，本發明的目的在于提供一種在練字人寫字過程中通過對寫字人所使用的筆施加外力重塑寫字運筆發力動作獲得標準寫字“肌肉記憶”的用于書法訓練的智能系統及工作方法。

為了達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于書法訓練的智能系統，該系統包括依次連接的電動機械裝置1、力傳感器2、萬向接頭3和筆4，與電動機械裝置1和力傳感器2連接的計算機5，與計算機5連接的顯示器6；所述的電動機械裝置1包括一個固定臺架1A和一個相對固定臺架1A能進行機械運動的運動端1B，該電動機械裝置1能夠接受來自計算機5的控制指令，并根據控制指令調節運動端1B相對于固定臺架1A坐標系的位移、速度和加速度，且該電動機械裝置1能夠將運動端(1B)的位移、速度和加速度信息實時傳輸給計算機。

所述力傳感器2由一個二維力傳感器和一個三維力傳感器構成，二維力傳感器的固定端與三維力傳感器的固定端剛性連接形成共有端2C，二維力傳感器受力端2A-1和電動機械裝置的運動端1B剛性連接，二維力傳感器的二維力測量方向在電動機械裝置的運動端1B活動的水平面內。

所述萬向接頭3分為基座3A、活動端3B和旋轉端3C，基座上有圓孔，活動端3B為一插于基座圓孔的圓柱，能夠在基座圓孔內一維伸縮滑動并可在基座圓孔內360度旋轉，旋轉端3C與活動端3B上部連接且相對于活動端(3B)能夠做三維旋轉，基座3A固定在力傳感器2的三維力傳感器受力端2B上，活動端3B能夠在垂直于水平面的方向上下滑動且有行程上下限。

該運動端1B可在二維水平面運動。

所述力傳感器2由兩個三維力傳感器構成，兩個三維力傳感器的固定端剛性連接形成共有端2C，一個三維力傳感器受力端2A-2和電動機械裝置的運動端1B剛性連接。

所述萬向接頭3分為基座3A、活動端3B和旋轉端3C，基座上有圓孔，活動端3B為一插于基座圓孔的圓柱，相對于基座不可做一維伸縮滑動但能夠在基座圓孔內做360度旋轉，旋轉端3C與活動端3B上部連接且相對于活動端3B能做三維旋轉；萬向接頭的基座3A與不和電動機械裝置運動端(1B)連接的三維力傳感器受力端2B剛性連接。

所述電動機械裝置的運動端1B能夠在三維空間運動，包括二維水平方向運動和豎直方向，各方向位移具有上下限制。

所述筆4包括相連接的筆尖4A和筆桿4B，筆尖4A由彈性物質構成，筆尖4A與萬向接頭的旋轉端3C連接，筆尖4A相對于筆桿4B的中軸線能夠360度旋轉。