[發(fā)明專利]自動換筆機(jī)構(gòu)及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011337928.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112519460A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭華棟;王才東;費(fèi)致根;陳現(xiàn)港;許武威;陳鹿民
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B43L13/00
• 分類號: B43L13/00
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張彬

本發(fā)明提出一種自動換筆機(jī)構(gòu)，包括固定板，固定板的一端設(shè)有筆庫盤，筆庫盤上設(shè)有筆具，固定板的另一端設(shè)有升降回轉(zhuǎn)組件，升降回轉(zhuǎn)組件與換筆夾具連接，換筆夾具與筆具配合。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：利用筆庫盤進(jìn)行各種筆具的存儲，配合升降回轉(zhuǎn)的換筆夾具，實(shí)現(xiàn)筆具的自動切換，解決現(xiàn)有換刀機(jī)器人換筆問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及書法機(jī)器人，特別是指一種自動換筆機(jī)構(gòu)及其使用方法。

背景技術(shù)

我國的書法藝術(shù)不僅見證了我國漢字的歷史演變，更見證了我國歷史文化及文明的發(fā)展，是我國研究古代歷史的重要依據(jù)，同時也是世界的寶貴財富。隨著越來越快的生活節(jié)奏以及越來越先進(jìn)的技術(shù)水平，使得人們進(jìn)行書寫的機(jī)會越來越少，我國的書法藝術(shù)面臨傳承危機(jī)。

但是智能科技的發(fā)展已然為我們解決這一問題提供了方向，“中國書法+智能機(jī)器人”的融合是個重大突破口，書法機(jī)器人可以根據(jù)程序要求實(shí)現(xiàn)與人類書寫相近的書法效果，這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)成功不僅可以促進(jìn)我國書法的傳承及在世界范圍內(nèi)傳播，而且智能機(jī)器人也得到進(jìn)一步的發(fā)展。

針對書法機(jī)器人，現(xiàn)已有大量研究，但是其多涉及如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能學(xué)習(xí)、模仿和書寫，在書法機(jī)器人的書寫過程中，如何實(shí)現(xiàn)換筆，現(xiàn)并未有較多研究，缺少一種實(shí)現(xiàn)筆具自動切換的機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種自動換筆機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有書法機(jī)器人換筆的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種自動換筆機(jī)構(gòu)，包括固定板，固定板的一端設(shè)有筆庫盤，筆庫盤上設(shè)有筆具，固定板的另一端設(shè)有升降回轉(zhuǎn)組件，升降回轉(zhuǎn)組件與換筆夾具連接，換筆夾具與筆具配合。

所述的筆庫盤與筆盤旋轉(zhuǎn)軸連接，筆盤旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)在固定板上。

所述的筆盤旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位于固定板上下端的軸承，固定板上設(shè)有罩設(shè)軸承的上軸承座和下軸承座。

所述的筆盤旋轉(zhuǎn)軸與筆盤旋轉(zhuǎn)組件連接，筆盤旋轉(zhuǎn)組件設(shè)在固定板上。

所述的筆盤旋轉(zhuǎn)組件包括大齒輪，大齒輪設(shè)在筆盤旋轉(zhuǎn)軸上，固定板上設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合。

所述的筆庫盤上設(shè)有供筆具穿設(shè)的筆孔，筆庫盤上設(shè)有位于筆孔處的夾爪組件。

所述的夾爪組件包括相對兩個夾爪，夾爪的中部與筆庫盤鉸接，兩個夾爪的外端之間連接有彈簧，夾爪的內(nèi)端與筆具配合。

所述的筆庫盤上設(shè)有限位塊，限位塊位于相對的兩個夾爪之間。

所述的筆具上設(shè)有筆套，筆套設(shè)在筆庫盤上。

所述的升降回轉(zhuǎn)組件包括升降氣缸和回轉(zhuǎn)氣缸，升降氣缸固定在固定板上，升降氣缸與回轉(zhuǎn)氣缸連接，回轉(zhuǎn)氣缸與換筆夾具軸連接，換筆夾具軸與換筆夾具連接。

所述的換筆夾具包括中間體和手爪，中間體與升降回轉(zhuǎn)組件連接，中間體的端部與手爪可拆卸連接，手爪上設(shè)有與筆具配合的爪槽，手爪上穿設(shè)有位于爪槽開口處的頂柱，手爪與頂柱之間設(shè)有壓簧。

所述的中間體的兩端分別設(shè)有一個手爪。

所述的換筆夾具為中心對稱結(jié)構(gòu)。

上述自動換筆機(jī)構(gòu)的使用方法，包括如下步驟：

S1、根據(jù)換筆指令，回轉(zhuǎn)氣缸工作帶動換筆夾具逆時針轉(zhuǎn)動；

S2、在步驟S1進(jìn)行的同時，步進(jìn)電機(jī)工作帶動筆庫盤順時針轉(zhuǎn)動；

S3、當(dāng)換筆夾具轉(zhuǎn)動到指定筆套位置時，筆套進(jìn)入手爪的爪槽中，回轉(zhuǎn)氣缸停止工作以使換筆夾具停止轉(zhuǎn)動；

S4、在步驟S3進(jìn)行的同時，筆套對位于爪槽開口處的頂柱產(chǎn)生擠推力使頂柱后縮，筆套進(jìn)入手爪的爪槽內(nèi)后，頂柱復(fù)位將筆套卡緊，實(shí)現(xiàn)換筆工作；

S5、升降氣缸動作，把筆套往下從筆庫盤上的夾爪組件中取出；