[發明專利]一種繪畫機器人及其控制方法

在審

• 申請號: 202210195235.5
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114407047A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 王江;張春桃
• 申請（專利權）人: 藍宙（江蘇）技術有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/12;B25J9/16;B44D3/22
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 盧正偉;鄭路

1.一種繪畫機器人，其特征在于：包括繪畫機器人本體，所述繪畫機器人本體內設有安裝架，所述安裝架上分別設有第一步進電機和第二步進電機，所述第一步進電機和第二步進電機在安裝架上對稱分布，所述第一步進電機的輸出軸上設有第一連桿，所述第二步進電機的輸出軸上設有第二連桿，所述第一連桿上設有第一手臂，所述第二連桿上設有第二手臂，所述第一手臂和第二手臂之間設有裝夾組件，裝夾組件內設有繪畫筆；所述繪畫機器人本體內部設有電源，所述繪畫機器人本體靠近所述裝夾組件一側設有顯示屏和攝像頭組件，所述繪畫機器人本體遠離所述裝夾組件一側設有喇叭，所述繪畫機器人本體頂部設有電源開關；所述安裝架上設有PCB板，所述PCB板上設有第一MCU、第二MCU和Micro SD卡，所述第一MCU、第二MCU和Micro SD卡之間電連接，所述第二MCU與第一步進電機、第二步進電機、顯示屏、攝像頭組件和喇叭電連接。

2.根據權利要求1所述的一種繪畫機器人，其特征在于：所述安裝架靠近所述裝夾組件一側的底部與繪畫機器人本體通過轉動件轉動連接，所述安裝架靠近另一端設有抬升組件。

3.根據權利要求2所述的一種繪畫機器人，其特征在于：所述抬升組件為舵機，所述舵機與所述第二MCU電連接，所述舵機的輸出軸上設有轉動塊，所述繪畫機器人本體與所述轉動塊相對應位置設有支撐塊。

4.根據權利要求2所述的一種繪畫機器人，其特征在于：所述轉動件為軸承。

5.根據權利要求1所述的一種繪畫機器人，其特征在于：所述Micro SD卡與所述第一MCU通過SDIO通訊，所述第一MCU與所述第二MCU通過串口通訊。

6.一種用于權利要求1所述繪畫機器人的控制方法，其特征在于：該控制方法包括以下步驟：

(1)上位機制作繪畫文件，選取SVG圖片，將SVG圖片文件分成繪圖線條，然后將繪圖線條分解成多個繪圖元素，得到繪畫文件；

(2)上位機通過繪畫文件生成參數文件，繪圖元素以像素點坐標的方式在XY坐標軸上示出，提取繪圖元素的每個像素點坐標，XY坐標軸中繪圖元素的每個像素點坐標都可以對應為第一手臂和第二手臂的一個旋轉角度，依據三角函數將XY坐標軸中繪圖元素的每個像素點坐標轉化為第一手臂和第二手臂的旋轉角度，根據XY坐標軸中繪圖元素的每個像素點坐標計算出第一步進電機和第二步進電機的正轉、反轉步距數，將每個繪圖元素上所有像素點坐標對應的第一步進電機和第二步進電機的正轉、反轉步距數存儲到上位機中，得到參數文件；

(3)上位機制作繪畫順序配置文件，根據繪圖線條的先后繪制順序制作繪畫順序配置文件，繪畫順序配置文件的每一行包括繪圖元素的像素點坐標對應的第一步進電機、第二步進電機的正轉、反轉步距數的參數文件和對應的教學語音文件，繪畫順序配置文件存儲到上位機中，將參數文件和對應的教學語音文件放置在同一個文件夾中，最后將含有參數文件和繪畫順序配置文件的文件夾拷貝至繪畫機器人本體中Micro SD卡中；

(4)繪畫機器人校準，繪畫機器人本體中的第二MCU控制舵機工作，舵機帶動轉動塊向上轉動，轉動塊向上轉動使得安裝架向下運動，安裝架通過軸承繞著繪畫機器人本體向下轉動與水平面形成傾斜夾角，使得繪畫筆離開工作水平面，然后第二MCU控制第一步進電機和第二步進電機帶動第一連桿和第二連桿運動，第一連桿和第二連桿帶動第一手臂和第二手臂運動，使得繪畫筆運動到初始位置；

(5)掃描信息，拿取一張帶有圖形的二維碼卡片，通過攝像頭組件掃描對應的二維碼信息；

(6)讀取繪畫順序配置文件，根據二維碼信息，第一MCU從Micro SD卡中獲取繪畫圖片的繪畫順序配置文件存儲目錄，然后打開繪畫順序配置文件，順序讀取每一行，并執行每一行；

(7)執行繪畫步驟，第一MCU讀取每行的第一步進電機和第二步進電機的正轉、反轉步距數，將存儲的多個像素點坐標對應的第一步進電機和第二步進電機的正轉、反轉步距數發送至第二MCU，第二MCU分別控制第一步進電機和第二步進電機運轉到對應圖像位置，第一步進電機和第二步進電機帶動繪畫筆在繪畫紙上繪出圖形的線條；第一MCU讀取每行對應的教學語音文件發送至第二MCU，第二MCU控制喇叭同步播放教學語音，同時控制顯示器顯示表意的表情信息；

(8)循環執行繪畫步驟，當前一行的第一步進電機、第二步進電機參數文件和教學語音文件執行完成后，第一MCU讀取下一行，繼續執行步驟(7)中的繪畫步驟，直至整個繪畫完成。