[发明专利]一种演奏扬琴的机器人及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种演奏扬琴的机器人及控制方 法。

背景技术

近年来，在具有重大影响的国际展览会或机器人展览会上，机器人的 演奏和机器人组成的乐队是相当吸引人的项目。

对于我国的民族乐器扬琴，目前国内外还没有这方面的机器人，特别 是通过二维精确定位的扬琴机器人则更是没有，本发明的申请人致力于开 发一种具有高仿真度，且能实现二维精确定位的演奏民族打击乐器扬琴的 机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种演奏扬琴的机器人及控制方法，它具有高 仿真度，在国内外首次实现了二维精确定位的民族打击乐器扬琴的机器人 演奏。

实现上述目的的技术方案是：

本发明之一的一种演奏扬琴的机器人，该机器人与上位乐队的控制 计算机相连以接收乐队的控制，它包括一机器人本体，该机器人本体包括 手腕部、身体运行关节部、脸部、扬琴，其中，它包括一主控制嵌入式电 脑装置以及分别与该主控制嵌入式电脑装置相连的手腕击打控制伺服系 统、身体动作控制伺服系统、脸部表情控制伺服系统以及气源和气压控制 系统，其中：

所述的主控制嵌入式电脑装置实现对演奏扬琴机器人的数据处理和 命令发出，它与上位乐队的控制计算机进行通信，接受上位乐队的控制计 算机的演奏乐曲的信息，发送给上位乐队的控制计算机各种状态的数据；

所述的手腕击打控制伺服系统接受主控制嵌入式电脑装置的各种演 奏击打命令，通过微型气缸驱动机器人本体的两个手腕部进行动作以实现 快速击打；

所述的身体动作控制伺服系统接受主控制嵌入式电脑装置的运动命 令，通过伺服电机驱动机器人本体的身体运行关节进行动作，实现点头、 抬头、弯腰、转身的动作；

所述的脸部表情控制伺服系统接受主控制嵌入式电脑装置的表情命 令，通过多个微电机或微气缸或通过其组合来驱动机器人本体的脸部，实 现模拟机器人脸部的多块肌肉运动，通过启动驱动嘴唇的微气缸，实现嘴 唇的开启和闭合；

所述的气源和气压控制系统接受主控制嵌入式电脑装置的乐曲打击 命令，通过控制一总气泵来控制该总气泵产生的压缩空气，并进行电转气 的开关量控制，实现身体动作、脸部表情、手腕击打部分中所有的气缸和 其他启动元件的动作。

上述的演奏扬琴的机器人，其中，还包括一与所述的主控制嵌入式电 脑装置相连的数据采集和故障显示装置，它通过主控制嵌入式电脑装置收 集各系统的数据，并判断是否正常工作或故障部位，并将此状态进行显示。

本发明之二的一种演奏扬琴的机器人的控制方法，该机器人接受上位 系统的控制计算机输出的PC控制命令，其中，包括以下步骤：

自检步骤，在开始后，系统进行自检；

复位步骤，对机器人的动作进行复位；

执行命令步骤，接受上位系统的控制计算机输出的PC控制命令，根 据命令执行相应的操作，PC控制命令包括应急命令、休眠命令、状态查询 命令、报幕命令、准备命令、演奏命令、停止命令，其中：

所述的准备命令为机器人执行准备动作；

所述的状态查询命令为查询当前状态，并通过主控制嵌入式电脑装置 进行；

所述的应急命令为演奏应急歌曲；

所述的休眠命令为表演休眠动作；

所述的报幕命令为控制机器人进行报幕动作；

所述的演奏命令为通过主控制嵌入式电脑装置输出控制信号给相应 的系统来进行演奏动作；

所述的停止命令为控制机器人动作停止。

上述的演奏扬琴的机器人的控制方法，其中，所述的执行命令步骤包 括以下步骤：

读入步骤，读入当前动作位置数据；

分解步骤，将机器人的左右手动作进行分解；

计算步骤，计算需要实现的机器人运动速度以及目标位置；

执行步骤，即左右手根据计算得出的运动速度以及目标位置执行 相应的组合动作；

判断是否有停止命令，

若有停止命令，则停止动作，然后退出；

若没有停止命令，则进一步判断是否全部动作已经完成，

若所有动作都已经完成，则退出；

若所有动作没有全部完成，则返回读入步骤。