[发明专利]一种由机器人控制的钢琴演奏系统及方法

说明书

本发明公开了一种由机器人控制的钢琴演奏系统及方法，该系统包括：类人机器人，包括用于弹奏钢琴的机器人手组件和用于模仿人脸表情的机器人头部组件，所述机器人手组件包括若干个手指，手指驱动组件驱动手指压下琴键进行弹奏，所述机器人头部组件包括头部壳体，所述头部壳体的面部能活动地设置有眉毛、眼球、眼皮和嘴巴，面部驱动组件驱动眉毛、眼球、眼皮和嘴巴动作做出配合弹奏曲子旋律的表情；操作面板，用于操作者输入操作指令；控制系统，接收操作面板的操作指令，并根据操作指令发送控制信号给手指驱动组件和面部驱动组件。上述由机器人控制的钢琴演奏系统不仅演奏曲面广；而且演奏效果好、提高了娱乐性。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其是涉及一种由机器人控制的钢琴演奏系统及方法。

背景技术

随着科技的发展，机器人技术已经在工业和生活中发挥着越来越重要的作用。当前的机器人多用在工业生产中，用来替代人来实现固定的程序化的动作。钢琴被誉为“乐器之王”，其对音乐的表现力独一无二，而要具有出色的演奏能力则通常需要刻苦练习若干年。如何开发出一种可以用来进行高难度钢琴演奏的机器人，使得它不仅可以模拟人的各种动作，真实敲击钢琴琴键，完成一首首完美的钢琴曲，而且还可以应用于教学机构、科技科普场馆、娱乐场所、高档商场等多种场合，展示高科技技术的同时也能陶冶公众的情操，营造艺术的氛围，这就成为业内研究的热点方向。

目前，现有技术中虽然也设计出各种各样的由机器人控制的钢琴演奏系统，但是普遍存在演奏效果差、演奏曲面单一和娱乐性差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由机器人控制的钢琴演奏系统，以解决现有技术中由机器人控制的钢琴演奏系统存在演奏效果差、演奏曲面单一和娱乐性差的问题。

本发明的另一目的在于提供一种由机器人控制的钢琴演奏方法，以解决现有技术中由机器人控制的钢琴演奏方法存在演奏效果差和娱乐性差的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种由机器人控制的钢琴演奏系统，其包括：

类人机器人，包括机器人躯干，所述机器人躯干上设置有用于弹奏钢琴的机器人手组件和用于模仿人脸表情的机器人头部组件，所述机器人手组件包括若干个手指，手指驱动组件驱动手指压下琴键进行弹奏，所述机器人头部组件包括头部壳体，所述头部壳体的面部能活动地设置有眉毛、眼球、眼皮和嘴巴，面部驱动组件驱动眉毛、眼球、眼皮和嘴巴动作做出配合弹奏曲子旋律的表情；

操作面板，用于操作者输入操作指令；

控制系统，接收操作面板的操作指令，并根据操作指令发送控制信号给手指驱动组件和面部驱动组件。

特别地，所述头部壳体能上下摆动地设置于机器人躯干上，所述机器人躯干上安装有转动电机，所述头部壳体通过传动组件连接所述转动电机的转轴上。

特别地，所述若干个手指并列安装于手指固定架上，每个手指对应设置有独立的手指驱动机构，所述手指固定架连接有横移驱动机构，所述横移驱动机构驱动手指固定架沿钢琴键盘宽度方向移动。

特别地，所述眉毛、眼球、眼皮和嘴巴均设置有独立的面部驱动机构。

特别地，所述手指驱动机构包括手指驱动气缸和手指连杆机构，所述手指驱动气缸的驱动端通过销轴连接手指连杆机构的一端，手指连杆机构的另一端通过销轴铰接对应手指。

特别地，所述面部驱动机构包括面部驱动气缸和面部连杆机构，所述面部驱动气缸的驱动端通过销轴连接面部连杆机构的一端，面部连杆机构的另一端通过销轴铰接对应的眉毛、眼球、眼皮和嘴巴。

特别地，所述控制系统包括主控计算机、PLC器件和若干个控制气路，所述控制气路接入对应的驱动气缸且其上设置有电磁阀，所述主控计算机与操作面板通信连接，所述主控计算机通过PLC器件控制若干个控制气缸的电磁阀。