[发明专利]一种关节型扬琴演奏机器人

摘要

本发明涉及一种关节型扬琴演奏机器人，设有左右两侧对称安装的肩部关节、肘部关节、手腕关节，大、小臂，腰部电机，腰部减速器和换位齿轮对；同侧腰部电机通过腰部减速器并经换位齿轮对带动肩部基座旋转；同侧肩部支撑架上安装有肩部电机及肩部减速器，肩部电机转动带动同侧大臂旋转；肘部关节的肘部基座经钣金件与同侧大臂连接，肘部支撑架经钣金件与同侧小臂固连，肘部舵机旋转带动小臂旋转；小臂与同侧手腕关节的手腕基座连接，手腕舵机的输出轴上固定有琴竹卡座，扬琴琴竹装在琴竹卡座内，手腕舵机驱动琴竹卡座带动扬琴琴竹上下往复运动，实现演奏敲击扬琴键的动作；本机器人外观拟人，控制方便，运动直观范围大，噪音小，演奏质量好。

主权项

一种关节型扬琴演奏机器人，至少包括结构完全相同且左右两侧对称安装的肩部关节、肘部关节、手腕关节、大臂和小臂、腰部电机、腰部减速器、腰部传动轴和换位齿轮对；其特征在于：所述的两侧腰部传动轴均通过两个轴承安装在上支撑板和下支承板上，上支撑板和下支撑板通过螺栓固定在一起，腰部传动轴上端通过平键和螺栓连接同侧肩部基座，所述的每侧换位齿轮对都有两个相同且相互啮合的换位齿轮，换位齿轮对中一个换位齿轮通过平键安装在同侧腰部传动轴上，另一个换位齿轮通过平键安装在同侧腰部减速器输出轴上；所述的每侧的换位齿轮对为同模数同齿数的两个完全相同的换位齿轮，用于将腰部电机的安装位置调整到更靠近机器人中轴线的位置，避免机器人机械臂在运动过程中与腰部电机发生干涉现象；所述的肩部关节设有肩部基座、肩部电机、肩部减速器和肩部支撑架，每个肩部减速器安装在同侧肩部基座上，两侧肩部电机分别与同侧肩部减速器相连，肩部减速器输出轴与同侧肩部支撑架相连，同侧肩部支撑架与大臂之间均采用钣金件通过螺栓固定在一起，肩部电机通过肩部减速器后驱动肩部支撑架旋转，带动固连在肩部支撑架上的同侧大臂旋转；所述的左右两侧对称安装的两台肩部电机之间留有空隙，用于防止两台肩部电机在两个腰部传动轴分别带动旋转时出现干涉；所述的肘部关节设有肘部基座、肘部支撑架和肘部舵机，每个肘部基座通过钣金件与大臂下端连接，肘部基座与同侧肘部支撑架连接，肘部支撑架通过钣金件与同侧小臂上端固连，由肘部舵机驱动同侧肘部支撑架带动小臂旋转；所述的手腕关节设有手腕基座和手腕舵机；手腕基座通过钣金件与小臂下端连接，同侧手腕基座与手腕舵机连接，琴竹卡座固定在手腕舵机的输出轴上，扬琴琴竹安装在琴竹卡座内，所述的琴竹卡座与扬琴琴竹采用过盈配合，两者之间较紧的安装配合，利用手腕舵机驱动琴竹卡座带动扬琴琴竹上下往复运动，实现演奏敲击扬琴键的动作；所述的腰部电机通过同侧腰部减速器并经换位齿轮对带动同侧肩部基座旋转，进而带动同侧机械臂整体以腰部传动轴为轴心做圆周运动，所述的肩部电机驱动同侧大臂在竖直平面内以肩部支撑架为圆心做圆周运动，肘部舵机驱动同侧小臂在竖直平面内以肘部支撑架为圆心做圆周运动，实现扬琴琴竹在预定的三维空间内定位；演奏时，两台腰部电机、两台肩部电机和两台肘部舵机，这三种驱动部件配合协同动作，将扬琴琴竹移动到指定敲击位置后，手腕舵机驱动扬琴琴竹实现敲击动作，使扬琴发声演奏。