专利名称：会弹贝司的机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人。
技术背景目前能演奏乐器的机器人，如本申请人申请的吹笛机器人(见专利号为02280263.0 )、会吹萨克斯的机器人(专利号为ZL 200420105171.2 )和会弹琴的机器人(专利号为ZL00223534. X )，它 们均包括头部骨架、上身骨架、下身骨架、左、右手运动机构、电器 控制箱，由于它们适用于特定的乐器，其左、右手运动机构需实现特 定的动作，而现有的机器人均不能满足弹奏贝司的需要。 实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种会弹 贝司的机器人。为达到上述目的，本实用新型的会弹贝司的机器人，包括头部 骨架、上身骨架、下身骨架、左、右手运动机构、电器控制箱，其特征在于所述左手运动机构包括左手掌骨架和与之铰接的四个左手指 骨架、与各左手指骨架固连的左手指头、固定在上身骨架上的四个步 进电机、两端固定在左手掌骨架和上身骨架上的四根钢索套，在每个 步进电机的输出轴上均安装有曲柄，每根钢索套内的钢索两端分别连接对应的左手指骨架的手心一侧和曲柄.在每个左手指骨架的手背一侧与左手掌骨架之间还设有拉簧，在每个步进电机的输出轴处均设有光电传感器；上述右手运动机构包括右手掌运动机构、右手拇指运动机构和 右手工作指运动机构，右手掌运动机构包括固定在上身骨架上的右手 臂骨架、4交接在右手臂骨架上的右手掌骨架、固定在右手臂骨架上的 伺服电机，在伺服电机的输出轴上和右手臂骨架上设有一组锥齿轮 副，从动锥齿轮安装在右手臂骨架的转轴上， 一连杆的两端分别与右 手掌骨架和从动锥齿轮连接，在与从动锥齿轮的转轴对应处的右手臂 骨架上设有光电传感器；右手拇指运动机构包括铰接在右手掌骨架上 的一根拇指掌骨架、铰接在拇指掌骨架上的拇指近节指骨架、与拇指 近节指骨架固连的拇指远节指骨架，以及安装在上身骨架上的步进电 机和安装在步进电机输出轴上的曲轴、与曲轴对应的光电传感器，在 拇指远节指骨架与拇指掌骨架之间设置有拉簧，在拇指掌骨架与右手 掌骨架之间设置有拉簧，两钢索套的两端分别固定在右手掌骨架与上 身骨架上， 一钢索的两端分别连接拇指掌骨架和曲轴、另一钢索两端 分别连接在拇指近节指骨架和曲轴；右手工作指运动机构包括铰接在 右手掌骨架上的三根工作指近节指骨架、与对应近节指骨架铰接的中 节指骨架、与对应中节指骨架固连的远节指骨架、以及安装在上身骨 架上的三个步进电机和安装在每个步进电机输出轴上的曲轴、与每个 曲轴对应的光电传感器，在每#^远节指骨架与右手掌骨架之间均设有 压簧,在每根近节指骨架与右手掌骨架之间均设置有压簧，每根工作指对应的两钢索套的两端分别固定在右手掌骨架与上身骨架上， 一钢 索的两端分别连接对应的 一根近节指骨架和曲轴，另 一根钢索的两端分别连接对应的 一根中节指骨架和曲轴；上述电器控制箱内设有电源、主CPU、通过通讯回路与主CPU 相连的左手指控制CPU、右手掌控制CPU、右手指控制CPU、与左手 指控制CPU相连的左手指步进电机驱动回路和位置检测回路、与右手 掌控制CPU相连的伺服电机驱动回路和位置检测回路、与右手指控制 CPU相连的右手指步进电才几驱动回路和位置4企测回^各；弹奏时，将贝司固定于机器人身上，通过主CPU向左手指控制 CPU、右手掌控制CPU和右手指控制CPU发出指令，再由它们启动对 应的步进电机驱动回路、伺服电机驱动回路，实现以下动作使四个 左手指头按住贝司的琴弦，使右手掌骨架绕铰轴转动，实现右手所有 手指接近贝司的琴弦，紧接着使拇指掌骨架绕铰轴向手背方向转动， 拇指远节指骨架绕铰轴向手背方向转动，使三个工作指近节指骨架绕 铰轴向手背方向转动，使三个工作指远节指骨架绕铰轴向手心方向转 动，上述动作的组合就能实现机器人的手指模拟人手弹奏贝司的动 作；各光电传感器将信号通过位置检测回路反馈给对应的控制CPU， 实现各手指的精确定位；作为本实用新型的进一步改进，上述会弹贝司的机器人还设有消 音机构，包括一端铰接在贝司琴体背面、另一端通过拉簧与琴体连接 的摇杆、固定在摇杆上并带有软垫的弹性钢片、两端分别固定在琴体和上身骨架上的钢索套、以及安装在上身骨架上的步进电机和安装在步进电机输出轴上的曲轴、与曲轴对应的光电传感器， 一钢索(69) 的两端分别连接摇杆和曲柄，在电器控制箱内还设有与左手指控制 CPU相连的该步进电^L的驱动回5^;弹奏时，通过左手指控制CPU启动步进电机驱动回路，实现步 进电机转动，从而驱动钢索运动，钢索的运动带动摇杆绕铰轴转动， 摇杆上的软垫按照要求接触贝司上拾音器与架弦器之间的弦，让弦停 止振动，消除弦上的余音，提高音色；光电传感器将信号通过位置检 测回路送给左手指控制CPU,实现软垫动作的精确定位；当钢索没被 驱动时，拉簧可使摇杆自动复位；作为本实用新型的进一步改进，电器控制箱还设有通过通讯回路 与主CPU相连的点播控制CPU、与点播控制CPU相连的曲目选择回路； 通过在主CPU内预设程序，根据选择的曲目，主CPU通过左手指控制 CPU、右手掌控制CPU和右手指控制CPU,控制左手指、右手掌和右 手指完成相应的动作，自动弹奏出对应的曲目；作为本实用新型的进一 步改进，电器控制箱还设有与点播控制 CPU相连的曲目显示回3各；综上所述，本实用新型能实现弹奏贝司，且消除弦上的余音，提 高音色。 附困说明
图1是本实用新型实施例的主视图；图2是图1的左^L图； 图3是本实用新型的左手主视图。 图4是本实用新型的右手主视图。 图5是本实用新型的右手俯视图。 图6是本实用新型的右手拇指主视图。 图7是本实用新型的右手工作指主一见图。 图8是本实用新型的消音机构主视图。 图9是本实用新型的电气控制方框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示，该会弹贝司的机器人，包括头部骨架1、 上身骨架2、下身骨架3、左、右手运动机构4、 5、消音机构6、电 器控制箱7,所述左手运动^/L构4，如图3所示，包括左手掌骨架8 和与之通过铰轴17铰接的四个左手指骨架9、与各左手指骨架9固 连的左手指头10、固定在上身骨架2上的四个步进电机11、两端固 定在左手掌骨架8和上身骨架2上的四根钢索套12,在每个步进电 机ll的输出轴上均安装有曲柄13,每根钢索套12内的钢索14两端 分别连接对应的左手指骨架9的手心一侧和曲柄13.在每个左手指 骨架9的手背一侧与左手掌骨架8之间还设有拉簧15,在每个步进 电机11的输出轴处均设有光电传感器16;上述右手运动机构5包括右手掌运动机构、右手拇指运动机构和右手工作指运动机构，右手掌运动机构如图4和图5所示，包括固定 在上身骨架2上的右手臂骨架18、通过铰轴19铰接在右手臂骨架l8 上的右手掌骨架20、固定在右手臂骨架18上的伺服电机21,在伺服 电机21的输出轴上和右手臂骨架18上设有一组锥齿轮副，从动锥齿 轮22安装在右手臂骨架18的转轴23上， 一连杆24的两端分别与右 手掌骨架20和从动锥齿轮22连接，在与转轴23对应处的右手臂骨 架18上设有光电传感器25;如图6所示，右手拇指运动机构包括通过铰轴39铰接在右手 掌骨架20上的一根拇指掌骨架27、通过铰轴26铰接在拇指掌骨架 27上的拇指近节指骨架28、与拇指近节指骨架28固连的拇指远节指 骨架29,以及安装在上身骨架2上的步进电机30和安装在步进电机 30输出轴上的曲轴31、与曲轴31对应的光电传感器32,在拇指远 节指骨架29与拇指掌骨架27之间设置有拉簧33,在拇指掌骨架27 与右手掌骨架20之间设置有拉簧34，两钢索套35、 36的两端分别 固定在右手掌骨架20与上身骨架2上，钢索37的两端分别连接拇指 掌骨架27和曲轴31、另一钢索38两端分别连接拇指近节指骨架28 和曲轴31;如图7所示，右手工作指运动机构包括通过铰轴52铰接在右 手掌骨架20上的三根工作指近节指骨架40、与对应近节指骨架40 通过铰轴53铰接的中节指骨架41、与对应中节指骨架41固连的远节指骨架42、以及安装在上身骨架2上的三个步进电机43和安装在 每个步进电机43输出轴上的曲轴44、与每个曲轴44对应的光电传 感器45,在每根中节指骨架41与右手掌骨架20之间均设有压簧46， 在每根近节指骨架40与右手掌骨架20之间均设置有压簧47,每根 工作指对应的两钢索套48、 49的两端分别固定在右手掌骨架20与上 身骨架2上，钢索50的两端分别连接对应的一根近节指骨架40和曲 轴44,另一根钢索51的两端分别连接对应的一根中节指赏架41和曲 轴44;如图8所示，消音机构包括一端通过铰轴64铰接在贝司琴体 54背面、另一端通过拉簧55与琴体54连接的摇杆56、固定在摇杆 56上并带有软垫58的弹性钢片57、两端分别固定在琴体54和上身 骨架2上的钢索套59、以及安装在上身骨架2上的步进电机60和安 装在步进电机60输出轴上的曲轴61、与曲轴61对应的光电传感器 62， 一钢索63的两端分别连接56摇杆和曲柄61;如图9所示，电器控制箱内设有电源、主CPU、通过通讯回路与 主CPU相连的左手指控制CPU、右手掌控制CPU、右手指控制CPU和 点播控制CPU,与左手指控制CPU相连的左手指步进电机驱动回路、 位置检测回路和消音步进电机驱动回路，与右手掌控制CPU相连的伺 服电机驱动回路和位置检测回路，与右手指控制CPU相连的右手指步 进电机驱动回路和位置检测回路，与点播控制CPU相连的曲目选择回 路、曲目显示回3各；弹奏时，将贝司固定于机器人身上，通过主CPU向左手指控制CPU、右手掌控制CPU和右手指控制CPU发出指令，左手指控制CPU通过左手指步进电机驱动回路和消音步进电机驱动回路，驱动四个步进电机11和步进电机60，实现步进电机ll、 60运转，从而驱动钢 索14、 63，钢索14连接在左手指骨架9的手心侧，带动左手指骨架 9绕铰轴17向手心侧转动，使对应的左手指头IO按住贝司的琴弦， 光电传感器16将信号通过位置检测回路反馈给左手指控制CPU，实 现左手指头10的精确定位，当钢索14没被驱动时，拉簧15自动将左 手指头10复位，钢索63带动摇杆56绕铰轴64转动，使弹性钢片57 上的软垫58按照要求接触贝司上拾音器与架弦器之间的弦，让弦停 止振动，消除弦上的余音，提高音色，光电传感器62将信号通过位 置检测回路送给左手指控制CPU,实现软垫58的精确定位，当钢索 63没被驱动时，拉簧55自动将摇杆56复位；右手掌控制CPU通过伺 服电机驱动回路驱动电机21转动，通过主动锥齿轮带动从动锥齿轮 21转动，在连杆24的传递下，使右手掌骨架20绕铰轴19转动，从 而实现右手所有手指接近贝司的琴弦，光电传感器25将信号通过位 置检测回路反馈给右手掌控制CPU，实现右手掌骨架的精确定位；右 手指控制CPU通过控制右手指步进驱动回路，从而驱动右手拇指的步 进电机30和三根工作指对应的步进电机43转动，曲轴31同时驱动 两钢索37和38,使拇指掌骨架27绕铰轴39向手背方向转动，使拇 指近节指骨架28绕铰轴销26向手背方向转动，在两钢索37和38没被驱动时，拉簧33让拇指近节指骨架28自动复位，拉簧34让拇指掌 骨架27自动复位，光电传感器32将信号通过位置检测回路送给右手 指控制CPU,实现拇指精确定位，三根工作指对应的曲柄44驱动对 应的两钢索50和51，使每根近节指骨架40绕铰轴52向手背方向转 动,使每根远节指骨架42绕铰轴53向手心方向转动，达到三根工作 指的远节指骨架42与对应的琴弦接触的目的，在两钢索50和51没 被驱动时，压簧46让远节指骨架42自动复位，压簧47让近节指骨架 40自动复位，每个光电传感器45将信号通过位置检测回路送给右手 指控制CPU,实现各个工作指的精确定位；上述四根左手指、右手掌骨架、右手拇指和三根右手工作指动 作的组合就能实现机器人模拟人手弹奏贝司的动作；点播控制CPU、 曲目选择回路和曲目显示回路的设置，通过在主CPU内预设程序，当 有人点曲时，点播控制CPU发出指令给主控制CPU，主控制CPU读取 存储器相应数据，主CPU通过左手指控制CPU、右手掌控制CPU和右 手指控制CPU,控制左手指、右手掌和右手指完成相应的动作，自动 弹奏出对应的曲目。
权利要求1、一种会弹贝司的机器人，包括头部骨架、上身骨架、下身骨架、左、右手运动机构、电器控制箱，其特征在于所述左手运动机构包括左手掌骨架和与之铰接的四个左手指骨架、与各左手指骨架固连的左手指头、固定在上身骨架上的四个步进电机、两端固定在左手掌骨架和上身骨架上的四根钢索套，在每个步进电机的输出轴上均安装有曲柄，每根钢索套内的钢索两端分别连接对应的左手指骨架的手心一侧和曲柄，在每个左手指骨架的手背一侧与左手掌骨架之间还设有拉簧，在每个步进电机的输出轴处均设有光电传感器。
2、 根据权利要求1所述的会弹贝司的机器人，其特征在于所述右手运动机构包括右手掌运动机构、右手拇指运动机构和右手工作 指运动机构，右手掌运动机构包括固定在上身骨架上的右手臂骨架、 铰接在右手臂骨架上的右手掌骨架、固定在右手臂骨架上的伺服电 机，在伺服电机的输出轴上和右手臂骨架上设有一组锥齿轮副，从动 锥齿轮安装在右手臂骨架的转轴上， 一连杆的两端分别与右手掌骨架 和从动锥齿轮连接，在与从动锥齿轮的转轴对应处的右手臂骨架上设有光电传感器；右手拇指运动机构包括铰接在右手掌骨架上的一根拇 指掌骨架、4交接在拇指掌骨架上的拇指近节指骨架、与拇指近节指骨 架固连的拇指远节指骨架，以及安装在上身骨架上的步进电机和安装 在步进电机输出轴上的曲轴、与曲轴对应的光电传感器，在拇指远节 指骨架与拇指掌骨架之间设置有拉簧，在拇指掌骨架与右手掌骨架之间设置有拉簧，两钢索套的两端分别固定在右手掌骨架与上身骨架 上， 一钢索的两端分别连接拇指掌骨架和曲轴、另一钢索两端分别连接在拇指近节指骨架和曲轴；右手工作指运动机构包括铰接在右手掌 骨架上的三根工作指近节指骨架、与对应近节指骨架铰接的中节指骨 架、与对应中节指骨架固连的远节指骨架、以及安装在上身骨架上的 三个步进电机和安装在每个步进电机输出轴上的曲轴、与每个曲轴对 应的光电传感器，在每根远节指骨架与右手掌骨架之间均设有压簧， 在每根近节指骨架与右手掌骨架之间均设置有压簧，每根工作指对应 的两钢索套的两端分别固定在右手掌骨架与上身骨架上， 一钢索的两 端分别连接对应的 一根近节指骨架和曲轴，另 一根钢索的两端分别连 接对应的一根中节指骨架和曲轴。
3、 根据权利要求l所述的会弹贝司的机器人，其特征在于所 述电器控制箱内设有电源、主CPU、通过通讯回路与主CPU相连的左 手指控制CPU、右手掌控制CPU、右手指控制CPU、与左手指控制CPU 相连的左手指步进电机驱动回路和位置检测回路、与右手掌控制CPU 相连的伺服电机驱动回路和位置检测回路、与右手指控制CPU相连的右手指步进电机驱动回路和位置检测回路。
4、 根据权利要求1至3任一所述的会弹贝司的机器人，其特 征在于还设有消音机构，它包括一端铰接在贝司琴体背面、另一端通 过拉簧与琴体连接的摇杆、固定在摇杆上并带有软垫的弹性钢片、两 端分别固定在琴体和上身骨架上的钢索套、以及安装在上身骨架上的步进电机和安装在步进电机输出轴上的曲轴、与曲轴对应的光电传感 器， 一钢索的两端分别连接摇杆和曲柄，在电器控制箱内还设有与左 手指控制CPU相连的该步进电机的驱动回路。
5、 根据权利要求1至3任一所述的会弹贝司的机器人，其特 征在于电器控制箱还设有通过通讯回路与主CPU相连的点播控制 CPU、与点播控制CPU相连的曲目选择回路。
6、 根据权利要求5所述的会弹贝司的机器人，其特征在于电 器控制箱还设有与点播控制CPU相连的曲目显示回路。
专利摘要本实用新型公开了一种会弹贝司的机器人，包括头部骨架、上身骨架、下身骨架、左、右手运动机构、电器控制箱。本实用新型通过左、右手运动机构能实现机器人模拟人手弹奏贝司的动作，达到弹奏贝司的目的，且音色较佳。
文档编号A63H13/04GK201171908SQ20082006239
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者孙传伦 申请人:自贡市挚诚科技有限公司