一种毛笔自动书写机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种毛笔自动书写机器人，包括支架、第一横梁、第二横梁和毛笔，所述第一横梁的一端与所述支架通过第一旋转驱动装置活动连接，并且所述第一旋转驱动装置连接有第一记录装置，所述第一横梁的另一端与所述第二横梁通过第二旋转驱动装置活动连接，并且所述第二旋转驱动装置连接有第二记录装置，所述第二横梁远离第一横梁的一端固接有第三驱动装置，并且所述第三驱动装置连接有第三记录装置，所述第三驱动装置与所述毛笔通过毛笔连接部件活动连接。本实用新型可以实时记录并复制不同人的书写笔迹，增加了个人书写文字复制的灵活性，也适合书法爱好者将自己的书法保存，方便在以后需要的时候通过机器人还原。
【专利说明】
一种毛笔自动书写机器人
技术领域
[0001]本实用新型属于毛笔书写技术领域，涉及一种毛笔自动书写机器人。
【背景技术】
[0002]毛笔字蕴含着中国的文明历史和民族感情，具有悠久的历史，但是，最近20多年计算机打印输出的文字逐渐取代了传统的毛笔字体，传统的毛笔字体文化正在逐渐流失。
[0003]现有技术中有一些书法机器人的出现，但属于类似雕刻机结构的书法机器人，其体积大、笨重，不适用于家庭和办公环境。另一方面这些类似雕刻机结构的书法机器人需要预先在计算机终端安装字体数据库，然后通过计算机终端的文字处理软件编排后方能发送给书法机器人输出，无法实时记录和复制书不同人的书写笔迹。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种毛笔自动书写机器人，可以解决现有的机器人无法实时记录并复制不同人的书写笔迹的问题。
[0005]本实用新型提供的一种毛笔自动书写机器人，包括支架、第一横梁、第二横梁和毛笔，所述第一横梁的一端与所述支架通过第一旋转驱动装置活动连接，并且所述第一旋转驱动装置连接有第一记录装置，所述第一横梁的另一端与所述第二横梁通过第二旋转驱动装置活动连接，并且所述第二旋转驱动装置连接有第二记录装置，所述第二横梁远离第一横梁的一端固接有第三驱动装置，并且所述第三驱动装置连接有第三记录装置，所述第三驱动装置与所述毛笔通过毛笔连接部件活动连接。
[0006]优选的，所述支架由底座和支撑板组成，并且所述支撑板垂直的固定于所述底座的上表面；
[0007]优选的，所述第一旋转驱动装置为第一驱动步进电机，所述第一驱动步进电机与所述支撑板固接，所述第一记录装置为第一编码器，所述第一编码器与所述支撑板固接，所述第一驱动步进电机与第一编码器通过第一横梁连接轴连接，所述第一横梁连接轴与所述第一横梁固接；
[0008]优选的，所述第二旋转驱动装置为第一横梁第二驱动步进电机，并且第二驱动步进电机与所述第一横梁固接，所述第二记录装置为第二编码器，所述第二驱动步进电机与第二编码器通过第一同步转轴连接，所述第一横梁与第二横梁通过第二同步转轴连接，所述第二同步转轴的一端与所述第二横梁固接，另一端穿过所述第一横梁并留有凸出端，所述第二同步转轴与所述第一横梁为活连接，所述第一同步转轴与所述第二同步转轴的凸出端通过同步转动部件连接。
[0009]优选的，所述第一横梁的上表面固接有L形支撑板，所述L形支撑板的一端与第一横梁的上表面垂直，述L形支撑板与所述第二编码器固接；
[0010]优选的，所述第三驱动装置为第三驱动步进电机，所述第三记录装置为第三编码器，所述第二横梁上表面的两侧间隔设有第一竖板和第二竖板，并且所述第一竖板和第二竖板均与所述第二横梁的上表面竖直，所述第一竖板与第二竖板通过竖板同步转轴连接，所述第三驱动步进电机固定于所述第二横梁的上表面，并与所述第一竖板通过第一竖板连接轴连接，所述第一竖板连接轴与所述竖板同步转轴通过紧邻第一竖板的同步转动部件连接，所述第二竖板与所述第三编码器通过第二竖板连接轴连接，并且所述第二竖板连接轴与所述竖板同步转轴通过紧邻第二竖板的同步转动部件连接；
[0011]优选的，所述毛笔连接部件包括竖直滑动部件和框架，所述竖直滑动部件包括第一滑轨、套接于第一滑轨内的第一滑杆、第二滑轨和套接于第二滑轨内的第二滑杆，所述第一滑轨与紧邻第一竖板的同步转动部件通过第一滑轨连接件连接，第二滑轨与紧邻第二竖板的同步转动部件通过第二滑轨连接件连接，所述第一滑轨与毛笔之间、第二滑轨与毛笔之间通过框架连接；
[0012]优选的，所述毛笔连接部件还包括轴向运动驱动装置和轴向记录装置，所述轴向运动驱动装置包括固定于框架的Y轴驱动步进电机和X轴驱动步进电机，所述轴向记录装置包括Y轴转动编码器和X轴转动编码器，所述Y轴驱动步进电机和Y轴转动编码器分别与所述框架固接，所述框架的面设有两个框架固定板，所述X轴驱动步进电机位于两个框架固定板之间，并且X轴驱动步进电机两端的输出轴分别固接有所述框架固定板，所述X轴转动编码器固接于其中一个框架固定板，并与所述X轴驱动步进电机轴连接。
[0013]优选的，还包括书写区，所述书写区包括传送模块和纸张，所述传送模块包括设平行置于底座上表面的两个转动轴，并且其中一个转动轴固接有纸张运行步进电机，所述转动轴的两端分别连接有转动轴固定件，并且转动轴固定件固定于底座的上表面，所述两个转动轴固定件通过同步转动部件连接。
[0014]优选的，所述同步转动部件包括第一同步轮、第二同步轮和驱动皮带，所述第一同步轮套接并固定于所述第一同步转轴的外部，所述第二同步轮套接并固定于所述第二同步转轴凸出端的外部，所述驱动皮带同时将第一同步轮和第二同步轮裹覆。
[0015]本实用新型的有益效果是，本实用新型毛笔自动书写机器人适用于家庭和办公环境，且可以实时记录并复制不同人的书写笔迹，使得输出的字体不再只是标准字体库中的字体，增加了个人书写文字复制的灵活性，也适合书法爱好者将自己的书法保存，方便在以后需要的时候通过机器人还原。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型毛笔自动书写机器人的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型毛笔自动书写机器人中支撑板与第一横梁的连接示意图；
[0018]图3是本实用新型毛笔自动书写机器人中第一横梁与第二横梁的连接示意图；
[0019]图4是是本实用新型毛笔自动书写机器人中第三驱动步进电机与第三编码器的连接示意图；
[0020]图5是本实用新型毛笔自动书写机器人中第二横梁与毛笔的连接示意图；
[0021]图6是本实用新型毛笔自动书写机器人的模块结构示意图。
[0022]图中，1.底座，2.纸张，3.支撑板，4.第一驱动步进电机，5.第一编码器，6.第一横梁连接轴，7.第一横梁，8.第二驱动步进电机，9.第二编码器，10.第一同步转轴，11.驱动皮带，12.L形支撑板，13.第二同步转轴，14.第一同步轮，15.第二同步轮，16.第二横梁，17.第三驱动步进电机，18.第一竖板，19.第二竖板，20.第三编码器，21.竖板同步转轴，22.第一竖板连接轴，23.第二竖板连接轴，24.第一滑轨，25.第二滑轨，26.第一滑轨连接件，27.第二滑轨连接件，28.第一滑杆，29.第二滑杆，30.框架，31.Y轴驱动步进电机，32.Y轴转动编码器，33.X轴驱动步进电机，34.X轴转动编码器，35.框架固定板，36.毛笔，37.纸张运行步进电机，38.转动轴，39.转动轴固定件。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本实用新型的一个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0024]如图1所示，本实用新型提供的一种毛笔自动书写机器人，包括支架、第一横梁7、第二横梁16和毛笔36，所述第一横梁7的一端与所述支架通过第一旋转驱动装置活动连接，并且所述第一旋转驱动装置连接有第一记录装置，所述第一横梁7的另一端与所述通过第二旋转驱动装置第二横梁16活动连接，并且所述第二旋转驱动装置连接有第二记录装置，所述第二横梁16远离第一横梁7的一端固接有第三驱动装置，并且所述第三驱动装置连接有第三记录装置，所述第三驱动装置与所述毛笔36通过毛笔连接部件活动连接。
[0025]优选的，所述支架由底座I和支撑板3组成，并且所述支撑板3垂直的固定于所述底座I的上表面。
[0026]如图2所示，所述第一旋转驱动装置为第一横梁第一驱动步进电机4，所述第一驱动步进电机4与所述支撑板3固接，所述第一记录装置为第一编码器5，所述第一编码器5与所述支撑板3固接，所述第一驱动步进电机4与第一编码器5通过第一横梁连接轴6连接，所述第一横梁连接轴6与所述第一横梁7固接，从而所述第一驱动步进电机4可以带动所述第一横梁7做圆周运动。
[0027]如图3所示，所述第二旋转驱动装置为第二驱动步进电机8，并且第二驱动步进电机8与所述第一横梁7固接，所述第二记录装置为第二编码器9，所述第二驱动步进电机8与第二编码器9通过第一同步转轴10连接，所述第一横梁7与第二横梁16通过第二同步转轴13连接，所述第二同步转轴13的一端与所述第二横梁16固接，另一端穿过所述第一横梁7并留有凸出端，所述第二同步转轴13与所述第一横梁7为活连接，所述第一同步转轴10与所述第二同步转轴13的凸出端通过同步转动部件连接。
[0028]优选的，所述第一横梁7的上表面固接有L形支撑板12，并且所述L形支撑板12的一端与第一横梁7的上表面垂直，另一端与所述第二编码器9固接，所述第一同步转轴10同时穿过所述第一横梁7和所述L形支撑板12，并与第一横梁7和L形支撑板12均为活连接。
[0029]如图4-5所示，所述第三驱动装置为第三驱动步进电机17，所述第三记录装置为第三编码器20，所述第二横梁16上表面的两侧分别固接有第一竖板18和第二竖板19，并且所述第一竖板18和第二竖板19均与所述第二横梁16的上表面垂直，所述第一竖板18与第二竖板19通过竖板同步转轴21连接，所述第三驱动步进电机17固定于所述第二横梁16的上表面，并与所述第一竖板18通过第一竖板连接轴22连接，所述第一竖板连接轴22穿过所述第一竖板18并留有凸出端，并且所述第一竖板连接轴22与第一竖板18之间为活动连接，所述第一竖板连接轴22的凸出端与所述竖板同步转轴21通过同步转动部件连接，所述第二竖板19与所述第三编码器20通过第二竖板连接轴23连接，所述第二竖板连接轴23穿过所述第二竖板19并留有凸出端，并且所述第二竖板连接轴23与第二竖板19之间为活动连接，所述第二竖板连接轴23的凸出端与所述竖板同步转轴21通过同步转动部件连接。
[0030]如图5所示，所述毛笔连接部件包括竖直滑动部件和框架30，所述竖直滑动部件包括第一滑轨24、套接于第一滑轨24内的第一滑杆28、第二滑轨25和套接于第二滑轨25内的第二滑杆29，所述第一滑轨24穿过所述第二横梁16，并通过第一滑轨连接件26与紧邻第一竖板18的驱动皮带连接，且所述第一滑轨24与第二横梁16之间为活动连接，第二滑轨25穿过所述第二横梁16，并通过第二滑轨连接件27与紧邻第二竖板19的同步转动部件的驱动皮带连接，且所述第二滑轨25与第二横梁16之间为活动连接，所述第一滑轨24与毛笔36之间、第二滑轨25与毛笔36之间通过框架30连接，使得所述第三驱动步进电机17可以控制紧邻竖板同步转轴21的同步转动部件转动，同时带动竖直滑动部件运动，进而带动毛笔运动，设置第一滑轨24的作用是限制第一滑杆28只能沿第一滑轨24滑动，设置第二滑轨25的作用是限制第二滑杆29只能沿第二滑轨25滑动。
[0031]优选的，所述毛笔连接部件还包括轴向运动驱动装置和轴向记录装置，所述轴向运动驱动装置包括固定于框架30的Y轴驱动步进电机31和X轴驱动步进电机33，所述轴向记录装置包括Y轴转动编码器32和X轴转动编码器34，所述Y轴驱动步进电机31和Y轴转动编码器32分别与所述框架30固接，所述框架30的底面设有两个框架固定板35，并且所述框架固定板35垂直于框架30的底面，所述X轴驱动步进电机33位于两个框架固定板35之间，并且X轴驱动步进电机33两端的输出轴分别固接有所述框架固定板35，所述X轴转动编码器34固接于其中一个框架固定板35，并与所述X轴驱动步进电机33轴连接，以竖直滑动部件所在平面为基准，所述轴向运动驱动装置可以驱动毛笔36沿Y轴方向和X轴方向运动，所述轴向记录装置可以记录毛笔36沿Y轴方向和X轴方向运动情况。
[0032]优选的，本实用新型还包括书写区，所述书写区包括传送模块和纸张2，所述传送模块包括两个转动轴38，所述两个转动轴38设于底座I的上表面且二者相互平行，并且其中一个转动轴38固接有纸张运行步进电机37，所述转动轴38的两端分别连接有转动轴固定件39，并且转动轴固定件39固定于底座I的上表面，所述两个转动轴固定件39通过同步转动部件连接，使得所述纸张运行步进电机37可以带动转动部件转动，进而实现纸张的输送功能。
[0033]优选的，同步转动部件包括第一同步轮14、第二同步轮15和驱动皮带11，所述第一同步轮14套接并固定于所述第一同步转轴10的外部，所述第二同步轮15套接并固定于所述第一同步转轴10凸出端的外部，所述驱动皮带11同时将第一同步轮14和第二同步轮15裹覆，使的第一同步轮14和第二同步轮15可以带动驱动皮带11转动，使得所述第二驱动步进电机8可以通过同步转动部件带动第二横梁16做圆周运动。
[0034]本实用新型毛笔自动书写机器人的控制系统如图6所示，包括计算机设备、单片机和机器人，单片机分别与机器人和计算机设备连接，需要说明的是，单片机是与毛笔机器人的第一驱动步进电机4、第一编码器5、第二驱动步进电机8、第二编码器9、第三驱动步进电机17、第三编码器20、Y轴驱动步进电机31、Y轴转动编码器32、X轴驱动步进电机34和X轴转动编码器34连接，以实现记录和复制毛笔运动轨迹的目的。
[0035]书写人员写字的时候带动第一横梁7、第二横梁16以及毛笔36运动，同时，第一编码器5记录第一驱动步进电机4和第一横梁7的运动情况，第二编码器9记录第二驱动步进电机8和第二横梁16的运动情况，第三编码器20记录第三驱动步进电机17和毛笔竖直方向的运动情况，Y轴转动编码器32记录Y轴驱动步进电机31和毛笔沿Y轴的运动情况，X轴转动编码器34记录X轴驱动步进电机34和毛笔沿X轴的运动情况，然后第一编码器5、第二编码器9、第三编码器20、Y轴转动编码器32、X轴转动编码器34分别将记录的数据传输给单片机，单片机将数据传输给计算机设备存储，从而实现书写人员文字书写笔迹的记录；当需要复制书写笔记时，单片机调用计算机设备存储的数据，并控制第一驱动步进电机4、第二驱动步进电机8、第三驱动步进电机17、Y轴驱动步进电机31和X轴驱动步进电机34做相应的运动，从而带动第一横梁7、第二横梁16和毛笔做相应的运动，从而实现文字的复写过程。
[0036]本实用新型毛笔自动书写机器人适用于家庭和办公环境，且可以实时记录并复制不同人的书写笔迹，使得输出的字体不再只是标准字体库中的字体，增加了个人书写文字复制的灵活性，也适合书法爱好者将自己的书法保存，方便在以后需要的时候通过机器人还原。
[0037]本实用新型还可以在计算机设备预置字体库，并通过单片机控制相应的驱动步进电机运动，从而实现书写其他字体的功能。
[0038]以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种毛笔自动书写机器人，其特征在于，包括支架、第一横梁(7)、第二横梁(16)和毛笔(36)，所述第一横梁(7)的一端与所述支架通过第一旋转驱动装置活动连接，并且所述第一旋转驱动装置连接有第一记录装置，所述第一横梁(7)的另一端与所述第二横梁(16)通过第二旋转驱动装置活动连接，并且所述第二旋转驱动装置连接有第二记录装置，所述第二横梁(16)远离第一横梁(7)的一端固接有第三驱动装置，并且所述第三驱动装置连接有第三记录装置，所述第三驱动装置与所述毛笔(36)通过毛笔连接部件活动连接。2.根据权利要求1所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述支架由底座(I)和支撑板(3)组成，并且所述支撑板(3)垂直的固定于所述底座(I)的上表面。3.根据权利要求2所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述第一旋转驱动装置为第一驱动步进电机(4)，所述第一驱动步进电机(4)与所述支撑板(3)固接，所述第一记录装置为第一编码器(5)，所述第一编码器(5)与所述支撑板(3)固接，所述第一驱动步进电机(4)与第一编码器(5)通过第一横梁连接轴(6)连接，所述第一横梁连接轴(6)与所述第一横梁(7)固接。4.根据权利要求3所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述第二旋转驱动装置为第二驱动步进电机(8)，并且第二驱动步进电机(8)与所述第一横梁(7)固接，所述第二记录装置为第二编码器(9)，所述第二驱动步进电机(8)与第二编码器(9)通过第一同步转轴(10)连接，所述第一横梁(7)与第二横梁(16)通过第二同步转轴(13)连接，所述第二同步转轴(13)的一端与所述第二横梁(16)固接，另一端穿过所述第一横梁(7)并留有凸出端，所述第二同步转轴(13)与所述第一横梁(7)为活连接，所述第一同步转轴(10)与所述第二同步转轴(13)的凸出端通过同步转动部件连接。5.根据权利要求4所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述第一横梁(7)的上表面固接有L形支撑板(12)，所述L形支撑板(12)的一端与第一横梁(7)的上表面垂直，所述L形支撑板(12)与所述第二编码器(9)固接。6.根据权利要求5所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述第三驱动装置为第三驱动步进电机(17)，所述第三记录装置为第三编码器(20)，所述第二横梁(16)上表面的两侧设有第一竖板(18)和第二竖板(19)，并且第一竖板(18)和第二竖板(19)均与所述第二横梁(16)的上表面垂直，所述第一竖板(18)与第二竖板(19)通过竖板同步转轴(21)连接，所述第三驱动步进电机(17)固定于所述第二横梁(16)的上表面，并与所述第一竖板(18)通过第一竖板连接轴(22)连接，所述第一竖板连接轴(22)与所述竖板同步转轴(21)通过紧邻第一竖板(18)的同步转动部件连接，所述第二竖板(19)与所述第三编码器(20)通过第二竖板连接轴(23)连接，并且所述第二竖板连接轴(23)与所述竖板同步转轴(21)通过紧邻第二竖板(19)的同步转动部件连接。7.根据权利要求6所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述毛笔连接部件包括竖直滑动部件和框架(30)，所述竖直滑动部件包括第一滑轨(24)、套接于第一滑轨(24)内的第一滑杆(28)、第二滑轨(25)和套接于第二滑轨(25)内的第二滑杆(29)，所述第一滑轨(24)与所述紧邻第一竖板(18)的同步转动部件通过第一滑轨连接件(26)连接，第二滑轨(25)与所述紧邻第二竖板(19)的同步转动部件通过第二滑轨连接件(27)连接，所述第一滑轨(24)与毛笔(36)之间、第二滑轨(25)与毛笔(36)之间通过框架(30)连接。8.根据权利要求7所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述毛笔连接部件还包括轴向运动驱动装置和轴向记录装置，所述轴向运动驱动装置包括Y轴驱动步进电机(31)和X轴驱动步进电机(33)，所述轴向记录装置包括Y轴转动编码器(32)和X轴转动编码器(34)，所述Y轴驱动步进电机(31)和Y轴转动编码器(32)分别与所述框架(30)固接，所述框架(30)的底面设有两个框架固定板(35)，所述X轴驱动步进电机(33)位于两个框架固定板(35)之间，并且X轴驱动步进电机(33)两端的输出轴分别固接有所述框架固定板(35)，所述X轴转动编码器(34)固接于其中一个框架固定板(35)，并与所述X轴驱动步进电机(33)轴连接。9.根据权利要求8所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，还包括书写区，所述书写区包括传送模块和纸张(2)，所述传送模块包括两个转动轴(38)，所述两个转动轴(38)设于底座(I)的上表面且二者相互平行，并且其中一个转动轴(38)固接有纸张运行步进电机(37)，所述转动轴(38)的两端分别连接有转动轴固定件(39)，并且转动轴固定件(39)固定于底座(I)的上表面，所述两个转动轴固定件(39)通过同步转动部件连接。10.根据权利要求4所述的毛笔自动书写机器人，其特征在于，所述同步转动部件包括第一同步轮(14)、第二同步轮(15)和驱动皮带(11)，所述第一同步轮(14)套接并固定于所述第一同步转轴(10)的外部，所述第二同步轮(15)套接并固定于所述第二同步转轴(13)凸出端的外部，所述驱动皮带(11)同时将第一同步轮(14)和第二同步轮(15)裹覆。
【文档编号】B43L13/24GK205439717SQ201521135612
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月25日
【发明人】李美丽, 付兴烨, 卢振生, 孙宇轩, 薛玉翠, 于长兴, 张艳鹏, 李怀亮, 任海超
【申请人】绥化学院