CN111469142A - 排鼓演奏机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排鼓演奏机器人，包括智能解析系统，用于获取待演奏的电子乐谱，生成击鼓表演的控制指令；运动控制系统，用于根据所述控制指令，生成底层控制电平信号；结构执行系统，包括具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底层控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作；本发明为了提高敲击频率，达到排鼓打击的通透音效，排鼓机器人使用气动执行器件，大大提高了敲击频率，保证了演奏效果，除此之外为了提高机器人乐手的学习能力，排鼓演奏机器人具备了智能识谱和执行的功能；排鼓演奏机器人的肢体具有丰富的运动自由度使得在演奏中更有表现力，并通过夸张的肢体体现增强舞台的互动感。

Description

排鼓演奏机器人

技术领域

本发明属于人工智能技术领域，具体涉及一种排鼓演奏机器人。

背景技术

机器人能够替代人类从事重复的体力劳动，或是那些危险、超出人类极限 的工作，已经被普遍应用于工业制造、医疗、国防、应急救援、家庭服务中。 近年来，伴随科技与艺术的交叉融合，以及人们对文化消费的增长，表演机器 人方兴未艾，出现了诸如舞蹈机器人、无人机编队表演、机器人乐队等形态的 机器人。

目前，已经存在的打击乐器的机器人主要是国外的爵士鼓。打击乐器类音 乐机器人一般由多个舵机构成，自由度多，动作迅捷，演奏效果良好，因此也 是研究较多的一个方向。但是，在已经公开的文献中知道，现有的打击类机器 人仅通过电机驱动，只能演奏西洋乐器，敲击演奏的频率不会太高；并且智能 识谱和执行能力有限，以及没有复杂、丰富的肢体动作表现能力。并且没有一 套统一通用的乐曲编码解码系统，其备选曲目只有少数几首，其它曲目需向公 司定制，不能实现灵活的任意曲目选曲演奏。

综上所述，现有的机器人不具备智能识谱和执行能力。此外，机器人的动 作十分单调，不具备复杂的肢体动作表现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种排鼓演奏机 器人，以解决现有技术中机器人演奏时动作单调，不具备智能识谱和执行能力 的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种排鼓演奏机器人，包括：

智能解析系统，用于获取待演奏的电子乐谱，生成击鼓表演的控制指令；

运动控制系统，用于根据所述控制指令，生成底层控制电平信号；

结构执行系统，包括具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底层 控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作。

进一步的，所述运动控制系统，包括：

单片机，用于根据智能解析系统生成的控制指令，生成各执行机构所需要 的电平信号，以驱动各执行机构执行相应的演奏和舞蹈动作；

串口控制模块，用于单片机与智能解析系统之间的数据通信；

舵机控制板，用于控制所述执行机构的舵机运动；

电磁阀集装组，用于控制所述执行机构的大气缸和小气缸运动；

电机驱动器，用于为步进电机提供驱动信号；

继电器，用于放大控制电平信号；

所述串口控制模块、舵机控制板、电机驱动器、电磁阀集装组以及继电器 分别与所述单片机连接。

进一步的，所述运动控制系统，还包括：

24V电源模块，用于为所述电机驱动器、电磁阀集装组提供电能；

7V电源模块，用于为所述单片机、舵机控制板提供电能。

进一步的，所述结构执行系统，包括：

头部执行机构，用于连接底部机构；

上肢执行机构，用于在所述运动控制系统的控制下，执行肩部旋转一个自 由度及手臂敲鼓、肘部弯曲、抬起手臂三个自由度的机械动作；

下肢执行机构，用于支撑所述头部执行机构、上肢执行机构、下肢执行机 构，无主动自由度。

进一步的，所述头部执行机构，包括

三个长圆弧、六个短圆弧及一个鼻子；

所述六个短圆弧呈两列以鼻子为中心轴对称设置；

所述三个长圆弧、六个短圆弧及一个鼻子均采用树脂材料3D打印而成。

进一步的，所述上肢执行机构，包括：肩部及多个手臂，所述肩部与多个 手臂刚性连接；

所述肩部设有肩部舵机，用于为肩部提供旋转动力；所述肩部固定在一齿 轮圆盘上，所述齿轮圆盘设置在一大齿轮上，所述大齿轮与一小齿轮啮合，所 述大齿轮与小齿轮设置在一齿轮箱内，所述小齿轮通过肩部舵机座设置在肩部 舵机的输出轴上；所述肩部舵机用于为所述肩部提供旋转动力。

进一步的，所述手臂，包括：两个大臂结构件组成的大臂、两个小臂结构 件组成的小臂及手腕；

所述大臂上安装有步进电机和减速机，所述大臂的其中一个大臂结构件设 置在所述减速机的输出轴上，另一个大臂结构件与所述减速机输出轴相对的一 端连接；所述步进电机旋转，提供大臂发生抬起或放下的动力，连带手臂发生 抬起或放下的动作；

所述大臂与手腕通过小臂连接，所述小臂的两个小臂结构件之间设有横 梁，所述横梁与大气缸的动力输出轴连接，所述大气缸通过推动两个小臂结构 件间的横梁实现屈肘动作，所述大气缸通过大气缸底座与大臂连接，所述大气 缸底座与大臂相对旋转；

所述手腕与小臂以一定角度连接，用于鼓槌在敲击时能有效的敲击到鼓面； 所述手腕连接鼓槌的一点，所述鼓槌的另一点连接小气缸，所述小气缸设置在 所述两个小臂结构件之间，用于通过往复直线运动为鼓槌击鼓提供驱动力，实 现鼓槌敲击。

进一步的，所述下肢执行机构包括：大腿、小腿及脚；

所述大腿通过腰部支撑钢片与肩部连接，所述腰部支撑钢片与大腿通过胯 部圆盘连接，所述胯部圆盘下方设有腰部底座，用于支撑头部、肩部及手臂；

所述大腿、小腿和脚均采用硬木雕刻制作。

进一步的，所述减速机采用行星齿轮减速机。

进一步的，所述手臂为4个。

本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

本发明为了提高敲击频率，达到排鼓打击的通透音效，排鼓机器人使用气 动执行器件，大大提高了敲击频率，保证了演奏效果，除此之外为了提高机器 人乐手的学习能力，排鼓演奏机器人具备了智能识谱和执行的功能；排鼓演奏 机器人的肢体具有丰富的运动自由度使得在演奏中更有表现力，并通过夸张的 肢体体现增强舞台的互动感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种排鼓演奏机器人的系统功能架构图；

图2为本发明一实施例提供的一种排鼓演奏机器人的运动控制系统的电路 原理图；

图3为本发明一实施例提供的一种排鼓演奏机器人的主视图；

图4为本发明一实施例提供的一种排鼓演奏机器人的左视图；

图5为本发明一实施例提供的一种排鼓演奏机器人的俯视图；

图6为本发明一实施例提供的头部执行机构的整体结构图；

图7为本发明一实施例提供的肩部执行机构的整体结构图；

图8为本发明一实施例提供的肩部旋转自由度的机械结构图；

图9为本发明一实施例提供的手臂的整体结构图；

图10为本发明一实施例提供的下肢执行机构的主视图；

图11为本发明一实施例提供的下肢执行机构的左视图；

图12为本发明一实施例提供的下肢执行机构的俯视图；

图13为本发明一实施例提供的智能学习系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方 案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的排鼓演奏机器人。

如图1所示，本申请实施例中提供的排鼓演奏机器人包括：

智能解析系统1，用于获取待演奏的电子乐谱，生成击鼓表演的控制指令；

运动控制系统2，用于根据所述控制指令，生成底层控制电平信号；

结构执行系统3，包括具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底 层控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作。

排鼓演奏机器人的工作原理为：智能解析系统1获取待演奏的电子乐谱， 生成击鼓表演的控制指令；运动控制系统2根据所述控制指令，生成底层控制 电平信号；结构执行系统3具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底 层控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作。具体的，本申请的排鼓演奏机 器人包括智能解析系统1、运动控制系统2、结构执行系统3共3个部分，这三 个部分相当于是机器人的“大脑”、“小脑”、“骨骼肌肉”，由智能解析系统1决 策产生控制指令，由运动控制系统2生成底层控制电平信号，由结构执行系统 3的具体动作最终实现机器人的舞蹈和演奏。

一些实施例中，如图2所示，所述运动控制系统2，包括：

单片机21，用于根据智能解析系统1生成的控制指令，生成各执行机构所 需要的电平信号，以驱动各执行机构执行相应的演奏和舞蹈动作；

串口控制模块22，用于单片机21与智能解析系统1之间的数据通信；

舵机控制板23，用于控制所述执行机构的舵机运动；

电磁阀集装组24，用于控制所述执行机构的大气缸和小气缸运动；

电机驱动器25，用于为步进电机提供驱动信号；

继电器26，用于放大控制电平信号；

所述串口控制模块22、舵机控制板23、电机驱动器25、电磁阀集装组24 以及继电器26分别与所述单片机21连接。

优选的，所述运动控制系统2，还包括：

24V电源模块27，用于为所述电机驱动器25、电磁阀集装组24提供电能；

7V电源模块28，用于为所述单片机21、舵机控制板23提供电能。

具体的，运动控制系统2接收智能学习系统发出的控制指令，由控制电路 生成各执行器所需要的电平信号，驱动执行器动作。其中，控制电路原理如下：

单片机21：运动控制系统2的核心部件，根据控制指令，在对应输出管脚 生成所需的5V控制电平信号；可接受外部计算机对单片机21的程序下载和调 试；

继电器26：将5V开关控制电平信号放大为24V开关控制电平信号；

电磁阀集装组24：由24V开关电平信号控制手臂上的8个气缸的运动；

串口控制模块22：运动控制系统2通过该模块与外部系统做串口通信；

舵机控制板23：根据控制指令生成PWM方波，控制舵机；这里所说的舵 机包括下列实施例中的所有舵机。

电机驱动器25：4个步进电机驱动器25控制肩部的4个步进电机旋转；

24V电源模块27：为步进电机、电磁阀集装组24提供24V直流电源；

7V电源模块28：为单片机21、舵机控制板23、舵机提供7V直流电源。

具体的，运动控制系统2的工作流程为：

分配控制地址：在单片机21内，用软件编程的方法，为各输出控制信号分 配输入输出寄存器地址；

解析控制指令：单片机21软件解析智能学习系统输入的控制指令，得到各 输入输出寄存器地址的逻辑和数值时间序列；

生成控制电信号：单片机21根据各输入输出地址的信号时间序列，在相应 管脚生成5V开关电平、PWM波和模拟信号，通过继电器26或电压跟随器进 一步放大成驱动执行器所需的控制电信号。

一些实施例中，如图3、图4和图5所示，所述结构执行系统3，包括：

头部执行机构31，用于连接底部机构；所述底部机构包括上肢机构及下肢 执行机构33；

上肢执行机构32，用于在所述运动控制系统2的控制下，执行肩部旋转一 个自由度及手臂敲鼓、肘部弯曲、抬起手臂三个自由度的机械动作；

下肢执行机构33，用于支撑所述头部执行机构31、上肢执行机构32、下 肢执行机构33，无主动自由度。

具体的，由头部执行机构31可判断排鼓演奏机器人的正面与背面，同时通 过头部执行机构31连接上肢执行机构32和下肢执行机构33，上肢执行机构32 执行肩部旋转一个自由度及手臂敲鼓、肘部弯曲、抬起手臂三个自由度的机械 动作，下肢执行机构33支撑所述头部执行机构31、上肢执行机构32、下肢执 行机构33，无主动自由度。从而实现本申请中可进行敲鼓演奏的机器人。

优选的，如图6所示，所述头部执行机构31，包括

三个长圆弧311、六个短圆弧312及一个鼻子313；

所述六个短圆弧312呈两列以鼻子313为中心轴对称设置；

所述三个长圆弧311、六个短圆弧312及一个鼻子313均采用树脂材料3D 打印而成。

具体的，头部采用树脂材料3D打印而成，由3个长圆弧311，6个短圆弧 312，以及1个鼻子313组成，给人以美感。

一些实施例中，如图7所示，所述上肢执行机构32，包括：肩部321及多 个手臂322，所述肩部321与多个手臂322刚性连接；

如图8所示，所述肩部322设有肩部舵机323，用于为肩部321提供旋转 动力；所述肩部321固定在一齿轮圆盘324上，所述齿轮圆盘324设置在一大 齿轮325上，所述大齿轮325与一小齿轮326啮合，所述大齿轮325与小齿轮 326设置在一齿轮箱328内，所述小齿轮326通过肩部舵机座327设置在肩部 舵机323的输出轴上；所述肩部舵机323用于为所述肩部321提供旋转动力。

优选的，手臂322为4个。

具体的，如图3、图4和图5所示，申请中有5个国风排鼓34，四只手臂 322均布在肩部321的正前方，手臂322与肩部321刚性连接，会随着肩部321 的旋转而一起旋转；由于国风排鼓34是五个鼓，四个手臂322去敲鼓的话，肯 定需要旋转才能保证正常节奏，肩部321的旋转靠肩部舵机323进行驱动。肩 部321及手臂322旋转自由度的机械结构如图8所示，是将机器人手臂322和 肩部321其余部分连接在一个大齿轮325上，使用舵机323旋转驱动小齿轮326， 小齿轮326通过啮合传动带动大齿轮325及与其固连的肩部321圆盘运动，从 而实现旋转。

一些实施例中，如图9所示，所述手臂322，包括：两个大臂结构件组成 的大臂3221、两个小臂结构件组成的小臂3222及手腕3223；

所述大臂3221上安装有步进电机3224和减速机3225，所述大臂3221的 其中一个大臂结构件设置在所述减速机3225的输出轴上，另一个大臂结构件与 所述减速机3225输出轴相对的一端连接；所述步进电机3224旋转，提供大臂 3221发生抬起或放下的动力，连带手臂322发生抬起或放下的动作；

具体的，两个大臂结构件之间可以相对旋转，减速机3225可以对步进电 机3224输出的高速动力进行一定比例的减速。

所述大臂3221与手腕3223通过小臂3222连接，所述小臂3222的两个小 臂结构件之间设有横梁，所述横梁与大气缸3226的动力输出轴连接，所述大气 缸3226通过推动两个小臂结构件间的横梁实现屈肘动作，所述大气缸3226通 过大气缸3226底座与大臂3221连接，所述大气缸3226底座与大臂3221相对 旋转；

具体的，大气缸3226提供屈肘的动力，通过大气缸3226底座与大臂3221 连接，并且大气缸3226底座与大臂3221可以相对旋转。大气缸3226通过推动 两个小臂结构件间的横梁实现屈肘动作。

所述手腕3223与小臂3222以一定角度连接，用于鼓槌3227在敲击时能有 效的敲击到鼓面；所述手腕3223连接鼓槌3227的一点，所述鼓槌3227的另一 点连接小气缸3228，所述小气缸3228设置在所述两个小臂结构件之间，用于 通过往复直线运动为鼓槌3227击鼓提供驱动力，所述鼓槌3227的两个点与鼓 槌3227的两个点相对的一端点形成杠杆的三个点，实现鼓槌3227敲击。

与鼓槌3227连接的点有两个，一点与小气缸3228连接，另一点与手腕3223 连接，两个点与鼓槌3227的最左端形成杠杆的三个点，形成了鼓槌3227敲击 的动作。手腕3223与小臂3222刚性连接，并形成一定的角度，使鼓槌3227 在敲击时能有效的敲击到鼓面。小气缸3228为鼓槌3227击鼓提供驱动力，小 气缸3228利用直线往复行程，通过杠杆原理给鼓槌3227提供动力。

优选的，为保证强度，手臂322采用铝合金机加工制成，具有3个运动自 由度。其中，鼓槌3227敲击的自由度由小气缸3228驱动；肘部弯曲自由度由 大气缸3226驱动；大臂3221平抬自由度由电机驱动。手臂322的手腕3223， 小臂3222，大臂3221采用双支撑结构，可以提高手臂322的刚度，避免在旋 转的时候大幅度的晃动。

一些实施例中，如图10、图11和图12所示，所述下肢执行机构33包括： 大腿331、小腿332及脚333；

所述大腿331通过腰部支撑钢片334与肩部321连接，所述腰部支撑钢片 334与大腿331通过胯部圆盘335连接，所述胯部圆盘335下方设有腰部底座 336，用于支撑头部、肩部321及手臂322；

所述大腿331、小腿332和脚333均采用硬木雕刻制作。

具体的，腰采用6mm钢片切割后焊接而成，腿和足均采用硬木雕刻制作， 无运动自由度，虽然腰、腿、足结构均为无自由度结构，但是其设计的结构比 较艺术化，本申请中的腰部支撑钢片334为钢制，采用简单的类似镂空的结构 体现形式，并且在保证强的的前提下，尽可能设计的更简约；跨步圆盘为木质， 是腰部与腿部中间的连接结构；大腿331为木质，与小腿332连接，加入曲线 的轮廓，增加美感；小腿332为木质，小腿332不仅加入了曲线轮廓，还加入 了装饰的结构使其整体看起来更加生动；腰部底座336为木质，用来支撑整个排鼓机器人身体，并且作为连接身体与底板的中间结构；脚333为木质，加入 与小腿332呼应的装饰结构，使整体看上去更完整。

最后需要说明的是，本申请中的智能解析系统的主要作用是，智能地理解 和分析电子乐谱，生成排鼓机器人击鼓表演的控制代码。智能解析系统的工作 流程如下，

1、智能解析系统

智能解析系统的主要作用是，智能地理解和分析电子乐谱，生成排鼓机器 人击鼓表演的控制代码。智能解析系统的工作流程如图13所示。

(1)查表

通过查找如表1所示的鼓号表，从电子乐谱中提取乐谱的击鼓序号及其对 应的间隔时间长度。

表1

(2)填表

将提取的乐谱击鼓序号及其对应的间隔时间长度，映射为乐曲数组。映射 规则和含义如表2所示。

表2

(3)查模板

查找程序模板，具体含义为：

1)ServoMotorCtrl(AngleRot,TimeRot)

由于排鼓演奏机器人只有4条手臂，但需要敲击5个鼓，所以需要根据敲 击排鼓的组合适时地旋转腰部，并且不能同时敲击1号鼓和5号鼓。

ServoMotorCtrl(AngleRot,TimeRot)是控制机器人腰部旋转的函数，其中，AngleRot是旋转角度，TimeRot是旋转时间和停顿时间的总和。当排鼓演奏机 器人从一种敲击组合(例如含有1号鼓的组合)切换到另一种敲击组合(例如 含有5号鼓的组合)，那么，函数ServoMotorCtrl(AngleRot,TimeRot)将使得排 鼓演奏机器人的腰部在TimeRotMin的时间里从AngleRot1旋转到AngleRot5， 并停顿TimeRot-TimeRotMin时间。

2)WristBeat(Drum1,Drum2,Drum3,Drum4,TimeBeat)

控制机器人用手腕敲击排鼓的函数。机器人将敲击第Drum1，Drum2， Drum3，Drum4号排鼓，之后再经过TimeBeat时间，进行下一次动作。Drum1 至Drum4是以1或5为第一位的两位整型变量，分别表示敲击组合含1号鼓或 5号鼓。Drum1必不为零，但余下三个排鼓编号可为零。非零时表示同时敲击 多个鼓。

(4)填程序

按照程序模板，将步骤2生成的乐曲数组填入控制程序代码段中，生成控 制程序代码。

综上所述，本发明提供一种排鼓演奏机器人，本发明为了提高敲击频率， 达到排鼓打击的通透音效，排鼓机器人使用气动执行器件，大大提高了敲击频 率，保证了演奏效果，除此之外为了提高机器人乐手的学习能力，排鼓演奏机 器人具备了智能识谱和执行的功能；排鼓演奏机器人的肢体具有丰富的运动自 由度使得在演奏中更有表现力，并通过夸张的肢体体现增强舞台的互动感。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计 算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结 合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包 含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/ 或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方 框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处 理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或 其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程 或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的 指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流 程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使 得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处 理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种排鼓演奏机器人，其特征在于，包括：

智能解析系统，用于获取待演奏的电子乐谱，生成击鼓表演的控制指令；

运动控制系统，用于根据所述控制指令，生成底层控制电平信号；

结构执行系统，包括具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底层控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作。

2.根据权利要求1所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述运动控制系统，包括：

单片机，用于根据智能解析系统生成的控制指令，生成各执行机构所需要的电平信号，以驱动各执行机构执行相应的演奏和舞蹈动作；

串口控制模块，用于单片机与智能解析系统之间的数据通信；

舵机控制板，用于控制所述执行机构的舵机运动；

电磁阀集装组，用于控制所述执行机构的大气缸和小气缸运动；

电机驱动器，用于为步进电机提供驱动信号；

继电器，用于放大控制电平信号；

所述串口控制模块、舵机控制板、电机驱动器、电磁阀集装组以及继电器分别与所述单片机连接。

3.根据权利要求2所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述运动控制系统，还包括：

24V电源模块，用于为所述电机驱动器、电磁阀集装组提供电能；

7V电源模块，用于为所述单片机、舵机控制板提供电能。

4.根据权利要求1所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述结构执行系统，包括：

头部执行机构，用于连接底部机构；

上肢执行机构，用于在所述运动控制系统的控制下，执行肩部旋转一个自由度及手臂敲鼓、肘部弯曲、抬起手臂三个自由度的机械动作；

下肢执行机构，用于支撑所述头部执行机构、上肢执行机构、下肢执行机构，无主动自由度。

5.根据权利要求4所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述头部执行机构，包括

三个长圆弧、六个短圆弧及一个鼻子；

所述六个短圆弧呈两列以鼻子为中心轴对称设置；

所述三个长圆弧、六个短圆弧及一个鼻子均采用树脂材料3D打印而成。

6.根据权利要求4所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述上肢执行机构，包括：肩部及多个手臂，所述肩部与多个手臂刚性连接；

所述肩部设有肩部舵机，用于为肩部提供旋转动力；所述肩部固定在一齿轮圆盘上，所述齿轮圆盘设置在一大齿轮上，所述大齿轮与一小齿轮啮合，所述大齿轮与小齿轮设置在一齿轮箱内，所述小齿轮通过肩部舵机座设置在肩部舵机的输出轴上；所述肩部舵机用于为所述肩部提供旋转动力。

7.根据权利要求6所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述手臂，包括：两个大臂结构件组成的大臂、两个小臂结构件组成的小臂及手腕；

所述大臂上安装有步进电机和减速机，所述大臂的其中一个大臂结构件设置在所述减速机的输出轴上，另一个大臂结构件与所述减速机输出轴相对的一端连接；所述步进电机旋转，提供大臂发生抬起或放下的动力，连带手臂发生抬起或放下的动作；

所述大臂与手腕通过小臂连接，所述小臂的两个小臂结构件之间设有横梁，所述横梁与大气缸的动力输出轴连接，所述大气缸通过推动两个小臂结构件间的横梁实现屈肘动作，所述大气缸通过大气缸底座与大臂连接，所述大气缸底座与大臂相对旋转；

所述手腕与小臂以一定角度连接，用于鼓槌在敲击时能有效的敲击到鼓面；所述手腕连接鼓槌的一点，所述鼓槌的另一点连接小气缸，所述小气缸设置在所述两个小臂结构件之间，用于通过往复直线运动为鼓槌击鼓提供驱动力，实现鼓槌敲击。

8.根据权利要求6所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，所述下肢执行机构包括：大腿、小腿及脚；

所述大腿通过腰部支撑钢片与肩部连接，所述腰部支撑钢片与大腿通过胯部圆盘连接，所述胯部圆盘下方设有腰部底座，用于支撑头部、肩部及手臂；

所述大腿、小腿和脚均采用硬木雕刻制作。

9.根据权利要求7所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，

所述减速机采用行星齿轮减速机。

10.根据权利要求6所述的排鼓演奏机器人，其特征在于，

所述手臂为4个。

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