CN204123397U - 一种音乐演奏机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属机器人领域，具体涉及一种音乐演奏机器人。其包括机器人本体和控制器，机器人本体包括底座、躯干以及舵机组件，底座包括第一扇形底座和第二扇形底座，第一扇形底座上设有多个琴键，躯干设置在第二扇形底座上，躯干的一侧设有第一舵机和第二舵机，第二舵机上连接左摆杆，左摆杆的末端设有与琴键配合的左挡块；躯干的另一侧设有第三舵机盒第四舵机，第四舵机上连接有右摆杆，右摆杆的末端连接与琴键配合的右挡块。采用该方案，将底座设置成第一扇形底座和第二扇形底座，第一舵盘和第三舵盘在转动时，左摆杆和右摆杆的摆动区域均呈扇形，如此第一舵盘和第三舵盘只要转动较小的角度就能触发琴键，使得机器人的反应动作更快。
Description
技术领域
本实用新型属机器人领域，具体涉及一种音乐演奏机器人。
背景技术
音乐机器人属于娱乐类特种机器人，大致可分为以下三种：管乐演奏机器人，如萨克斯管演奏机器人、小号演奏机器人等；弦乐演奏机器人，如小提琴演奏机器人、三弦琴演奏机器人等；键盘乐器演奏机器人，如钢琴演奏机器人、木琴演奏机器人等。
如授权公告号CN 102306017 B，名称为“一种仿人形结构的木琴演奏机器人”一种仿人形结构的木琴演奏机器人，用于模仿人关节部位活动进行木琴乐器演奏，其特征在于，该机器人由机器人本体和控制器组成，其中，
机器人本体包含：一底座，用来支撑机器人躯干；一躯干，连接机器人左右肩部和躯干伺服舵机；左右肩部，连接机器人躯干和左右肩部伺服舵机；左右上臂，连接左右肩部伺服舵机和左右肘部伺服舵机；左右下臂，连接左右肘部伺服舵机和左右手；左右手，连接左右下臂和左右鼓槌；左右鼓槌，用来击打木琴乐器进行演奏；
控制器包含：主控单元、电源模块、数据通信接口模块、存储模块、显示模块、交互模块和舵机驱动模块，各模块均与主控单元相连，并且，数据通信接口模块和存储模块用于传输和存储控制文件，显示模块用于显示储存内容，交互模块用于进行乐曲选择，主控单元向舵机驱动模块发送控制指令，并由舵机驱动模块控制各路伺服舵机的转动，实现模仿人关节部位活动；所述控制文件为包含驱动躯干伺服舵机、左肩部伺服舵机、右肩部伺服舵机和左肘部伺服服舵机、右肘部伺服舵机运动的复合控制指令序列的文件，该文件采用人工或翻译软件将乐谱转换而成，存储在控制器上，并通过主控单元把所选中曲目的控制文件中的复合控制指令信号逐条发送到舵机驱动模块，由舵机驱动模块控制各路舵机协调运动，模仿人关节活动，形成对相应琴键的击打，实现乐器的演奏。其中所述控制文件由乐谱转换生成，并且还公开乐普转换生成的具体方法。
该方案中，躯干伺服舵机通过躯干连接左右臂伺服舵机来增加左右臂的摆动幅度，由于多个舵机联动在一定程度上增加了反应时间，造成反应动作相对缓慢。
鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种动作反应较快且运作稳定的音乐演奏机器人。
为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：
一种音乐演奏机器人，包括机器人本体和控制器，机器人本体包括底座、躯干以及舵机组件，所述底座包括第一扇形底座和对应设置在第一扇形底座上的第二扇形底座，第二扇形底座面积小于第一扇形底座，第一扇形底座的上端面分布有多个依第一扇形底座的径向设置的琴键，所述躯干设置在第二扇形底座上，所述躯干的一侧设有第一舵机，第一舵机上设有在水平面转动的第一舵盘，第一舵盘上固定有第二舵机，第二舵机上设有在竖直面转动的第二舵盘，第二舵盘连接有左摆杆，左摆杆的末端设有与琴键配合的左挡块；所述躯干的另一侧设有第三舵机，第三舵机上设有在水平面转动的第三舵盘，第三舵盘上固定有第四舵机，第四舵机上设有在竖直面转动的第四舵盘，第四舵盘上连接有右摆杆，右摆杆的末端连接与琴键配合的右挡块，第一舵机、第二舵机、第三舵机以及第四舵机均连接至所述控制器。
作为本一种优选方式，所述控制器包括用以接收和处理动作信号的单片机以及用以播放音频的计算机，单片机与计算机双向通讯连接，每个所述琴键上设有用以接通或中断对应所述动作信号的信号开关，所述信号开关包括竖直设置在所述琴键上的投光器、与投光器配合的受光器以及用以遮挡投光器与受光器之间光线的所述左挡块或所述右挡块。
作为本实用新型的另一种优选方式，所述控制器包括主控制单元模块、用以驱动各舵机运动的舵机控制模块、用以进行数据传输的数据通讯模块、用以存储控制文件的存储模块、用以进行乐曲选择的交互模块、用以显示控制文件存储内容的显示模块，舵机控制模块、数据通讯模块、存储模块、交互模块以及显示模块均与主控制单元模块相相连。
采用本实用新型的技术方案后，第一舵机与第三舵机分别单独固定在第二扇形底座上，第一舵机的第一舵盘带动第二舵机转动，第二舵机的第二舵盘带动左摆杆摆动，第三舵机的第三舵盘带动第四舵机转动，第四舵机的第四舵盘带动右摆杆转动，传动更加直接稳定；将底座设置成第一扇形底座和第二扇形底座，第一舵盘和第三舵盘在转动时，左摆杆和右摆杆的摆动区域均呈扇形，如此第一舵盘和第三舵盘只要转动较小的角度就能触发琴键，使得本实用新型音乐演奏机器人的反应动作更快。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图；
图中：
10-第一扇形底座 11-琴键
12-投光器 13-受光器
20-第二扇形底座 30-躯干
40-第一舵机 41-第一舵盘
50-第二舵机 51-第二舵盘
52-摆杆 53-左挡块
60-第三舵机 61-第三舵盘
70-第四舵机 71-第四舵盘
72-右摆杆 73-右挡块
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。
参照图1，一种音乐演奏机器人，包括机器人本体和控制器(图中未示出)，机器人本体包括底座、躯干30以及舵机组件。所述底座包括第一扇形底座10和平行设置在第一扇形底座10上的第二扇形底座20，第二扇形底座20面积小于第一扇形底座10，较佳地，第一扇形底座10的顶点和第二扇形底座20的顶点位于同一竖直轴线上。第一扇形底座10的上端面分布有多个依第一扇形底座10的径向设置的琴键11，也即每个琴键11所在中心轴线汇聚至第一扇形底座10的顶点上，在实施例中设置10个琴键11。
本实用新型中躯干30设置在第二扇形底座20上，所述躯干30的一侧设有第一舵机40，第一舵机40上设有在水平面转动的第一舵盘41，第一舵盘41上固定有第二舵机50，第二舵机50上设有在竖直面转动的第二舵盘51，第二舵盘51连接有左摆杆52，左摆杆52的末端设有与琴键11配合的左挡块53；通过第一舵盘41实现第二舵机50在水平面左右摆动，通过第二舵盘51实现左摆杆52在竖直面上的上下摆动，当左挡块53落到琴键11的对应位置时，琴键11响应，发出相应的声音。所述躯干30的另一侧设有第三舵机60，第三舵机60上设有在水平面转动的第三舵盘61，第三舵盘61上固定有第四舵机70，第四舵机70上设有在竖直面转动的第四舵盘71，第四舵盘71上连接有右摆杆72，右摆杆72的末端连接与琴键11配合的右挡块73，当右挡块73落在琴键11相应的位置时，琴键11响应，发出相应的声音。在上述方案中，第一舵机40、第二舵机50、第三舵机60以及第四舵机70均连接至所述控制器，通过控制器驱动各个舵机进行有序配合，从而演奏完整的音乐。左挡块53和右挡块73各自负责一部分区域，避免舵机进行大角度转动，从而使得整个音乐演奏机器人整体反应速度加快。
作为本一种优选方式，所述控制器包括用以接收和处理动作信号的单片机以及用以播放音频的计算机，单片机与计算机双向通讯连接，每个所述琴键11上设有用以接通或中断对应所述动作信号的信号开关，所述信号开关包括竖直设置在所述琴键11上的投光器12、与投光器12配合的受光器13以及用以遮挡投光器12与受光器13之间光线的所述左挡块53或所述右挡块73。此时，左挡块53和右挡块73通过左摆杆52和右摆杆72的摆动来实现光信号的遮挡或者导通。首先通过计算机传送一组组的数据给单片机，然后单片机根据数据来控制各个舵机，令各个舵机执行动作，驱动左摆杆或者右摆杆运转到一定的角度，到达了要求的位置时带动左挡块53或者右挡块73落下，这时投光器12和受光器13之间的信号中断，这些信号通过单片机进行二值化处理，从而形成单片机中数据中‘0’，‘1’状态的变化，变化后的数据再由单片机送回计算机，然后计算机再根据反馈回来的数据来改变音频，从而发出各种不同音调的声音。在该实施方式中，无需进行琴键11的敲击，只需要遮挡投光器12和受光器13之间的光线来形成变化的信号，并通过变化的信号通过单片机反馈至计算机，由计算机发出相应的音频。
作为本实用新型的另一种优选方式，所述控制器包括主控制单元模块、用以驱动各舵机运动的舵机控制模块、用以进行数据传输的数据通讯模块、用以存储控制文件的存储模块、用以进行乐曲选择的交互模块、用以显示控制文件存储内容的显示模块，舵机控制模块、数据通讯模块、存储模块、交互模块以及显示模块均与主控制单元模块相相连。将乐谱转换成包含驱动各舵机运动的复合控制指令序列的控制文件，通过数据通讯模块传送到控制器上，并储存在存储模块中；用户可以通过显示模块查看当前存储的乐曲，并通过交互模块选择曲目；再由主控单元模块把所选中曲目的控制文件中的复合控制指令信号经由舵机驱动模块逐条发送到相应舵机上，驱动各舵机协调运动，形成对相应琴键的击打，实现乐器的演奏。
本实用新型的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (3)
1.一种音乐演奏机器人，包括机器人本体和控制器，机器人本体包括底座、躯干以及舵机组件，其特征在于：所述底座包括第一扇形底座和对应设置在第一扇形底座上的第二扇形底座，第二扇形底座面积小于第一扇形底座，第一扇形底座的上端面分布有多个依第一扇形底座的径向设置的琴键，所述躯干设置在第二扇形底座上，所述躯干的一侧设有第一舵机，第一舵机上设有在水平面转动的第一舵盘，第一舵盘上固定有第二舵机，第二舵机上设有在竖直面转动的第二舵盘，第二舵盘连接有左摆杆，左摆杆的末端设有与琴键配合的左挡块；所述躯干的另一侧设有第三舵机，第三舵机上设有在水平面转动的第三舵盘，第三舵盘上固定有第四舵机，第四舵机上设有在竖直面转动的第四舵盘，第四舵盘上连接有右摆杆，右摆杆的末端连接与琴键配合的右挡块，第一舵机、第二舵机、第三舵机以及第四舵机均连接至所述控制器。
2.如权利要求1所述的音乐演奏机器人，其特征在于：所述控制器包括用以接收和处理动作信号的单片机以及用以播放音频的计算机，单片机与计算机双向通讯连接，每个所述琴键上设有用以接通或中断对应所述动作信号的信号开关，所述信号开关包括竖直设置在所述琴键上的投光器、与投光器配合的受光器以及用以遮挡投光器与受光器之间光线的所述左挡块或所述右挡块。
3.如权利要求1所述的音乐演奏机器人，其特征在于：所述控制器包括主控制单元模块、用以驱动各舵机运动的舵机控制模块、用以进行数据传输的数据通讯模块、用以存储控制文件的存储模块、用以进行乐曲选择的交互模块、用以显示控制文件存储内容的显示模块，舵机控制模块、数据通讯模块、存储模块、交互模块以及显示模块均与主控制单元模块相相连。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107953349A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-04-24 | 北京理工大学 | 智能终端触屏游戏机械手 |
| CN108032313A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-05-15 | 北京理工大学 | 基于仿生原理自动完成智能终端触屏游戏的机械手 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108032313A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-05-15 | 北京理工大学 | 基于仿生原理自动完成智能终端触屏游戏的机械手 |
| CN108032313B (zh) * | 2018-01-04 | 2019-05-03 | 北京理工大学 | 基于仿生原理自动完成智能终端触屏游戏的机械手 |
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