[实用新型]用于肖像机器人的机械臂运动系统

说明书

本实用新型涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种用于肖像机器人的机械臂运动系统。包括基座，基座上设有控制器、旋转臂、升降臂、伸缩臂以及笔架，旋转臂竖直的设置在基座上，用于带动升降臂以及伸缩臂旋转，升降臂用于带动伸缩臂升降，伸缩臂用来带动笔架水平滑动，控制器用于控制旋转臂的旋转角度、升降臂的升降高度以及伸缩臂的伸缩长度，笔架包括外筒，外筒内部设有隔板和连接杆，隔板与外筒内壁滑动连接，隔板可以带动连接杆一起沿外筒内壁上下滑动。本实用新型提供的用于肖像机器人的机械臂运动系统，能够在不工作时将绘图笔收起来，防止绘图笔损坏。

技术领域

本实用新型涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种用于肖像机器人的机械臂运动系统。

背景技术

对于广大机器人爱好者来说，使用机器人夹持绘图笔在纸张上进行人脸的肖像漫画的绘制是一件非常有趣的工作。肖像漫画绘制机器人以标准的6DOF工业机器人为主体，计算机将摄像头拍摄到的观众的肖像进行处理后，通过矢量化算法和漫画处理算法将图像轨迹转化为机器人的运动指令，控制机器人把肖像特征用“笔”在图板上生动地描绘出来，并签名留念。发明这一机器人的目的是向公众特别是青少年展示人工智能、机器视觉和运动控制技术，在生动活泼的气氛中达到寓教于乐的效果。

肖像机器人的机械臂的运动控制是肖像机器人的一个核心技术，传统的肖像机器人，其机械手通常分为三个部分，分别为升降轴、旋转轴和伸缩轴，控制过程使用的是极坐标系，旋转轴用来控制升降轴和伸缩轴的旋转角度，主要用来控制绘图笔的极角，升降轴用来控制伸缩轴的高度，用来控制绘图笔落笔和抬笔，伸缩轴用来控制绘图笔所在位置的极径，通过控制这三个部分实现对绘图笔的定位，从而实现绘图功能。

现有的肖像机器人的机械臂的伸缩轴与绘图笔之间通常是通过可拆卸连接件进行固定连接的，绘图笔与伸缩轴之间不存在缓冲空间，如果纸面存在异物或凸起，绘图笔绘制到凸起位置时，会被卡住，造成绘图笔或纸张损坏，且现有的绘图笔在不使用时仍然裸露在外，容易在移动机器的过程中损坏或画到其他物品上。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种用于肖像机器人的机械臂运动系统，能够在不工作时将绘图笔收起来，防止绘图笔损坏。

为了解决上述技术问题，本专利提供如下基础技术方案：

用于肖像机器人的机械臂运动系统，包括基座，基座上设有控制器、旋转臂、升降臂、伸缩臂以及笔架，旋转臂竖直的设置在基座上，用于带动升降臂以及伸缩臂旋转，升降臂用于带动伸缩臂升降，伸缩臂用来带动笔架水平滑动，控制器用于控制旋转臂的旋转角度、升降臂的升降高度以及伸缩臂的伸缩长度；

所述笔架包括外筒，外筒内部设有隔板和连接杆，隔板与外筒内壁滑动连接，隔板可以带动连接杆一起沿外筒内壁上下滑动，内筒顶部设有电磁铁，隔板上设有与电磁铁位置对应的永久磁铁，永久磁铁与电磁铁相邻的一端极性相反，连接杆与隔板之间设有压力传感器，外筒底部设有供连接杆穿过的通孔，隔板与外筒底面之间设有弹簧，连接杆用于安装绘图笔，所述电磁铁以及压力传感器均与控制器信号连接，控制器还用于根据压力传感器的数据控制电磁铁的电流大小。

本实用新型中，旋转臂可以带动升降臂以及伸缩臂转动，升降臂可以带动伸缩臂上下升降，伸缩臂用来带动绘图笔移动；机械臂未工作时，在弹簧的作用下隔板以及连接杆被向上推动，从而使连接杆和绘图笔均在外筒的内部，防止损坏绘图笔，防止绘图笔画到其他物体上；机械臂工作时，控制器控制电磁铁开启，产生与永久磁铁相反的磁性，推动隔板向下滑动，弹簧压缩，控制器可以通过压力传感器检测绘图笔对纸面的压力，通过对电磁铁的电流大小进行调控，控制绘图笔对纸面的压力，防止绘图笔损坏纸面，隔板与外筒顶部之间留有空隙，当纸面存在异物或凸起时，能够起到一个缓冲的作用，防止损坏绘图笔。