[实用新型]一种五自由度模块化扬琴演奏机械臂

说明书

本实用新型提供一种五自由度模块化扬琴演奏机械臂，包括依次连接的五关节模块，五关节模块分别为肩部模块、大臂模块、大臂旋转模块、肘部模块和小臂模块，每一关节模块均包括套筒和电机，电机设置于套筒内部，相邻两关节模块通过谐波减速器连接，谐波减速器设置于一关节模块的套筒一端，该关节模块的电机输出轴连接谐波减速器，且谐波减速器连接另一相邻关节模块的套筒，任意相邻两关节模块的电机的输出轴轴线垂直，小臂模块连接腕部模块，腕部模块用于连接敲击装置。本实用新型的有益效果：实现五个自由度调节，活动范围大，全面覆盖杨琴敲击点，解除了演奏曲目的限制，演奏更接近真人演奏，提高了发声质量，降低噪音。

技术领域

本实用新型涉及音乐机器人技术领域，尤其涉及一种五自由度模块化扬琴演奏机械臂。

背景技术

由于国外对中国传统乐器有关的音乐机器人的研究很少涉及。而国内对音乐机器人相关领域的研究尚处于技术起步阶段，机器人演奏效果不佳，整体智能化程度较低，存在着很多问题。目前现有的扬琴演奏机械臂多为三自由度，由于机械结构的限制，导致机械臂不能全面覆盖杨琴敲击点，因而演奏曲目受到了限制；对扬琴的演奏效果产生影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种五自由度模块化扬琴演奏机械臂。

本实用新型的实施例提供一种五自由度模块化扬琴演奏机械臂，包括依次连接的五关节模块，五所述关节模块分别为肩部模块、大臂模块、大臂旋转模块、肘部模块和小臂模块，每一所述关节模块均包括套筒和电机，所述电机设置于所述套筒内部，相邻两所述关节模块通过谐波减速器连接，所述谐波减速器设置于一所述关节模块的套筒一端，该关节模块的电机输出轴连接所述谐波减速器，且所述谐波减速器连接另一相邻关节模块的套筒，任意相邻两所述关节模块的所述电机的输出轴轴线垂直，所述小臂模块连接腕部模块，所述腕部模块用于连接敲击装置。

进一步地，所述肩部模块包括肩部套筒，以及设置于所述肩部套筒内的肩部谐波减速器、肩部电机、肩部编码器和肩部制动器，所述肩部套筒为直线形套筒，所述肩部谐波减速器设置于所述肩部套筒的一端，所述肩部谐波减速器连接所述肩部电机的输出轴，所述肩部编码器和所述肩部制动器套设于所述肩部电机的输出轴上；

所述大臂模块包括大臂套筒，以及设置于所述大臂套筒内的大臂谐波减速器、大臂电机、大臂编码器和大臂制动器，所述大臂套筒为倒置的T形套筒，所述大臂套筒上端连接所述肩部谐波减速器，所述大臂谐波减速器设置于所述大臂套筒的横向一端，所述大臂谐波减速器连接所述大臂电机的输出轴，所述大臂编码器和所述大臂制动器套设于所述大臂电机的输出轴上；

所述大臂旋转模块与所述肩部模块结构相同，包括大臂旋转套筒，以及设置于所述肩部套筒内的大臂旋转谐波减速器、大臂旋转电机、大臂旋转编码器和大臂旋转制动器，所述大臂旋转套筒远离所述大臂旋转谐波减速器的一端连接所述大臂谐波减速器；

所述肘部模块与所述大臂模块结构相同，包括肘部套筒，以及设置于所述肘部套筒内的肘部谐波减速器、肘部电机、肘部编码器和肘部制动器，所述肘部套筒远离所述肘部谐波减速器的一端连接所述大臂旋转谐波减速器；

所述小臂模块包括小臂套筒，以及设置于所述肩部套筒内的小臂电机和小臂编码器，所述小臂套筒一端连接所述肘部谐波减速器，所述小臂编码器套设于所述小臂电机的输出轴上；

所述腕部模块包括腕部套筒，以及设置于所述腕部套筒内的腕部电机和腕部编码器，所述腕部套筒连接所述小臂套筒，所述腕部编码器套设于所述腕部电机的输出轴上，所述腕部电机的输出轴伸出所述腕部套筒连接所述敲击装置。

进一步地，所述电机为力矩电机，包括力矩电机定子、力矩电机转子和所述电机输出轴，所述力矩电机定子固定于所述套筒内壁，所述力矩电机转子套设于所述输出轴中部，所述力矩电机转子设置于所述力矩电机定子的内部，所述输出轴一端连接所述谐波减速器。