[实用新型]一种扬琴机器人腕部智能敲击装置

说明书

本实用新型提供一种扬琴机器人腕部智能敲击装置，包括驱动单元和敲击单元，驱动单元包括外壳和转动装置，转动装置包括编码器和直流力矩电机，编码器和直流力矩电机均封装于外壳中，编码器套设在直流力矩电机的输出轴上；敲击单元包括琴竹固定板和琴竹，琴竹固定板与直流力矩电机的输出轴垂直连接，另一端设有缩口开口，琴竹插入连接在缩口开口中，编码器用于监测和反馈直流力矩电机的位置信息，直流力矩电机用于驱动琴竹固定板转动，从而琴竹固定板带动琴竹转动敲击扬琴琴弦。本实用新型结构简单安装简易、速度改变范围广、力度控制范围广，通过调节直流力矩电机的力矩便可调节琴竹敲击力度，区分轻重音节，拟人化的演奏多种不同风格的曲子。

技术领域

本实用新型涉及智能机械产品技术领域，尤其涉及一种扬琴机器人腕部智能敲击装置。

背景技术

音乐机器人是音乐和科学技术交叉领域的应用科学，在国内外已经具有一定的影响力，其中扬琴机器人属于民族表演类特种机器人。国内的扬琴机器人结构复杂，各个部件之间传动要求非常高，腕部结构是扬琴机器人机械臂的末端执行机构，也是整个机器人机械臂的设计的第一环，对腕部结构控制的好坏会直接影响到扬琴机器人的演奏效果。

目前，扬琴机器人的腕部敲击装置采用的控制方式有气缸控制和数字舵机控制，其中气缸控制涉及的元件比较多，整个结构不够紧凑，且气缸控制还涉及到气泵，而气泵在扬琴机器人演奏时会产生噪音，影响演出质量；数字舵机一方面转动速度慢，达不到演奏不同风格的曲子，另一方面数字舵机内部有金属舵盘，在运转的过程中会有一定的噪声，会影响到敲击杨琴发出的声音。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种扬琴机器人腕部智能敲击装置。

本实用新型的实施例提供一种扬琴机器人腕部智能敲击装置，包括驱动单元和敲击单元，所述驱动单元包括外壳和转动装置，所述转动装置包括编码器和直流力矩电机，所述编码器和所述直流力矩电机均封装于所述外壳中，所述编码器套设在所述直流力矩电机的输出轴上；所述敲击单元包括琴竹固定板和琴竹，所述琴竹固定板与所述直流力矩电机的输出轴垂直连接，另一端设有缩口开口，所述琴竹插入连接在所述缩口开口中，所述编码器用于监测和反馈所述直流力矩电机输出轴的位置信息，所述直流力矩电机用于驱动所述琴竹固定板转动，从而所述琴竹固定板带动所述琴竹转动敲击扬琴琴弦。

进一步地，所述敲击单元包括琴竹挡圈、挡销定位板和挡销立柱，所述琴竹挡圈位于所述琴竹固定板下方，所述琴竹挡圈一端为半圆弧形并固定安装在所述外壳外侧，所述琴竹挡圈另一端设有两条平行的滑槽，所述挡销定位板固定在所述滑槽上，所述挡销立柱安装在所述挡销定位板上方。

进一步地，所述编码器和所述直流力矩电机之间设有交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承套设在所述直流力矩电机的输出轴上。

进一步地，所述编码器为电容式绝对值型编码器。

进一步地，所述琴竹固定板、所述琴竹挡圈和所述琴竹均为塑料制件。

进一步地，所述挡销立柱上端套有柔性海绵套。

进一步地，所述直流力矩电机的输出轴与所述外壳的连接处套设有深沟球轴承。

本实用新型是基于实际运用效果的要求，对于现有扬琴机器人敲击装置的优化与改进，与现有技术相比，其优点主要有以下几点：

1.本实用新型采用直流力矩电机对敲击装置进行控制，其结构简单安装简易、速度改变范围广、力度控制范围广、调试仿真方便，通过调节电机的力矩便可调节琴竹敲击力度，区分轻重音节，从而演奏多种不同风格的曲子。

2.本实用新型可与扬琴机器人的其他运动系统共用控制器，结构简单、响应快速，精确性和准确性非常高，可消除不需要的机械振动产生的影响，而且可通过控制器改变直流力矩电机的力矩及加速度，对琴竹的敲击力度进行无级调节。