[实用新型]排鼓演奏机器人

权利要求书

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。