[发明专利]一种绘画机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种绘画机器人，其特征在于：包括绘画机器人本体，所述绘画机器人本体内设有安装架，所述安装架上分别设有第一步进电机和第二步进电机，所述第一步进电机和第二步进电机在安装架上对称分布，所述第一步进电机的输出轴上设有第一连杆，所述第二步进电机的输出轴上设有第二连杆，所述第一连杆上设有第一手臂，所述第二连杆上设有第二手臂，所述第一手臂和第二手臂之间设有装夹组件，装夹组件内设有绘画笔；所述绘画机器人本体内部设有电源，所述绘画机器人本体靠近所述装夹组件一侧设有显示屏和摄像头组件，所述绘画机器人本体远离所述装夹组件一侧设有喇叭，所述绘画机器人本体顶部设有电源开关；所述安装架上设有PCB板，所述PCB板上设有第一MCU、第二MCU和Micro SD卡，所述第一MCU、第二MCU和Micro SD卡之间电连接，所述第二MCU与第一步进电机、第二步进电机、显示屏、摄像头组件和喇叭电连接。

2.根据权利要求1所述的一种绘画机器人，其特征在于：所述安装架靠近所述装夹组件一侧的底部与绘画机器人本体通过转动件转动连接，所述安装架靠近另一端设有抬升组件。

3.根据权利要求2所述的一种绘画机器人，其特征在于：所述抬升组件为舵机，所述舵机与所述第二MCU电连接，所述舵机的输出轴上设有转动块，所述绘画机器人本体与所述转动块相对应位置设有支撑块。

4.根据权利要求2所述的一种绘画机器人，其特征在于：所述转动件为轴承。

5.根据权利要求1所述的一种绘画机器人，其特征在于：所述Micro SD卡与所述第一MCU通过SDIO通讯，所述第一MCU与所述第二MCU通过串口通讯。

6.一种用于权利要求1所述绘画机器人的控制方法，其特征在于：该控制方法包括以下步骤：

(1)上位机制作绘画文件，选取SVG图片，将SVG图片文件分成绘图线条，然后将绘图线条分解成多个绘图元素，得到绘画文件；

(2)上位机通过绘画文件生成参数文件，绘图元素以像素点坐标的方式在XY坐标轴上示出，提取绘图元素的每个像素点坐标，XY坐标轴中绘图元素的每个像素点坐标都可以对应为第一手臂和第二手臂的一个旋转角度，依据三角函数将XY坐标轴中绘图元素的每个像素点坐标转化为第一手臂和第二手臂的旋转角度，根据XY坐标轴中绘图元素的每个像素点坐标计算出第一步进电机和第二步进电机的正转、反转步距数，将每个绘图元素上所有像素点坐标对应的第一步进电机和第二步进电机的正转、反转步距数存储到上位机中，得到参数文件；

(3)上位机制作绘画顺序配置文件，根据绘图线条的先后绘制顺序制作绘画顺序配置文件，绘画顺序配置文件的每一行包括绘图元素的像素点坐标对应的第一步进电机、第二步进电机的正转、反转步距数的参数文件和对应的教学语音文件，绘画顺序配置文件存储到上位机中，将参数文件和对应的教学语音文件放置在同一个文件夹中，最后将含有参数文件和绘画顺序配置文件的文件夹拷贝至绘画机器人本体中Micro SD卡中；

(4)绘画机器人校准，绘画机器人本体中的第二MCU控制舵机工作，舵机带动转动块向上转动，转动块向上转动使得安装架向下运动，安装架通过轴承绕着绘画机器人本体向下转动与水平面形成倾斜夹角，使得绘画笔离开工作水平面，然后第二MCU控制第一步进电机和第二步进电机带动第一连杆和第二连杆运动，第一连杆和第二连杆带动第一手臂和第二手臂运动，使得绘画笔运动到初始位置；

(5)扫描信息，拿取一张带有图形的二维码卡片，通过摄像头组件扫描对应的二维码信息；

(6)读取绘画顺序配置文件，根据二维码信息，第一MCU从Micro SD卡中获取绘画图片的绘画顺序配置文件存储目录，然后打开绘画顺序配置文件，顺序读取每一行，并执行每一行；

(7)执行绘画步骤，第一MCU读取每行的第一步进电机和第二步进电机的正转、反转步距数，将存储的多个像素点坐标对应的第一步进电机和第二步进电机的正转、反转步距数发送至第二MCU，第二MCU分别控制第一步进电机和第二步进电机运转到对应图像位置，第一步进电机和第二步进电机带动绘画笔在绘画纸上绘出图形的线条；第一MCU读取每行对应的教学语音文件发送至第二MCU，第二MCU控制喇叭同步播放教学语音，同时控制显示器显示表意的表情信息；

(8)循环执行绘画步骤，当前一行的第一步进电机、第二步进电机参数文件和教学语音文件执行完成后，第一MCU读取下一行，继续执行步骤(7)中的绘画步骤，直至整个绘画完成。