[发明专利]一种自动换笔装置及换笔方法

说明书

本发明涉及一种自动换笔装置及换笔方法，装置包括笔箱、夹取机构末端和笔套；笔套设有两个分别固定夹持在笔的两端；夹取机构末端用于通过笔套将笔放入笔箱或从笔箱中取出；夹取机构末端和笔箱的结构相同，均包括壳体、设置在壳体内的测距模块和限位模块；限位模块，用于对笔套进行限位；测距模块，用于测量笔套的位置；还包括控制模块，用于根据测得的笔套的位置判断笔是否到达限位点，以控制限位模块执行动作，对笔套进行限位实现对笔的固定，或者解除对笔套的限位实现对笔的释放。本发明利于测距模块和限位模块及控制模块实现反馈调节，实现对笔夹取与存放过程的自动化操作，提高了控制精度和操作效率。

技术领域

本发明涉及书法机器人技术领域，尤其是一种自动换笔装置及换笔方法。

背景技术

书法机器人是能够实现自主书写的设备，书写过程中需要进行换笔。目前针对书法机器人自动换笔的研究有公开号为CN112519460A名称为“自动换笔装置及其使用方法”的专利，其提供一种自动换笔装置，利用笔库盘进行各种笔具的存储，配合升降回转的换笔夹具，实现笔具的自动切换，解决现有换刀机器人换笔问题。公开号为CN112075704B名称为“一种用于皮革绘图的自动换笔装置”的专利，提供一种用于皮革绘图的自动换笔装置，通过在转动本体内设置绘图笔，与顶块相配合，实现绘图笔的自动更换，并且更换后的使用状态下的绘图笔位置保持不变，无需进行原点重新定位。

以上自动换笔装置不仅结构复杂，且换笔机构执行换笔命令无反馈调节，导致精度不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自动换笔装置及换笔方法，目的是利用反馈调节实现换笔操作的自动控制，从而提高自动操作的控制精度。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种自动换笔装置，包括笔箱、夹取机构末端和笔套；

所述笔套设有两个，分别固定夹持在笔的两端；

所述夹取机构末端，用于通过所述笔套将笔放入笔箱或从笔箱中取出；

所述夹取机构末端和笔箱的结构相同，均包括壳体、设置在所述壳体内的测距模块和限位模块；

所述限位模块，用于对笔套进行限位，限位模块包括用于与所述壳体固定连接的安装件和与所述安装件连接、用于执行动作的伸缩式定位件；笔套上设有用于与所述伸缩式定位件配合的定位槽，所述定位槽沿笔的轴向方向延伸；

所述测距模块，用于测量笔套的位置；

还包括控制模块，用于根据测得的笔套的位置判断笔是否到达限位点，以控制所述限位模块执行动作，对笔套进行限位实现对笔的固定，或者解除对笔套的限位实现对笔的释放。

进一步技术方案为：

所述限位模块包括两组用于执行动作的伸缩式定位件，两组伸缩式定位件对称设置，用于分别从两侧对笔套进行限位，对应地所述定位槽设有两个，对称设置在笔套的两侧面。

所述伸缩式定位件包括推拉电磁铁，其伸缩端通过连接弹簧与滑块连接；所述安装件包括连接块，其固定设置在壳体上，连接块上设有导槽，用于为所述连接弹簧及滑块提供导向；所述安装件还包括直角连接件，其固定设置在壳体上，用于推拉电磁铁的固定端连接。

所述笔套的中部设有用于夹持笔的容纳腔。

所述测距模块包括压敏传感器、安装所述压敏传感器的安装座、以及测力弹簧，所述测力弹簧一端与所述压敏传感器连接，另一端为自由端，自由端用于在笔轴向移动时与笔套的前端面接触。

所述壳体整体为封闭结构，其一端设有可拆卸的端盖，端盖上设有通孔，用于穿过所述笔套。

本发明一方面提供一种自动换笔方法，包括：

夹取机构末端将笔放入笔箱中：