关节型书法机器人的设计与制作-胡学桐(共8页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上类人型书法机器人的设计与制作胡学桐内容提要:书法是中华民族传统文化瑰宝之一,几千年来中国书法艺术的传播、继承与发展主要是通过对前人的笔迹(通常为碑帖)进行学习和模仿来实现。不同的人不同的环境面对相同的临摹对象,临摹出的效果往往也不一样。在数字化和机械化飞速发展的今天完全可以通过机器人来实现书法写作的过程。将中国古老的书法与能够集中体现现代化高新技术的机器人完美结合起来。利用机器人控制毛笔的空间运动,从而实现机器人写毛笔书法。关键字:关节型机器人、毛笔书法、润笔正文:2010中国机器人大赛舞蹈机器人比赛由我们自主设制作的书法机器人获得了该项比赛的冠军。并受到中央电视台的
2、现场直播。该机器人实现了通过单片机控制舵机完全独立自主的完成书法写作的一系列过程,包含了书写、润笔、走纸等。再加上其所书写的颇具古风的“和谐之家”四个字与农家院背景相融合展现出了和谐这个社会主题元素一、 类人型书法机器人的系统构成一张单片机的关系图 类人型书法机器人系统的硬件结构由机械臂、身体、控制芯片、写作平台、电源、毛笔、宣纸及墨汁组成。1机械臂机械是由6个舵机与配套的非标准件构成,舵机的型号为SR-403P, 舵机主要靠脉冲定位,舵机每收到一个脉冲,就会旋转一定的角度。由单片机判断旋转方向,发出信号给舵机,驱动舵机开始转动,通过减速齿轮将动力传至臂摆,同时由位置检测器送回信号,判断是否已
3、经达到指定位置。通过单片机输出一定频率的脉冲,来控制舵机的旋转速率。该类型舵机具有扭力大,转速高,负载大,位置精度高,转速均衡等特点,适合机器人的驱动。非标准件由舵机套、十字衔接器和卡口组成,材料为铝材,质量轻,机械轻度高。其制作过程,完全由学员自己动手完成,且各部位都经过静力学分析,保证了机器人的优化设计。非标准件与舵机连接的紧密程度,直接影响到机器人结构的稳定性,对机器人能否完成既定动作起着关键作用。作为类人型书法机器人的主要功能部件机械臂能够完全独立自主的完成毛笔字的书写和润笔。它的运动结构是模仿人书写毛笔是手臂所用到的自由度,控制肩部、肘部和腕部的俯仰左右,还有控制手指转笔的功能(主要
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