基于Delta机器人的书法素描装置制造方法及图纸

基于Delta机器人的书法素描装置，包括安装于机架上的Delta机器人手臂，在Delta机器人手臂下方安装有绘图板，绘图板侧边固定有墨水盒；在Delta机器人下方的执行器上固定有画笔装置，画笔装置包括笔套、笔杆,笔杆末端与弹簧抵触，弹簧末端与压力传感器抵触。本发明专利技术在画笔的顶部安装力传感器，用来实时检测笔与纸面之间力的大小，并配合控制器对机械臂的运动进行调整，模仿人书写时的用力动作。从而能写出笔锋、画出光线明暗变化，使机器人书法素描作画更接近人类的书写。

Calligraphy Sketch Device Based on Delta Robot

Calligraphy sketching device based on Delta robot includes Delta robot arm mounted on the frame, drawing board is installed under Delta robot arm, ink box is fixed on the side of drawing board, brush device is fixed on the actuator under Delta robot, brush device includes pen sleeve, pen rod, end of pen rod is in conflict with spring, end of spring is in conflict with pressure sensor. The force sensor is installed on the top of the brush, which is used to detect the force between the pen and the paper surface in real time, and adjust the motion of the manipulator with the controller to imitate the force action of the human when writing. Thus, it can write the strokes, draw the light and shade changes, and make the robot calligraphy sketch drawing closer to human writing.

【技术实现步骤摘要】
基于Delta机器人的书法素描装置
本专利技术是涉及一种书法作画装置，特别涉及一种利用Delta机器人的书法素描装置。
技术介绍
进行书法、素描表演是当前机器人展会上一个比较吸引人眼球的表演，也有企业进行机器人书法绘画作品的销售。目前大多数是由串联机器人进行书写、素描表演，但是这些机器人的作品与真人的作品仍旧有较大差距，就如在书法写字中，机器人的作品没有真人作品的笔锋，素描缺少的光线明暗的掌控，导致作品中少了艺术的气息。而Delta机器人属于高速、轻载的并联机器人，具有体积小、运动速度快、定位精确等特点，十分适合进行书法书写和素描。Delta机器人主要包括三条机器人手臂，每条机器人手臂包括主动臂及与主动臂铰接的两条从动臂组成，主动臂由伺服电机驱动，三支从动臂最终铰接于执行器，由执行器对外界物件进行夹持，通过三只伺服电机对主动臂的驱动，使执行器在三维空间内移动。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，提供一种基于Delta机器人的书法素描装置，这种书法素描装置结构简单、设计合理，能精确、快速地实现书法素描功能。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：基于Delta机器人的书法素描装置，包括安装于机架上的Delta机器人手臂，在Delta机器人手臂下方安装有绘图板，绘图板侧边固定有墨水盒；在Delta机器人下方的执行器上固定有画笔装置，画笔装置包括固定在执行器下方的笔套，笔套设有中空滑道，滑道前端设有挡环，笔杆置于笔套内，笔杆上设有凸起与挡环配合，笔杆末端与弹簧抵触，弹簧末端与压力传感器抵触。上述的基于Delta机器人的书法素描装置，在执行器下方固定有摄像头。本专利技术在画笔的顶部安装力传感器，用来实时检测笔与纸面之间力的大小，并配合控制器对机械臂的运动进行调整，模仿人书写时的用力动作。从而能写出笔锋、画出光线明暗变化，使机器人书法素描作画更接近人类的书写。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术的画笔装置结构示意图。图3为本专利技术控制装置的结构示意图。图中标记为：11为Delta机器人的伺服驱动电机，12为Delta机器人的主动臂，13为Delta机器人的从动臂，14为Delta机器人下方的执行器，15摄像头，2画笔装置，21力传感器，22笔套，23笔套滑道前端的挡环，24笔头，25笔杆的凸起，26笔杆，27弹簧，3绘图板，4墨水盒。具体实施方式参照附图，基于Delta机器人的书法素描装置，包括安装于机架上的Delta机器人手臂，在Delta机器人手臂下方安装有绘图板3，绘图板侧边固定有墨水盒4；在Delta机器人下方的执行器14上固定有画笔装置2，画笔装置包括固定在执行器下方的笔套22，笔套设有中空滑道，滑道前端设有挡环23，笔杆26置于笔套内，笔杆上设有凸起25与挡环配合，笔杆末端与弹簧27抵触，弹簧末端与压力传感器21抵触。同时在执行器下方固定有摄像头15。Delta机器人是一个三轴机器人，每根轴都由一根主动臂12和两根从动臂13组成，主动臂和从动臂之间通过球铰进行连接，6根从动臂用球铰与执行器进行连接。每根主动臂又都由一台伺服电机11进行控制，伺服电机由伺服驱动器进行控制，采用STM32单片机作为下位机，向伺服驱动器发送脉冲信号和方向信号。画笔装置固定于执行器下方，笔杆能在笔套的中空滑道中上下移动，滑道前端的挡环与笔杆上的凸起配合，起到阻挡笔杆脱落的目的。笔杆末端通过弹簧将笔头与纸面的作用力传递给力传感器，加上摄像头对画像的实时监控，再配合控制器驱动Delta机器人的三轴机器臂移动，达到拟人的书写。使得书画能呈现人类书写作画时的轻重、缓急、笔锋调转、明暗变化。本专利技术笔杆可以更换成不同笔尖材料的画笔，比如毛笔、铅笔、油画笔等，以满足不同书写和绘画的要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于Delta机器人的书法素描装置，包括安装于机架上的Delta机器人手臂，其特征在于在Delta机器人手臂下方安装有绘图板，绘图板侧边固定有墨水盒；在Delta机器人下方的执行器上固定有画笔装置，画笔装置包括固定在执行器下方的笔套，笔套设有中空滑道，滑道前端设有挡环，笔杆置于笔套内，笔杆上设有凸起与挡环配合，笔杆末端与弹簧抵触，弹簧末端与压力传感器抵触。

【技术特征摘要】
1.基于Delta机器人的书法素描装置，包括安装于机架上的Delta机器人手臂，其特征在于在Delta机器人手臂下方安装有绘图板，绘图板侧边固定有墨水盒；在Delta机器人下方的执行器上固定有画笔装置，画笔装置包括固定在执行器下...

【专利技术属性】
技术研发人员：许杨剑，韩威，潘常良，马天杰，单庆鹏，赵帅，王效贵，梁利华，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33