机器人自动签名方法技术

本发明专利技术提供一种机器人自动签名方法，包括签名机构和控制部分，其中，签名机构包括机架、平移机构和笔座，平移机构由安装在机架四个角上的第一定轮、第二定轮、第三定轮、第四定轮与工字型笔桥上的四个动轮通过同步带连接而成，笔座固定在同步带上，第一定轮由第一电机驱动，第三定轮与第一编码器联接，第二定轮由第二电机驱动，第四定轮与第二编码器联接；控制部分用于输出指令给第一电机和第二电机，并获取第一编码器、第二编码器的信号反馈。使用时，平移机构带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移形成笔迹，笔座在Z方向上位移控制笔画宽度，实现自动化的签名。

【技术实现步骤摘要】
机器人自动签名方法
本专利技术涉及一种使用书写工具批量生成笔迹的机器人，具体涉及机器人自动签名方法。
技术介绍
对于常见的签名工作，现有签名机采用两条机械臂来前、后、左、右、上、下移动笔尖，完全模拟日常手写动作，存在结构复杂，体积笨重、控制繁琐程序以及成本高等问题，难于推广普及，急需设计一种低成本、高弹性和控制简易的机器人自动签名方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术中的不足，设计一种全新的签名机器人。为解决上述技术问题而提出的技术方案是，机器人自动签名方法，包括签名机构和控制部分，其中，签名机构包括机架、平移机构和笔座，所述平移机构由安装在机架四个角上的第一定轮、第二定轮、第三定轮、第四定轮与工字型笔桥上的四个动轮通过同步带连接而成，所述笔座固定在同步带上，所述第一定轮由第一电机驱动，所述第三定轮与第一编码器联接，所述第二定轮由第二电机驱动，所述第四定轮与第二编码器联接；所述控制部分用于输出指令给第一电机和第二电机，并获取第一编码器、第二编码器的信号反馈使用时，所述平移机构带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移形成笔迹，所述笔座在Z方向上位移控制笔画宽度。具体地，笔座内安装有抬笔机构，抬笔机构包括齿轮和齿条，所述齿轮与步进电机联接，所述齿条设于Z方向上。具体地，所述机架的外部罩设透明壳体，所述透明壳体的顶部设有图形用户界面。具体地，第一定轮和第三定轮位于第一直线上，第二定轮与第四定轮位于第二直线上，所述第一直线与第二直线之间具有4~8°的夹角。具体地，所述第一电机选用伺服电机或步进电机。具体地，所述第二电机选用伺服电机或步进电机。具体地，所述笔桥呈工字型，工字型的中部具有导轨，笔座底部安装有滑轮，所述滑轮与导轨滑动配合。使用时，向两个定轮分别输入不同的扭矩，带动同步带及笔桥形成预设的轨迹，同时抬笔机构按照预设的压感控制书写压力。第一电机和第二电机输出变化转矩，输出实现等效于XY轴的插补运算，形成签名轨迹；同时抬笔机构对笔座的书写平面之间的压力进行控制。有益效果：本专利技术使用同步带驱动的平移机构和抬笔机构进行书写，仅需三个输入自由度就可以模仿人执笔时复杂的书写动作，简化了控制程序，降低了硬件的成本，具备显著的进步。由于机架机构简单，对运动的钢笔的遮挡可忽略不计，配合透明壳体，方便实时示教自动签名笔迹的生成过程。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图；图中：第一定轮1，第二定轮2，第三定轮3，第四定轮4，工字型笔桥5，笔座6，滑轮7。具体实施方式实施例：本实施例的签名机器人如图1所示，是由安装在机架（图中省略）四个角上的第一定轮1、第二定轮2、第三定轮3、第四定轮4，与工字型笔桥5上的四个动轮通过同步带连接而成，笔座6固定在同步带上，且底部与工字型笔桥5的导轨之间具有滑轮7。H形同步带作为笔座平移的动力来源，笔桥作为笔座在平面直角坐标系Y轴方向的导轨，同时笔桥与机架之间安装有X轴方向的平直导轨，导引整个笔桥在X轴方向平移。使用时，平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，抬笔机构用于带动笔座在Z方向上位移。平移机构包括四个动轮、四个定轮和一条封闭的同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架的四个角上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上；对第一定轮和第二定轮输入不同的扭矩，即可带动同步带上的笔座在XY平面坐标系内进行任意轨迹的移动。笔座内具有抬笔机构，包括齿轮和齿条，齿轮与步进电机联接，齿条设置在Z方向，用于控制笔相对于纸张的距离，在不需要书写的路径下完全抬起，在需要控制笔迹粗细的位置施加不同的压感。为了在书写时达到更好的可视化效果，在机架外部罩设透明罩体，在机架底部设置自动进纸机构，也可以将需签名文件制成卷式，依靠滚轮的进给移动纸张到需要签名位置，签名后再进行裁切。定轮包括第一定轮、第二定轮、第三定轮和第四定轮，其中第一定轮和第三定轮位于第一直线上，第二定轮与第四定轮位于第二直线上，所述笔桥连接于第一直线和第二直线之间，其中第一定轮由第一电机驱动，所述第三定轮与第一编码器联接，所述第二定轮由第二电机驱动，所述第四定轮与第二编码器联接。第一直线与第二直线之间具有4~8°的夹角。机架是由四条边首尾相接形成的框，定轮布置在框的四个顶角的上方，四个顶角的下方安装有支撑脚，向两个定轮分别输入同向的扭矩时，笔桥左右两侧的同步带长度不变，令笔座在笔桥上纵向移动。当向两个定轮输入反向的扭矩时，同步带总长不变，但笔桥右侧的同步带缩短，左侧增长，令整个笔桥向左移动。当同时输入不同大小和方向的扭矩时，带动同步带及笔桥形成预设的轨迹，同时抬笔机构按照预设的压感控制书写压力另外两个定轮的编码器采集转动角速度，对两个定轮输入扭矩进行反馈控制。该系统还可以用与录入签名书写轨迹，进而完全复制出录入的动作。方法是人手执笔的上部书写，带动笔座及同步带运动，运动过程中由第一、第二编码器采集XY位移数据，抬笔机构的步进电机采集Z向数据，直接保存以上数据。书写时直接将上述数据输入平移机构和抬笔机构，自动执行所录入的签名动作。以上实施例中未提及的部分可由现有技术实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人自动签名方法，包括签名机构和控制部分，其特征在于：所述签名机构包括机架、平移机构和笔座，所述平移机构由安装在机架四个角上的第一定轮、第二定轮、第三定轮、第四定轮与工字型笔桥上的四个动轮通过同步带连接而成，所述笔座固定在同步带上，所述第一定轮由第一电机驱动，所述第三定轮与第一编码器联接，所述第二定轮由第二电机驱动，所述第四定轮与第二编码器联接；所述控制部分用于输出指令给第一电机和第二电机，并获取第一编码器、第二编码器的信号反馈使用时，所述平移机构带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移形成笔迹，所述笔座在Z方向上位移控制笔画宽度。

【技术特征摘要】
1.一种机器人自动签名方法，包括签名机构和控制部分，其特征在于：所述签名机构包括机架、平移机构和笔座，所述平移机构由安装在机架四个角上的第一定轮、第二定轮、第三定轮、第四定轮与工字型笔桥上的四个动轮通过同步带连接而成，所述笔座固定在同步带上，所述第一定轮由第一电机驱动，所述第三定轮与第一编码器联接，所述第二定轮由第二电机驱动，所述第四定轮与第二编码器联接；所述控制部分用于输出指令给第一电机和第二电机，并获取第一编码器、第二编码器的信号反馈使用时，所述平移机构带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移形成笔迹，所述笔座在Z方向上位移控制笔画宽度。2.根据权利要求1所述的机器人自动签名方法，其特征在于：笔座内安装有抬笔机构，抬笔机构包括齿轮和齿条，所述齿轮与步...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛超，
申请(专利权)人：南京机器人研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32