一种架子鼓机器人用机械手臂制造技术

本实用新型专利技术属于音乐机器人技术领域，具体涉及一种架子鼓机器人用机械手臂。本实用新型专利技术包括沿臂长方向依序铰接设置的手臂底座、大臂板、小臂板及快击板，快击板上铰接有打击部；以大臂板与小臂板配合形成的铰接点为第一铰接点，第一铰接点上还同轴铰接在第一连杆的底端，第一连杆的顶端通过第二铰接点铰接第二连杆的尾端；第二连杆的首端铰接在快击板上；本机械手臂还包括用于驱动打击部产生绕快击板的铰接动作的第一动力源、驱动小臂板产生绕第一铰接点的铰接动作的第二动力源以及第三动力源。本实用新型专利技术能精准而高效的满足架子鼓的演奏需求，并同步具备体积小巧、结构紧凑、使用寿命高且维护制作成本低的优点。寿命高且维护制作成本低的优点。寿命高且维护制作成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种架子鼓机器人用机械手臂


[0001]本技术属于音乐机器人
，具体涉及一种架子鼓机器人用机械手臂。

技术介绍

[0002]现有的乐器必须借助于具备音乐基础的一些专业人士进行演奏才能发出悦耳的声音，而很多人都不具备演奏能力。机器人学相关领域的技术进步与创新成果的集合，为音乐机器人的研究与开发带来了突破性进展，同时也产生了更多的相关难题。架子鼓即爵士鼓，是爵士乐队中十分重要的一种打击乐器，它通常由通鼓、军鼓、节奏镲及吊镲和带踏板的底鼓及脚镲等部分组成，也是音乐机器人的主攻方向之一。在进行架子鼓机器人的研发设计时，人们发现，由于架子鼓包含的多个需击打的鼓镲，并同时需腿部协作配合，因此导致很难进行相关设计以满足上述协同动作需求。尤其是对于实现击打动作的手部，由于哪怕是单一的一个鼓，其都有击打的轻、中、重的要求，从而根据现场状况而发出不同音高，随之奏出丰满的音响效果，显然现有的仅能单一依靠动力源实现单向击打动作的机械手无法满足其需求，因此存在问题亟待解决。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种架子鼓机器人用机械手臂，其能精准而高效的满足架子鼓的演奏需求，并同步具备体积小巧、结构紧凑、使用寿命高且维护制作成本低的优点。
[0004]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0005]一种架子鼓机器人用机械手臂，其特征在于：包括沿臂长方向依序铰接设置的手臂底座、大臂板、小臂板及快击板，快击板上铰接有打击部；以大臂板与小臂板配合形成的铰接点为第一铰接点，第一铰接点上还同轴铰接在第一连杆的底端，第一连杆的顶端通过第二铰接点铰接第二连杆的尾端；第二连杆的首端铰接在快击板上；上述各铰接轴线彼此平行，且所述第二铰接点位于大臂板和小臂板绕第一铰接点弯折所形成的内角区域内；本机械手臂还包括用于驱动打击部产生绕快击板的铰接动作的第一动力源、驱动小臂板产生绕第一铰接点的铰接动作的第二动力源以及用于驱动第一连杆产生绕第一铰接点的铰接动作的第三动力源。
[0006]优选的，所述快击板与第二连杆之间形成的铰接点位于快击板与小臂板之间及快击板与打击部之间所形成的两处铰接点之间处。
[0007]优选的，各动力源均为气缸；第一动力源的两端分别铰接在快击板上以及打击部中段处，打击部的尾端铰接所述快击板；第二动力源的两端分别铰接在所述第二铰接点以及小臂板中段板身处；本机械手臂还包括通过首端同轴的铰接在第二铰接点上的第三连杆，第三动力源的两端分别铰接第三连杆的尾端以及手臂底座；第一动力源、第二动力源及第三动力源的各铰接部位轴线均平行第一铰接点的铰接轴线。
[0008]优选的，所述大臂板的中段板身处贯穿设置导向孔，导向孔为腰形孔且孔型长度
方向平行大臂板板长方向；第三动力源的活塞杆端在铰接第三连杆尾端的同时，第三连杆尾端还通过滑块导轨配合在导向孔内。
[0009]优选的，所述打击部包括打击底座以及插接式的固定在打击底座上的用于实现击打功能的打击棒；打击底座上沿打击棒轴线方向布置两组彼此轴线平行的铰接孔，且铰接孔轴线垂直打击棒轴线方向，以便相应的铰接第一动力源和快击板。
[0010]优选的，所述打击底座上布置安装孔；打击棒同轴的穿设在安装孔内，且打击棒通过贯穿打击底座的径向定位销或径向定位螺钉固定在打击底座上。
[0011]优选的，所述手臂底座上布置用于铰接外部构件的铅垂铰接座。
[0012]本技术的有益效果在于：
[0013]1)、鉴于目前的架子鼓机器人设计所产生的问题，本技术提供了一种针对打击臂结构的设计方案：一方面，通过依序铰接设置的手臂底座、大臂板、小臂板、快击板及打击部来拟真人体手臂的肩部、大臂、小臂、手掌及可供握持击打的打击部。另一方面，依靠第一动力源来实现打击部的正常连续轻击；依靠第一连接杆和第二连接杆，配合快击板及小臂板形成四连杆结构，从而可在第二动力源驱动下产生击打动作；依靠第三动力源来限定第二连接杆相对第一铰接点的铰接幅度，可以有效控制小臂板及快击板的击打幅度。至此，当第儿动力源动作保持，第一动力源快速连续动作时，可实现小幅度的快节奏连击打鼓；当第二动力源和第一动力源一起动作时，可实现中幅度的正常力度单击打鼓；当第一动力源、第二动力源和第三动力源同时动作时，可实现大幅度的重击打鼓，最终能精准而高效的满足架子鼓的演奏需求，并同步具备体积小巧、结构紧凑、使用寿命高且维护制作成本低的优点。
[0014]2)、实际布置时，对于快击板与第二连杆之间形成的铰接点的位置无需独立设计，只需能在使用时，能使其形成铰接支点，从而驱动快击板产生绕该铰接支点的对应的前后摆动动作即可。而考虑到整个结构的体积小巧需求，可以考虑将快击板与第二连杆之间形成的铰接点位于快击板与小臂板之间及快击板与打击部之间所形成的两处铰接点之间处，从而使得整体构造更为紧凑合理，外观美感度和拟真程度也能得到有效保证。
[0015]3)、作为上述方案的进一步优选方案，各动力源源可以是任意驱动机构，如可将电机的回转运动转变为直线运动的曲柄滑块机构或丝杆螺母机构，甚至是凸轮顶杆机构等等，只需能实现对相应部件的直线推动功能即可。本技术优选采用气缸来实现其动作功能，使得结构上更为简洁，性价比更高，同时工作环境的清洁性也能得到有效保证。
[0016]4)、导向孔的布置，限制了通过第一连接杆和第二连接杆配合快击板及小臂板形成的四连杆结构的整体摆动幅度和整体动作路径，以确保击打动作的可靠性和击打力度。
[0017]5)、实际设计时，打击部可以直接使用打击棒，也可以通过打击底座来实现打击棒与相应配合件的衔接功能。打击底座一方面使得打击棒实现了可更换性，以便于现场针对性的进行打击棒的在线更换目的。另一方面，打击底座提供了各铰接孔及安装孔的安装空间，使得整体结构紧凑而不逼仄，相应的也就提升了与之配合的各动件的工作可靠性。
附图说明
[0018]图1为本技术的工作状态立体图；
[0019]图2和图3为本技术的装配状态立体图；
[0020]图4为图3的I部分局部放大图；
[0021]图5为本技术的立体结构示意图；
[0022]图6为图5所示结构的正视图；
[0023]图7为图5所示结构去除一侧的打击板、小臂板和大臂板后的结构示意图；
[0024]图8为图5所示结构的剖视图。
[0025]本技术各标号与部件名称的实际对应关系如下：
[0026]a
‑
第一铰接点 b
‑
第二铰接点
[0027]10
‑
支撑底座 20
‑
头部 30
‑
躯干部
[0028]40
‑
机械下肢 41
‑
大腿板 42
‑
小腿板 43
‑
足板 44
‑
压板
[0029]45
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种架子鼓机器人用机械手臂，其特征在于：包括沿臂长方向依序铰接设置的手臂底座(51)、大臂板(52)、小臂板(53)及快击板(54)，快击板(54)上铰接有打击部(55)；以大臂板(52)与小臂板(53)配合形成的铰接点为第一铰接点(a)，第一铰接点(a)上还同轴铰接在第一连杆(56a)的底端，第一连杆(56a)的顶端通过第二铰接点(b)铰接第二连杆(56b)的尾端；第二连杆(56b)的首端铰接在快击板(54)上；手臂底座(51)、大臂板(52)、小臂板(53)、快击板(54)、打击部(55)、第一连杆(56a)及第二连杆(56b)的铰接配合处的轴线均彼此平行，且所述第二铰接点(b)位于大臂板(52)和小臂板(53)绕第一铰接点(a)弯折所形成的内角区域内；本机械手臂(50)还包括用于驱动打击部(55)产生绕快击板(54)的铰接动作的第一动力源(57a)、驱动小臂板(53)产生绕第一铰接点(a)的铰接动作的第二动力源(57b)以及用于驱动第一连杆(56a)产生绕第一铰接点(a)的铰接动作的第三动力源(57c)。2.根据权利要求1所述的一种架子鼓机器人用机械手臂，其特征在于：所述快击板(54)与第二连杆(56b)之间形成的铰接点位于快击板(54)与小臂板(53)之间及快击板(54)与打击部(55)之间所形成的两处铰接点之间处。3.根据权利要求1或2所述的一种架子鼓机器人用机械手臂，其特征在于：各动力源均为气缸；第一动力源(57a)的两端分别铰接在快击板(54)上以及打击部(55)中段处，打击部(55)的尾端铰接所述快击板(54)；第二动力源(57b)的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：张礼江，李岩，胡小强，吴善伟，吴超，付跃，徐云飞，
申请(专利权)人：合肥磐石自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：