一种竹竿舞自动打拍机及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种竹竿舞自动打拍机及其控制系统，该打拍机由伺服电机、单片机控制器、距离检测报警装置、网络无线通信装置、竹杆传动机构、移动滑动导轨及其控制系统组成；当频率信号通过无线终端传输到单片机控制器时，单片机就会驱动伺服电机通过扭矩变换转换为水平方向的运动带动移动导杆进行工作；并根据输入的信号的变化，能自动调整竹杆开合的速度，达到自动打拍的目的。本发明专利技术能根据源音乐文件，自动提取音乐节奏实现自动打拍的功能，从而能提高竹竿舞打拍机的准确率。而能提高竹竿舞打拍机的准确率。而能提高竹竿舞打拍机的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种竹竿舞自动打拍机及其控制系统


[0001]本专利技术涉及健身娱乐设备
，具体的说是一种竹竿舞自动打拍机及其控制系统。

技术介绍

[0002]竹竿舞是国内少数民族的特色活动，通常是有一组人按照不同的节奏和频率不断地摆动竹竿，使竹竿按照不同的节奏和频率不断地开合，另一组人也按照节奏和频率在不断开合的竹竿的空档中跳动。由此可知，跳竹竿舞时竹竿的动作需要多人来协调，操作者的劳动强度高。
[0003]目前，中国专利CN207871443U公开了一种气缸驱动的竹竿舞跳舞机，该机器跳舞竿能延导轨水平移动，跳舞竿与滑块推杆连接，滑块推杆与气缸的执行机构铰接，气缸由空气管向气缸提供压力空气产生动力；由储气罐出来的压缩空气通过稳压阀调节压力后，经过换向阀来连接到气缸的进气口；方向阀的动作由控制器控制，通过改变换向阀的动作改变进气方向，使气缸的往复运动，带动跳舞竿延导轨水平往复运动。气缸带动机器运转本身具有一定的危险性，在实际应用中，气压传动具有一定的局限性以及危险性，难以广泛推广使用。
[0004]中国专利CN108837458A，公开了一种竹竿舞自动打竿装置，包括平台、以及对称设置在平台上的左横梁、右横梁，还包括多个竹竿组、以及设置在左横梁上的第一传动机构和多个第一滑动机构，通过第一步进电机和第二步进电机驱动第一皮带和第二皮带运动，从而带动竹竿a和竹竿b相向或者相对运动，进而实现打竿动作。实际应用中，由于该设备是由PLC控制的，PLC处理数据位数有限，虽能精准控制机构的运动，但是其不具备智能能力，必须通过预先设定程序的方式进行操作，使用起来较为繁琐。机器采用步进电机进行调试，调试较不平滑，用户体验感较差。
[0005]中国专利CN107773962A，公开了一种全封闭式的自动竹竿舞装置，包括箱体，驱动机构，竹竿移动装置，复位装置。其中，箱体带有缺口；驱动机构、竹竿移动装置以及复位装置安装在箱体内。驱动机构包括电机、驱动盘、第一定滑轮、第二定滑轮、弹簧、钢丝绳。第一定滑轮固定在箱体内壁，钢丝绳一端卷绕驱动盘，绕过第二定滑轮与弹簧一端连接，弹簧该端焊接在第二滑套上，弹簧另一端连接在第一滑套上。第一滑套和第二滑套固定在滑轨上，滑轨固定在滑轨立柱之间，滑轨立柱固定在所述箱体下端部。实际应用中，该装置使用压缩弹簧，压缩弹簧损耗率较大，在使用时间较长之后会出现弹性模量下降，压缩形变难以复原地问题，需要较为经常地替换去，且机器不具有智能化，无法根据音乐自动打拍，使用的局限性较大。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种竹竿舞自动打拍机及其控制系统，以期能根据源音乐文件，自动提取音乐节奏实现自动打拍的功能，从而能提高
竹竿舞打拍机的准确率。
[0007]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0008]本专利技术一种竹竿舞自动打拍机，其特征是，对称设置有主体框架，每个主体框架的内侧顶部均设置有交流伺服电动机，所述交流伺服电动机通过平键与扭矩传递圆盘相连，所述扭矩传递圆盘的端面通过螺纹与扭矩传动连杆相连；所述扭矩传动连杆通过轴承与摇杆联动器的一端相连，且所述摇杆联动器滑动设置垂直滑槽上；所述垂直滑槽的两侧分别安装有光电传感器；所述摇杆联动器的另外两端分别滑键设置在第一左传动摇杆和第一右传动摇杆的凹槽内；所述第一左传动摇杆、第一右传动摇杆的顶端通过轴承分别与固定在主体框架上的第二左固定卷筒、第二右固定卷筒相连；所述第一左传动摇杆、第一右传动摇杆中间位置的凹槽内通过滑槽连接有第二左传动摇杆第二右传动摇杆；所述第二左传动摇杆、第二右传动摇杆的顶端通过轴承分别与固定在主体框架上的第一左固定卷筒、第一右固定卷筒相连；述第二左传动摇杆、第二右传动摇杆的下部凹槽内分别设置有左移动导杆与右移动导杆；所述左移动导杆与右移动导杆的一端分别通过左移动滑块与右移动滑块设置在自身主体框架的固定导轨、所述左移动导杆与右移动导杆的另一端通过另一左移动滑块与右移动滑块设置在对称的主体框架的固定导轨上；
[0009]所述交流伺服电动机驱动所述扭矩传递圆盘并带动所述扭矩传动连杆定轴转动，使得所述摇杆联动器带动滑键在第一左传动摇杆和第一右传动摇杆的凹槽内滑动，从而带动第一左传动摇杆和第一右传动摇杆分别绕着第二左固定卷筒、第二右固定卷筒转动，同时，所述第二左传动摇杆、第二右传动摇杆上的滑键分别在第一左传动摇杆和第一右传动摇杆的凹槽内滑动，并带动所述第二左传动摇杆、第二右传动摇杆分别绕着第一左固定卷筒、第一右固定卷筒转动，进一步带动处于所述第二左传动摇杆、第二右传动摇杆凹槽内的左移动导杆与右移动导杆驱动两端的移动滑块在固定导轨上滑动，从而将所述交流伺服电动机的输出扭矩转化为移动导杆开闭的往复运动。
[0010]本专利技术一种所述的竹竿舞自动打拍机的控制系统的特点在于，包括：数据预处理模块，数据处理模块，数据库模块，电机转速控制模块和检测报警模块：
[0011]所述数据预处理模块对所输入的音频进行小波变换，得到近似系数和细节系数并作为节拍数据后存储在所述数据库模块中；
[0012]所述数据处理模块将节拍数据输入深度学习网络中，得到电机转速后存储在所述数据库模块中；
[0013]所述电机转速控制模块中设置有不同节拍所对应的电机转速，并根据所述电机转速控制所述交流伺服电动机输出相应的扭矩，使得移动导杆按照音频所对应的节拍进行不同速度下闭合的往复运动；
[0014]所述检测报警模块利用两侧的光电传感器分别获取人脚与左移动导杆之间的距离、以及人脚与右移动导杆之间的距离，当距离小于所设定的阈值时，发出报警信号；当距离小于左移动导杆与右移动导杆之间距离的最小值时，发出中断信号；
[0015]所述电机转速控制模块根据所述报警信号减小所述交流伺服电动机输出的扭矩，或根据所述中断信号控制所述交流伺服电动机停机。
[0016]与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0017]1、本专利技术无需搬运人工进行手动操作，大大降低了人力成本及使用强度，机器能
够实现高程度的自动化，给使用者更加方便的使用体验，通过相应的附加模块，实现了人机交互。
[0018]2、本专利技术装置结构简单，造价低廉，安全可靠，通过光电传感器，能够对使用者进行相应的系统性保护。其操作方便、快捷，可由一人独立进行操控，可以不依赖于特殊的场地，完成使用者的健身目的。
[0019]3、本专利技术克服了传统的PLC控制，使用了功耗更低，运算能力更强的STM
‑
32处理器，只需要在PC端输入相应的音乐，就会自动将计算的相关分析波形传输到单片机控制终端。不用专人摆动竹竿，结构合理，体积较小，操作简单，自动化程度高，不受场地限制。
[0020]4、本专利技术分析了音乐信号频率与竹竿舞打拍机节拍的工作原理，分析了输入音乐节拍与输出打拍机频率之间的关系，运用深度学习框架Pytorch，建立模型分析了节奏与舞蹈节拍之间的关系，进而研制出一种新型的竹竿舞自动打拍机，使得不需要人力，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竹竿舞自动打拍机，其特征是，对称设置有主体框架，每个主体框架的内侧顶部均设置有交流伺服电动机(2)，所述交流伺服电动机(2)通过平键与扭矩传递圆盘(3)相连，所述扭矩传递圆盘(3)的端面通过螺纹与扭矩传动连杆(4)相连；所述扭矩传动连杆(4)通过轴承与摇杆联动器(5)的一端相连，且所述摇杆联动器(5)滑动设置垂直滑槽(11)上；所述垂直滑槽(11)的两侧分别安装有光电传感器；所述摇杆联动器(5)的另外两端分别滑键设置在第一左传动摇杆(8a)和第一右传动摇杆(8b)的凹槽内；所述第一左传动摇杆(8a)、第一右传动摇杆(8b)的顶端通过轴承分别与固定在主体框架上的第二左固定卷筒(7a)、第二右固定卷筒(7b)相连；所述第一左传动摇杆(8a)、第一右传动摇杆(8b)中间位置的凹槽内通过滑槽连接有第二左传动摇杆(9a)第二右传动摇杆(9b)；所述第二左传动摇杆(9a)、第二右传动摇杆(9b)的顶端通过轴承分别与固定在主体框架上的第一左固定卷筒(6a)、第一右固定卷筒(6b)相连；述第二左传动摇杆(9a)、第二右传动摇杆(9b)的下部凹槽内分别设置有左移动导杆(13a)与右移动导杆(13b)；所述左移动导杆(13a)与右移动导杆(13b)的一端分别通过左移动滑块(12a)与右移动滑块(12b)设置在自身主体框架的固定导轨(14)、所述左移动导杆(13a)与右移动导杆(13b)的另一端通过另一左移动滑块与右移动滑块设置在对称的主体框架的固定导轨上；所述交流伺服电动机(2)驱动所述扭矩传递圆盘(3)并带动所述扭矩传动连杆(4)定轴转动，使得所述摇杆联动器(5)带动滑键在第一左传动摇杆(8a)和第一右传动摇杆(8b)的凹槽内滑动，从而带动第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉琳，刘祥程，陈陈，李嘉鹏，刘涛，汪健韬，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：