專利名稱：一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)器人物理仿真控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
皮影戲是一種用燈光照射獸皮或紙板做成的人物剪影以表演故事的民間戲劇，用于表演的皮影人的四肢和頭部是分別雕成的，用繩線聯(lián)綴而成，在透光的幕布上由竹棍操縱進(jìn)行表演。但這種極富中國鄉(xiāng)土特色的傳統(tǒng)民間藝術(shù)正面臨著失傳的窘境，技藝純熟的表演者越來越少，只能通過攝錄影像資料進(jìn)行流傳。皮影戲這種形式的傀儡藝術(shù)是可以通 過機(jī)械裝置進(jìn)行操控的，代替真人演繹，也能進(jìn)行現(xiàn)場表演，但簡單的機(jī)械操控只能呆板地拉拽線、繩，表現(xiàn)動(dòng)作單一，缺乏感染力，失去了皮影戲本該有的靈動(dòng)性和精彩度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種利用光柵尺測距原理對皮影機(jī)器人的移動(dòng)距離進(jìn)行精確計(jì)算和控制的機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，設(shè)置有人偶，其特征在于所述的人偶固定于由機(jī)械臂和舵機(jī)組成的聯(lián)動(dòng)架的自由端，聯(lián)動(dòng)架固定在履帶式移動(dòng)底盤上，履帶式移動(dòng)底盤底部設(shè)置有光電開關(guān)；所述的履帶式移動(dòng)底盤設(shè)置在有機(jī)玻璃戲臺(tái)的導(dǎo)軌上，戲臺(tái)下方設(shè)置有光柵尺。所述的舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)和履帶式移動(dòng)底盤的驅(qū)動(dòng)通過Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板控制；所述的光電開關(guān)采集的感應(yīng)信息通過MSP430F149超低功耗單片機(jī)計(jì)算后反饋到Intel Atom 平臺(tái) EMB-4650 工控板。所述的履帶式移動(dòng)底盤移動(dòng)方向的兩端設(shè)置有接近開關(guān)；所述的履帶式移動(dòng)底盤移動(dòng)方向的兩端和戲臺(tái)的邊界上設(shè)置有感應(yīng)鐵片；接近開關(guān)采集的感應(yīng)信息通過MSP430F149超低功耗單片機(jī)計(jì)算后反饋到IntelAtom平臺(tái)EMB-4650工控板。所述的舵機(jī)為⑶S5500數(shù)字舵機(jī)。所述的聯(lián)動(dòng)架有三個(gè)機(jī)械臂組，根據(jù)舵機(jī)的數(shù)量，左右臂設(shè)置三個(gè)自由度，中臂設(shè)置四個(gè)自由度。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型利用機(jī)械臂和數(shù)字舵機(jī)代替皮影人偶上的竹竿，能通過控制器與數(shù)字舵機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信控制人偶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行表演，人偶的運(yùn)動(dòng)經(jīng)移動(dòng)定位模塊計(jì)算后可準(zhǔn)確定位，控制靈活，響應(yīng)靈敏，反饋及時(shí)，移動(dòng)精度高。
圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)組成圖。圖2為機(jī)械臂和數(shù)字舵機(jī)的配合圖。圖中，I-人偶，2-接近開關(guān)，3-感應(yīng)鐵片，4-戲臺(tái)，5-光電開關(guān)，6_光柵尺，7_機(jī)械臂，8-舵機(jī)，9-導(dǎo)軌，10-履帶式移動(dòng)底盤。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。本實(shí)用新型所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，將牽引皮影人偶I運(yùn)動(dòng)的竹竿用由機(jī)械控制的聯(lián)動(dòng)架來代替。聯(lián)動(dòng)架有三個(gè)機(jī)械臂組，每一組由機(jī)械臂7和舵機(jī)8組成，左右臂組有三個(gè)自由度，中臂有四個(gè)自由度，人偶I固定于三個(gè)機(jī)械臂組的自由端。聯(lián) 動(dòng)架固定在履帶式移動(dòng)底盤10上，履帶式移動(dòng)底盤10底部設(shè)置有光電開關(guān)5 ;履帶式移動(dòng)底盤10設(shè)置在有機(jī)玻璃戲臺(tái)4的導(dǎo)軌9上，戲臺(tái)4下方設(shè)置有光柵尺6。舵機(jī)8的驅(qū)動(dòng)和履帶式移動(dòng)底盤10的驅(qū)動(dòng)通過Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板控制；光電開關(guān)5采集的感應(yīng)信息通過MSP430F149超低功耗單片機(jī)計(jì)算后反饋到Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板。光電開關(guān)5為HJS18-G12DPK漫反射式紅外傳感器，其對光柵尺6上等間距黑白條紋進(jìn)行采樣。當(dāng)傳感器檢測到白條紋時(shí)，傳感器信號端輸出高電平，檢測到黑條紋時(shí)，發(fā)射出的紅外光被黑色條紋接收，傳感器信號端輸出低電平。因此，在皮影機(jī)器人移動(dòng)的過程中，傳感器的信號端不斷上升、下降沿，通過MSP430F149單片機(jī)的IO中斷對傳感器輸出的上升、下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值乘以條紋寬度即可算出皮影機(jī)器人移動(dòng)的距離，反饋到Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板,進(jìn)而控制皮影機(jī)器人的位移。履帶式移動(dòng)底盤10移動(dòng)方向的兩端設(shè)置有接近開關(guān)2 ;履帶式移動(dòng)底盤10移動(dòng)方向的兩端和戲臺(tái)4的邊界上設(shè)置有感應(yīng)鐵片3 ;接近開關(guān)2采集的感應(yīng)信息通過MSP430F149超低功耗單片機(jī)計(jì)算后反饋到Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板。該設(shè)置時(shí)為了避免皮影機(jī)器人在移動(dòng)的過程中移動(dòng)到戲臺(tái)的兩端，或者有多個(gè)皮影人物同臺(tái)演出的時(shí)候發(fā)生相撞。當(dāng)前后金屬接近開關(guān)2檢測到戲臺(tái)兩端及其他皮影機(jī)器人上安裝的感應(yīng)鐵片3時(shí)，金屬接近開關(guān)2將輸出一個(gè)上升沿觸發(fā)MSP430F149單片機(jī)的IO中斷，單片機(jī)將位置計(jì)數(shù)值清零，同時(shí)反饋到Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板,發(fā)送停止命令給皮影機(jī)器人，使其停止移動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，設(shè)置有人偶(I)，其特征在于 所述的人偶(I)固定于由機(jī)械臂(7)和舵機(jī)(8)組成的聯(lián)動(dòng)架的自由端，聯(lián)動(dòng)架固定在履帶式移動(dòng)底盤(10)上，履帶式移動(dòng)底盤(10)底部設(shè)置有光電開關(guān)(5)； 所述的履帶式移動(dòng)底盤(10)設(shè)置在有機(jī)玻璃戲臺(tái)(4)的導(dǎo)軌(9)上，戲臺(tái)(4)下方設(shè)置有光柵尺(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的舵機(jī)(8)的驅(qū)動(dòng)和履帶式移動(dòng)底盤(10)的驅(qū)動(dòng)通過Intel Atom平臺(tái)EMB-4650工控板控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的光電開關(guān)(5)采集的感應(yīng)信息通過MSP430F149超低功耗單片機(jī)計(jì)算后反饋到Intel Atom 平臺(tái) EMB-4650 工控板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的履帶式移動(dòng)底盤(10)移動(dòng)方向的兩端設(shè)置有接近開關(guān)(2); 所述的履帶式移動(dòng)底盤(10)移動(dòng)方向的兩端和戲臺(tái)(4)的邊界上設(shè)置有感應(yīng)鐵片(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的接近開關(guān)(2)采集的感應(yīng)信息通過MSP430F149超低功耗單片機(jī)計(jì)算后反饋到Intel Atom 平臺(tái) EMB-4650 工控板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的舵機(jī)(8)為⑶S5500數(shù)字舵機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的聯(lián)動(dòng)架有三個(gè)機(jī)械臂組，根據(jù)舵機(jī)(8)的數(shù)量，左右臂設(shè)置三個(gè)自由度，中臂設(shè)置四個(gè)自由度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)。皮影戲可通過機(jī)械裝置進(jìn)行操控，代替真人演繹，但簡單的機(jī)械操控只能呆板地拉拽線、繩，表現(xiàn)動(dòng)作單一，缺乏感染力，失去了皮影戲本該有的靈動(dòng)性和精彩度。本實(shí)用新型將人偶固定于由機(jī)械臂和舵機(jī)組成的聯(lián)動(dòng)架的自由端，聯(lián)動(dòng)架固定在履帶式移動(dòng)底盤上，履帶式移動(dòng)底盤底部設(shè)置有光電開關(guān)；履帶式移動(dòng)底盤設(shè)置在有機(jī)玻璃戲臺(tái)的導(dǎo)軌上，戲臺(tái)下方設(shè)置有光柵尺。本實(shí)用新型利用機(jī)械臂和數(shù)字舵機(jī)代替皮影人偶上的竹竿，能通過控制器與數(shù)字舵機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信控制人偶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行表演，人偶的運(yùn)動(dòng)經(jīng)移動(dòng)定位模塊計(jì)算后可準(zhǔn)確定位，控制靈活，響應(yīng)靈敏，反饋及時(shí)，移動(dòng)精度高。
文檔編號A63J19/00GK202583763SQ201220119419
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者付少鋒, 王浩然, 劉鑫, 朱萌, 王美月, 張靜媛, 李龍海 申請人:西安電子科技大學(xué)