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申请/专利权人：北京木甲天枢文化科技有限公司

摘要：本发明涉及一种箜篌演奏机器人，包括智能解析系统，用于读取待演奏的电子乐谱，生成箜篌演奏的控制指令；运动控制系统，用于根据所述控制指令，生成底层控制电平信号；结构执行系统，包括具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底层控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作；本发明提供的箜篌演奏机器人能够模拟真人，弹奏箜篌乐器，身体跟随音乐节奏进行上肢的舞蹈，很有舞台感，能够部分减轻人类演员舞台表演的压力，为观众带来全新的艺术表现和交互体验，用现代科技传承古老的中国文化。

主权项：1.一种箜篌演奏机器人，其特征在于，包括：智能解析系统，用于读取待演奏的电子乐谱，生成箜篌演奏的控制指令；运动控制系统，用于根据所述控制指令，生成底层控制电平信号；结构执行系统，包括具有多个运动自由度的执行机构，用于根据所述底层控制电平信号，执行相应的演奏和舞蹈动作;所述运动控制系统，包括：单片机，用于根据智能解析系统生成的控制指令，生成各执行机构所需要的电平信号，以驱动各执行机构执行相应的演奏和舞蹈动作；串口控制模块，用于单片机与智能解析系统之间的数据通信；舵机控制板，用于控制所述执行机构的舵机运动；电磁阀集装组，用于控制所述执行机构的气缸的往复拨弦运动；继电器，用于放大控制电平信号；所述串口控制模块、舵机控制板、电磁阀集装组以及继电器分别与所述单片机连接;所述结构执行系统，包括：头部执行机构，用于在所述运动控制系统的控制下，执行头部旋转、侧摆和俯仰三个自由度的机械动作；上肢执行机构，用于在所述运动控制系统的控制下，执行手臂侧摆和前伸两个自由度的机械动作及执行大臂旋转、肘部弯曲、手腕左右摆、手腕上下摆和五根手指弯曲共十个自由度的机械动作；腰部和躯干执行机构，用于在所述运动控制系统的控制下，执行腰部和躯干俯仰和旋转两个自由度的机械动作；下肢执行机构，位于所述腰部和躯干执行机构的下方，无主动自由度;所述头部执行机构，包括：头部、脖子及后背；所述头部包括面部及后脑勺，所述头部通过第一头部舵机座安装在用于提供旋转动力的第一头部舵机上，所述第一头部舵机通过舵机托台安装在所述脖子上，所述第一头部舵机座与脖子可发生相对转动；所述舵机托台下设置有双向轴承，用于支持所述头部；所述后背上设有第二头部舵机，通过鱼眼轴承与所述双向轴承相连，用于为所述头部提供侧摆动力；肩膀上设有第三头部舵机，通过一蜗杆和一蜗块与所述双向轴承相连，用于为所述头部提供俯仰动力，脖子上安装可相对转动的第三头部舵机座，与第三头部舵机固连；第三头部舵机盘与蜗杆固连，蜗块一方面沿蜗杆做直线运动，一方面与双向轴承发生相对转动;所述上肢执行机构包括：肩膀及手臂，所述肩膀连接脖子，用于支撑头部；所述肩膀上设有第一连接片，用于通过第一旋转中心轴连接第一肩部舵机座和手臂，所述手臂通过所述第一旋转中心轴进行旋转；所述第一肩部舵机座上安装用于提供手臂侧摆的旋转动力的第一肩部舵机；所述第一肩部舵机通过第一蜗杆和第一蜗块与所述第一旋转中心轴相连，所述第一肩部舵机与所述第一蜗杆固连，第一蜗块一方面沿第一蜗杆做直线运动，一方面与所述第一旋转中心轴发生相对转动；所述肩膀上还设有第二连接片，用于连接第二肩部舵机座和手臂，所述第二肩部舵机座上安装用于提供手臂前伸动力的第二肩部舵机；所述第二肩部舵机通过第二蜗杆和第二蜗块与所述第二连接片连接，所述第二蜗块一方面沿第二蜗杆做直线运动，另一方面与所述第二连接片发生相对转动;所述手臂，包括：大臂、肘部、小臂、手腕以及手；所述大臂包括上大臂和下大臂，所述上大臂内设有大臂舵机，用于提供旋转动力；所述大臂舵机通过大臂舵机盘连接下大臂，所述下大臂随大臂舵机盘旋转完成旋转动作；所述小臂包括上小臂和下小臂，所述下大臂与上小臂通过第二旋转中心轴连接，用于完成肘部屈肘动作；所述上小臂内设有第一小臂舵机，所述第一小臂舵机通过第一小臂舵机盘连接下大臂；所述下大臂通过第三蜗杆和第三蜗块与所述第二旋转中心轴相连，所述第一小臂舵机与第三蜗杆固连，第三蜗块一方面沿第三蜗杆做直线运动，一方面与所述第二旋转中心轴发生相对转动；所述上小臂内还设有第二小臂舵机，用于提供旋转动力；所述第二小臂舵机通过第二小臂舵机盘与下小臂连接，所述下小臂随第二小臂舵机盘旋转完成旋转动作；所述手腕与下小臂通过双向轴承连接，所述下小臂内设有手腕舵机盘，用于安装手腕舵机，所述手腕舵机用于为手腕提供运动动力；所述下小臂内还设有第一绕线组、第二绕线组、第三绕线组、第四绕线组和集线块，所述第一绕线组一端与手腕右端连接，另一端与手腕舵机盘连接，用于向右拉动手腕；所述第二绕线组一端与手腕左端连接，另一端与手腕舵机盘连接，用于向左拉动手腕；所述第三绕线组一端与手腕上端连接，另一端与手腕舵机盘连接，用于向上拉动手腕；所述第四绕线组一端与手腕下端连接，另一端与手腕舵机盘连接，用于拉动手腕向下；所述集线块用于将第一绕线组、第二绕线组、第三绕线组和第四绕线组的线集中；所述手包括手掌和手指，每根手指皆包括：指根、指中和指尖；所述指根和指尖均设有两个孔，用于在指根和指尖在手掌的手背一侧通过橡胶皮筋穿过指中连接到手掌，在手掌的手心一侧通过绕线组上的细线连接到手掌；所述手掌内设有小舵机，用于为手指弯曲的动力;所述腰部和躯干执行机构，包括：腰部、胯部、及连接腰部和肩膀的躯干；所述腰部内设有第一腰部舵机，用于为腰部提供俯仰的动力，所述第一腰部舵机连接第一腰部蜗杆，所述第一腰部蜗杆上设有第一腰部蜗块，所述第一腰部蜗块能够将第一腰部蜗杆的转动转换为直线运动；所述第一腰部蜗块连接腰部结构件，所述腰部结构件底端通过转动副连接胯部结构，所述胯部机构用于支撑躯干和第一腰部舵机，所述腰部结构件与跨部结构相对转动，所述第一腰部蜗杆转动带动第一腰部蜗块平移，推动腰部上升或下降；所述躯干和腰部固定在腰部齿轮圆盘上，所述腰部齿轮圆盘设置在大齿轮上，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述大齿轮与小齿轮设置在齿轮箱内，所述小齿轮通过第二腰部舵机座设置在第二腰部舵机的输出轴上；所述第二腰部舵机用于为所述腰部和躯干提供旋转动力;所述下肢执行机构，包括：安装在腰部下方的大腿、小腿、底座和脚；所述大腿与小腿之间通过一万向轴承连接；所述小腿与脚之间通过一万向轴承连接；所述大腿、小腿及脚采用硬木制成;还包括：箜篌琴，所述箜篌琴包括：两排琴弦，每排琴弦31根，共计62根弦；气缸，用于通过往复运动提供拨弦头拨弦的动力；气缸底座，用于承载气缸；拨弦机构方管，用于承载气缸底座和气缸，共两根，分别设置在所述箜篌琴的两侧；拨弦片，与气缸推柱相连，在气缸的作用下，往复拨动琴弦。

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