一种仿人手竹笛弹奏机构的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种仿人手竹笛弹奏机构。


背景技术：

2.竹笛在中国有几千年的流传历史，它是深受人们喜爱的民族乐器。竹笛在 中国民族音乐、西洋交响音乐、现代音乐中的应用极为广泛。随着我国传统音 乐文化的不断发展，竹笛作为幽扬婉转，携带方便的传统乐器越来越受到人们 的欢迎。
3.随着科学技术的发展，机器人技术获得了巨大的进步，如何通过机器人操 纵竹笛，将人们谱写的曲目弹奏出来，必将受到人们的欢迎。现有技术中存在 一些能够弹奏竹笛的机器人，但一般都是采用气缸作为驱动机构，弹奏时，竹 笛的笛孔不能精准控制。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种仿人手竹笛弹奏机构，以解决现有 技术中采用气缸驱动弹片的竹笛机器人，在弹奏时，竹笛的笛孔不能精准控制 的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种仿人手竹笛弹奏机构，包括驱动元 件和与所述驱动元件驱动连接的弹指，所述驱动元件设为直线电机，所述直线 电机包括三个，所述弹指包括与所述直线电机一一对应且与所述直线电机驱动 旋转连接的食指骨架、中指骨架和无名指骨架。
6.根据一种优选实施方式，所述食指骨架、所述中指骨架和所述无名指骨架 均设为折弯状，折弯方向朝向待弹奏的竹笛，且端部均设有固定轴安装孔和运 动轴安装孔。
7.根据一种优选实施方式，所述直线电机的驱动端设有电机推头，所述电机 推头分别与所述食指骨架、所述中指骨架和所述无名指骨架转轴连接。
8.根据一种优选实施方式，所述电机推头上设有安装槽，所述食指骨架、所 述中指骨架和所述无名指骨架的末端均插入所述安装槽，手指运动轴同时穿过 所述电机推头上的通孔和所述运动轴安装孔。
9.根据一种优选实施方式，还包括用于固定所述食指骨架、所述中指骨架和 所述无名指骨架的手指固定架，所述食指骨架、所述中指骨架和所述无名指骨 架均与所述手指固定架转轴连接。
10.根据一种优选实施方式，所述手指固定架安装在手掌托板上，所述手指固 定架位于所述手掌托板的一端，所述手掌托板的相对端设有与所述手掌托板垂 直的电机安装板，所述直线电机的非驱动端安装于所述电机安装板。
11.根据一种优选实施方式，所述手掌托板上设有长槽孔，所述手指固定架通 过所述长槽孔安装。
12.根据一种优选实施方式，所述直线电机的非驱动端设有向心球轴承，所述 向心球轴承与所述电机安装板之间设有轴承固定座，所述电机安装板上设有长 槽孔，所述轴承固定座通过所述长槽孔安装。
13.根据一种优选实施方式，所述手掌托板上还安装大拇指骨架和小拇指骨架， 所述大拇指骨架在所述手掌托板的背面安装，所述小拇指骨架在所述手掌托板 的侧端安装，所述大拇指骨架和/或所述小拇指骨架上设有竹笛固定环。
14.根据一种优选实施方式，所述食指骨架、所述中指骨架、所述无名指骨架、 所述大拇指骨架和所述小拇指骨架上均套设有硅胶套。
15.本发明提供的仿人手竹笛弹奏机构，具有以下技术效果：
16.该种仿人手竹笛弹奏机构，同传统的竹笛弹奏机构相比，相同是的，都包 括驱动元件和弹指，驱动元件和弹指驱动连接，即驱动元件带动弹指弹奏竹笛， 同传统的竹笛弹奏机构相比，不同的是，本发明的驱动元件是采用直线电机， 包括三个，每个直线电机分别与构成弹指的食指骨架、中指骨架和无名指骨架 驱动旋转连接，启动直线电机，食指骨架、中指骨架和无名指骨架的自由端在 直线电机的带动下弹奏竹笛，由于采用直线电机，在弹奏时，能够精确控制竹 笛的笛孔。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明一实施例的仿人手竹笛弹奏机构的弹奏状态图；
19.图2是图1中仿人手竹笛弹奏机构的构造图；
20.图3是图2中仿人手竹笛弹奏机构的部分构造图；
21.图4是图2中仿人手竹笛弹奏机构的主视图；
22.图5是图4中仿人手竹笛弹奏机构沿a
‑
a方向的剖视图；
23.图6是图2中仿人手竹笛弹奏机构的手掌托板的的结构图；
24.图7是图2中仿人手竹笛弹奏机构的食指的的结构图；
25.图8是图2中仿人手竹笛弹奏机构的中指的的结构图；
26.图9是图2中仿人手竹笛弹奏机构的无名指的的结构图。
27.其中，图1
‑
图9：
28.1、食指；11、食指骨架；2、中指；21、中指骨架；3、无名指；31、无 名指骨架；4、大拇指；41、大拇指骨架；411、竹笛固定环；5、小拇指；51、 小拇指骨架；6、直线电机；61、电机推头；611、手指运动轴；6111、固定轴 安装孔；62、手指固定架；621、手指固定轴；6211、运动轴安装孔；63、驱动 轴；7、手掌托板；71、电机安装板；72、轴承固定座；73、向心球轴承；74、 长槽孔；8、手指压片；9、竹笛；91、笛孔；10、硅胶套。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方 案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两 个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前 端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不 能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用 于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
ꢀ“
安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可 以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是 直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言， 可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.正如背景技术所述，现有技术中存在一些能够弹奏竹笛的机器人，但一般 都是采用气缸作为驱动机构，弹奏时，竹笛的笛孔不能精准控制。
33.基于此，本发明提供了一种仿人手竹笛弹奏机构，同传统的竹笛弹奏机构 相比，本发明的驱动元件是采用直线电机，包括三个，每个直线电机分别与构 成弹指的食指骨架、中指骨架和无名指骨架驱动旋转连接，启动直线电机，食 指骨架、中指骨架和无名指骨架的自由端在直线电机的带动下弹奏竹笛，由于 采用直线电机，在弹奏时，能够精确控制竹笛的笛孔。
34.下面结合具体的附图1
‑
9对本发明的技术方案进行详细的说明。
35.如图1所示，本发明提供的仿人手竹笛弹奏机构，可用于弹奏竹笛9，该 弹奏机构包括五个手指，分别为大拇指4、食指1、中指2、无名指3和小拇指 5，其中食指1、中指2、无名指3作为弹奏用的手指，即弹指，食指1、中指2 和无名指3轮番按压竹笛9上的笛孔91，达到弹奏的目的；大拇指4和小拇指5则作为竹笛9固定环411，起到固定竹笛9的作用。
36.具体的，仿人手竹笛9弹奏机构，包括驱动部件和弹指，驱动部件和弹指 驱动连接，驱动部件启动时，驱动弹指向靠近竹笛9的笛孔91和远离竹笛9 的笛孔91的方向移动，从而起到弹奏效果。
37.如图2
‑
9所示，驱动元件优选为直线电机6，弹指则包括食指骨架11、中 指骨架21和无名指骨架31，直线电机6的数量与弹指的数量对应，均包括三 个，直线电机6均与食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31驱动旋转连接， 利用直线电机6实现精准控制。
38.需要说明的是，如图7
‑
9所示，分别为食指骨架11、中指骨架21和无名 指骨架31，它们三个形状大致相同，均设为折弯状，并且向同一个方向折弯， 朝着握持竹笛9的方向折弯，折弯的角度大于90度，小于180度，根据弹指的 不同，在这一区间选择即可。
39.食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31一端均具有固定轴安装孔6111 和运动轴安装孔6211，固定轴安装孔6111的作用是安装手指固定轴621，运动 轴安装孔6211的作用是安装手指运动轴611，而另一端则能够用于安装手指压 片8，手指压片8能够进一步增大手指的按压面积，提升气密性。
40.直线电机6与食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31的驱动旋转连接 具体叙述如下：
41.如图2和图3所示，直线电机6水平安装在手掌托板7上，其驱动端设有 电机推头61，电机推头61与直线电机6的驱动轴63驱动连接，电动推头61 上具有安装槽，食指骨架
11、中指骨架21和无名指骨架31的末端均可插入安 装槽，安装槽的两侧具有通孔，通孔与上述运动轴安装孔6211在同一根轴线上， 手指运动轴611同时穿过电机推头61上的通孔和运动轴安装孔6211，从而实 现电机推头61分别与食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31的转轴连接。 直线电机6能够带动电机推头61向前和向后运动，联动食指骨架11、中指骨 架21和无名指骨架31转动，从而按压笛孔91。
42.为了同时达到固定食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31的目的，防 止它们转动过度，如图2和图3所示，还包括手指固定架62，手指固定架62 也安装在手掌托板7上。
43.如图3所示，手指固定架62呈立体l结构，内设安装槽，直线电机6的 驱动轴63插入安装槽内，与弹指驱动连接，食指骨架11、中指骨架21和无名 指骨架31上具有固定轴安装孔6111，固定轴安装孔6111与手指固定架62上 的安装孔在同一根轴线上，手指固定轴621同时穿过手指固定架62上的安装孔 和固定轴安装孔6111，从而实现手指固定架62分别与食指骨架11、中指骨架 21和无名指骨架31的转轴连接，这里的转轴连接，主要是起到固定作用，防 止食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31转动过度。
44.食指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31与直线电机6的连接原理为杠 杆原理，手指固定轴621作为固定点，手指运动轴611和弹指末端的手指压片 8作为旋转点，在直线电机6提供的角速度相同的情况下，直径越大(食指骨 架11、中指骨架21和无名指骨架31的长度)，则线速度越大，也就是放大食 指骨架11、中指骨架21和无名指骨架31末端的手指压片8的按压速度，提升 了演奏效果。
45.如图2所示，手指固定架62位于手掌托板7的一端，手掌托板7的相对 端设有电机安装板71，电机安装板71与手掌托板7垂直，直线电机6的非驱 动端安装于电机安装板71。
46.具体的，直线电机6的非驱动端与电机安装板71是通过向心球轴承73实 现的，向心球轴承73与电机安装板71之间设有轴承固定座72，利用轴承固定 座72能够防止向心球轴承73从电机安装板71上脱离。
47.本发明的手指固定轴621、手指运动轴611和向心球轴承73三点确定一个 三角形，三角形具有稳定性，当直线电机6驱动手指运动轴611转动时，手指 运动轴611会发生轻微位移，此时向心球轴承73也会随之发生轻微位移，以防 直线电机6卡死，为了实现该功能，向心球轴承73可以用铰链代替。
48.向心球轴承73除了具有上述功能以外，在安装直线电机6时，由于其能 够带动直线电机6转动，故直线电机6能够取得一个最佳的安装位置，然后在 固定，增加了安装的便利性。
49.为了使弹奏机构适应不同的竹笛9，即弹奏机构相邻弹指之间的间距可调 节，如图6所示，手掌托板7上设有长槽孔74，手指固定架62通过长槽孔74 安装，电机安装板71上设有长槽孔74，轴承固定座72通过长槽孔74安装， 即本发明利用长槽孔74实现弹指间距的调节。
50.具体的，当遇到具有不同笛孔91的弹奏机构时，人工手动挪动手指固定 架62和轴承固定座72，直线电机6和食指骨架11、中指骨架21或者无名指骨 架31随之发生位移，从而达到调节弹指之间的间距的目的，以适应不同的竹笛 9。
51.如图1和图2所示，手掌托板7上还安装大拇指骨架41和小拇指骨架51， 大拇指骨架41在手掌托板7的背面安装，小拇指骨架51在手掌托板7的侧端 安装，大拇指骨架41可以
安装竹笛9固定环411，小拇指骨架51上也可以安 装竹笛9固定环411，也同时安装，本发明对此不作限定。
52.进一步的，食指骨架11、中指骨架21、无名指骨架31、大拇指骨架41和 小拇指骨架51上均套设有硅胶套10，硅胶套10使用仿人体皮肤材质，硬度软， 气密性好。
53.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 以所述权利要求的保护范围为准。