專利名稱：一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機器人物理仿真控制技術領域，具體涉及一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)。
背景技術：
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行表演。但這種極富中國鄉(xiāng)土特色的傳統(tǒng)民間藝術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行流傳。皮影戲這種形式的傀儡藝術是可以通 過機械裝置進行操控的，代替真人演繹，也能進行現(xiàn)場表演，但簡單的機械操控只能呆板地拉拽線、繩，表現(xiàn)動作單一，缺乏感染力，失去了皮影戲本該有的靈動性和精彩度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種利用光柵尺測距原理對皮影機器人的移動距離進行精確計算和控制的機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)。本實用新型所采用的技術方案是一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，設置有人偶，其特征在于所述的人偶固定于由機械臂和舵機組成的聯(lián)動架的自由端，聯(lián)動架固定在履帶式移動底盤上，履帶式移動底盤底部設置有光電開關；所述的履帶式移動底盤設置在有機玻璃戲臺的導軌上，戲臺下方設置有光柵尺。所述的舵機的驅動和履帶式移動底盤的驅動通過Intel Atom平臺EMB-4650工控板控制；所述的光電開關采集的感應信息通過MSP430F149超低功耗單片機計算后反饋到Intel Atom 平臺 EMB-4650 工控板。所述的履帶式移動底盤移動方向的兩端設置有接近開關；所述的履帶式移動底盤移動方向的兩端和戲臺的邊界上設置有感應鐵片；接近開關采集的感應信息通過MSP430F149超低功耗單片機計算后反饋到IntelAtom平臺EMB-4650工控板。所述的舵機為⑶S5500數(shù)字舵機。所述的聯(lián)動架有三個機械臂組，根據(jù)舵機的數(shù)量，左右臂設置三個自由度，中臂設置四個自由度。本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型利用機械臂和數(shù)字舵機代替皮影人偶上的竹竿，能通過控制器與數(shù)字舵機之間的數(shù)據(jù)通信控制人偶的運動進行表演，人偶的運動經(jīng)移動定位模塊計算后可準確定位，控制靈活，響應靈敏，反饋及時，移動精度高。
圖I為本實用新型系統(tǒng)組成圖。圖2為機械臂和數(shù)字舵機的配合圖。圖中，I-人偶，2-接近開關，3-感應鐵片，4-戲臺，5-光電開關，6_光柵尺，7_機械臂，8-舵機，9-導軌，10-履帶式移動底盤。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本實用新型進行詳細的說明。本實用新型所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，將牽引皮影人偶I運動的竹竿用由機械控制的聯(lián)動架來代替。聯(lián)動架有三個機械臂組，每一組由機械臂7和舵機8組成，左右臂組有三個自由度，中臂有四個自由度，人偶I固定于三個機械臂組的自由端。聯(lián) 動架固定在履帶式移動底盤10上，履帶式移動底盤10底部設置有光電開關5 ;履帶式移動底盤10設置在有機玻璃戲臺4的導軌9上，戲臺4下方設置有光柵尺6。舵機8的驅動和履帶式移動底盤10的驅動通過Intel Atom平臺EMB-4650工控板控制；光電開關5采集的感應信息通過MSP430F149超低功耗單片機計算后反饋到Intel Atom平臺EMB-4650工控板。光電開關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行采樣。當傳感器檢測到白條紋時，傳感器信號端輸出高電平，檢測到黑條紋時，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，在皮影機器人移動的過程中，傳感器的信號端不斷上升、下降沿，通過MSP430F149單片機的IO中斷對傳感器輸出的上升、下降沿進行計數(shù)，計數(shù)值乘以條紋寬度即可算出皮影機器人移動的距離，反饋到Intel Atom平臺EMB-4650工控板,進而控制皮影機器人的位移。履帶式移動底盤10移動方向的兩端設置有接近開關2 ;履帶式移動底盤10移動方向的兩端和戲臺4的邊界上設置有感應鐵片3 ;接近開關2采集的感應信息通過MSP430F149超低功耗單片機計算后反饋到Intel Atom平臺EMB-4650工控板。該設置時為了避免皮影機器人在移動的過程中移動到戲臺的兩端，或者有多個皮影人物同臺演出的時候發(fā)生相撞。當前后金屬接近開關2檢測到戲臺兩端及其他皮影機器人上安裝的感應鐵片3時，金屬接近開關2將輸出一個上升沿觸發(fā)MSP430F149單片機的IO中斷，單片機將位置計數(shù)值清零，同時反饋到Intel Atom平臺EMB-4650工控板,發(fā)送停止命令給皮影機器人，使其停止移動。
權利要求1.一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，設置有人偶(I)，其特征在于 所述的人偶(I)固定于由機械臂(7)和舵機(8)組成的聯(lián)動架的自由端，聯(lián)動架固定在履帶式移動底盤(10)上，履帶式移動底盤(10)底部設置有光電開關(5)； 所述的履帶式移動底盤(10)設置在有機玻璃戲臺(4)的導軌(9)上，戲臺(4)下方設置有光柵尺(6)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的舵機(8)的驅動和履帶式移動底盤(10)的驅動通過Intel Atom平臺EMB-4650工控板控制。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的光電開關(5)采集的感應信息通過MSP430F149超低功耗單片機計算后反饋到Intel Atom 平臺 EMB-4650 工控板。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的履帶式移動底盤(10)移動方向的兩端設置有接近開關(2); 所述的履帶式移動底盤(10)移動方向的兩端和戲臺(4)的邊界上設置有感應鐵片(3)。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的接近開關(2)采集的感應信息通過MSP430F149超低功耗單片機計算后反饋到Intel Atom 平臺 EMB-4650 工控板。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的舵機(8)為⑶S5500數(shù)字舵機。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的聯(lián)動架有三個機械臂組，根據(jù)舵機(8)的數(shù)量，左右臂設置三個自由度，中臂設置四個自由度。
專利摘要本實用新型涉及一種機械臂牽引的皮影控制系統(tǒng)。皮影戲可通過機械裝置進行操控，代替真人演繹，但簡單的機械操控只能呆板地拉拽線、繩，表現(xiàn)動作單一，缺乏感染力，失去了皮影戲本該有的靈動性和精彩度。本實用新型將人偶固定于由機械臂和舵機組成的聯(lián)動架的自由端，聯(lián)動架固定在履帶式移動底盤上，履帶式移動底盤底部設置有光電開關；履帶式移動底盤設置在有機玻璃戲臺的導軌上，戲臺下方設置有光柵尺。本實用新型利用機械臂和數(shù)字舵機代替皮影人偶上的竹竿，能通過控制器與數(shù)字舵機之間的數(shù)據(jù)通信控制人偶的運動進行表演，人偶的運動經(jīng)移動定位模塊計算后可準確定位，控制靈活，響應靈敏，反饋及時，移動精度高。
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