一种机械臂牵引的皮影控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种机械臂牵引的皮影控制系统。皮影戏可通过机械装置进行操控，代替真人演绎，但简单的机械操控只能呆板地拉拽线、绳，表现动作单一，缺乏感染力，失去了皮影戏本该有的灵动性和精彩度。本实用新型专利技术将人偶固定于由机械臂和舵机组成的联动架的自由端，联动架固定在履带式移动底盘上，履带式移动底盘底部设置有光电开关；履带式移动底盘设置在有机玻璃戏台的导轨上，戏台下方设置有光栅尺。本实用新型专利技术利用机械臂和数字舵机代替皮影人偶上的竹竿，能通过控制器与数字舵机之间的数据通信控制人偶的运动进行表演，人偶的运动经移动定位模块计算后可准确定位，控制灵活，响应灵敏，反馈及时，移动精度高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人物理仿真控制
，具体涉及一种机械臂牵引的皮影控制系统。
技术介绍
皮影戏是一种用灯光照射兽皮或纸板做成的人物剪影以表演故事的民间戏剧，用于表演的皮影人的四肢和头部是分别雕成的，用绳线联缀而成，在透光的幕布上由竹棍操纵进行表演。但这种极富中国乡土特色的传统民间艺术正面临着失传的窘境，技艺纯熟的表演者越来越少，只能通过摄录影像资料进行流传。皮影戏这种形式的傀儡艺术是可以通 过机械装置进行操控的，代替真人演绎，也能进行现场表演，但简单的机械操控只能呆板地拉拽线、绳，表现动作单一，缺乏感染力，失去了皮影戏本该有的灵动性和精彩度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种利用光栅尺测距原理对皮影机器人的移动距离进行精确计算和控制的机械臂牵引的皮影控制系统。本技术所采用的技术方案是一种机械臂牵引的皮影控制系统，设置有人偶，其特征在于所述的人偶固定于由机械臂和舵机组成的联动架的自由端，联动架固定在履带式移动底盘上，履带式移动底盘底部设置有光电开关；所述的履带式移动底盘设置在有机玻璃戏台的导轨上，戏台下方设置有光栅尺。所述的舵机的驱动和履带式移动底盘的驱动通过Intel Atom平台EMB-4650工控板控制；所述的光电开关采集的感应信息通过MSP430F149超低功耗单片机计算后反馈到Intel Atom 平台 EMB-4650 工控板。所述的履带式移动底盘移动方向的两端设置有接近开关；所述的履带式移动底盘移动方向的两端和戏台的边界上设置有感应铁片；接近开关采集的感应信息通过MSP430F149超低功耗单片机计算后反馈到IntelAtom平台EMB-4650工控板。所述的舵机为⑶S5500数字舵机。所述的联动架有三个机械臂组，根据舵机的数量，左右臂设置三个自由度，中臂设置四个自由度。本技术具有以下优点本技术利用机械臂和数字舵机代替皮影人偶上的竹竿，能通过控制器与数字舵机之间的数据通信控制人偶的运动进行表演，人偶的运动经移动定位模块计算后可准确定位，控制灵活，响应灵敏，反馈及时，移动精度高。附图说明图I为本技术系统组成图。图2为机械臂和数字舵机的配合图。图中，I-人偶，2-接近开关，3-感应铁片，4-戏台，5-光电开关，6_光栅尺，7_机械臂，8-舵机，9-导轨，10-履带式移动底盘。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细的说明。本技术所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，将牵引皮影人偶I运动的竹竿用由机械控制的联动架来代替。联动架有三个机械臂组，每一组由机械臂7和舵机8组成，左右臂组有三个自由度，中臂有四个自由度，人偶I固定于三个机械臂组的自由端。联 动架固定在履带式移动底盘10上，履带式移动底盘10底部设置有光电开关5 ;履带式移动底盘10设置在有机玻璃戏台4的导轨9上，戏台4下方设置有光栅尺6。舵机8的驱动和履带式移动底盘10的驱动通过Intel Atom平台EMB-4650工控板控制；光电开关5采集的感应信息通过MSP430F149超低功耗单片机计算后反馈到Intel Atom平台EMB-4650工控板。光电开关5为HJS18-G12DPK漫反射式红外传感器，其对光栅尺6上等间距黑白条纹进行采样。当传感器检测到白条纹时，传感器信号端输出高电平，检测到黑条纹时，发射出的红外光被黑色条纹接收，传感器信号端输出低电平。因此，在皮影机器人移动的过程中，传感器的信号端不断上升、下降沿，通过MSP430F149单片机的IO中断对传感器输出的上升、下降沿进行计数，计数值乘以条纹宽度即可算出皮影机器人移动的距离，反馈到Intel Atom平台EMB-4650工控板,进而控制皮影机器人的位移。履带式移动底盘10移动方向的两端设置有接近开关2 ;履带式移动底盘10移动方向的两端和戏台4的边界上设置有感应铁片3 ;接近开关2采集的感应信息通过MSP430F149超低功耗单片机计算后反馈到Intel Atom平台EMB-4650工控板。该设置时为了避免皮影机器人在移动的过程中移动到戏台的两端，或者有多个皮影人物同台演出的时候发生相撞。当前后金属接近开关2检测到戏台两端及其他皮影机器人上安装的感应铁片3时，金属接近开关2将输出一个上升沿触发MSP430F149单片机的IO中断，单片机将位置计数值清零，同时反馈到Intel Atom平台EMB-4650工控板,发送停止命令给皮影机器人，使其停止移动。权利要求1.一种机械臂牵引的皮影控制系统，设置有人偶(I)，其特征在于 所述的人偶(I)固定于由机械臂(7)和舵机(8)组成的联动架的自由端，联动架固定在履带式移动底盘(10)上，履带式移动底盘(10)底部设置有光电开关(5)； 所述的履带式移动底盘(10)设置在有机玻璃戏台(4)的导轨(9)上，戏台(4)下方设置有光栅尺(6)。2.根据权利要求I所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，其特征在于 所述的舵机(8)的驱动和履带式移动底盘(10)的驱动通过Intel Atom平台EMB-4650工控板控制。3.根据权利要求I或2所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，其特征在于 所述的光电开关(5)采集的感应信息通过MSP430F149超低功耗单片机计算后反馈到Intel Atom 平台 EMB-4650 工控板。4.根据权利要求3所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，其特征在于 所述的履带式移动底盘(10)移动方向的两端设置有接近开关(2); 所述的履带式移动底盘(10)移动方向的两端和戏台(4)的边界上设置有感应铁片(3)。5.根据权利要求4所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，其特征在于 所述的接近开关(2)采集的感应信息通过MSP430F149超低功耗单片机计算后反馈到Intel Atom 平台 EMB-4650 工控板。6.根据权利要求5所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，其特征在于 所述的舵机(8)为⑶S5500数字舵机。7.根据权利要求6所述的一种机械臂牵引的皮影控制系统，其特征在于 所述的联动架有三个机械臂组，根据舵机(8)的数量，左右臂设置三个自由度，中臂设置四个自由度。专利摘要本技术涉及一种机械臂牵引的皮影控制系统。皮影戏可通过机械装置进行操控，代替真人演绎，但简单的机械操控只能呆板地拉拽线、绳，表现动作单一，缺乏感染力，失去了皮影戏本该有的灵动性和精彩度。本技术将人偶固定于由机械臂和舵机组成的联动架的自由端，联动架固定在履带式移动底盘上，履带式移动底盘底部设置有光电开关；履带式移动底盘设置在有机玻璃戏台的导轨上，戏台下方设置有光栅尺。本技术利用机械臂和数字舵机代替皮影人偶上的竹竿，能通过控制器与数字舵机之间的数据通信控制人偶的运动进行表演，人偶的运动经移动定位模块计算后可准确定位，控制灵活，响应灵敏，反馈及时，移动精度高。文档编号A63J19/00GK202583763SQ201220119419公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日专利技术者付少锋, 王浩然, 刘鑫, 朱萌, 王美月, 张静媛, 李龙海 申请人:西安电子科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械臂牵引的皮影控制系统，设置有人偶（1），其特征在于：所述的人偶（1）固定于由机械臂（7）和舵机（8）组成的联动架的自由端，联动架固定在履带式移动底盘（10）上，履带式移动底盘（10）底部设置有光电开关（5）；所述的履带式移动底盘（10）设置在有机玻璃戏台（4）的导轨（9）上，戏台（4）下方设置有光栅尺（6）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付少锋，王浩然，刘鑫，朱萌，王美月，张静媛，李龙海，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：