竖笛演奏机器人的设计研究-山东建筑大学学报.pdf

第２９卷 第６期 山东 建 筑 大 学 学 报 Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．６ ２０１４年 １２月　 　　　　　　　ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧ ＪＩＡＮＺＨＵ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　　　　　　　 　 Ｄｅｃ． ２０１４ 文章编号：１６７３－７６４４（２０１４）０６－０５７４－０４ 竖笛演奏机器人的设计研究 １，２ ３ １，２ 张涵 ，雷艳梅 ，沈孝芹 （１．山东建筑大学机电工程学院，山东济南２５０１０１；２．山东建筑大学 山东省高校机械工程创新技术重点实验 室，山东 济南２５０１０１；３．山东省冶金设计院股份有限公司环保室，山东 济南２５０１００） 摘要：随着科技的发展和人类生活品质的提高，以器械演奏为代表的娱乐机器人的发展尤为迅速。文章应用电 磁铁组件、电磁比例阀、竖笛等器件，设计了竖笛演奏机器人的机械结构；编制计算机上位机软件，对乐曲的简 谱进行输入并解码、编码，生成下位机可以识别、执行的代码；以ＡＲＭ微处理器为控制核心实现竖笛演奏机器 人的气流气压与流量以及手指配合运动的控制。通过调试，竖笛机器人实现了吹奏基本乐曲的功能。并对调 试过程中存在的问题以及进一步的研究方向进行了讨论。 关键词：竖笛机器人；机械设计；控制设计；电磁比例阀 中图分类号：ＴＰ２４２．３　　　　　文献标识码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎｏｆｃｌａｒｉｎｅｔｒｏｂｏｔ １，２ ３ １，２ ＺｈａｎｇＨａｎ ，ＬｅｉＹａｎｍｅｉ，ＳｈｅｎＸｉａｏｑｉｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｏｆＳｈａｎｄｏｎｇ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；３． ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｌｉｆｅ ｑｕａｌｉｔｙ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔｒｏｂｏｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｐｌａｙｉｎｇａｓｔｈｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｂｅｃｏｍｅｓ ｍｏｒｅｑｕｉｃｋｌｙ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｌａｒｉｎｅｔｒｏｂｏｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ， ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｓｏｌｅｎｏｉｄｖａｌｖｅ，ｃｌａｒｉｎｅｔａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆ ｅｎｃｏｄｉｎｇａｎｄｄｅｃｏｄｉｎｇｆｏｒｍｕｓｉｃａｌｓｃｏｒｅ，ｗａｓｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｉｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｆｌｏｗａｎｄ ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｓｆｉｎｇｅｒｍｏｖｅｍｅｎｔｗｅｒｅｆｉｎｉｓｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔｃｏｒｅｄｗｉｔｈＡＲＭ ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｍｕｓｉｃｐｌａｙｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｄｅｂｕｇｇｉｎｇ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｍｅｒｇｅｄｉｎｄｅｂｕｇｇｉｎｇａｎｄｔｈｅｎｅｘｔｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｌａｒｉｎｅｔｒｏｂｏｔ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄｅｓｉｇ