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仿人形书法机器人设计

分享到: 本站编辑:admin 日期: 2018-01-26 10:31 点击:

  

  【摘 要】中国书法艺术的传播,继承与发展主要是通过对前人的笔迹(通常为碑帖)进行学习和模仿来实现。在这种学习和模仿的过程中,面对相同的临摹对象,由于书写水平的高低往往因人而异,因此,临摹出来的效果也不一样。通过分析可以发现,不同的字体(如楷书,行楷及魏碑等)的书写技巧都有其固有的规律性可供遵循。在数字化技术飞速发展的今天,完全可以对书法的书写技巧进行适当的数字化处理,将中国古老的书法艺术与能够集中体现现代高新技术的机电一体化产品—机器人完美地结合起来,利用机器人控制毛笔的空间运动,从而实现机器人书写中国书法。 

  【关键词】智能机器人;机械臂;计算机编程;书法;控制
中图分类号: TP393-4 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2017)32-0021-002
【Abstract】The spread, inheritance and development of Chinese calligraphy art are mainly realized by learning and imitating the handwriting (usually rubbings) of predecessors. In this process of learning and imitation, in the face of the same object of copying, the effect of copying is different because the level of writing often varies from person to person. Through the analysis, we can find that the writing skills of different fonts (such as regular script, line script and Wei tablet) have their inherent regularities to follow. Today, with the rapid development of digital technology, it is entirely possible to digitize the writing skills of calligraphy appropriately. Combining the ancient Chinese calligraphy art with the mechatronic product robot that can fully embody the modern high-tech, we use the robot to control the writing brush The space movement, so as to achieve robot writing Chinese calligraphy.
【Key words】Intelligent robot; Robot arm; Computer programming; Calligraphy; Control
0 前言
中國书法经过4000年的继承与创新,成为最具有中华文化特色的传统艺术门类,作为我国特有的非物质文化遗产,在西方文化渗透,部分国民崇洋媚外的环境下,为保护书法文化,让更多的民族认识中国书法,热爱书法,学习书法,普及书法教育是对中国书法文化的重要保护措施之一,是弘扬文化,振兴中华的有效途径。
设计此仿人形结构书法机器人是一种能够进行编程并在舵机驱动板控制下完成书写的机械装置,运用机械手改变毛笔的空间位置使其在空间内按照特定方式运行,具备一些与人或者生物相似的智能能力,是一种具有高度灵活性机器人,使用书法机器人实现个性化形神兼备的书法复制和教学,在普及效率与投入成本方面有着其他机器人无法比拟的优势,对于促进推广书法教育,保护中国传统文化的方面具有重要的价值,这项设计同样可以运用到工业娱乐产业中,促进中国精神文化的繁荣发展。
1 系统总体设计方案
书法机器人拥有可实现180°可调节转向机械手臂,机械手臂由MG996R型舵机及舵机支架构成,毛笔位于机械手机械手末端,通过计算机编程控制机械手及毛笔在空间范围内的运动,机械手位于一个二维平面工作台,工作台是有X轴电机驱动滑轨,实现机械手臂的水平范围内的移动,整体系统通过计算机端口处编程操控实现机械手臂的脱机运行,完成书法的绘写。
2 硬件结构及电路原理
机器人本体采用MG996R系列舵机构成的平面型装配仿人形机械手臂MG996R型舵机控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定舵机的正反转。当舵机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,舵机停止转动,同时X轴向的驱动电机完成机器人本体的轴向位置移动,通过计算机端口控制程序调节舵机转动角度与速度,控制调节电机转动时间,实现多自由度机械臂的书写运动。
控制器采用USBSSC—32路舵机控制器,FT2波RLUS自芯片工作稳定,核心部件采用快速高效,低耗能的ATMega168单片机,贴片式的电路设计减少电路板体积,增强了抗干扰性,编程书法程序可直接插入ISP程序下载端口,在群舵机模式下,控制器可以做到自动协调通度,此设计可使书法机器人的多自由度仿生机械手臂书写动作达到平稳流畅。
3 设计优势创新点
我们设计的这款机器人主要由舵机驱动板控制,与传统的书法机器人相比编写程序比较简单,入门门槛低,上手简单,易操作,适合各种人群。其次我们开发的这款机器人结构比较简单,加工难度比较低,所以加工成本相对较低,适合大规模生产。
4 结论
随着计算机技术与人工智能理论的发展,书法机器人更着重于对机器人手臂的控制,这样更接近人们对于智能机器人的控制期望,在对书法机器人的改进与提高的过程中,会渐渐向着人工智能与模仿学习的方向前进,并将发展型机器人思想引入到机器人的书写动作中去,让多自由度书法机器人整体动作能更加贴近人们的期望。
仿人形书法机器人是智能机器人技术的新应用, 开发书法集机器人的根本目的是希望将中国传统文化艺术与现代高新机器人技术完美结合在一起,真正促进中国书法文化的传承与发展。
【参考文献】
[1]周远清,张再清.智能机器人系统[M].北京:清华大学出版社,1989.
[2]克莱格.机器人导学论[M].北京:机械工业出版社,2012.48-76.
[3]白井良明.机器人工程[M].北京:科学出版社,2001.
[4]郑明,漫谈毛笔杆的美学价值[J].文艺生活:艺术中国,2014:88-94.
[5]陈雪华.四自由度写字机器人的研究基础[M].重庆:重庆大学,2005.
[6]吴瑞祥.机器人技术及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1994.
[7]郭明,周国斌.多关节机器人工作空间分析语评价方法.机器人,1988. 
  
  

本文出自:http://www.starlunwen.net/jsjlwfd/186056.html

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