一种基于机械臂画沙画的表演平台.pdf

本发明公开了一种基于机械臂画沙画的表演平台，包括机器人工作台、设置在机器人工作台上的沙画画台及画笔台装置、设置在沙画画台上的清沙装置、画沙储存干燥装置和带有机械臂的机器人本体，机器人本体上设有机械臂控制器和与机械臂相连接的夹具装置；画沙储存干燥装置包括气缸和干燥装置；夹具装置包括与机械臂相连接的夹具固定板和安装在夹具固定板上的夹笔装置及沙漏本体，沙漏本体位于出沙口的下方，沙漏本体上设有控制开关；清沙装置包括固定在沙画画台上的固定底板、安装在固定底板上的沙画台体、漏斗、安装在沙画台体两侧的导向滑轨、传动丝杠和清沙板。本发明性能稳定，无需值守，操作简单，成本低。

权利要求书
1.  一种基于机械臂画沙画的表演平台，其特征在于，包括机器人工作台(1)、设置在机器人工作台(1)上的沙画画台(6)及画笔台装置(5)、设置在沙画画台(6)上的清沙装置、画沙储存干燥装置和带有机械臂的机器人本体(2)，所述机器人本体(2)上设有机械臂控制器和与机械臂相连接的夹具装置(7)；
所述画沙储存干燥装置包括气缸(9)和干燥装置(12)，所述气缸(9)包括带有进沙口及出沙口的缸体(13)、带有温控器的活塞杆(10)和活塞(11)，所述干燥装置(12)安装在缸体(13)上；
所述夹具装置(7)包括与机械臂轴端面相连接的夹笔装置(7.4)和与夹笔装置(7.4)相连接的沙漏本体(7.2)，所述沙漏本体(7.2)位于出沙口的下方，沙漏本体(7.2)上设有用于控制气缸(9)动作的控制开关(7.1)；
所述清沙装置包括固定在沙画画台(6)上的固定底板(6.4)、安装在固定底板(6.4)上的沙画台体(6.1)、漏斗、安装在沙画台体(6.1)两侧的导向滑轨(6.3)、与导向滑轨(6.3)平行设置的传动丝杠(6.2)和安装在导向滑轨(6.3)及传动丝杠(6.2)上的清沙板(6.5)；所述漏斗的上口连接沙画台体(6.1)，漏斗的下口连接进沙口。

2.  根据权利要求1所述的基于机械臂画沙画的表演平台，其特征在于，还包括带有触摸屏的计算机(8)、与计算机(8)输入端相连接的视觉传感器(4)和与计算机(8)输出端相连接用于实时显示机器人 创作沙画过程的显示器(3)，所述机械臂控制器的输入端连接计算机(8)。

3.  根据权利要求1所述的基于机械臂画沙画的表演平台，其特征在于，所述进沙口设有用于感应沙子的传感器。

4.  根据权利要求1所述的基于机械臂画沙画的表演平台，其特征在于，所述沙漏本体(7.2)上还设有防堵装置(7.3)和过滤装置。

5.  根据权利要求1所述的基于机械臂画沙画的表演平台，其特征在于，所述干燥装置(12)采用的是环形电加热器，所述环形电加热器输入端与温控器相连接。

说明书一种基于机械臂画沙画的表演平台
技术领域
本发明涉及一种基于机械臂画沙画的表演平台，属于机器人技术领域。
背景技术
在现代生活中，机器人已经应用在多种行业环境中，但其使用范围还是有所局限性及专业性的。传统的沙画表演均由沙画师来创作表演，而沙画师的沙画创作技能又需要其长期的学习和培训，且每一次的表演需要前期准备等繁琐的工作，消耗了极大的人力资源和成本，同时缺少了机器人的新颖性及观赏效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于机械臂画沙画的表演平台，性能稳定，无需值守，操作简单，成本低。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种基于机械臂画沙画的表演平台，包括机器人工作台、设置在机器人工作台上的沙画画台及画笔台装置、设置在沙画画台上的清沙装置、画沙储存干燥装置和带有机械臂的机器人本体，所述机器人本体上设有机械臂控制器和与机械臂相连接的夹具装置；画沙储存干燥装置包括气缸和干燥装置；气缸包括带有进沙口及出沙口的缸 体、带有温控器的活塞杆和活塞，干燥装置安装在缸体上；夹具装置包括与机械臂轴端面相连接的夹笔装置和与夹笔装置相连接的沙漏本体，所述沙漏本体位于出沙口的下方，沙漏本体上设有用于控制气缸动作的控制开关；清沙装置包括固定在沙画画台上的固定底板、安装在固定底板上的沙画台体、漏斗、安装在沙画台体两侧的导向滑轨、与导向滑轨平行设置的传动丝杠和安装在导向滑轨及传动丝杠上的清沙板；漏斗的上口连接沙画台体，漏斗的下口连接进沙口。
本发明还包括带有触摸屏的计算机、与计算机输入端相连接的视觉传感器和与计算机输出端相连接用于实时显示机器人创作沙画过程的显示器，机械臂控制器的输入端连接计算机。
上述进沙口设有用于感应沙子的传感器。
上述沙漏本体上还设有防堵装置和过滤装置。
上述干燥装置采用的是环形电加热器，所述环形电加热器输入端与温控器相连接。当环形电加热器加热时，温控器控制其加热的温度在设定的温度区间，不会过高或者过低。
本发明的有益效果：填补现在市场上的沙画机器人的空白，作为全球第一台自动沙画表演机器人，无需表演前的准备、无需工作人员的辅助，减少工作人员的工作强度和人力成本，提高机器人的智能性。
附图说明
图1为本发明的基于机械臂画沙画的表演平台整体结构示意图；
图2为图1中的画沙储存干燥装置结构示意图；
图3为图1中的清沙装置结构示意图；
图4为图1中的夹具装置结构示意图；
图中各标号：机器人工作台1、机器人本体2、显示器3、视觉传感器4、画笔台装置5、沙画画台6、沙画台体6.1、传动丝杠6.2、导向滑轨6.3、固定底板6.4、清沙板6.5、夹具装置7、控制开关7.1、沙漏本体7.2、防堵装置7.3、夹笔装置7.4、夹具固定板7.5、计算机8、气缸9、活塞杆10、活塞11、干燥装置12、缸体13
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明的一种基于机械臂画沙画的表演平台可实现全自动循环制作沙画的机器人。
参见图1，本发明包括机器人工作台1、机器人本体2、沙画画台6、画笔台装置5、沙漏装置、清沙装置、画沙储存干燥装置、画笔夹具装置7、视觉采集捕捉系统、显示器3(本实施例采用的是背景电视)和带有触摸屏的计算机8。
参见图2，所述画沙储存干燥装置包括气缸9和干燥装置12；气缸9包括带有进沙口及出沙口的缸体13、带有温控器的活塞杆10和活塞11，干燥装置12安装在缸体13上。
参见图3，清沙装置包括固定在沙画画台6上的固定底板6.4、安装在固定底板6.4上的沙画台体6.1、漏斗、安装在沙画台体6.1两侧的导向滑轨6.3、与导向滑轨6.3平行设置的传动丝杠6.2和安装在导向滑轨6.3及传动丝杠6.2上的清沙板6.5；漏斗的上口连接 沙画台体6.1，漏斗的下口连接进沙口。
参见图4，夹具装置7包括与机械臂轴端面相连接的夹笔装置7.4和与夹笔装置7.4相连接的沙漏本体7.2，沙漏本体7.2位于出沙口的下方，沙漏本体7.2上设有用于控制气缸9动作的控制开关7.1。
本实施例中，干燥装置12采用的是环形电加热器，环形电加热器输入端与温控器相连接。
参与者通过触摸屏选择沙画表演内容，当机器人接收到参与者点击发送的指令后，机器人自动进行取沙、漏沙、细描等步骤，进行沙画的创作表演。视觉采集捕捉系统，将机器人创作沙画过程实时的在显示屏中呈现出来，让周边的游客都可以观赏到机器人的作画过程。表演结束后，机器人发指令给清沙装置，清沙装置收到指令后启动，将沙画台画沙清至画沙储存干燥装置，画沙储存干燥装置对画沙进行干燥、过滤、储存，等待下一次表演。
本发明操作简单方便，可实现无人值守且性能稳定，节约人力资源，可广泛适用于科技馆、展览馆及各大休闲娱乐等展示场所。
具体的工作过程如下：参与者通过触摸屏选择沙画表演内容，当机器人接收到参与者点击发送的指令后，触摸屏界面自动切换至互动界面，此时机器人通过视觉传感器4采集观众的头像，并且在头部显示观众的头像，就好像观众自己在画沙画，给观众身临其境的感觉。
参与者按“确定”键后，机器人将夹具装置7移至画沙储存干燥装置末端进行接沙，控制开关7.1感应后，打开开关，活塞11工作，开始接沙，画沙接满后，活塞11返回，控制开关7.1关闭，接沙结 束。
此时，背景音乐响起，沙画画台6背景灯亮起，机器人伴随着优雅的音乐，开始沙画创作的漏沙，此时的背景电视也在实时播放沙画创作。漏沙结束后，机器人发送指令至夹笔装置7.4，夹笔装置7.4收到指令后夹取画笔，进行细描。细描结束后，沙画创作结束。停留一分钟，机器人发送指令至清沙装置，清沙装置收到指令后启动，传动丝杠6.2带动清沙板6.5把沙画画台6上的画沙往沙画画台6的最左侧清扫，此处有一漏斗，漏斗上口连接沙画画台6，下口连接画沙储存干燥装置，沙画台上的沙子最终经由漏斗流至画沙储存干燥装置中，传感器感应到沙子后，发送信号至干燥装置12，干燥装置12启动，沙画表演结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。