專利名稱：一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械臂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)代人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、傳感器科學(xué)的長足進(jìn)步，對(duì)于機(jī)器人和機(jī)械手也不僅僅局限于可編程操作的簡單化執(zhí)行，其研究和應(yīng)用步入更深層次，尤其是機(jī)器人智能化更引人關(guān)注。機(jī)器人的設(shè)計(jì)也不僅僅限制在工業(yè)環(huán)境的需求設(shè)計(jì)中，而向人類生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展，出現(xiàn)了如娛樂、導(dǎo)游等各種不同的機(jī)器人。音樂機(jī)器人屬于娛樂類特種機(jī)器人，大致可分為以下三種:管樂演奏機(jī)器人，如薩克斯管演奏機(jī)器人、小號(hào)演奏機(jī)器人等；弦樂演奏機(jī)器人，如小提琴演奏機(jī)器人、三弦琴演奏機(jī)器人等；鍵盤樂器演奏機(jī)器人，如鋼琴演奏機(jī)器人、木琴演奏機(jī)器人等。目前對(duì)于音樂機(jī)器人的研究已經(jīng)比較成熟，但這些機(jī)器人大都僅是出于科學(xué)研究的目的而研制的，通常僅在科研機(jī)構(gòu)或者展覽中可見，在實(shí)際生活中的應(yīng)用并不廣泛。在生活中，經(jīng)常可以看到盲人通過拉二胡、吉他等等樂器賣藝求得一條生路，也經(jīng)?？梢娛直蹥埲钡臍埣踩嗽诮稚掀蛴憽Ｈ绻梢詾槭直蹥埲闭咴O(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單的、可以演奏樂器的機(jī)械手，這樣他們便可以利用這種機(jī)械手引起人們的關(guān)注，更好的改善他們的境遇。而目前尚無這種機(jī)械手的存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)上的空白，提出一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，通過設(shè)計(jì)一種可彈奏吉他的機(jī)械義肢，使殘疾人也可演奏吉他。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:—種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，至少包括第一義肢，所述第一義肢具有臂部、用于該臂部固定在臂殘肢上的連接件以及手部，其特征在于，所述手部包括:導(dǎo)軌，選擇性夾持在吉他的琴頸上，且沿琴頸長度方向設(shè)置；由所述導(dǎo)軌支撐的滑塊，在第一伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)沿該導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述滑塊上設(shè)有在執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下選擇性的朝所述琴頸伸出的下壓件，所述下壓件上設(shè)有3個(gè)垂直于所述導(dǎo)軌設(shè)置的導(dǎo)桿，當(dāng)所述滑塊移動(dòng)到任意一個(gè)演奏位置時(shí)，這3個(gè)導(dǎo)桿依次對(duì)應(yīng)琴頸上四個(gè)連續(xù)品柱間的三個(gè)間隔區(qū)域；各導(dǎo)桿上分別套設(shè)有一壓塊，該些壓塊由第二伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)相對(duì)所述導(dǎo)桿滑動(dòng)；另外，該機(jī)械裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)存儲(chǔ)有演奏樂曲的信息，并基于演奏樂曲的信息控制所述第一伺服舵機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二伺服舵機(jī)，以驅(qū)動(dòng)所述滑塊、滑塊上的下壓件以及壓塊進(jìn)行動(dòng)作。所述機(jī)械裝置還包括第二義肢，所述第二義肢上設(shè)有用于固定在臂殘肢上的連接件，可選擇性的與吉他琴身固定的夾持件，以及一個(gè)撥弦機(jī)構(gòu)，該撥弦機(jī)構(gòu)上安裝有撥片，所述撥片對(duì)應(yīng)于吉他音孔設(shè)置，并在撥弦機(jī)構(gòu)的控制下?lián)軇?dòng)吉他弦，所述撥弦機(jī)構(gòu)與所述控制系統(tǒng)連接。所述機(jī)械裝置還包括一用于佩戴在人體頭部的頭戴機(jī)構(gòu)，所述頭戴機(jī)構(gòu)上設(shè)有與所述控制系統(tǒng)連接的三軸陀螺儀。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過設(shè)計(jì)兩種相互配合的第一義肢和第二義肢，供單臂或雙臂殘缺的殘疾人根據(jù)自身身體條件使選擇用，并實(shí)現(xiàn)了彈奏吉他。該機(jī)械裝置具有結(jié)構(gòu)簡單和高靈活性的特點(diǎn)，需要驅(qū)動(dòng)的元件數(shù)目少，使用的機(jī)械裝置少，大大的節(jié)約了成本，而且大幅降低了重量和能耗，適用于殘疾人在戶外表演使用。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。圖1為本發(fā)明實(shí)施例原理示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例第一義肢手部的俯視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例第一義肢手部的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:如圖1-3所示，標(biāo)號(hào)分別表示:第一義肢臂部1、連接桿2、夾持件3、第一導(dǎo)桿4、第二導(dǎo)桿5、壓塊6、滑塊7、下壓件8、執(zhí)行機(jī)構(gòu)9。參見圖1-3所示，本實(shí)施例中提供一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，該裝置主要由控制系統(tǒng)、第一義肢、第二義肢、頭戴機(jī)構(gòu)構(gòu)成。其中:第一義肢所述第一義肢具有第一義肢臂部I和固定在第一義肢臂部I上的手部。第一義肢臂部I上設(shè)置有用于固定在人體臂殘肢上的連接件，另外根據(jù)使用者手臂缺失程度不同，第一義肢臂部I上可設(shè)置關(guān)節(jié)或不設(shè)置關(guān)節(jié)。由于這種義肢結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員習(xí)見技術(shù)手段，故在此不再贅述，并不提供具體的圖形示意。參見圖2-3所示，手部主要由導(dǎo)軌和滑塊7兩部分組成.其中，導(dǎo)軌包括選擇性夾持在吉他的琴頸上夾持件3，以及兩根平行設(shè)置的第一導(dǎo)桿4，這兩根第一導(dǎo)桿4的兩端通過連接桿2連接。當(dāng)該導(dǎo)軌通過夾持件3固定在琴頸上時(shí)，第一導(dǎo)桿4沿琴頸長度方向設(shè)置。而滑塊7則由兩根第一導(dǎo)桿4支撐，滑塊7的本體可滑動(dòng)式套裝在兩根第一導(dǎo)桿4上并由第一伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)沿其滑動(dòng)。所述滑塊7的本體上設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)9，以及通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)9與滑塊7的本體連接的下壓件8。在本實(shí)施例中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)9同樣為伺服舵機(jī)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)9的驅(qū)動(dòng)下，下壓件8選擇性的朝琴頸伸出。所述下壓件8上設(shè)有3根垂直于所述第一導(dǎo)桿4設(shè)置的第二導(dǎo)桿5。這三根第二導(dǎo)桿5的位置滿足如下條件，當(dāng)所述滑塊7移動(dòng)到任意一個(gè)演奏位置時(shí)，這3根第二導(dǎo)桿5依次對(duì)應(yīng)琴頸上四個(gè)連續(xù)品柱之間的三個(gè)間隔區(qū)域，也就是彈奏吉他時(shí)需要按壓的琴頸位置。各第二導(dǎo)桿5上分別可滑動(dòng)式套設(shè)有一壓塊6，該些壓塊6由第二伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)相對(duì)所述第二導(dǎo)桿5滑動(dòng)。
第二義肢所述第二義肢同樣包括臂部，臂部上設(shè)有用于固定在臂殘肢上的連接件，還設(shè)有可選擇性的與吉他琴身固定的夾持件，一種優(yōu)選的實(shí)施例是夾持在吉他音孔處的壁上。另夕卜，臂部上還設(shè)置有一個(gè)撥弦機(jī)構(gòu)，該撥弦機(jī)構(gòu)上安裝有撥片，所述撥片對(duì)應(yīng)于吉他音孔設(shè)置，并在撥弦機(jī)構(gòu)上的伺服舵機(jī)的控制下?lián)軇?dòng)吉他弦。由于第二義肢的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，故不提供其具體的

。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)包含主控單元、電源模塊、數(shù)據(jù)通信接口模塊、存儲(chǔ)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和按鍵輸入模塊。存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)有多個(gè)演奏樂曲的信息，該些信息為樂譜經(jīng)翻譯轉(zhuǎn)化成的驅(qū)動(dòng)控制文件。主控模塊可讀取驅(qū)動(dòng)控制文件，基于該驅(qū)動(dòng)控制文件，通過驅(qū)動(dòng)模塊控制上述的第一伺服舵機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)9、第二伺服舵機(jī)和撥弦機(jī)構(gòu)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述滑塊7、滑塊7上的下壓件8、壓塊6以及撥片在設(shè)定時(shí)間執(zhí)行設(shè)定的動(dòng)作。而撥弦的力度、撥弦的頻率、壓弦的位置、壓弦的頻率等取決于各伺服舵機(jī)的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速和延遲指令的組合。按鍵輸入模塊則用于通過觸動(dòng)按鍵以向主控單元發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)而選曲以及其它控制。電源模塊則為控制系統(tǒng)以及各伺服舵機(jī)提供電能。通過數(shù)據(jù)通信接口模塊，控制系統(tǒng)可與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以執(zhí)行下載樂譜、升級(jí)固件等操作。頭戴機(jī)構(gòu)當(dāng)本機(jī)械裝置的使用者為雙臂殘缺者時(shí)，單憑自身是無法通過按鍵來進(jìn)行控制的。因此本實(shí)施例中提供頭戴機(jī)構(gòu)，該頭戴機(jī)構(gòu)上配置三軸陀螺儀，該三軸陀螺儀與控制系統(tǒng)的主控單元連接，使使用者可通過擺動(dòng)頭來實(shí)現(xiàn)對(duì)于控制系統(tǒng)的控制。以上通過實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明的發(fā)明意圖和實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實(shí)施方式，任何可以體現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求技術(shù)方案的實(shí)施，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，在上述實(shí)施例的指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，至少包括第一義肢，所述第一義肢具有臂部、用于該臂部固定在臂殘肢上的連接件以及手部，其特征在于，所述手部包括: 導(dǎo)軌，選擇性夾持在吉他的琴頸上，且沿琴頸長度方向設(shè)置； 由所述導(dǎo)軌支撐的滑塊，在第一伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)沿該導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述滑塊上設(shè)有在執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下選擇性的朝所述琴頸伸出的下壓件，所述下壓件上設(shè)有3個(gè)垂直于所述導(dǎo)軌設(shè)置的導(dǎo)桿，當(dāng)所述滑塊移動(dòng)到任意一個(gè)演奏位置時(shí)，這3個(gè)導(dǎo)桿依次對(duì)應(yīng)琴頸上四個(gè)連續(xù)品柱間的三個(gè)間隔區(qū)域；各導(dǎo)桿上分別套設(shè)有一壓塊，該些壓塊由第二伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)相對(duì)所述導(dǎo)桿滑動(dòng)； 另外，該機(jī)械裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)存儲(chǔ)有演奏樂曲的信息，并基于演奏樂曲的信息控制所述第一伺服舵機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二伺服舵機(jī)，以驅(qū)動(dòng)所述滑塊、滑塊上的下壓件以及壓塊進(jìn)行動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，其特征在于:所述機(jī)械裝置還包括第二義肢，所述第二義肢上設(shè)有用于固定在臂殘肢上的連接件，可選擇性的與吉他琴身固定的夾持件，以及一個(gè)撥弦機(jī)構(gòu)，該撥弦機(jī)構(gòu)上安裝有撥片，所述撥片對(duì)應(yīng)于吉他音孔設(shè)置，并在撥弦機(jī)構(gòu)的控制下?lián)軇?dòng)吉他弦，所述撥弦機(jī)構(gòu)與所述控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，其特征在于:所述機(jī)械裝置還包括一用于佩戴在人體頭部的頭戴機(jī)構(gòu)，所述頭戴機(jī)構(gòu)上設(shè)有與所述控制系統(tǒng)連接的三軸陀螺儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種供手臂殘疾者演奏吉他的機(jī)械裝置，至少包括具有臂部以及手部的第一義肢，所述手部包括選擇性夾持在吉他的琴頸上導(dǎo)軌，以及由所述導(dǎo)軌支撐的滑塊；該滑塊在第一伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)沿該導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述滑塊上設(shè)有在執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下選擇性的朝所述琴頸伸出的下壓件，所述下壓件上設(shè)有3個(gè)垂直于所述導(dǎo)軌設(shè)置的導(dǎo)桿，各導(dǎo)桿上分別套設(shè)有一壓塊，該些壓塊由第二伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)相對(duì)所述導(dǎo)桿滑動(dòng)；另外，該機(jī)械裝置還包括控制系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是通過設(shè)計(jì)的程控義肢來實(shí)現(xiàn)彈奏吉他，該機(jī)械裝置具有結(jié)構(gòu)簡單和高靈活性的特點(diǎn)，需要驅(qū)動(dòng)的元件數(shù)目少，使用的機(jī)械裝置少，大大的節(jié)約了成本，而且大幅降低了重量和能耗，適用于殘疾人在戶外表演使用。
文檔編號(hào)B25J11/00GK103158153SQ20131008082
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者高俊, 林晨陽, 金林毅, 王鼎元, 朱興翔, 張徐瑋, 王子源, 楊捷, 許青蕓, 崔琛煒, 姚平成 申請(qǐng)人:上海市七寶中學(xué)