专利名称：一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置。
背景技术：
由于现代人工智能、计算机科学、传感器科学的长足进步，对于机器人和机械手也不仅仅局限于可编程操作的简单化执行，其研究和应用步入更深层次，尤其是机器人智能化更引人关注。机器人的设计也不仅仅限制在工业环境的需求设计中，而向人类生活的各个领域扩展，出现了如娱乐、导游等各种不同的机器人。音乐机器人属于娱乐类特种机器人，大致可分为以下三种:管乐演奏机器人，如萨克斯管演奏机器人、小号演奏机器人等；弦乐演奏机器人，如小提琴演奏机器人、三弦琴演奏机器人等；键盘乐器演奏机器人，如钢琴演奏机器人、木琴演奏机器人等。目前对于音乐机器人的研究已经比较成熟，但这些机器人大都仅是出于科学研究的目的而研制的，通常仅在科研机构或者展览中可见，在实际生活中的应用并不广泛。在生活中，经常可以看到盲人通过拉二胡、吉他等等乐器卖艺求得一条生路，也经常可见手臂残缺的残疾人在街上乞讨。如果可以为手臂残缺者设计一种结构相对简单的、可以演奏乐器的机械手，这样他们便可以利用这种机械手引起人们的关注，更好的改善他们的境遇。而目前尚无这种机械手的存在。
发明内容
本发明实施例的目的是针对现有技术结构上的空白，提出一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，通过设计一种可弹奏吉他的机械义肢，使残疾人也可演奏吉他。为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置是通过以下技术方案实现的:—种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，至少包括第一义肢，所述第一义肢具有臂部、用于该臂部固定在臂残肢上的连接件以及手部，其特征在于，所述手部包括:导轨，选择性夹持在吉他的琴颈上，且沿琴颈长度方向设置；由所述导轨支撑的滑块，在第一伺服舵机驱动沿该导轨滑动；所述滑块上设有在执行机构驱动下选择性的朝所述琴颈伸出的下压件，所述下压件上设有3个垂直于所述导轨设置的导杆，当所述滑块移动到任意一个演奏位置时，这3个导杆依次对应琴颈上四个连续品柱间的三个间隔区域；各导杆上分别套设有一压块，该些压块由第二伺服舵机驱动相对所述导杆滑动；另外，该机械装置还包括控制系统，所述控制系统存储有演奏乐曲的信息，并基于演奏乐曲的信息控制所述第一伺服舵机、执行机构和第二伺服舵机，以驱动所述滑块、滑块上的下压件以及压块进行动作。所述机械装置还包括第二义肢，所述第二义肢上设有用于固定在臂残肢上的连接件，可选择性的与吉他琴身固定的夹持件，以及一个拨弦机构，该拨弦机构上安装有拨片，所述拨片对应于吉他音孔设置，并在拨弦机构的控制下拨动吉他弦，所述拨弦机构与所述控制系统连接。所述机械装置还包括一用于佩戴在人体头部的头戴机构，所述头戴机构上设有与所述控制系统连接的三轴陀螺仪。与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过设计两种相互配合的第一义肢和第二义肢，供单臂或双臂残缺的残疾人根据自身身体条件使选择用，并实现了弹奏吉他。该机械装置具有结构简单和高灵活性的特点，需要驱动的元件数目少，使用的机械装置少，大大的节约了成本，而且大幅降低了重量和能耗，适用于残疾人在户外表演使用。
通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。图1为本发明实施例原理示意图；图2为本发明实施例第一义肢手部的俯视图；图3为本发明实施例第一义肢手部的侧视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:如图1-3所示，标号分别表示:第一义肢臂部1、连接杆2、夹持件3、第一导杆4、第二导杆5、压块6、滑块7、下压件8、执行机构9。参见图1-3所示，本实施例中提供一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，该装置主要由控制系统、第一义肢、第二义肢、头戴机构构成。其中:第一义肢所述第一义肢具有第一义肢臂部I和固定在第一义肢臂部I上的手部。第一义肢臂部I上设置有用于固定在人体臂残肢上的连接件，另外根据使用者手臂缺失程度不同，第一义肢臂部I上可设置关节或不设置关节。由于这种义肢结构为本领域技术人员习见技术手段，故在此不再赘述，并不提供具体的图形示意。参见图2-3所示，手部主要由导轨和滑块7两部分组成.其中，导轨包括选择性夹持在吉他的琴颈上夹持件3，以及两根平行设置的第一导杆4，这两根第一导杆4的两端通过连接杆2连接。当该导轨通过夹持件3固定在琴颈上时，第一导杆4沿琴颈长度方向设置。而滑块7则由两根第一导杆4支撑，滑块7的本体可滑动式套装在两根第一导杆4上并由第一伺服舵机驱动沿其滑动。所述滑块7的本体上设有执行机构9，以及通过执行机构9与滑块7的本体连接的下压件8。在本实施例中，执行机构9同样为伺服舵机，在执行机构9的驱动下，下压件8选择性的朝琴颈伸出。所述下压件8上设有3根垂直于所述第一导杆4设置的第二导杆5。这三根第二导杆5的位置满足如下条件，当所述滑块7移动到任意一个演奏位置时，这3根第二导杆5依次对应琴颈上四个连续品柱之间的三个间隔区域，也就是弹奏吉他时需要按压的琴颈位置。各第二导杆5上分别可滑动式套设有一压块6，该些压块6由第二伺服舵机驱动相对所述第二导杆5滑动。
第二义肢所述第二义肢同样包括臂部，臂部上设有用于固定在臂残肢上的连接件，还设有可选择性的与吉他琴身固定的夹持件，一种优选的实施例是夹持在吉他音孔处的壁上。另夕卜，臂部上还设置有一个拨弦机构，该拨弦机构上安装有拨片，所述拨片对应于吉他音孔设置，并在拨弦机构上的伺服舵机的控制下拨动吉他弦。由于第二义肢的结构相对简单，故不提供其具体的
。控制系统控制系统包含主控单元、电源模块、数据通信接口模块、存储模块、驱动模块和按键输入模块。存储模块内存储有多个演奏乐曲的信息，该些信息为乐谱经翻译转化成的驱动控制文件。主控模块可读取驱动控制文件，基于该驱动控制文件，通过驱动模块控制上述的第一伺服舵机、执行机构9、第二伺服舵机和拨弦机构，进而驱动所述滑块7、滑块7上的下压件8、压块6以及拨片在设定时间执行设定的动作。而拨弦的力度、拨弦的频率、压弦的位置、压弦的频率等取决于各伺服舵机的转角、转速和延迟指令的组合。按键输入模块则用于通过触动按键以向主控单元发出控制信号，进而选曲以及其它控制。电源模块则为控制系统以及各伺服舵机提供电能。通过数据通信接口模块，控制系统可与上位机进行数据传输，以执行下载乐谱、升级固件等操作。头戴机构当本机械装置的使用者为双臂残缺者时，单凭自身是无法通过按键来进行控制的。因此本实施例中提供头戴机构，该头戴机构上配置三轴陀螺仪，该三轴陀螺仪与控制系统的主控单元连接，使使用者可通过摆动头来实现对于控制系统的控制。以上通过实施例对于本发明的发明意图和实施方式进行详细说明，但是本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式
仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，至少包括第一义肢，所述第一义肢具有臂部、用于该臂部固定在臂残肢上的连接件以及手部，其特征在于，所述手部包括: 导轨，选择性夹持在吉他的琴颈上，且沿琴颈长度方向设置； 由所述导轨支撑的滑块，在第一伺服舵机驱动沿该导轨滑动；所述滑块上设有在执行机构驱动下选择性的朝所述琴颈伸出的下压件，所述下压件上设有3个垂直于所述导轨设置的导杆，当所述滑块移动到任意一个演奏位置时，这3个导杆依次对应琴颈上四个连续品柱间的三个间隔区域；各导杆上分别套设有一压块，该些压块由第二伺服舵机驱动相对所述导杆滑动； 另外，该机械装置还包括控制系统，所述控制系统存储有演奏乐曲的信息，并基于演奏乐曲的信息控制所述第一伺服舵机、执行机构和第二伺服舵机，以驱动所述滑块、滑块上的下压件以及压块进行动作。
2.根据权利要求1所述的一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，其特征在于:所述机械装置还包括第二义肢，所述第二义肢上设有用于固定在臂残肢上的连接件，可选择性的与吉他琴身固定的夹持件，以及一个拨弦机构，该拨弦机构上安装有拨片，所述拨片对应于吉他音孔设置，并在拨弦机构的控制下拨动吉他弦，所述拨弦机构与所述控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，其特征在于:所述机械装置还包括一用于佩戴在人体头部的头戴机构，所述头戴机构上设有与所述控制系统连接的三轴陀螺仪。
全文摘要
本发明涉及一种供手臂残疾者演奏吉他的机械装置，至少包括具有臂部以及手部的第一义肢，所述手部包括选择性夹持在吉他的琴颈上导轨，以及由所述导轨支撑的滑块；该滑块在第一伺服舵机驱动沿该导轨滑动；所述滑块上设有在执行机构驱动下选择性的朝所述琴颈伸出的下压件，所述下压件上设有3个垂直于所述导轨设置的导杆，各导杆上分别套设有一压块，该些压块由第二伺服舵机驱动相对所述导杆滑动；另外，该机械装置还包括控制系统。其优点是通过设计的程控义肢来实现弹奏吉他，该机械装置具有结构简单和高灵活性的特点，需要驱动的元件数目少，使用的机械装置少，大大的节约了成本，而且大幅降低了重量和能耗，适用于残疾人在户外表演使用。
文档编号B25J11/00GK103158153SQ20131008082
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者高俊, 林晨阳, 金林毅, 王鼎元, 朱兴翔, 张徐玮, 王子源, 杨捷, 许青芸, 崔琛炜, 姚平成 申请人:上海市七宝中学