一种微型绘画机器人及使用方法与流程

本发明涉及绘画机器人技术领域，具体为一种微型绘画机器人及使用方法。

背景技术：

通过市场，学者了解到绘画是孩子的天性，妈妈是孩子的第一任老师，但是90％的妈妈不会画，导致儿童的绘画艺术天性得不到发展，同时，中国幼儿园的美术课程比较稀缺和昂贵，因此根据市场上的需求研发一种ai+绘画+陪伴功能的绘画机器人使很有意义的；市场上没有通过3d打印技术、写字机器人和wifi故事机结合设计一种绘画机器人，没有创新设置的xy运动机制，自动校准机制，抬笔机制，ai应用机制；不利于实现ai机器人绘画。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微型绘画机器人及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种微型绘画机器人，包括绘画机器人主体、控制器、电源模块、xy机械运动机构、抬笔运动机构、夹笔机构、自动校准机构、ai模块、语音交流模块、调用模块、mxqtt云端、微信公众号和wifi传输模块，所述绘画机器人主体的外部固定安装有xy机械运动机构，所述xy机械运动机构的输出传动端配合安装有抬笔运动机构，所述抬笔运动机构的输出传动端固定安装有夹笔机构，所述绘画机器人主体的内部设置有控制器，所述绘画机器人主体的内部对应xy机械运动机构设置有自动校准机构，所述绘画机器人主体的内部分布安装有ai模块、语音交流模块、调用模块和wifi传输模块，所述绘画机器人主体的外部对应创建有mxqtt云端和微信公众号；

一种微型绘画机器人的使用方法，包括以下步骤，步骤一，用前准备；步骤二，自动补偿校准；步骤三，语音交流调用；步骤四，落笔；步骤五，机械运动画图；步骤六，抬笔；

其中上述步骤一中，取用该绘画机器人，将机器人平稳的放置到平稳的工作区域，再将画图用的画笔放置到夹笔机构中，通过夹笔机构对画笔进行夹持固定，再将用于画图的画纸放置到画笔下方的画图区域，完成用前准备；

其中上述步骤二中，在完成用前准备绘画机器人中将x轴和y轴向检测开关移动到刚刚检测开关按下状态，再将x轴和y轴向向反方向移动直到检测开关松开状态，记录下第二部所用的步进电机的步数，记录步数为补偿值，在运行过程中，如果x轴或y轴有向相反方向运动，需要先加上这个补偿值，通过该自动校准机构进行自动补偿塑胶磨损和设备皮带变化引起的精度变低，使设备一直运行在高精度状态；

其中上述步骤三中，在步骤二中完成补偿校准后，使用者说出需要绘画图案的名称等，通过语音交流模块进行语音的读取分析，通过ai模块配合调用模块使用从定制创建的mqtt云端和微信公众号中的数据库中进行绘画图案的调用；

其中上述步骤四中，绘画图案调用后，通过抬笔运动机构中电机转动，凸轮顺时针转动，通过上面的弹簧力反作用于移动光轴，使夹持的笔头落下与放置的绘纸表面接触；

其中上述步骤五中，落笔后，控制器根据调用绘画图案控制xy机械运动机构中一电机带动皮带完成y轴方向运动，另一电机带动方杆，再由方杆带动另外一个皮带，完成x轴方向运动，从而带动夹笔机构上的画笔进行有序移动，实现在画纸上的绘图；

其中上述步骤六中，完成绘图后，通过抬笔运动机构中电机转动，凸轮反时针转动，顶起移动光轴一侧，通过连杆机构同时顶起移动光轴另外一侧，使笔头抬起。

根据上述技术方案，所述xy机械运动机构中设置有电机、方杆和皮带，且方杆为一种d型或3面n面杆。

根据上述技术方案，所述xy机械运动机构中的电机个数为两个，且电机均为一种步进电机。

根据上述技术方案，所述抬笔运动机构中设置有电机、凸轮和连杆机构。

根据上述技术方案，所述控制器的型号为stm32。

根据上述技术方案，所述步骤三中，ai模块中的调用模块通过wifi传输模块从xqtt云端和微信公众号中进行绘图信息的调用。

根据上述技术方案，所述步骤一中，在画纸放置到画笔下方的画图区域时，要保证画纸的展平。

根据上述技术方案，所述步骤六中，完成绘画后取下画纸和画笔，将绘画机器人放置到原处。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，结构较为简单紧凑，xy机械运动机构的设置，实现画笔的移动绘图，且该结构简单、两个电机的设置，减少震动和电流，且成本便宜，生产方便能根据不同外观变化设计；抬笔运动机构结构较为简单能方便的实现笔头的抬笔与落笔，且利于控制器的控制；自动校准机构的设置，使画图传动机构可以自动补偿塑胶磨损和设备皮带变化引起的精度变低，使设备一直运行在高精度状态；通过mxqtt云端和微信公众号的设置，满足绘图内容数据的拓展，利于设备调取画贝后台的内容。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明系统的工作流程图；

图2是本发明使用方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种微型绘画机器人，包括绘画机器人主体、控制器、电源模块、xy机械运动机构、抬笔运动机构、夹笔机构、自动校准机构、ai模块、语音交流模块、调用模块、mxqtt云端、微信公众号和wifi传输模块，绘画机器人主体的外部固定安装有xy机械运动机构，xy机械运动机构的输出传动端配合安装有抬笔运动机构，抬笔运动机构的输出传动端固定安装有夹笔机构，绘画机器人主体的内部设置有控制器，绘画机器人主体的内部对应xy机械运动机构设置有自动校准机构，绘画机器人主体的内部分布安装有ai模块、语音交流模块、调用模块和wifi传输模块，绘画机器人主体的外部对应创建有mqtt云端和微信公众号；xy机械运动机构中设置有电机、方杆和皮带，且方杆为一种d或3面n面杆，通过电机电动方杆和皮带传动实现了后期笔头的移动，利于后期绘画；xy机械运动机构中的电机个数为两个，且电机均为一种步进电机，使得结构变得简单，两个电机的固定，减少了震动和电流，且成本便宜；抬笔运动机构中设置有电机、凸轮和连杆机构，通过电机、凸轮和连杆机构的配合传动实现笔头的抬笔和落笔；控制器的型号为stm32，通过控制器控制绘画机器人的工作；

请参阅图2，一种微型绘画机器人的使用方法，包括以下步骤，步骤一，用前准备；步骤二，自动补偿校准；步骤三，语音交流调用；步骤四，落笔；步骤五，机械运动画图；步骤六，抬笔；

其中上述步骤一中，取用该绘画机器人，将机器人平稳的放置到平稳的工作区域，再将画图用的画笔放置到夹笔机构中，通过夹笔机构对画笔进行夹持固定，再将用于画图的画纸放置到画笔下方的画图区域，完成用前准备；步骤一中，在画纸放置到画笔下方的画图区域时，要保证画纸的展平，保证了绘图质量，避免了残品的发生；

其中上述步骤二中，在完成用前准备绘画机器人中将x轴和y轴向检测开关移动到刚刚检测开关按下状态，再将x轴和y轴向向反方向移动直到检测开关松开状态，记录下第二部所用的步进电机的步数，记录步数为补偿值，在运行过程中，如果x轴或y轴有向相反方向运动，需要先加上这个补偿值，通过该自动校准机构进行自动补偿塑胶磨损和设备皮带变化引起的精度变低，使设备一直运行在高精度状态；

其中上述步骤三中，在步骤二中完成补偿校准后，使用者说出需要绘画图案的名称等，通过语音交流模块进行语音的读取分析，通过ai模块配合调用模块使用从定制创建的mqtt云端和微信公众号中的数据库中进行绘画图案的调用，步骤三中，ai模块中的调用模块通过wifi传输模块从xqtt云端和微信公众号中进行绘图信息的调用，针对传统wifi故事机后台固定的情况，定制创建专有的mqtt云端后台，和专有的微信公众号，通过微信公众号和绑定的设备调取画贝后台的内容；

其中上述步骤四中，绘画图案调用后，通过抬笔运动机构中电机转动，凸轮顺时针转动，通过上面的弹簧力反作用于移动光轴，使夹持的笔头落下与放置的绘纸表面接触；

其中上述步骤五中，落笔后，控制器根据调用绘画图案控制xy机械运动机构中一电机带动皮带完成y轴方向运动，另一电机带动方杆，再由方杆带动另外一个皮带，完成x轴方向运动，从而带动夹笔机构上的画笔进行有序移动，实现在画纸上的绘图；

其中上述步骤六中，完成绘图后，通过抬笔运动机构中电机转动，凸轮反时针转动，顶起移动光轴一侧，通过连杆机构同时顶起移动光轴另外一侧，使笔头抬起；步骤六中，完成绘画后取下画纸和画笔，将绘画机器人放置到原处，利于后期的二次使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。