一种水彩画绘图机械装置的制作方法

本发明涉及一种智能机械设备，具体的说是设计一种水彩画绘图机械装置。

背景技术：

智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。机器人已进入智能时代，不少发达国家都将智能机器人作为未来技术发展的制高点。美国、日本和德国目前在智能机器人研究领域占有明显优势。近年来，中国大力研发智能机器人，并取得了可喜的成就。

其中绘图机械装置主要的使用场景在于教学领域，用以进行教学实验，同时也能服务于学生创新实践。然而当前市场环境下的教学用绘图机械手实验仪器大多结构庞大，系统的复杂度高、操作不便，并且只能完成简笔画的绘制。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了现有技术中的不足，是提供一种水彩画绘图机械装置，解决现有技术中的绘画机械手操作难度高，结构复杂，不具备彩色信息的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种水彩画绘图机械装置，其结构由一处理单元、一横向导轨、一纵向导轨、一中央平台、一持笔装置、一单面齿同步带、两个驱动电机以及其他相关构件组成；所述处理单元集成图像处理功能并控制机械结构的运转，其中处理单元对图片的处理主要包括水彩风格画与绘图路径的提取，具体流程为利用一个训练好的卷积神经网络，将水彩风格样例的照片风格迁移到输入的照片上，然后提取图像的色彩信息并生成所有画笔描绘的起始点和颜色，最终控制机械结构完成指定的动作。所述横向导轨及纵向导轨通过所述中央平台组合在一起，所述纵轴导轨两端设置了所述驱动电机，所述横轴导轨右端设置了所述持笔装置，所述驱动电机驱动所述单面齿同步带以改变持笔装置的位置。

持笔装置，其结构包括一驱动电机、一弹簧以及一持笔孔，在弹簧的弹力作用下持笔孔上移，当驱动电机通电后将持笔孔的位置下移以完成下笔动作。

改变持笔装置位置的驱动机构，其结构由一个单面齿同步带、两个驱动电机、以及其他相关构件组成，所述单面齿同步带齿面向内，并与驱动电机相组合，与滚轴相组合，并且其两端固定于处，持笔装置设置于处。当驱动电机与驱动电机一起顺时针旋转的时候，持笔装置纵向下移；当驱动电机与驱动电机一起逆时针旋转的时候，持笔装置纵向上移；当驱动电机顺时针旋转，驱动电机逆时针旋转的时候，持笔装置横向左移；当驱动电机顺时针旋转，驱动电机逆时针旋转的时候，持笔装置横向左移。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单，具有独立的信息处理模块，不需要上位机控制；通过语音获得信息输入，降低了操作难度，实现了更好的人机交互。

附图说明

图1是本发明一种水彩画绘图机械装置结构示意图。

图2是本发明一种水彩画绘图机械装置运行流程图。

图3是本发明一种水彩画绘图机械装置驱动方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，一种水彩画绘图机械装置，其结构由一处理单元2、一横向导轨9、一纵向导轨2、一中央平台8、一持笔装置5、一单面齿同步带7、两个驱动电机16以及其他相关构件组成；所述处理单元集成图像处理功能并控制机械结构的运转，其中处理单元对图片的处理主要包括水彩风格画与绘图路径的提取，具体流程为利用一个训练好的卷积神经网络，将水彩风格样例的照片风格迁移到输入的照片上，然后提取图像的色彩信息并生成所有画笔描绘的起始点和颜色，最终控制机械结构完成指定的动作。所述横向导轨及纵向导轨通过所述中央平台组合在一起，所述纵轴导轨两端设置了所述驱动电机，所述横轴导轨右端设置了所述持笔装置，所述驱动电机驱动所述单面齿同步带以改变持笔装置的位置。

持笔装置5，其结构包括一驱动电机3、一弹簧以及一持笔孔4，在弹簧的弹力作用下持笔孔上移，当驱动电机通电后将持笔孔的位置下移以完成下笔动作。

改变持笔装置位置的驱动机构，其结构由一个单面齿同步带18、两个驱动电机11、16以及其他相关构件组成，所述单面齿同步带齿面向内，并与于11处和16处的驱动电机相组合，与20、12、14、15、17处的滚轴相组合，并且其两端固定于19处，持笔装置设置于13处。当驱动电机11与驱动电机16一起顺时针旋转的时候，持笔装置13纵向下移；当驱动电机11与驱动电机16一起逆时针旋转的时候，持笔装置13纵向上移；当驱动电机11顺时针旋转，驱动电机16逆时针旋转的时候，持笔装置13横向左移；当驱动电机11顺时针旋转，驱动电机16逆时针旋转的时候，持笔装置13横向左移。实施例：通电后板载程序开始运行，在摄像机上拍摄按钮被按下之后拍摄到一张图片，程序在进行风格迁移后生成水彩风格的目标图像；然后根据颜色信息分离出笔画和色彩，并分别计算rgb各个通道每个笔画的起笔收笔位置和描绘轨迹；对于每个通道，控制对应的持笔装置到对应的颜料盒粘取颜料，下一步控制持笔装置移动到起笔位置开始按照描绘轨迹进行描绘，并于收笔位置将持笔装置收起，然后移动画笔归位，重复这个步骤将图像描绘完成。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种水彩画绘图机械装置，其功能是基于相机图片输入进行分析，识别出像素和色彩信息后进行水彩风格化，然后进行绘制，其结构由一处理单元、一横向导轨、一纵向导轨、一中央平台、一持笔装置、一单面齿同步带、三个颜料盘、两个驱动电机以及其他相关构件组成；所述处理单元控制机械结构的运转，所述横向导轨及纵向导轨通过所述中央平台组合在一起，所述纵轴导轨两端设置了所述驱动电机，所述横轴导轨右端设置了所述持笔装置，所述驱动电机驱动所述单面齿同步带以改变持笔装置的位置。优点为智能化程度高，实现了趣味的人机交互。

技术研发人员：林政和
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2017.08.24
技术公布日：2019.03.05