项目名称:智能悬索驱动皮影机器人

组 别: 高中组 省赛奖项: 省一
代表团: 甘肃 参赛队员: 张恩睿 申凯元 马瑞阳 参赛队:
辅导教师: 杨天龙 许燕春 刘俊德

项目摘要:

皮影戏人物的四肢共有4根竹棍操纵,为了实现该过程的自动化,需要4个驱动电机驱动悬索,并通过Arduino单片机总控制对4个驱动分支进行协调控制。 本机器人将悬索驱动机构应用于皮影戏艺术,对于某个皮影戏人物的运动动作进行分解,构建其理论编程数学模型,进而通过一定的控制方法实现皮影戏人物的连续控制。 用于本皮影戏机器人人物的悬索驱动机构控制系统,其控制策略是通过主机中的运动控制编程实现四个驱动回路的协调控制,主要由四大模块组成:第一,主控机模块:由Arduino单片机C语言编程控制界面、时序控制和动作协调的音乐所组成。控制界面完成系统的回原点、启动、停止等控制操作的人、机交互;时序控制完成四肢随音乐的协调运行;而音乐则是实现索驱动机构艺术化的重要艺术手段。第二,索驱动系统硬件模块:由运动控制程序和四肢的并行驱动系统所组成。主控机依据控制要求发出控制信号通过运动控制程序向四路电机驱动系统发送脉冲信号,实现电机的加速、减速、正转、反转等运行操作,电机运行过程中将通过收放绳索实现四肢的协调运动。 第三,机械装置模块:鉴于索驱动机构的控制对象轻质、控制电机旋转轴细,收放索机构部分采用轻型铝合金材料,同时通过拧紧滚索轴的径向小螺钉实现电机轴和滚索筒内圈的结合,这样一方面不会增加电机的负荷,另一方面也使滚索机构小巧而灵活。 第四,外围装饰模块,主要包含背景、灯光和皮影人的艺术化效果。

演示视频:

演示图片: