基于声信号反馈的葫芦丝演奏机器人仿真设计

针对管乐器演奏机器人在演奏过程中气息难以精确控制,从而导致演奏稳定性差、演奏效果不佳的问题,设计了一种基于声音信号反馈的葫芦丝演奏机器人。介绍了葫芦丝机器人的整体结构和控制方案;根据机器人演奏的特点,设计了基于标准基音频率的数字低通滤波器对声音信号进行滤波,并在此基础上采用改进的谐波峰值法提取声音的基音频率,实现葫芦丝机器人演奏过程的闭环控制。通过实验仿真验证了设计的可行性。与一般的管乐器机器人演奏系统相比,此设计具有更好的稳定性和抗干扰能力。

扬琴自动演奏机器人机械臂设计

为促使我国民族乐器自动演奏机器人的进一步发展,设计一种能拟人化敲击的扬琴自动演奏机器人机械臂。根据D-H参数法建立机械臂的运动学模型并求得运动学方程的正解,利用反变换法求得机械臂运动学方程的逆解,从而验证运动学模型的正确性以及为机械臂运动控制提供理论基础。利用Solidworks三维建模软件建立机械臂的虚拟样机模型,对其进行运动过程仿真,仿真结果验证了机械臂结构及连杆参数设计的合理性。制作试验样机进行实验,进一步证明机械臂设计的可行性。为扬琴自动演奏机器人机械臂的后续研究提供了理论基础。

吉他演奏机器人的机械结构设计

设计的吉他自动演奏机器人,根据仿生学原理设计演奏机构,并完成各演奏机构的运动学和动力学分析。在此基础上,为各机构选用合适的驱动装置。演奏机构由压弦机构、拨弦机构、变速机构和消音机构构成,通过Pro/e三维仿真后,由3D打印机打印完成。根据系统设计要求,选取气动系统作为压弦机构、拨弦机构、变速机构和消音机构的驱动装置。通过对其进行基本动作、音符以及乐谱演奏的测试,所设计的吉他演奏机器人能准确无误的完成演奏要求。

基于弦乐器自动演奏机器人的机械结构设计

设计的弦乐器自动演奏机器人,通过分析人类在弹奏乐器时的动作特点,根据仿生学原理设计演奏机构,完成各演奏机构的运动学和动力学分析,并根据结论选用适当驱动形式。演奏机构分为压弦机构、拨弦机构和消音机构,通过Pro/e三维仿真后,由3D打印机打印完成。根据系统设计要求,选取气动系统作为拨弦机构和压弦机构的驱动装置,选取步进电机和微型伺服电机(舵机)作为平移机构的驱动装置。通过测试,所设计的机器人能准确无误的完成演奏要求。

电子琴演奏机器人实验教学平台开发

开发了电子琴演奏机器人实验教学平台。完成仿人机械手、双手横移机构的运动分析与结构设计;编写了具有编曲、转码、播放功能的上位机软件,实现了上位机控制机械手跨音区演奏功能,同时实现了C调卡农等多首曲目演奏、多乐器合奏等功能。为机电专业学生进行系统集成、系统调试、机构设计与优化、软件编程提供了良好实验平台。

一种钢琴演奏机器人

阐述一种基于高速伺服移动机构和气动弹奏结构的智能钢琴演奏机器人。利用高速伺服移动机构和气动弹奏结构通过控制算法实现"手"、"脚"功能,运用高精度运动控制技术,模仿人类在琴键上的弹奏过程。以优异的算法、快速的响应运动、高稳定性、高智能程度通过了实验应用,实现了国内多个科技馆的游客互动展示。

基于弦乐器自动演奏机器人的控制系统设计

本文设计的弦乐器自动演奏机器人,参照仿生学原理,它的执行机构分解为压弦机构、拨弦机构和消音机构。根据设计要求,选取气动系统作为拨弦和压弦机构的驱动装置,选取步进电机和微型伺服电机(舵机)作为平移机构的驱动装置。为了驱动这些装置,设计的电路硬件包含:主控电路、通讯电路、电源管理电路、电机驱动电路等,并设计了与之相对应的程序软件,最后对系统进行了验证。

唢呐演奏机器人机械结构设计

设计的唢呐自动演奏机器人,根据仿生学原理设计演奏机构,并完成各演奏机构的运动学和动力学分析。在此基础上,为各机构选用合适的驱动装置。演奏机构由按压机构、变速机构和消音机构构成,通过Pro/e三维仿真后,由3D打印机打印完成。根据系统设计要求,选取气动系统作为按压机构、变速机构和消音机构的驱动装置。通过对其进行基本动作、音符以及乐谱演奏的测试,所设计的唢呐演奏机器人能准确无误的完成演奏要求。

长笛自动演奏机器人

长笛是吹奏乐器的一种,它的演奏与键盘乐器不同,在发音上存在着一些不稳定因素,例如要根据音阶改变口唇与长笛的接触方式,要利用吹出的气压进行音调调节等,这给机器人演奏长笛带来一定的困难。日本在这方面作了许多研究工作,开发了长笛自动演奏机器人。

架子鼓演奏机器人控制系统设计

设计的架子鼓自动演奏机器人,参照仿生学原理,利用Arduino单片机控制,将敲击节奏转化成机械语言。改变步进电机旋转角度,可完成有效的敲击,形成了一套完整的全自动演奏音乐机器人。为了驱动装置,设计的电路硬件包含主控电路、通信电路、电源管理电路以及电机驱动电路等,并设计了与之相对应的程序软件,最后对系统进行了验证。

键盘乐器演奏机器人

键盘乐器是通过键盘进行演奏的,如果能够再现键盘的动作,就可以再现名家的演奏。从19世纪末期起,就已有人研究钢琴的自动演奏,并且取得一定成果。到了20世纪三十年代,出现了世界性的经济危机,这种价格较高的自动钢琴的研制被搁置了。 经过半个世纪之后,到了八十年代,研究音乐机器人的热潮再度兴起,相继研制出各种形式的音乐机器人。本文将对近年来日本研制的作为键盘乐器代表的木琴和钢琴演奏机器人作简单介绍。

陶笛演奏机器人的设计

音乐机器人是未来机器人发展的重要分支,也是机器人在民用中的典型代表。针对音乐机器人领域的空白,设计了一种陶笛演奏机器人。陶笛演奏机器人由主控板模块、口风控制模块、手指控制模块和电源模块等组成,通过模块协调工作完成演奏。通过STC89C52RC控制口风模块给陶笛提供气体,推拉式电磁铁作为手指控制模块模仿人手指完成堵孔操作。搭建完成的陶笛演奏机器人在程序的控制下能够演奏简单的曲谱。合理地优化程序及硬件,可进行任意音乐的演奏。

弦乐器演奏机器人

文献记载人们很早就在研究乐器的自动演奏(如八音盒等),本世纪初,欧美学者就已开始研究作为弦乐器代表的小提琴的自动演奏。本文介绍近几年日本开发的弦乐器演奏机器人。

平面式吉他演奏机器人扫弦动作零件移动轨迹控制研究

演奏机器人在音乐领域有着重要地位,研究对吉他演奏机器人的扫弦、压弦机构进行优化设计,实现琴弦独立消音;为实现机器人演奏时扫弦、压弦等操作的协同控制,利用改进DFS算法进行零件路径搜索及规划。通过性能测试及实践应用,结果显示改进DFS规划路径偏差在±0.4 mm范围内;利用剪枝进行DFS改进的规划耗时最少,效率提高了33.3%。演奏机器人的弹奏效果表现较好,音符误差低于0.03%,可以将其应用于实际生活中,实现高质量弹奏表演。

国外音乐机器人研究

由于现代人工智能、计算机科学、传感器科学的长足进步，机器人也不仅仅局限于可编程操作的简单化执行，机器人的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。