CN102962844B - 一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统，属于娱乐机械技术领域，该控制系统主要包括蓝牙控制器、电子控制器、反馈电路及控制终端，蓝牙控制器连接电子控制器和控制终端，电子控制器连接直流电机组和舵机组，直流电机组连接底座移动装置，舵机组连接机械臂，反馈电路存在于每个舵机内部，反馈电路与电子控制器相连接。本发明采用蓝牙控制器，可实现无线远程控制，操控便利，易于普及，打破了传统皮影艺术仅能由皮影艺人来表现的局限，将现代科技与传统文化娱乐项目完美结合，适于推广应用。

Description

一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统

技术领域

本发明属于娱乐机械技术领域,特别是涉及一种由机械操纵的皮影表演装置的控制系统。

背景技术

皮影戏作为我国具有地方特色的传统艺术，不仅蕴含了我国传统艺术的精华，同样也是一项神秘的艺术技能。皮影戏对表演者的技艺有很高的要求，表演者除了要能一人控制多个影人的动作，还要密切配合场上的配乐，兼顾旁白和唱腔。要练就过硬的皮影表演功底，是一件很不容易的事情。如果能将现代技术融入到皮影艺术中，将皮影影人的动作、皮影戏的旁白和唱腔由机械结构和微控机来控制就会容易很多。

发明内容

发明目的

本发明提供了一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统，其目的在于采用机械结构和微控机来替代皮影艺人控制皮影进行表演，打破传统皮影艺术仅能由皮影艺人来表现的局限，将现代科技与传统文化娱乐项目完美结合。

技术方案

一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统，其特征在于：该控制系统主要包括蓝牙控制器、电子控制器、反馈电路及控制终端，蓝牙控制器连接电子控制器和控制终端，电子控制器连接直流电机组和舵机组，直流电机组连接底座移动装置，舵机组连接机械臂，反馈电路主要由位置反馈电位计组成，设置于每个舵机内部。

蓝牙控制器包括片内数字无线处理器DRP、数控振荡器、片内射频收发开关、内置ARM7嵌入式处理器，蓝牙控制器能够与控制终端及电子控制器通信连接。

电子控制器与蓝牙控制器相集成，电子控制器由微控机（单片机）和电机控制模块组成；电机控制模块包括用于控制直流电机组运转的直流电机控制器和用于控制舵机组运转的舵机控制器。

控制终端为带有蓝牙数据传输功能的平板电脑或移动电话。

优点及效果

通过本发明技术方案的实施，能够实现通过操控平板电脑或移动电话编排自己喜爱的皮影戏。

本发明的优点与积极效果为：

1、对非物质文化遗产的传承和保护，使传统文化与现代生活融合，弘扬中国传统文化。

2、机电一体化技术的应用，使传统技艺更容易被现代人接受；本发明既可以表演传统皮影戏，也可以根据自己的喜好编排现代曲目和歌曲等，自娱自乐。

3、选用舵机作为执行机构，控制精确，通过控制机械臂使幕后操作者在幕前也可观赏自己的杰作。

4、选用带有蓝牙数据传输功能的平板电脑或移动电话作为控制终端，操作便利，易于普及。

5、本发明采用蓝牙控制器，可实现无线远程控制。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明控制电路图；

图3为本发明舵机工作原理框图；

图4为本发明工作流程图。

附图标记说明：

1. 蓝牙控制器、2. 电子控制器、3. 直流电机组、4. 舵机组、5. 底座移动装置、6. 机械臂、7.反馈电路、8.控制终端、I.主控模块、II.通信模块、III.供电模块、IV.执行模块。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明是一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统，其特征在于：图1为本发明的总体结构示意图，如图1中所示，该皮影表演装置控制系统主要包括蓝牙控制器1、电子控制器2、反馈电路7及控制终端8，蓝牙控制器1连接电子控制器2和控制终端8，电子控制器2连接直流电机组3和舵机组4，直流电机组3连接底座移动装置5，舵机组4连接机械臂6，反馈电路7主要由位置反馈电位计组成，设置于每个舵机内部。

蓝牙控制器1包括公知的片内数字无线处理器DRP（Digital Radio Processor）、数控振荡器、片内射频收发开关、内置ARM7嵌入式处理器，蓝牙控制器1能够分别与控制终端8及电子控制器2进行通信连接，可将从控制终端8接收到的数据传输给电子控制器2进行分析运算。

电子控制器2与蓝牙控制器1相集成，电子控制器2由微控机（单片机）和电机控制模块组成；电机控制模块包括直流电机控制器和舵机控制器两部分，直流电机控制器用于控制直流电机组3的运转，舵机控制器用于控制舵机组4的运转。电子控制器2经微控机（单片机）对接收到的数据进行运算处理，产生控制信号对直流电机组3和舵机组4进行控制。

反馈电路7主要由位置反馈电位计组成，设置于每个舵机内部，其位置反馈电位计用于检测舵机的相对转角，然后将检测到的反馈信号与输入的控制脉冲信号相比较，产生校正脉冲，控制并驱动舵机正向或反向转动，使舵机的转角与期望值相符。

所述控制系统中的控制终端8为带有蓝牙数据传输功能的平板电脑或移动电话，控制终端8可将控制信号通过蓝牙功能将数据传输到蓝牙控制器1。

具体的控制原理见图2和图3。

图2所示的控制电路图中包含电子控制器和蓝牙控制器。电子控制器由主控模块I、通信模块II、供电模块III及执行模块IV组成。蓝牙控制器与通信模块II进行串口通信连接。相应的，供电模块III为主控模块I提供电源，并设置系统波特率，通信模块II接受来自于蓝牙控制器的信号并传至主控模块I进行分析处理，主控模块I为该控制系统的核心，将处理后的数据传至执行模块IV，执行模块IV连接直流电机组3及舵机组4，经执行模块IV的数据处理，产生相应的控制信号对电机进行控制。

图4为本发明的一个实例的工作流程图。初始化，主要初始化单片机定时器，设定中断优先级、配置输入输出口及寄存器数据。初始化完成后控制系统进入“通信操作是否已完成”状态，当蓝牙控制器1传来数据，单片机响应通信中断，请求程序执行中断通信服务子程序，完成接收后显示通信完成标志，若不能完成接收，控制系统主程序只能在“通信操作是否完成”处等待。正确接收后，主程序调用指令分析处理子程序，完成对接收有效指令的分析处理，并将数据发送给电子控制器2，控制直流电机组3和舵机组4的运转。反馈电路7检测位置信号，检测到电机正确完成运转后，电机关闭，程序返回并继续通信操作，检测到电机未正确完成运转时，程序返回读取单片机寄存器内的数据，控制电机正确运转，直至正确执行所有指令并在“通信操作是否完成”处等待。从而实现通过Android操作平台的移动电话操控皮影影人表演皮影戏。

本发明这种由机械操纵的皮影表演装置控制系统，其目的在于将中国的传统文化发扬光大，打破传统皮影艺术仅能由皮影艺人来表现的局限，将现代科技与传统文化娱乐项目完美结合的同时，也可以满足人们随时随地想要观看到自己喜欢的皮影曲目的要求，而且可以在闲暇之余自己创作表演一部精彩的皮影戏。

Claims (1)

1.一种由机械操纵的皮影表演装置控制系统，其特征在于：该控制系统主要包括蓝牙控制器（1）、电子控制器（2）、反馈电路（7）及控制终端（8），蓝牙控制器（1）连接电子控制器（2）和控制终端（8），电子控制器（2）连接直流电机组（3）和舵机组（4），直流电机组（3）连接底座移动装置（5），舵机组（4）连接机械臂（6），反馈电路（7）主要由位置反馈电位计组成，设置于每个舵机内部；

蓝牙控制器（1）包括片内数字无线处理器DRP、数控振荡器、片内射频收发开关、内置ARM7嵌入式处理器，蓝牙控制器（1）与控制终端（8）及电子控制器（2）通信连接；

电子控制器（2）与蓝牙控制器（1）相集成，由微控机和电机控制模块组成；电机控制模块包括用于控制直流电机组（3）运转的直流电机控制器和用于控制舵机组（4）运转的舵机控制器；

控制终端（8）为带有蓝牙数据传输功能的平板电脑或移动电话；

电子控制器由主控模块I、通信模块II、供电模块III及执行模块IV组成，蓝牙控制器与通信模块II进行串口通信连接，相应的，供电模块III为主控模块I提供电源，并设置系统波特率，通信模块II接受来自于蓝牙控制器的信号并传至主控模块I进行分析处理，主控模块I为该控制系统的核心，将处理后的数据传至执行模块IV，执行模块IV连接直流电机组3及舵机组4，经执行模块IV的数据处理，产生相应的控制信号对电机进行控制。