随着机器人的发展,其应用范围逐渐扩大,从工业领域扩大到各行各业。目前对硬笔画、软笔画和书法研究较多,鲜见对毛笔绘画机器人的研究。毛笔笔头长且软,比硬笔及软笔控制难度高,毛笔绘画将成为机器人控制研究的新领域。绘画机器人研究内容涉及机器人运动学、轨迹规划、图像处理、模式识别、语音识别、人工智能等多个学科。本文基于机器人MuratecRAC87A研制出毛笔绘画机器人。本文具体详细研究内容如下:首先,结合大量的参考文献,分析了绘画机器人的发展现状,说明了开发毛笔绘画机器人的意义。其次,为了符合绘画机器人的要求,采用机械三维设计软件设计执笔器。在设计过程中,引入应力分析优化执笔器。零件的最大位移值减少了60%以上,最大应力值减少了40%。再次,采用D-H建模法建立绘画机器人数学模型,使用基于MATLAB平台下的Robotics Toolbox工具箱对机器人运动学进行了分析和验证,而后对机器人绘画进行了仿真,实现了本文提出的控制法。最后,对设计的绘画机器人进行了实物试验,使用基于行为的毛笔绘画机器人控制方法绘制了一幅兰花图。由八笔绘制而成的兰花效果较好,表现出了兰花的柔美、淡泊和高雅。