CN103029130B - 仿人机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿人机器人，是由头部、身体部分、手臂和腿部所组成的运动机械装置，并加以电路控制系统和传感系统配合，从而实现拟人态的运动。仿人机器人各个运动关节是以电机输出力矩与各活动构件紧密配合来实现的。本发明仿人机器人可以实现代替人完成各种作业，在很多方面扩展人类的能力，在服务，医疗，教育，娱乐等多个领域都能够得到广泛的应用。

Description

仿人机器人

技术领域

本发明属于仿人机器人领域，具有人类的外观，可以适应人类的生活和工作环境，代替人类完成各种危险的作业，并可以在很多方面扩展人类的能力，在服务，医疗，教育，娱乐等多个领域得到广泛应用。

背景技术

现在的科技水平逐渐提高，人们对生活质量的要求不在不断的提升，从而使仿人机器人代替人类工作的领域不断扩大，因此，对于仿人机器人的需求日益加大。同时，在医疗、服务、制造业领域，使用仿人机器人，也实现了许多人类无法实现的机能。目前现有的仿人机器体积大、重量大、操作困难、动作欠灵活、柔性差，无法达到拟人态动作，更不能以独立的状态完成其所需的运动。本发明仿人机器人可独立完成拟人动作，并且可以在多个领域使用，并且其重量远远小于以往的机器人，并在低成本的前提下实现了结构的优化。动作的灵活度和连贯性大大提高，同时也提高了使用寿命；本发明仿人机器人在操作系统上也更加简便，动作更加敏捷，动作的精度更高，稳定性更好。而且，对外界信息处理能力也得到了大幅提升。

发明内容

本发明仿人机器人由头部、身体部分、手臂部分、腿部所构成，由各构件的电机驱动来实现仿人机器人的拟人动作；本发明仿人机器人可根据不同的程序设定蹲起、抬手等基本动作，并通过与程序的设定和多个伺服电机的协调动作，来实现特定的动作功能。

本发明所采用的技术方案是：包括头部1、身体2、手臂3、腿4，头部连接在头部连接架201上，用螺栓固定；手臂通过大臂摆动支架301与身体结构连接；腿部由腿部关节支架501与大腿摆动支架224连接。

本发明由具有五个独立的关节所组成，每个关节都具有独立的运动，每个身体连接处都是以活动构件所组成，使机器人的动作更加柔韧。

本发明仿人机器人在计算机控制下可协调动作，相互配合。该机器人采用仿人结构，紧凑、体积小、重量轻、关节灵活、强度大、拆卸方便，安全可靠，电机线、传感器线排布规整，传动关系简洁明了，信息处理能力更加流畅稳定。此外，它还具有机器人拟人的特点，即运动范围大、避障能力强、可控性强、应用广泛、作业能耗低，在未来各领域中能代替人类的体力劳动，降低危险事故的发生，保障人身的安全。

附图说明

图1是本发明仿人机器人的机械手臂转动示意图，图2是本发明仿人机器人的整体装配示意图，图3是本发明仿人机器人的身体结构示意图，图4是手臂结构示意图，图5是腿部结构示意图。

具体实施方式

参阅图1、图2、图3，本发明仿人机器人由五个单独部分所组成，其中包括头部、身体部分、手臂部分、脚部分；头部连接在头部连接架201上，用螺栓固定，颈部深沟球轴承203安装在颈部轴承座208上，用颈部轴承端盖202固定，构成具有转动副的运动构件；颈部固定板204用螺栓固定在身体壳体205上，颈部联轴器210用螺栓固定在颈部旋转轴209上，两个颈部联轴器211、210与第一电机010进行配合，构成颈部的旋转运动；第一电机010用螺栓固定连接在身体内壳212上；第二电机020与大臂旋转电机支架213固定连接，大臂旋转电机支架213与身体内壳212用螺栓连接；大臂联轴器214与大臂旋转轴215用螺栓固定，肩部深沟球轴承207安装在大臂轴承座206上，用大臂轴承端盖215固定在大臂支撑板205上；第三电机030安装在腰部支撑板上217，第三电机轴与腰部联轴器218连接，构成的腰部转动；腰部联轴器218与大腿旋转轴219用螺栓固定连接，大腿根部的深沟球轴承220安装在腰部轴承座221上，用腰部轴承端盖222固定，腰部轴承端盖222与腰部支撑杆223连接固定，大腿摆动支架224用螺栓固定在腰部轴承座221上，构成仿人机器人身体的部分。

参阅图4，本发明仿人机器人的手臂结构是由大臂摆动支架301与身体结构连接，第四电机040与大臂外壳305横向连接，螺栓将其固定，大臂深沟球轴承302安装在大臂外壳305上，用大臂外侧连接端盖303与大臂内侧连接端盖304固定，构成具有转动副的运动构件，第五电机050与大臂外壳305竖向连接，肘部转动轴308与肘部套筒连接，用螺栓固定在腕部摆动支架311上，将肘部深沟球轴承309安装在肘部轴承端盖307和肘部轴承座310之间，用螺栓将肘部轴承座310固定在大臂外壳305上，第六电机060横向与腕部壳体315连接，腕部深沟球轴承312安装在腕部壳体315与腕部摆动支架311之间，腕部外侧连接端盖314和腕部内侧连接端盖313配合连接，用螺栓将其固定在腕部摆动支架311上。

参阅图5，本发明仿人机器人的腿部结构是由腿部关节支架501与大腿摆动支架224连接，第七电机070固定在大腿壳体504上，大腿关节深沟球轴承503安装在大腿壳体504与大腿摆动支架501之间，用腿部连接端盖502与大腿关节连接端盖505在两侧固定，并用螺栓将两端盖固定在腿部关节支架501上，第八电机080安装在小腿壳体507上，膝关节深沟球轴承509安装在小腿壳体507和大腿壳体504之间，两侧用外侧膝关节连接端盖506与内侧膝关节连接端盖508固定，小腿壳体507与脚踝关节支架512用螺栓固定连接，脚踝关节深沟球轴承511安装在小腿壳体507与脚踝关节支架512之间，两端用连接端盖510与连接端盖513固定，脚部踝关节连接端盖514将脚踝关节支架512与脚部支架515连接。

Claims (2)

1.一种仿人机器人，其特征在于：包括头部(1)、身体(2)、手臂(3)、腿(4)，头部连接在头部连接架(201) 上，用螺栓固定；手臂结构是：手臂通过大臂摆动支架(301) 与身体结构连接；腿部由腿部关节支架(501) 与大腿摆动支架(224) 连接；第四电机(040) 与大臂外壳(305) 横向连接，用螺栓将其固定，大臂深沟球轴承(302) 安装在大臂外壳(305)上，第五电机(050) 与大臂外壳(305) 竖向连接，肘部转动轴(308) 与肘部套筒连接，用螺栓固定在腕部摆动支架(311) 上，将肘部深沟球轴承(309) 安装在肘部轴承端盖(307) 和肘部轴承座(310) 之间，用螺栓将肘部轴承座(310) 固定在大臂外壳(305) 上，第六电机(060) 横向与腕部壳体(315) 连接，腕部深沟球轴承(312) 安装在腕部壳体(315) 与腕部摆动支架(311) 之间；腿部结构是第七电机(070) 固定在大腿壳体(504) 上，大腿关节深沟球轴承(503) 安装在大腿壳体(504) 与大腿摆动支架(501) 之间，用腿部连接端盖(502) 与大腿关节连接端盖(505) 在两侧固定，并用螺栓将两端盖固定在腿部关节支架(501) 上，第八电机(080) 安装在小腿壳体(507) 上，膝关节深沟球轴承(509) 安装在小腿壳体(507) 和大腿壳体(504) 之间，两侧用外侧膝关节连接端盖(506) 与内侧膝关节连接端盖(508) 固定，小腿壳体(507) 与脚踝关节支架(512) 用螺栓固定连接，脚踝关节深沟球轴承(511) 安装在小腿壳体(507) 与脚踝关节支架(512) 之间，两端用连接端盖(510) 与连接端盖(513) 固定，脚部踝关节连接端盖(514) 将脚踝关节支架(512) 与脚部支架(515) 连接。

2.根据权利要求1 所述的仿人机器人，其特征在于身体部分的结构是：颈部深沟球轴承(203) 安装在颈部轴承座(208) 上，用颈部轴承端盖(202) 固定，构成具有转动副的运动构件；颈部固定板(204) 用螺栓固定在身体壳体(205) 上，颈部联轴器(210) 用螺栓固定在颈部旋转轴(209) 上；第二电机(020) 与大臂旋转电机支架(213) 固定连接，大臂旋转电机支架(213) 与身体内壳(212) 用螺栓连接；大臂联轴器(214) 与大臂旋转轴(215) 用螺栓固定，肩部深沟球轴承(207) 安装在大臂轴承座(206) 上，用大臂轴承端盖(215) 固定在大臂支撑板(205) 上；第三电机(030) 安装在腰部支撑板上(217)，第三电机轴与腰部联轴器(218) 连接，构成腰部转动；腰部联轴器(218) 与大腿旋转轴(219) 用螺栓固定连接，大腿根部深沟球轴承(220) 安装在腰部轴承座(221) 上，用腰部轴承端盖(222) 固定，腰部轴承端盖(222) 与腰部支撑杆(223) 连接固定，大腿摆动支架(224) 用螺栓固定在腰部轴承座(221) 上。