CN104942821A - 多自由度机器人 - Google Patents

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joint
hip
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hip joint
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Inventor
高建飞
石剑壁
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Wuxi Shunda Intelligent Automation Engineering Co Ltd
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Wuxi Shunda Intelligent Automation Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种多自由度机器人，包括一个机身，还包括：头部上下旋转关节、上肩关节、肩关节连接座、下肩关节、肘关节、头部左右旋转关节、上髋关节、髋关节连接座、下髋关节、大腿件、膝关节、小腿件、前踝关节、后髋关节、后踝关节、脚掌；机身顶部装配头部左右旋转关节和头部上下旋转关节，用于连接机器人头部；机身的左右肩部位安装上肩关节，上肩关节与肩关节连接座相连，肩关节连接座下端又与下肩关节相连，下肩关节通过肘关节连接机器人手臂；机身左右下端分别连接上髋关节，上髋关节连接髋关节连接座，髋关节连接座下端与下髋关节相连，髋关节连接座后端与后髋关节连接；后髋关节与下髋关节相连；能够较好地模仿人的动作，姿态逼真。

Description

多自由度机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，尤其是一种展示用的多自由度机器人。
背景技术
机器人随着机械和电子控制技术的发展，逐渐进入各行各业的实际应用中。
在自动化焊接，喷漆、搬运、装配、铸造等场合，有越来越多的机器人投入应用。此外，在不适合人类活动的场合，也有较多的机器人投入应用，以帮助人类进行太空科学探索，水下考察等作业。但上述机器人主要是专业机器人，能够胜任专业领域的应用需要，而整体运动姿态则不够逼真。
现有的机器人，运动的实时性、灵活性不够强。为了实时控制机器人的运动并根据人类的实时需求控制机器人发出不同的动作，机器人需要按照设计者的需要，实现多自由度的运动。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种多自由度机器人，能够较好地模仿人的动作，姿态逼真，可用于娱乐、迎宾、展示用途。本发明采用的技术方案是：
一种多自由度机器人，包括一个机身，还包括：
头部上下旋转关节、上肩关节、肩关节连接座、下肩关节、肘关节、头部左右旋转关节、上髋关节、髋关节连接座、下髋关节、大腿件、膝关节、小腿件、前踝关节、后髋关节、后踝关节、脚掌；
机身顶部装配头部左右旋转关节和头部上下旋转关节，用于连接机器人头部；
机身的左右肩部位安装上肩关节，上肩关节与肩关节连接座相连，肩关节连接座下端又与下肩关节相连，下肩关节通过肘关节连接机器人手臂；
机身左右下端分别连接上髋关节，上髋关节连接髋关节连接座，髋关节连接座下端与下髋关节相连，髋关节连接座后端与后髋关节连接；后髋关节与下髋关节相连；
大腿件与下髋关节和后髋关节相连；大腿件下端通过膝关节与小腿件相连；小腿件下端连接前踝关节和后踝关节；前踝关节与后踝关节相连；
脚掌与前踝关节和后踝关节相连。
进一步地，所述的多自由度机器人，还包括：保护罩壳，所述保护罩壳安装在机身后背部。
进一步地，所述的多自由度机器人，还包括：控制各关节动作的微处理器，所述微处理器无线连接上位机。
本发明的优点在于：
1）机器人的动作与人动作几乎一致，其运动轨迹灵活，可以完成各种各样的巧妙动作。
2）机器人可借助Kniect提供的人体每一个关节的角度、速度、加速度数据，模仿人的动作更加逼真。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图。
图2为本发明的侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供的多自由度机器人，如图1所示，包括一个机身100，还包括：
头部上下旋转关节1、上肩关节2、肩关节连接座3、下肩关节4、肘关节5、头部左右旋转关节6、上髋关节7、髋关节连接座8、下髋关节9、大腿件10、膝关节11、小腿件12、前踝关节13、保护罩壳14、后髋关节15、后踝关节16、脚掌17；
机身100顶部装配头部左右旋转关节6和头部上下旋转关节1，用于连接机器人头部；
机身100的左右肩部位安装上肩关节2，上肩关节2与肩关节连接座3相连，肩关节连接座3下端又与下肩关节4相连，下肩关节4通过肘关节5连接机器人手臂；
机身100左右下端分别连接上髋关节7，上髋关节7连接髋关节连接座8，髋关节连接座8下端与下髋关节9相连，髋关节连接座8后端与后髋关节15连接；后髋关节15与下髋关节9相连；
大腿件10与下髋关节9和后髋关节15相连；大腿件10下端通过膝关节11与小腿件12相连；小腿件12下端连接前踝关节13和后踝关节16；前踝关节13与后踝关节16相连；
脚掌17与前踝关节13和后踝关节16相连。
所述保护罩壳14安装在机身100后背部。
上述机器人的每一个关节都是一个舵机，控制机器人运动时，可以采用ARM微处理器通过串口向各个舵机的驱动发送相应的转动角度、速度、加速度数据，来控制机器人运动过程中的每一个动作。
为了使得机器人可以模仿人体运动，该机器人的微处理器还可以无线连接一台上位机，比如一个高速工作站作为上位机。高速工作站提供Kinect接口，连接一台Kinect，当一个人面对Kinect做出一个动作时，工作站就能利用Kinect获得人体每一个关节的角度、速度、加速度数据，并通过无线方式传送给机器人的微控制器；微控制器接收后，就可以根据相关关节的数据控制机器人运动。
Kinect是微软在2009年6月2日的E3大展上，正式公布的XBOX360体感周边外设。

Claims (3)

1.一种多自由度机器人，包括一个机身(100)，其特征在于，还包括：
头部上下旋转关节(1)、上肩关节(2)、肩关节连接座(3)、下肩关节(4)、肘关节(5)、头部左右旋转关节(6)、上髋关节(7)、髋关节连接座(8)、下髋关节(9)、大腿件(10)、膝关节(11)、小腿件(12)、前踝关节(13)、后髋关节(15)、后踝关节(16)、脚掌(17)；
机身(100)顶部装配头部左右旋转关节(6)和头部上下旋转关节(1)，用于连接机器人头部；
机身(100)的左右肩部位安装上肩关节(2)，上肩关节(2)与肩关节连接座(3)相连，肩关节连接座(3)下端又与下肩关节(4)相连，下肩关节(4)通过肘关节(5)连接机器人手臂；
机身(100)左右下端分别连接上髋关节(7)，上髋关节(7)连接髋关节连接座(8)，髋关节连接座(8)下端与下髋关节(9)相连，髋关节连接座(8)后端与后髋关节(15)连接；后髋关节(15)与下髋关节(9)相连；
大腿件(10)与下髋关节(9)和后髋关节(15)相连；大腿件(10)下端通过膝关节(11)与小腿件(12)相连；小腿件(12)下端连接前踝关节(13)和后踝关节(16)；前踝关节(13)与后踝关节(16)相连；
脚掌(17)与前踝关节(13)和后踝关节(16)相连。
2.如权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，还包括：保护罩壳(14)，所述保护罩壳(14)安装在机身(100)后背部。
3.如权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，还包括：控制各关节动作的微处理器，所述微处理器无线连接上位机。
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