CN106564050B - 多关节模特机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种多关节模特机器人，属于机器人领域。所述多关节模特机器人包括一上身壳体和两手臂壳体，上身壳体通过旋转摆动机构连接手臂壳体，旋转摆动机构的第一电机带动手臂壳体绕着第一电机输出轴转动，从而模拟人体肩部转动，其具有一个自由度，在旋转摆动机构的第一减速机和第二电机作用下，带动手臂壳体绕着第一减速机输出轴转动，从而模拟人体肩部摆动动作，其具有一个自由度，因此，多关节模特机器人的肩部关节具有两个自由度，采用直流无刷行星减速电机作为第一电机和采用能够放入手臂壳体的普通小型电机作为第二电机，使得本发明的成本不会像现有的采用舵机的多关节模特机器人一样费用高昂，但又具有多关节模特机器人的功能。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种多关节模特机器人。
背景技术
在服装的展示方式上，衣服模特形成了职业模特和假体模特两种，其中假体模特由仿人体的模型穿戴，以固定的姿态展示服装，广泛应用于店铺的橱窗和展台，成本较低，可以长时间持续展示服装，但由于假体模特不能模拟出在动态下的穿戴效果，且不能给消费者造成强烈的视觉冲击以增强购买欲。
因此，为了解决上述问题，现有的衣服模特采用了动态的衣服模特，例如中国专利公开的2015105011702“一种十六自由度衣服模特机器人”，其通过舵机驱动各关节转动，以达到衣服模特动态的效果，但是国产舵机性能无法达到使用要求，而进口的舵机价格较高，会提高模特机器人的生产成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种通过动态展示服装，且成本低的多关节模特机器人。
为达到以上目的，本发明提供了一种多关节模特机器人，包括一上身壳体和两手臂壳体，所述上身壳体通过旋转摆动机构连接手臂壳体，所述旋转摆动机构包括第一电机、第一连接盘、旋转法兰、旋转连接架、第一减速机、摆动法兰、电机连接板、从动装置、皮带、主动装置和第二电机，所述第一连接盘固定在所述上身壳体上，且所述第一连接盘上固定有所述第一电机，所述第一电机位于所述上身壳体内部，且所述第一电机的输出轴穿出所述第一连接盘连接所述旋转法兰，所述旋转法兰上连接有所述旋转连接架，所述旋转连接架呈L型，包括相互垂直的第一支板和第二支板，所述第一支板与所述旋转法兰连接，所述第二支板上设置有所述第一减速机，所述第一减速机和所述第一支板位于所述第二支板的同一侧，且所述第一减速机第一侧的输出轴穿出所述第二支板连接所述摆动法兰，所述第一减速机第二侧的输出轴穿过所述电机连接板连接所述从动装置，其中，所述第一减速机固定在所述电机连接板上，所述从动装置皮带传动或齿轮传动有所述主动装置，所述主动装置连接所述第二电机的输出轴，所述第二电机固定在所述电机连接板上，且所述第二电机和所述第一减速机位于所述电机连接板同一侧，所述电机连接板上连接所述手臂壳体，所述第二电机和所述主动装置位于所述手臂壳体内部。
进一步，所述旋转摆动机构还包括摆动连接架和连接件，摆动连接架设置在所述电机连接板上，所述摆动连接架位于所述第一减速机和所述第二电机之间，且所述摆动连接架和所述第二电机位于所述电机连接板同一侧，所述摆动连接架上连接，所述连接件具有所述电机连接板穿过的孔，所述手臂壳体套接在所述连接件外。
进一步，所述手臂壳体包括大臂壳体和小臂壳体，所述大臂壳体两端通过所述旋转摆动机构分别与所述上身壳体和所述小臂壳体相连接；
所述大臂壳体连接所述上身壳体的一端，套设在此处的所述旋转摆动机构中的所述连接件外，所述大臂壳体连接所述小臂壳体的一端，套设在此处的所述旋转摆动机构中的所述第一连接盘外；所述小臂壳体连接所述大臂壳体的一端，套设在此处的所述旋转摆动机构中的所述连接件外。
进一步，所述手臂壳体还包括手部壳体，所述手部壳体与所述小臂壳体为组装结构或一体化结构。
进一步，还包括头部壳体，所述头部壳体位于所述上身壳体上侧，所述上身壳体上设置有颈部连接盘，所述颈部连接盘上固定有第三电机，所述第三电机位于所述上身壳体内部，且所述第三电机的输出轴穿出所述颈部连接盘连接头部转动法兰，所述头部转动法兰通过头部转动支架连接所述头部壳体。
进一步，所述头部转动支架呈L型，包括相互垂直的第三支板和第四支板，所述第三支板与所述头部转动法兰连接，所述第四支板穿进所述头部壳体连接头部摆动法兰，所述头部摆动法兰连接第四电机的输出轴，所述第四电机和所述第三电机相互垂直设置，且所述第四电机固定在头部摆动支架上，所述头部摆动支架固定在所述头部壳体内。
进一步，所述头部摆动支架呈L型，包括相互垂直的第五支板和第六支板，所述第五支板固定在头部壳体内，所述第六支板上固定有所述第四电机，所述第四电机穿过第六支板连接所述头部摆动法兰。
进一步，还包括基座，所述基座位于所述上身壳体下侧，所述基座上设置有腰部旋转法兰，所述腰部旋转法兰连接第五电机的输出轴，所述第五电机位于所述上身壳体内部，且所述第五电机固定在腰部连接盘上，所述腰部连接盘位于所述第五电机和所述腰部旋转法兰之间，且所述腰部连接盘固定在所述上身壳体上。
进一步，所述基座包括连杆和底盘，所述连杆一端连接所述腰部旋转法兰，所述连杆另一端连接所述底盘。
进一步，第一电机、第三电机、第四电机和第五电机均为直流无刷行星减速电机。
本发明提供了如下优点：
(1)本发明的上身壳体和手臂壳体用以承载服装，并通过驱动电机来控制多关节模特机器人模拟出人在各种姿态下的穿戴效果。
(2)本发明的第一电机、第三电机、第四电机和第五电机均为直流无刷行星减速电机，大大降低了多关节机器人的成本。
(3)本发明用以模拟人体各关节的动作，其中头部具有两个自由度，腰部具有一个自由度，肩膀具有两个自由度，肘关节具有两个自由度。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1为本发明所述多关节模特机器人的结构示意图；
图2为本发明所述第五电机、腰部连接盘和腰部旋转法兰配合的结构示意图；
图3为本发明所述头部壳体的结构示意图；
图4为本发明所述手臂壳体的结构示意图。
图中：
100-头部壳体；101-第四电机；102-头部摆动支架；103-头部摆动法兰；104-头部转动支架；105-头部转动法兰；106-第三电机；
200-上身壳体；201-第五电机；202-腰部连接盘；203-腰部旋转法兰；
300-手臂壳体；301-第一电机；302-第一连接盘；303-旋转法兰；304-旋转连接架；305-第一减速机；306-摆动法兰；307-电机连接板；308-摆动连接架；309-连接件；310-从动装置；311-第二电机；312-皮带；313-主动装置；314-大臂壳体；315-小臂壳体；316-手部壳体；
400-基座；401-连杆；402-底盘。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本发明的多关节模特机器人主要包括上身壳体200和手臂壳体300，而与上身壳体200活动连接的头部壳体100和基座400根据实际情况进行选择安装。
参见图1和图4，示出了根据本发明优选实施例所述的一种多关节模特机器人，包括一上身壳体200和两手臂壳体300，上身壳体200通过旋转摆动机构连接手臂壳体300。
具体地，旋转摆动机构包括第一电机301、第一连接盘302、旋转法兰303、旋转连接架304、第一减速机305、摆动法兰306、电机连接板307、从动装置310、皮带312、主动装置313和第二电机311，第一连接盘302固定在上身壳体200上，且第一连接盘302上固定有第一电机301，第一电机301位于上身壳体200内部，第一电机301的输出轴穿出第一连接盘302连接旋转法兰303(旋转法兰303位于上身壳体200外部)，旋转法兰303上连接有旋转连接架304，旋转连接架304呈L型，包括相互垂直的第一支板和第二支板，第一支板与旋转法兰303连接，第二支板上设置有第一减速机305，第一减速机305和第一支板位于第二支板的同一侧，且第一减速机305第一侧的输出轴穿出第二支板连接摆动法兰306，第一减速机305第二侧的输出轴穿过电机连接板307连接从动装置310，其中，第一减速机305固定在电机连接板307上，从动装置310皮带312传动或齿轮传动有主动装置313，主动装置313连接第二电机311的输出轴，第二电机311固定在电机连接板307上，且第二电机311和第一减速机305位于电机连接板307同一侧，该第二电机311的输出轴轴线与第一电机301的输出轴轴线相互垂直，电机连接板307上连接手臂壳体300，其中，第二电机311和主动装置313位于手臂壳体300内部。前述的第一电机301带动手臂壳体300绕着第一电机301输出轴转动，从而模拟人体肩部转动，其具有一个自由度，在第一减速机305和第二电机311作用下，带动手臂壳体300绕着第一减速机305输出轴转动，从而模拟人体肩部摆动动作，其具有一个自由度，因此，多关节模特机器人的肩部关节具有两个自由度。
在本实施例中，主动装置313和从动装置310为皮带312传动连接，其中，主动装置313的直径小于从动装置310的直径。
在本实施例中，旋转摆动机构还包括摆动连接架308和连接件309，摆动连接架308设置在电机连接板307上，摆动连接架308位于第一减速机305和第二电机311之间，且摆动连接架308和第二电机311(或第一减速机305)位于电机连接板307同一侧；摆动连接架308上连接连接件309，连接件309具有电机连接板307穿过的孔，使得第二电机311和主动装置313位于手臂壳体300内部，手臂壳体300套接在连接件309外。
在本实施例中，手臂壳体300包括大臂壳体314和小臂壳体315，大臂壳体314两端通过旋转摆动机构分别与上身壳体200和小臂壳体315相连接。
具体地，大臂壳体314连接所述上身壳体200的一端，套设在此处的旋转摆动机构中的所述连接件309外，大臂壳体314连接所述小臂壳体315的一端，套设在此处的旋转摆动机构中的所述第一连接盘302外；所述小臂壳体315连接所述大臂壳体314的一端，套设在此处的旋转摆动机构中的连接件309外，通过设置旋转摆动机构，使多关节模特机器人的肘关节具有两个自由度，包括小臂壳体315绕着第一电机301的输出轴转动，以及小臂壳体315绕着第一减速机305输出轴转动。其中，由于大臂壳体314和小臂壳体315尺寸不同，因此只需调整旋转摆动机构的第一连接盘302和连接件309尺寸大小，旋转摆动机构就能满足上身壳体200与大臂壳体314之间，或大臂壳体314与小臂壳体315之间的安装需求。
在其它实施例中，小臂壳体315与旋转摆动机构的电机连接板307连接。
在其它实施例中，上身壳体200与大臂壳体314之间，以及大臂壳体314与小臂壳体315之间中的至少一者采用调整旋转摆动机构实现连接。
手臂壳体300还包括手部壳体316，手部壳体316可与小臂壳体315为组装结构或一体化结构。
两手臂壳体300均可采用上述结构。
参考图1和图3，所述多关节模特机器人还包括头部壳体100，头部壳体100位于上身壳体200上侧，上身壳体200上设置有颈部连接盘，颈部连接盘上固定有第三电机106，第三电机106位于上身壳体200内部，且第三电机106的输出轴穿出颈部连接盘连接头部转动法兰105，头部转动法兰105通过头部转动支架104连接头部壳体100，第三电机106带动头部壳体100绕着第三电机106的输出轴转动，从而模拟人体头部的旋转动作，其具有一个自由度。
在本实施例中，头部转动支架104呈L型，包括相互垂直的第三支板和第四支板，第三支板与头部转动法兰105连接，第四支板穿进头部壳体100连接头部摆动法兰103，头部摆动法兰103连接第四电机101的输出轴，第四电机101和第三电机106相互垂直设置，且第四电机101固定在头部摆动支架102上，头部摆动支架102固定在头部壳体100内，第四电机101带动头部壳体100绕着第四电机101的输出轴转动，从而模拟人体头部的低头和仰头动作，其具有一个自由度。
在本实施例中，头部摆动支架102呈L型，包括相互垂直的第五支板和第六支板，第五支板固定在头部壳体100内，第六支板上固定有第四电机101，第四电机101穿过第六支板连接头部摆动法兰103。
在本实施例中，第四电机101与第五支板分别位于第六支板的同一侧或两侧。
参考图1和图2，所述多关节模特机器人还包括基座400，基座400位于上身壳体200下侧，具体地，基座400上设置有腰部旋转法兰203，腰部旋转法兰203连接第五电机201的输出轴，第五电机201位于上身壳体200内部，且第五电机201固定在腰部连接盘202上，腰部连接盘202位于第五电机201和腰部旋转法兰203之间，且腰部连接盘202固定在上身壳体200上，第五电机201带动上身壳体200绕着第五电机201的输出轴转动，从而模拟人体腰部的旋转动作，其具有一个自由度。
在本实施例中，基座400包括连杆401和底盘402，连杆401一端连接腰部旋转法兰203，连杆401另一端连接底盘402。
在本实施例中，第一电机301、第三电机106、第四电机101和第五电机201均为直流无刷行星减速电机，由于直流无刷行星减速电机价格较低，因此大大降低了生产成本。另外，由于大臂壳体314和小臂壳体315内部空间较小，因此放置在其内部的第二电机311为形状较小的电机。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围采用，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (8)
1.多关节模特机器人，包括一上身壳体(200)、两手臂壳体(300)和头部壳体(100)，其特征在于，所述上身壳体(200)通过旋转摆动机构连接手臂壳体(300)，所述旋转摆动机构包括第一电机(301)、第一连接盘(302)、旋转法兰(303)、旋转连接架(304)、第一减速机(305)、摆动法兰(306)、电机连接板(307)、从动装置(310)、皮带(312)、主动装置(313)和第二电机(311)，所述第一连接盘(302)固定在所述上身壳体(200)上，且所述第一连接盘(302)上固定有所述第一电机(301)，所述第一电机(301)位于所述上身壳体(200)内部，且所述第一电机(301)的输出轴穿出所述第一连接盘(302)连接所述旋转法兰(303)，所述旋转法兰(303)上连接有所述旋转连接架(304)，所述旋转连接架(304)呈L型，包括相互垂直的第一支板和第二支板，所述第一支板与所述旋转法兰(303)连接，所述第二支板上设置有所述第一减速机(305)，所述第一减速机(305)和所述第一支板位于所述第二支板的同一侧，且所述第一减速机(305)第一侧的输出轴穿出所述第二支板连接所述摆动法兰(306)，所述第一减速机(305)第二侧的输出轴穿过所述电机连接板(307)连接所述从动装置(310)，其中，所述第一减速机(305)固定在所述电机连接板(307)上，所述从动装置(310)通过所述皮带(312)传动连接有所述主动装置(313)，所述主动装置(313)连接所述第二电机(311)的输出轴，所述第二电机(311)固定在所述电机连接板(307)上，且所述第二电机(311)和所述第一减速机(305)位于所述电机连接板(307)同一侧，所述电机连接板(307)上连接所述手臂壳体(300)，所述第二电机(311)和所述主动装置(313)位于所述手臂壳体(300)内部；所述头部壳体(100)位于所述上身壳体(200)上侧，所述上身壳体(200)上设置有颈部连接盘，所述颈部连接盘上固定有第三电机(106)，所述第三电机(106)位于所述上身壳体(200)内部，且所述第三电机(106)的输出轴穿出所述颈部连接盘连接头部转动法兰(105)，所述头部转动法兰(105)通过头部转动支架(104)连接所述头部壳体(100)；所述头部转动支架(104)呈L型，包括相互垂直的第三支板和第四支板，所述第三支板与所述头部转动法兰(105)连接，所述第四支板穿进所述头部壳体(100)连接头部摆动法兰(103)，所述头部摆动法兰(103)连接第四电机(101)的输出轴，所述第四电机(101)和所述第三电机(106)相互垂直设置，且所述第四电机(101)固定在头部摆动支架(102)上，所述头部摆动支架(102)固定在所述头部壳体(100)内；所述第一电机(301)、所述第三电机(106)、所述第四电机(101)均为直流无刷行星减速电机。
2.如权利要求1所述的多关节模特机器人，其特征在于，所述旋转摆动机构还包括摆动连接架(308)和连接件(309)，所述摆动连接架(308)设置在所述电机连接板(307)上，所述摆动连接架(308)位于所述第一减速机(305)和所述第二电机(311)之间，且所述摆动连接架(308)和所述第二电机(311)位于所述电机连接板(307)同一侧，所述摆动连接架(308)上连接连接件(309)，所述连接件(309)具有所述电机连接板(307)穿过的孔，所述手臂壳体(300)套接在所述连接件(309)外。
3.如权利要求2所述的多关节模特机器人，其特征在于，所述手臂壳体(300)包括大臂壳体(314)和小臂壳体(315)，所述大臂壳体(314)两端通过所述旋转摆动机构分别与所述上身壳体(200)和所述小臂壳体(315)相连接；
所述大臂壳体(314)连接所述上身壳体(200)的一端，套设在此处的所述旋转摆动机构中的所述连接件(309)外，所述大臂壳体(314)连接所述小臂壳体(315)的一端，套设在此处的所述旋转摆动机构中的所述第一连接盘(302)外；所述小臂壳体(315)连接所述大臂壳体(314)的一端，套设在此处的所述旋转摆动机构中的所述连接件(309)外。
4.如权利要求3所述的多关节模特机器人，其特征在于，所述手臂壳体(300)还包括手部壳体(316)，所述手部壳体(316)与所述小臂壳体(315)为组装结构或一体化结构。
5.如权利要求1所述的多关节模特机器人，其特征在于，所述头部摆动支架(102)呈L型，包括相互垂直的第五支板和第六支板，所述第五支板固定在头部壳体(100)内，所述第六支板上固定有所述第四电机(101)，所述第四电机(101)穿过第六支板连接所述头部摆动法兰(103)。
6.如权利要求1所述的多关节模特机器人，其特征在于，还包括基座(400)，所述基座(400)位于所述上身壳体(200)下侧，所述基座(400)上设置有腰部旋转法兰(203)，所述腰部旋转法兰(203)连接第五电机(201)的输出轴，所述第五电机(201)位于所述上身壳体(200)内部，且所述第五电机(201)固定在腰部连接盘(202)上，所述腰部连接盘(202)位于所述第五电机(201)和所述腰部旋转法兰(203)之间，且所述腰部连接盘(202)固定在所述上身壳体(200)上。
7.如权利要求6所述的多关节模特机器人，其特征在于，所述基座(400)包括连杆(401)和底盘(402)，所述连杆(401)一端连接所述腰部旋转法兰(203)，所述连杆(401)另一端连接所述底盘(402)。
8.如权利要求6所述的多关节模特机器人，其特征在于，所述第五电机(201)为直流无刷行星减速电机。
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