CN108189058B - 具有智能机械手臂的机器人 - Google Patents

Abstract

一种具有智能机械手臂的机器人，包括躯体、位于躯体一侧与躯体滚动连接的机械手、位于所述躯体底部与所述躯体固定连接的移动脚，本发明提供的具有智能机械手臂的机器人的机械手与人体手指的结构相似，能够模拟人体一根手指三个指节的自由活动，完成抓、取、放等动作，并且移动脚可在水平方向上进行任意移动，使其在人为控制下能够随意出入高危险性地域，避免对人员造成伤害。通过步进电机的控制方法，可使机器人能够跟随人的行进路线进行行走，使得该机器人更方便工作人员等进行控制。在实际工作过程中，伸缩机构机器手指伸缩，进而使第一连接部和第二连接部之间的距离依据需要而进行长度的调节，使第一手指的长度能够产生变化，增加其实用性。

Description

具有智能机械手臂的机器人

技术领域

本发明涉及机械手、机器人技术领域，具体涉及一种具有智能机械手臂的机器人。

背景技术

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人进行劳动进行生产、劳作。并且机械手可能够在有害的环境下进行操作，可以保护人身安全。

申请号为201720292529.2的中国专利，一种多关节机械手，其结构包括第一关节机械手臂、第二关节机械手臂、第三关节机械手臂、转换头、感应传感器、转换接头、转换关节枢纽以及固定螺栓口等装置，通过以上装置进行配合，使第一关节机械手臂、第二关节机械手臂以及第三关节机械手臂进行配合具有一定的弯曲度，使该机械手在工作、使用时具有一定的灵活性。但是该种机械手只具有一个活动的部分，而不能像人的手一样具有五根手指具有五个活动的部分，所以其在使用过程中具有一定的局限性。并且该种机器人不能够进行移动，无法模拟人体进行移动的过程进行相应的移动，降低其实用性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的机械手没有像人体手掌一样灵活的机械手所带来的缺陷。

为此，提供一种具有智能机械手臂的机器人，包括躯体、位于所述躯体一侧与所述躯体滚动连接的至少一个机械手、位于所述躯体底部与所述躯体固定连接的移动脚；

所述躯体包括：呈柱状的固定壳，在其一侧设置有滚动机构，所述机械手通过所述滚动机构与所述固定壳滚动连接；

所述机械手包括：掌部和分别与所述掌部活动连接的第一手指、第二手指以及第三手指，所述第一手指包括依次连接且呈长条状的的第一节指、第二节指和第三节指，所述第一节指和第二节指之间通过第一凸轮机构连接，所述第二节指和第三节指之间通过第一舵机控制机构连接，所述第三节指和所述掌部通过第一转动机构连接；肢体部，其一端与所述掌部通过一腕部机构连接，其另一端与所述滚动机构连接；

所述移动脚包括：固定架，呈“工”字型，其上部与所述躯体固定连接，所述固定架的底部设置有移动机构，所述移动机构与地面接触。

进一步的，

所述第一凸轮机构包括：

依次啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮；

所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮分别一一对应固定连接有第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴；

所述第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴分别通过轴承与一第一固定板滚动连接；

所述第一齿轮和第二齿轮分别通过轴承与一第二固定板滚动连接；

所述第一齿轮与所述第一节指固定连接，所述第四固定轴其中一端与所述第一固定板滚动连接，另一端与所述第二节指滚动连接。

进一步的，

所述第一舵机控制机构包括第一电机、第一电机输出轴以及套设于所述第一电机输出轴上的第一主动齿轮；

还包括设置位于所述第三节指上的第一固定架、设置于所述第二节指上的第二固定架，所述第一固定架和第二固定架分别与所述第三节指和第二节指呈凹字型设置，所述第一固定架置于第二固定架内，所述第一固定架和第二固定架分别设置有相对应的第一贯穿孔；

第一贯穿轴，贯穿贯穿孔与第二固定架固定连接与第一固定架滚动连接，所述第一贯穿轴的一侧设置有第一从动齿轮，与所述第一主动齿轮啮合。

进一步的，

所述腕部机构包括分别呈柱状第一手腕部和第二手腕部，所述第一手腕部与所述掌部固定连接，所述第一手腕部与所述第二手腕部通过旋转机构连接，所述旋转机构包括：

第一弧形结构，两侧分别设置有通孔，与所述第一手腕部的两端分别通过第一旋转轴连接，所述第一弧形结构与所述第一手腕部转动连接；

第二弧形结构，两侧分别设置有通孔，与所述第二手腕部的两端分别通过第二旋转轴连接，所述第二弧形结构与所述第二手腕部转动连接；

所述第一弧形结构的顶端与所述第二弧形结构的顶端固定连接；

所述第一旋转轴连接一第四舵机的输出轴；

所述第二旋转轴连接一第五舵机的输出轴。

进一步的，

还设置有软轴机构，其包括：

设置于所述第二节指处啮合的第一主动伞齿轮和第一从动伞齿轮，所述第一从动伞齿轮与所述第四固定轴固定且同轴设置，所述第一主动伞齿轮同轴固定连接一第五固定轴；

所述第五固定轴贯穿所述第二节指向外延伸并与所述第二节指通过轴承滚动连接；

所述掌部设置有第二电机、第二电机输出轴以及套设于所述第二电机输出轴上的第二主动伞齿轮；

所述掌部设置有第三固定架，还包括贯穿所述第三固定架与所述固定架通过轴承滚动连接的第六固定轴，所述第六固定轴的一端同轴固定一第二从动伞齿轮，所述第二从动伞齿轮与所述第二主动伞齿轮啮合；

所述第五固定轴与所述第六固定轴通过弹簧软轴连接。

进一步的，

所述第二节指包括两个分离的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第一节指连接，所述第二连接部与所述第三节指连接，所述第一连接部和第二连接部之间设置有伸缩机构，所述伸缩机构包括：

弧形放置管，通过柔性材料制成，呈弧形设置，其两端分别通过承接架与所述第一连接部和第二连接部连接，可根据第一连接部和第二连接部之间的距离自动调整弧度；

气缸和位于所述气缸一端与所述气缸滑移连接的活塞杆，所述气缸与所述第二连接部连接，所述活塞杆与所述第一连接部连接；

所述第一连接部面向所述第二连接部的一端设置有第一连接棍，所述第一连接棍的另一端固定连接有滚动球，所述第二连接部面向所述第一连接部的一端设置有第二连接棍，所述第二连接棍的另一端固定连接有一壳体，所述壳体内部设置有球型空腔并在其一侧设置有开口，所述第一连接棍穿过所述开口并且所述滚动球位于所述球型空腔内。

进一步的，

所述移动机构包括：

万向轮，所述万向轮设置有驱动其转动的驱动电机，所述万向轮固定连接一转动轴，所述转动轴通过齿轮啮合一步进电机；

感应平台，上部设置有透明板，所述的感应平台设置有夹层，在所述夹层和透明板之间阵列有若干红外线传感器；

处理器，分别与所述若干红外传感器以及步进电机连接。

一种用于前述机器人的步进电机的控制方法，包括：

将所述若干红外线传感器阵列与所述夹层之上；

将分别阵列于每个夹层之上的若干红外线传感器放置位置信息分别进行存储；

当其中任意一个红外线传感器在当前时刻感应到预设信息后，处理器获取在上一时刻与该传感器相邻的感应到过预设信息的传感器的位置信息，并对两个不同时刻感应到预设信息的传感器进行分析，确定人体的运动方向信息，所述预设信息包括传感器预设距离范围内的预设信息；

在人体的运动方向信息确定之后，处理器控制延该运动方向信息在当前时刻之前没有被触发过得传感器所处的方向为前进方向并生成前进方向数据；

步进电机接收前进方向数据并控制万向轮朝向该方向。

进一步的，

当其中任意一个红外线传感器在当前时刻感应到预设信息后，处理器获取在上一时刻与该传感器相邻的感应到过预设信息的传感器的位置信息，并对两个不同时刻感应到预设信息的传感器进行分析，确定人体的运动方向信息，所述预设信息包括传感器预设距离范围内的预设信息包括：

将所述夹层的中心作为原点建立(X,Y)坐标轴，并分成若干的子区域，每个子区域包括若干红外线传感器，每一个子区域以夹层的中心作为原点一一对应设置坐标，包括子区域1(A,A)、子区域2(A,B)以及子区域N(A,N)；

当人体触发子区域2(A,B)包括的若干传感器中的任意一个后，处理器获取该子区域2及其坐标(A,B)周围的坐标信息，包括坐标(A+1，B)、(A-1，B)、(A，B+1)以及(A，B-1)；

处理器获取坐标(A+1，B)、(A-1，B)、(A，B+1)以及(A，B-1)内所包括的若干传感器，确定上一时刻位于上述坐标内的被触发的传感器及其对应的坐标；

处理器根据将上一时刻被触发传感器所处的坐标与被触发子区域2的坐标进行对比，上述两个坐标的X轴值相同，则人体延X轴方向进行移动，上述两个坐标的Y轴值相同，则人体延Y轴方向进行移动，上一时刻的坐标的任意一个值大于子区域2的坐标的任意一个值的话，则在确定人体运动方向后该人体延X轴或Y轴的正方向移动，上一时刻的坐标的任意一个值小于子区域2的坐标的任意一个值的话，则在确定人体运动方向后该人体延X轴或Y轴的反方向移动，并分别可生成延X轴正方向运动信息、延X轴反方向运动信息、延Y轴正方向运动信息、延Y轴反方向运动信息；

处理器将触发传感器所处的坐标根据延X轴正方向运动信息、延X轴反方向运动信息、延Y轴正方向运动信息以及延Y轴反方向运动信息进行确定人体当前时刻之后将要触发的传感器，并生成运动方向信息。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的具有智能机械手臂的机器人的机械手与人体手指的结构相似，能够模拟人体一根手指三个指节的自由活动，完成抓、取、放等动作，使得该机械手具有突破性进展，可以代替人手进行爆破等高危险工作，进而减少人员伤害，具有较高的实用性。

2.本发明提供的具有智能机械手臂的机器人的移动脚可在水平方向上进行任意移动，解决了现有技术中的机器人不能够进行有效移动的问题，使其在人为控制下能够随意出入高危险性地域，避免对人员造成伤害。

3.通过步进电机的控制方法，可使机器人能够跟随人的行进路线进行行走，传统的机器人的遥控方式只是通过遥控终端对机器人的行动进行遥控，而本发明的机器人能够跟随相应人体的行走方向进行行走，可以正向行走以及反向行走，使得该机器人更方便工作人员等进行控制。

4.第一连接部和第二连接部之间可通过伸缩机构进行伸缩处理，即使二者之间的距离增加或者减少，使机器人的第一手指可以根据不同的动作需要而进行长度的调节，增加其实用性。

5.由于第二节指和第三节指之间设置有软轴，其长度不可变，但是通过伸缩结构可使软轴长度不变的情况下使第一连接部和第二连接部的距离产生变化，进而使第一连接部和第二连接部之间的距离能够产生变化，使第一手指的长度能够产生变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机器人的结构示意图；

图2为机械手的结构示意图；

图3为图2中A部的放大示意图；

图4为第一手腕部和第二手腕部的连接结构示意图；

图5为图2中A部的上视图；

图6为移动机构的结构示意图；

图7为万向轮的连接结构示意图；

图8为感应平台的结构示意图；

图9为处理器的连接结构示意图。

1、躯体；11、第一节指；12、第二节指；13、第三节指；2、机械手；21、掌部；22、肢体部；23、第一手指；24、第二手指；25、第三手指；3、移动脚；31、固定架；101、第一齿轮；102、第二齿轮；103、第三齿轮；104、第四齿轮；105、第一从动齿轮；106、第一主动齿轮；107、第二竖轴；108、转动件；109、连杆；121、第一固定架；131、第二固定架；201、第一主动伞齿轮；202、第一从动伞齿轮；203、弹簧软轴；204、第二主动伞齿轮；205、第二从动伞齿轮；51、第一弧形结构；511、第四舵机；61、第二弧形结构；611、第五舵机；1201、第一连接部；1202、第二连接部；1211、弧形放置管；1212、气缸；1213、活塞杆；1214、第一连接棍；1215、第二连接棍；1216、滚动球；311、万向轮；312、转动轴；313、驱动电机；314、步进电机；301、透明板；302、夹层；303、红外线传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种具有智能机械手臂的机器人，如图1所示其结构示意图，包括躯体1、位于躯体1一侧与躯体1滚动连接的至少一个机械手2、位于躯体1底部与躯体1固定连接的移动脚3，通过机械手2可模拟人的手臂及手掌，进行抓、放等动作。通过移动脚3能够带动躯体1进行移动，可根据控制进行前后、左右的移动。

其中躯体1包括呈柱状的固定壳，在其一侧设置有滚动机构，机械手2通过滚动机构与固定壳滚动连接。机械手2包括相同的第一手指23、第二手指24以及第三手指25，通过滚动机构可实现机械手2相对于壳体进行旋转、活动，使其能够根据需要处于一个适宜的角度。滚动机构可以是万向节。

如图2所示，第一手指23包括依次连接且呈长条状的的第一节指11、第二节指12和第三节指13，第一节指11和第二节指12之间通过第一凸轮机构连接，第二节指12和第三节指13之间通过第一舵机控制机构连接，第三节指13和掌部21通过第一转动机构连接；肢体部22，其一端与掌部21通过一腕部机构连接，其另一端与滚动机构连接；

其中移动脚3包括固定架31，其呈“工”字型，其上部与躯体1固定连接，固定架31的底部设置有移动机构，移动机构与地面接触。

在一个实施例中，如图3所示，第一凸轮机构包括依次啮合的第一齿轮101、第二齿轮102、第三齿轮103以及第四齿轮104，第一齿轮101、第二齿轮102、第三齿轮103以及第四齿轮104分别一一对应固定连接有第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴。第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴分别通过轴承与一第一固定板滚动连接，第一齿轮101和第二齿轮102分别通过轴承与一第二固定板滚动连接，第一齿轮101与第一节指11固定连接，第四固定轴其中一端与第一固定板滚动连接，另一端与第二节指12滚动连接。通过以上结构，可使第一节指11和第二节指12之间实现联动，即第四齿轮104转动时，依次通过第三齿轮103、第二齿轮102以及第一齿轮101进行传动带动第一节指11进行动作，完成第一节指11和第二节指12在竖直方向上实现相对转动。

在一个实施例中，第一舵机控制机构包括第一电机、第一电机输出轴以及套设于第一电机输出轴上的第一主动齿轮106，通过第一电机带动输出轴进而带动第一主动齿轮106进行转动。还包括设置于第三节指13上的第一固定架121、设置于第二节指12上的第二固定架131，第一固定架121和第二固定架131分别与第三节指13和第二节指12呈凹字型设置，第一固定架121置于第二固定架131内，第一固定架121和第二固定架131分别设置有相对应的第一贯穿孔，第一贯穿轴贯穿贯穿孔与第二固定架131固定连接与第一固定架121滚动连接，第一贯穿轴的一侧设置有第一从动齿轮105，与第一主动齿轮106啮合。通过第一主动齿轮106带动第一从动齿轮105转动，进而带动第一贯穿轴以及第一固定架121进行转动，因为第一固定架121与第二节指12固定连接，所以通过以上的第一舵机控制机构使得第二节指12相对于第三节指13能够进行竖直方向上的转动。

在一个实施例中，至少一根第一手指23通过第一连杆109机构与掌部21连接，其中第一连杆109机构包括设置位于第三节指13上部的第二竖轴107和第三竖轴，设置于掌部21与掌部21转动连接的第一转动轴；第一转动轴上部套设有四边形的转动件108，转动件108的两侧分别设置有第一通孔和第二通孔；两个结构相同的连杆109，在连杆109的两侧分别设置有第三通孔和第四通孔，两个连杆109的第三通孔分别套设于第三竖轴和第四竖轴之上，两个连杆109的第四通孔分别与第一通孔和第二通孔对应并分别通过第一固定轴和第二固定轴贯穿连接。通过以上连杆109结构可实现第一手指23相对于掌部21进行水平旋转运动，进而达到模拟手指进行水平运动的效果，进而实现第一手指23的左右摆动。并且该第一手指23优选设置于人体的小拇指处，还有另一根没有设置第一连杆109机构的第一手指23设置于人体的食指处，且上述的两根第一手指23通过弹簧连接，当任意其中一根第一手指23被带动时，位于人体小拇指以及食指处的两根第一手指23进行联动，完成类似与人手指进行水平方向上的舒展以及伸缩。

在一个实施例中，如图4所示，还包括分别呈柱状第一手腕部5和第二手腕部6，第一手腕部与掌部21固定连接，第一手腕部5与第二手腕部6通过旋转机构连接，其中旋转机构包括第一弧形结构51，两侧分别设置有通孔，与第一手腕部的两端分别通过第一旋转轴连接，第一弧形结构51与第一手腕部转动连接；第二弧形结构61，两侧分别设置有通孔，与第二手腕部的两端分别通过第二旋转轴连接，第二弧形结构61与第二手腕部转动连接；第一弧形结构51的顶端与第二弧形结构61的顶端固定连接；第一旋转轴连接一第四舵机511的输出轴；第二旋转轴连接一第五舵机611的输出轴。通过以上结构可使第一手腕部和第二手腕部进行万向旋转，使该机械手2在使用过程中更加实用。滚动机构可以与上述的旋转机构一样。肢体部与上述的第一手腕部相对应、躯体与上述的第二手腕部相对应。

在一个实施例中，还设置有软轴机构，如图5所示，其包括设置于第二节指12处啮合的第一主动伞齿轮201和第一从动伞齿轮202，第一从动伞齿轮202与第四固定轴固定且同轴设置，第一主动伞齿轮201同轴固定连接一第五固定轴。第五固定轴贯穿第二节指12向外延伸并与第二节指12通过轴承滚动连接，掌部21设置有第二电机、第二电机输出轴以及套设于第二电机输出轴上的第二主动伞齿轮204，掌部21设置有第三固定架，还包括贯穿第三固定架与固定架31通过轴承滚动连接的第六固定轴，第六固定轴的一端同轴固定一第二从动伞齿轮205，第二从动伞齿轮205与第二主动伞齿轮204啮合，第五固定轴与第六固定轴通过弹簧软轴203连接。通过以上机构，可使第二电机带动第一从动伞齿轮202转动进而带动第四固定轴及第四齿轮104转动，最后带动第一齿轮101及第一指进行转动，实现控制第一指进行竖直方向上的转动。

在一个实施例中，如图6所示，第二节指12包括两个分离的第一连接部1201和第二连接部1202，第一连接部1201与第一节指11连接，第二连接部1202与第三节指13连接，第一连接部1201和第二连接部1202之间设置有伸缩机构，通过伸缩机构可使第一连接部1201和第二连接部1202之间的距离增加，进而使第一手指的长度发生变化，使该智能机器人的第一手指实用性更强。伸缩机构包括弧形放置管1211，通过柔性材料制成，呈弧形设置，其两端分别通过承接架与第一连接部1201和第二连接部1202连接，可根据第一连接部1201和第二连接部1202之间的距离自动调整弧度，弹簧软轴203放置于弧形放置管1211内，可使其在弧形放置管1211内的长度大于第一连接部1201和第二连接部1202之间的距离。当第一连接部1201和第二连接部1202距离增加时，弹簧软轴203随着弧形放置管1211的弧度变小；当第一连接部1201和第二连接部1202距离变短时，弹簧软轴203随着弧形放置管1211的弧度在增大。

气缸1212和位于气缸1212一端与气缸1212滑移连接的活塞杆1213，气缸1212与第二连接部1202连接，活塞杆1213与第一连接部1201连接；第一连接部1201面向第二连接部1202的一端设置有第一连接棍1214，第一连接棍1214的另一端固定连接有滚动球1216，第二连接部1202面向第一连接部1201的一端设置有第二连接棍1215，第二连接棍1215的另一端固定连接有一壳体，壳体内部设置有球型空腔并在其一侧设置有开口，第一连接棍1214穿过开口并且滚动球1216位于球型空腔内。通过第一连接棍1214和第二连接棍1215之间进行固定，使第一连接部1201和第二连接部1202进行固定，并且第一连接棍1214的端部的球体与第二连接棍1215去的球形空腔进行滚动连接，使第一连接部1201面向第二连接部1202的距离产生变化时，第一连接棍1214的端部的球体与第二连接棍1215之间的角度相对应发生变化。

在一个实施例中，如图7和图8所示，移动机构包括万向轮311，万向轮311设置有驱动其转动的驱动电机313，通过驱动电机313可带动万向轮311进行移动，驱动电机313的输出轴与万向轮311的转动轴312连接，当机器人需要进行移动时，驱动电机313的输出轴带动万向轮311转动。

万向轮311固定连接一转动轴312，转动轴312通过齿轮啮合一步进电机314，当机器人需要进行转向时，步进电机314通过带动齿轮进而带动转动轴312进行旋转，转动轴312带动万向轮311进行旋转。达到机器人转换行走方向的目的。

感应平台，上部设置有透明板301，感应平台设置有夹层302，在夹层302和透明板301之间阵列有若干红外线传感器303，红外线传感器303发射的红外线可通过透明板301穿射处，进而对人体进行感应。如图9所示，还包括处理器，分别与若干红外传感器以及步进电机314连接。

一种用于前述机器人的步进电机的控制方法，包括：将若干红外线传感器303阵列与夹层302之上；将分别阵列于每个夹层302之上的若干红外线传感器303放置位置信息分别进行存储；当其中任意一个红外线传感器303在当前时刻感应到预设信息后，处理器获取在上一时刻与该传感器相邻的感应到过预设信息的传感器的位置信息，并对两个不同时刻感应到预设信息的传感器进行分析，确定人体的运动方向信息，预设信息包括传感器预设距离范围内的预设信息；在人体的运动方向信息确定之后，处理器控制延该运动方向信息在当前时刻之前没有被触发过得传感器所处的方向为前进方向并生成前进方向数据；步进电机314接收前进方向数据并控制万向轮311朝向该方向。通过上述的控制方法，使机器人能够根据人体在感应平台的行走过程进行模拟，进而实现对机器人的控制。

在一个实施例中，当其中任意一个红外线传感器303在当前时刻感应到预设信息后，处理器获取在上一时刻与该传感器相邻的感应到过预设信息的传感器的位置信息，并对两个不同时刻感应到预设信息的传感器进行分析，确定人体的运动方向信息，预设信息包括传感器预设距离范围内的预设信息；将夹层302的中心作为原点建立(X,Y)坐标轴，并分成若干的子区域，每个子区域包括若干红外线传感器303，每一个子区域以夹层302的中心作为原点一一对应设置坐标，包括子区域1(A,A)、子区域2(A,B)以及子区域N(A,N)；当人体触发子区域2(A,B)包括的若干传感器中的任意一个后，处理器获取该子区域2及其坐标(A,B)周围的坐标信息，包括坐标(A+1，B)、(A-1，B)、(A，B+1)以及(A，B-1)；处理器获取坐标(A+1，B)、(A-1，B)、(A，B+1)以及(A，B-1)内所包括的若干传感器，确定上一时刻位于上述坐标内的被触发的传感器及其对应的坐标。

处理器根据将上一时刻被触发传感器所处的坐标与被触发子区域2的坐标进行对比，上述两个坐标的X轴值相同，则人体延X轴方向进行移动，上述两个坐标的Y轴值相同，则人体延Y轴方向进行移动，上一时刻的坐标的任意一个值大于子区域2的坐标的任意一个值的话，则在确定人体运动方向后该人体延X轴或Y轴的正方向移动，上一时刻的坐标的任意一个值小于子区域2的坐标的任意一个值的话，则在确定人体运动方向后该人体延X轴或Y轴的反方向移动，并分别可生成延X轴正方向运动信息、延X轴反方向运动信息、延Y轴正方向运动信息、延Y轴反方向运动信息。

处理器将触发传感器所处的坐标根据延X轴正方向运动信息、延X轴反方向运动信息、延Y轴正方向运动信息以及延Y轴反方向运动信息进行确定人体当前时刻之后将要触发的传感器，并生成运动方向信息。

通过建立坐标轴，使人的行走方向能够被精准的确认，即通过建立坐标轴能够有效的确定人行走的方向，并且机器人能够智能识别人体下一步要走的方向，与人能够保持同步而没有延迟。相较传统的机器人只有人进行完控制动作后机器人才会执行该控制动作，而本发明的机器人能够智能预判人将要行走的方向、位置，与人进行同步行走。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种具有智能机械手臂的机器人，包括躯体(1)、位于所述躯体(1)一侧与所述躯体(1)滚动连接的至少一个机械手(2)、位于所述躯体(1)底部与所述躯体(1)固定连接的移动脚(3)，其特征在于：

所述躯体(1)包括：呈柱状的固定壳，在其一侧设置有滚动机构，所述机械手(2)通过所述滚动机构与所述固定壳滚动连接；

所述机械手(2)包括：掌部(21)和分别与所述掌部(21)活动连接的第一手指(23)、第二手指(24)以及第三手指(25)，所述第一手指(23)包括依次连接且呈长条状的第一节指(11)、第二节指(12)和第三节指(13)，所述第一节指(11)和第二节指(12)之间通过第一凸轮机构连接，所述第二节指(12)和第三节指(13)之间通过第一舵机控制机构连接，所述第三节指(13)和所述掌部(21)通过第一转动机构连接；肢体部(22)，其一端与所述掌部(21)通过一腕部机构连接，其另一端与所述滚动机构连接；

所述移动脚(3)包括：固定架(31)，呈“工”字型，其上部与所述躯体(1)固定连接，所述固定架(31)的底部设置有移动机构，所述移动机构与地面接触；

所述第一凸轮机构包括：

依次啮合的第一齿轮(101)、第二齿轮(102)、第三齿轮(103)以及第四齿轮(104)；

所述第一齿轮(101)、第二齿轮(102)、第三齿轮(103)以及第四齿轮(104)分别一一对应固定连接有第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴；

所述第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴分别通过轴承与一第一固定板滚动连接；

所述第一齿轮(101)和第二齿轮(102)分别通过轴承与一第二固定板滚动连接；

所述第一齿轮(101)与所述第一节指(11)固定连接，所述第四固定轴其中一端与所述第一固定板滚动连接，另一端与所述第二节指(12)滚动连接。

2.根据权利要求1所述机器人，其特征是：所述第一舵机控制机构包括第一电机、第一电机输出轴以及套设于所述第一电机输出轴上的第一主动齿轮(106)；

还包括设置位于所述第三节指(13)上的第一固定架(121)、设置于所述第二节指(12)上的第二固定架(131)，所述第一固定架(121)和第二固定架(131)分别与所述第三节指(13)和第二节指(12)呈凹字型设置，所述第一固定架(121)置于第二固定架(131)内，所述第一固定架(121)和第二固定架(131)分别设置有相对应的第一贯穿孔；

第一贯穿轴，贯穿贯穿孔与第二固定架(131)固定连接与第一固定架(121)滚动连接，所述第一贯穿轴的一侧设置有第一从动齿轮(105)，与所述第一主动齿轮(106)啮合。

3.根据权利要求1所述机器人，其特征是：

所述腕部机构包括分别呈柱状第一手腕部和第二手腕部，所述第一手腕部与所述掌部(21)固定连接，所述第一手腕部与所述第二手腕部通过旋转机构连接，所述旋转机构包括：

第一弧形结构(51)，两侧分别设置有通孔，与所述第一手腕部的两端分别通过第一旋转轴连接，所述第一弧形结构(51)与所述第一手腕部转动连接；

第二弧形结构(61)，两侧分别设置有通孔，与所述第二手腕部的两端分别通过第二旋转轴连接，所述第二弧形结构(61)与所述第二手腕部转动连接；

所述第一弧形结构(51)的顶端与所述第二弧形结构(61)的顶端固定连接；

所述第一旋转轴连接一第四舵机(511)的输出轴；

所述第二旋转轴连接一第五舵机(611)的输出轴。

4.根据权利要求1所述机器人，其特征是，

还设置有软轴机构，其包括：

设置于所述第二节指(12)处啮合的第一主动伞齿轮(201)和第一从动伞齿轮(202)，所述第一从动伞齿轮(202)与所述第四固定轴固定且同轴设置，所述第一主动伞齿轮(201)同轴固定连接一第五固定轴；

所述第五固定轴贯穿所述第二节指(12)向外延伸并与所述第二节指(12)通过轴承滚动连接；

所述掌部(21)设置有第二电机、第二电机输出轴以及套设于所述第二电机输出轴上的第二主动伞齿轮(204)；

所述掌部(21)设置有第三固定架(141)，还包括贯穿所述第三固定架(141)与所述固定架(31)通过轴承滚动连接的第六固定轴，所述第六固定轴的一端同轴固定一第二从动伞齿轮(205)，所述第二从动伞齿轮(205)与所述第二主动伞齿轮(204)啮合；

所述第五固定轴与所述第六固定轴通过弹簧软轴(203)连接。

5.根据权利要求4所述机器人，其特征是：

所述第二节指(12)包括两个分离的第一连接部(1201)和第二连接部(1202)，所述第一连接部(1201)与所述第一节指(11)连接，所述第二连接部(1202)与所述第三节指(13)连接，所述第一连接部(1201)和第二连接部(1202)之间设置有伸缩机构，所述伸缩机构包括：

弧形放置管(1211)，通过柔性材料制成，呈弧形设置，其两端分别通过承接架与所述第一连接部(1201)和第二连接部(1202)连接，可根据第一连接部(1201)和第二连接部(1202)之间的距离自动调整弧度；

气缸(1212)和位于所述气缸(1212)一端与所述气缸(1212)滑移连接的活塞杆(1213)，所述气缸(1212)与所述第二连接部(1202)连接，所述活塞杆(1213)与所述第一连接部(1201)连接；

所述第一连接部(1201)面向所述第二连接部(1202)的一端设置有第一连接棍(1214)，所述第一连接棍(1214)的另一端固定连接有滚动球(1216)，所述第二连接部(1202)面向所述第一连接部(1201)的一端设置有第二连接棍(1215)，所述第二连接棍(1215)的另一端固定连接有一壳体，所述壳体内部设置有球型空腔并在其一侧设置有开口，所述第一连接棍(1214)穿过所述开口并且所述滚动球(1216)位于所述球型空腔内。

6.根据权利要求1所述机器人，其特征是：

所述移动机构包括：

万向轮(311)，所述万向轮(311)设置有驱动其转动的驱动电机(313)，所述万向轮(311)固定连接一转动轴(312)，所述转动轴(312)通过齿轮啮合一步进电机(314)；

感应平台，上部设置有透明板(301)，所述的感应平台设置有夹层(302)，在所述夹层(302)和透明板(301)之间阵列有若干红外线传感器(303)；

处理器，分别与所述若干红外线传感器以及步进电机(314)连接。

7.一种用于前述权利要求6所述机器人的步进电机的控制方法，其特征是，包括：

将所述若干红外线传感器(303)阵列与所述夹层(302)之上；

将分别阵列于每个夹层(302)之上的若干红外线传感器(303)放置位置信息分别进行存储；

当其中任意一个红外线传感器(303)在当前时刻感应到预设信息后，处理器获取在上一时刻与该传感器相邻的感应到过预设信息的传感器的位置信息，并对两个不同时刻感应到预设信息的传感器进行分析，确定人体的运动方向信息，所述预设信息包括传感器预设距离范围内的预设信息；

在人体的运动方向信息确定之后，处理器控制延该运动方向信息在当前时刻之前没有被触发过得传感器所处的方向为前进方向并生成前进方向数据；

步进电机(314)接收前进方向数据并控制万向轮(311)朝向该方向。

8.根据权利要求7所述的步进电机(314)的控制方法，其特征是，

当其中任意一个红外线传感器(303)在当前时刻感应到预设信息后，处理器获取在上一时刻与该传感器相邻的感应到过预设信息的传感器的位置信息，并对两个不同时刻感应到预设信息的传感器进行分析，确定人体的运动方向信息，所述预设信息包括：

将所述夹层(302)的中心作为原点建立（X,Y）坐标轴，并分成若干的子区域，每个子区域包括若干红外线传感器(303)，每一个子区域以夹层(302)的中心作为原点一一对应设置坐标，包括子区域1（A,A）、子区域2（A,B）以及子区域N（A,N）；

当人体触发子区域2（A,B）包括的若干传感器中的任意一个后，处理器获取该子区域2及其坐标（A,B）周围的坐标信息，包括坐标（A+1，B）、（A-1，B）、（A，B+1）以及（A，B-1）；

处理器获取坐标（A+1，B）、（A-1，B）、（A，B+1）以及（A，B-1）内所包括的若干传感器，确定上一时刻位于上述坐标内的被触发的传感器及其对应的坐标；

处理器根据将上一时刻被触发传感器所处的坐标与被触发子区域2的坐标进行对比，上述两个坐标的X轴值相同，则人体延X轴方向进行移动，上述两个坐标的Y轴值相同，则人体延Y轴方向进行移动，上一时刻的坐标的任意一个值大于子区域2的坐标的任意一个值的话，则在确定人体运动方向后该人体延X轴或Y轴的正方向移动，上一时刻的坐标的任意一个值小于子区域2的坐标的任意一个值的话，则在确定人体运动方向后该人体延X轴或Y轴的反方向移动，并分别可生成延X轴正方向运动信息、延X轴反方向运动信息、延Y轴正方向运动信息、延Y轴反方向运动信息；

处理器将触发传感器所处的坐标根据延X轴正方向运动信息、延X轴反方向运动信息、延Y轴正方向运动信息以及延Y轴反方向运动信息进行确定人体当前时刻之后将要触发的传感器，并生成运动方向信息。

Images