CN108858157A - 一种机器人头部装置及机器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人头部装置，可分为两个部分即脖子底部和头部，包括了支撑板、轴承座、锥形齿轮、旋转支架、缓冲机构、同步带轮、同步张紧机构、接杆和支架，所述支撑板包括底部支撑板和上部支撑板，底部支撑板下表面安装有传感器，上表面连接轴承座；上部支撑板上表面安装有传感器，下表面连接轴承座，本发明是一种机器人头部装置，将机器人头部拆分成可独立运动的两部分；设计中着重考虑了头部结构以及多传感器的布置，同时还考虑了旋转和俯仰角度的设置，能实现机器人头部多自由度的转动，使机器人的头部运动更为灵活。
Description
技术领域
本发明涉及机器人设备技术领域，具体是一种机器人头部装置及机器结构。
背景技术
随着科技的进步，机器人越趋于拟人化。机器人的进步离不开对仿生学与机械工程技术的分析，先进的机器人技术能够效仿人体的运动功能，机器人的头部运动控制是机器人研究领域的一大挑战，同时，头部运动控制亦是与人交互友好的一种方式。
目前，机器人的自由度是由机器人的结构决定的，它直接影响了机器人的机动性，但现有的机器人中头部旋转及俯仰的角度不大，灵活度不高。并且头部的传动器件多，头部结构不够紧凑较为复杂，可靠性不高。
针对这一问题，现在提供一种机器人头部装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人头部装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机器人头部装置，可分为两个部分即脖子底部和头部，包括了支撑板、轴承座、锥形齿轮、旋转支架、缓冲机构、同步带轮、同步张紧机构、接杆和支架；
所述支撑板包括底部支撑板和上部支撑板，底部支撑板下表面安装有传感器，上表面连接轴承座；上部支撑板上表面安装有传感器，下表面连接轴承座；
所述轴承座上表面连接有大锥齿轮，大锥齿轮上对称连接两个小锥齿轮，大锥齿与小锥齿轮啮合；大锥齿轮上连接旋转支架；
所述旋转支架包括底部旋转支架和上部旋转支架，旋转支架穿过大堆齿轮、轴承座和支撑板，伸到支撑板的外表面；伸到支撑板外表面的旋转支架上固定设置了光耦挡片；
所述底部旋转支架上的光耦挡片可以使机器人脖子底部进行310°旋转；上部旋转支架上的光耦挡片亦可以实现机器人的头部的310°旋转；
所述旋转支架上连接实现脖子底部和头部的俯仰角度的缓冲机构，底部旋转支架上的缓冲机构设置有下部缓冲座，下部缓冲座两侧对称设计了两个凸起，两个凸起分别与底部旋转机构和旋转支架压板相连；上部旋转支架上缓冲机构设置有缓冲导轴，缓冲导轴穿过缓冲座和缓冲轴与上部旋转支架相连；
所述的缓冲机构主要实现脖子底部和头部的俯仰角度，脖子底部上的俯仰角度为48°；头部的俯仰角度为58°；俯仰两个极限位置高度变化可达55mm；
所述同步带轮包括大同步带轮和小同步带轮，同步带轮设置在支架上，大同步带轮上设置有带轮压板，大同步带轮通过锥齿轮轴与小锥齿轮相连，大同步带轮通过同步带与小同步带轮相连，支架上设置有同步带张紧机构，同步张紧机构与同步带相连；
所述支架包括下部左支架、下部右支架、上部左支架和上部右支架；左支架与右支架呈对称分布，上部支架与下部支架之间设置了连接杆。
作为本发明进一步的方案：所述连接杆包括左连接杆和右连接杆，左连接杆和右连接杆之间设置有加强杆，左连接杆和右连接杆呈对称分布，连接杆通过连接轴与上部支架相连。
作为本发明进一步的方案：所述上部支架通过连接杆轴与连杆相连，连杆包括左连杆和右连杆，左连杆和右连杆之间设置有三根加强杆，左连杆与右连杆呈对称分布，连杆的另一端通过连接杆轴与底部旋转支架和旋转支架压板相连。
作为本发明进一步的方案：所述轴承座为梯形。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是一种机器人头部装置，将机器人头部拆分成可独立运动的两部分；设计中着重考虑了头部结构以及多传感器的布置，同时还考虑了旋转和俯仰角度的设置，能实现机器人头部多自由度的转动，使机器人的头部运动更为灵活。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中上部旋转支架的结构示意图。
其中：1底部支撑板、2上部支撑板、3支撑板、4大椎齿轮、5小锥齿轮、6左连杆、7右连杆、8缓冲机构、9电机轴固定座、10大同步带轮、11小同步带轮、12底部旋转支架、13上部旋转支架、14旋转支架压板、15下部左支架、16下部右支架、17左连接杆、18右连接杆、19上部左支架、20上部右支架、21连接轴、22加强杆、23同步张紧机构、24光耦挡片、25传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种机器人头部装置，可分为两个部分即脖子底部和头部，包括了支撑板3、轴承座、锥形齿轮、旋转支架、缓冲机构8、同步带轮、同步张紧机构23、接杆和支架；
所述支撑板包括底部支撑板1和上部支撑板2，底部支撑板1下表面安装有传感器25，上表面连接轴承座；上部支撑板上2表面安装有传感器25，下表面连接轴承座；
所述轴承座为梯形，轴承座上表面连接有大锥齿轮4，大锥齿轮4上对称连接两个小锥齿轮5，大锥齿4与小锥齿轮5啮合；大锥齿轮上4连接旋转支架；
所述旋转支架包括底部旋转支架12和上部旋转支架13，旋转支架穿过大堆齿轮4、轴承座和支撑板3，伸到支撑板3的外表面；伸到支撑板3外表面的旋转支架上固定设置了光耦挡片24；
所述底部旋转支架上的光耦挡片24可以使机器人脖子底部进行310°旋转；上部旋转支架上的光耦挡片24亦可以实现机器人的头部的310°旋转；
所述旋转支架上连接实现脖子底部和头部的俯仰角度的缓冲机构8，底部旋转支架12上的缓冲机构设置有下部缓冲座，下部缓冲座两侧对称设计了两个凸起，两个凸起分别与底部旋转机构和旋转支架压板相连；上部旋转支架20上缓冲机构8设置有缓冲导轴，缓冲导轴穿过缓冲座和缓冲轴与上部旋转支架13相连；
所述的缓冲机构主要实现脖子底部和头部的俯仰角度，脖子底部上的俯仰角度为48°；头部的俯仰角度为58°；俯仰两个极限位置高度变化可达55mm；
所述同步带轮包括大同步带轮10和小同步带轮11，同步带轮设置在支架上，大同步带轮10上设置有带轮压板，大同步带轮10通过锥齿轮轴与小锥齿轮5相连，大同步带轮10通过同步带与小同步带轮相连，支架上设置有同步带张紧机构，同步张紧机构与同步带相连；
所述支架包括下部左支架15、下部右支架16、上部左支架19和上部右支架20；左支架与右支架呈对称分布，上部支架与下部支架之间设置了连接杆；
所述连接杆包括左连接杆17和右连接杆18，左连接杆17和右连接杆18之间设置有加强杆，左连接杆17和右连接杆18呈对称分布，连接杆通过连接轴与上部支架相连。
实施例2
与实施例1相区别的是：所述上部支架通过连接杆轴与连杆相连，连杆包括左连杆和右连杆，左连杆和右连杆之间设置有三根加强杆，左连杆与右连杆呈对称分布，连杆的另一端通过连接杆轴与底部旋转支架和旋转支架压板14相连。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种机器人头部装置，其特征在于，包括了支撑板(3)、轴承座、锥形齿轮、旋转支架、缓冲机构(8)和接杆；
所述支撑板包括底部支撑板(1)和上部支撑板(2)，底部支撑板(1)下表面安装有传感器(25)，上表面连接轴承座；上部支撑板上(2)表面安装有传感器(25)，下表面连接轴承座；
所述轴承座上表面连接有大锥齿轮(4)，大锥齿轮(4)上对称连接两个小锥齿轮(5)，大锥齿(4)与小锥齿轮(5)啮合；大锥齿轮上(4)连接旋转支架；
所述旋转支架包括底部旋转支架(12)和上部旋转支架(13)，旋转支架穿过大堆齿轮(4)、轴承座和支撑板(3)，伸到支撑板(3)的外表面；伸到支撑板(3)外表面的旋转支架上固定设置了光耦挡片(24)；
所述底部旋转支架上的光耦挡片可以使机器人脖子底部进行310°旋转；上部旋转支架上的光耦挡片亦可以实现机器人的头部的310°旋转；
所述旋转支架上连接实现脖子底部和头部的俯仰角度的缓冲机构(8)，底部旋转支架(12)上的缓冲机构设置有下部缓冲座，下部缓冲座两侧对称设计了两个凸起，两个凸起分别与底部旋转机构和旋转支架压板相连；上部旋转支架(20)上缓冲机构(8)设置有缓冲导轴，缓冲导轴穿过缓冲座和缓冲轴与上部旋转支架(13)相连；
所述的缓冲机构主要实现脖子底部和头部的俯仰角度，脖子底部上的俯仰角度为48°；头部的俯仰角度为58°；俯仰两个极限位置高度变化可达55mm。
2.根据权利要求1所述的机器人头部装置，其特征在于，还包括同步带轮，同步带轮包括大同步带轮(10)和小同步带轮(11)，同步带轮设置在支架上，大同步带轮(10)上设置有带轮压板，大同步带轮(10)通过锥齿轮轴与小锥齿轮(5)相连，大同步带轮(10)通过同步带与小同步带轮相连，支架上设置有同步带张紧机构，同步张紧机构与同步带相连。
3.根据权利要求2所述的机器人头部装置，其特征在于，还包括支架所述支架包括下部左支架(15)、下部右支架(16)、上部左支架(19)和上部右支架(20)；左支架与右支架呈对称分布，上部支架与下部支架之间设置了连接杆。
4.根据权利要求1所述的机器人头部装置，其特征在于，其特征在于，所述连接杆包括左连接杆(17)和右连接杆(18)，左连接杆(17)和右连接杆(18)之间设置有加强杆，左连接杆(17)和右连接杆(18)呈对称分布，连接杆通过连接轴与上部支架相连。
5.根据权利要求1所述的机器人头部装置，其特征在于，所述上部支架通过连接杆轴与连杆相连，连杆包括左连杆和右连杆，左连杆和右连杆之间设置有三根加强杆，左连杆与右连杆呈对称分布，连杆的另一端通过连接杆轴与底部旋转支架和旋转支架压板(14)相连。
6.根据权利要求1所述的机器人头部装置，其特征在于，所述轴承座为梯形。
7.一种包括根据权利要求1-6任一所述的机器人头部装置的机器结构。
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