CN110115828B - 一种智能反馈调节仿人体式击打机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，包括头部，头部下端面安装有第一弹簧，第一弹簧自由端连接有胸部，第二弹簧自由端连接有髋部，髋部下方设有两个大腿部，弹簧内均活动穿设有卡杆，卡杆外径尺寸与对应的弹簧的内径尺寸相匹配，头部、胸部、髋部、大腿部和小腿部上均包覆有硅胶层。其目的是：旨在提供一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，模仿人体主要身体结构，把这些部件做分体式设计，相互之间使用弹簧连接，使得使用者在击打时，身体各个部件能够做出相应的反应；同时在弹簧中活动穿设卡杆，通过改变卡杆的穿设深度，达到根据不同力量大小的使用者，均可使各个部件摆动幅度处于一个合适的范围内。
Description
技术领域
本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种智能反馈调节仿人体式击打机器人。
背景技术
随着经济和物质的快速发展，当今社会，人们基本解决了温饱问题，继而在精神层面上出现了需求，尤其是生活压力较大的人群，因为精神压力无法宣泄而导致工作效率下降、脾气暴躁等等负面影响，由此市面上出现了一些心理宣泄的产品，比如一些击打宣泄仪，但是弊端在于这些产品有的不能给予宣泄者反馈。
发明内容
本发明的目的是：旨在提供一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，模仿人体主要身体结构，即头部、胸部、髋部、两个大腿部和两个小腿部，把这些部件做分体式设计，相互之间使用弹簧连接，使得使用者在击打时，身体各个部件能够做出相应的反应；同时在弹簧中活动穿设卡杆，通过改变卡杆的穿设深度，达到根据不同力量大小的使用者，均可使各个部件摆动幅度处于一个合适的范围内。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，包括头部，所述头部下端面安装有第一弹簧，所述第一弹簧自由端连接有胸部，所述胸部下端面安装有第二弹簧，所述第二弹簧自由端连接有髋部，所述髋部下方设有两个大腿部，所述大腿部上端面安装有第四弹簧，所述第四弹簧自由端与髋部固定连接，所述大腿部下端面安装有第五弹簧，所述第五弹簧自由端连接有小腿部，所述髋部后端面安装有第三弹簧，所述第三弹簧自由端连接有支撑块，所述支撑块下端面固定连接有支撑杆，所述支撑杆下端面固定连接有底板，所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第四弹簧和第五弹簧内均活动穿设有卡杆，所述卡杆外径尺寸与对应的弹簧的内径尺寸相匹配，所述头部、胸部、髋部、大腿部和小腿部上均包覆有硅胶层。
采用上述技术方案的发明，使用时，把机器人放置到地面上，使用者站立在机器人正面对机器人进行击打，达到锻炼、发泄、娱乐的目的，机器人的各个部件之间由各个弹簧连接，在击打时，被击打的部件受力向反方向运动，再在弹簧的回复力下恢复到原有位置，模仿人体受到击打时的躯体变化；通过在弹簧内插入可滑动的卡杆，根据使用者力量不同，调节卡杆插入弹簧内的深度，使得弹簧可弯曲的长度发生改变，如使用者力量较小时，插入弹簧的卡杆深度较浅，使用者即便力量较少，也可机器人的各个部件被击打后，摆动到足够的幅度，增强了乐趣性。
进一步限定，所述大腿部下端面设有铰接座，所述铰接座前端面设有挡板，所述小腿部于铰接座内设有铰接块，所述小腿部通过铰接块与大腿部铰接，所述第五弹簧与铰接块固定连接。这样的结构设计，通过铰接座和挡板限制小腿部的自由度，使得小腿部只能向后弯曲，弯曲后在第五弹簧的弹力作用下恢复到初始位置，与人体的膝盖的自由度相同，仿真度更高。
进一步限定，所述挡板上部设有缺口。这样的结构设计，为第五弹簧预留弯曲位置，使得小腿部在围绕铰接座向后弯曲时，第五弹簧连接铰接块的部位具有更大的自由度，小腿部可弯曲的角度更大。
进一步限定，所述第一弹簧、第四弹簧和第五弹簧均为一个，所述头部后端面下部、大腿部后端面的上部和下部均设有第一安装槽，所述第一安装槽包括第一电机安装槽、第一过槽、第一板槽和第一弹簧过槽，所述第一电机安装槽内安装有第一步进电机，所述第一步进电机动力输出轴传动连接有第一丝杆，所述第一丝杆上套设有第一卡杆，所述第一卡杆为卡杆的一种，所述第一卡杆内壁设有与第一丝杆相匹配的第一内螺纹，所述第一卡杆外壁轴向设有第一条形槽，所述第一板槽内安装有第一卡板，所述第一卡板上开设有与第一卡杆相匹配的第一通孔，所述第一卡板与对应的弹簧固定连接，所述第一卡杆的自由端穿设在对应的弹簧内。这样的结构设计，通过第一步进电机的旋转，使得第一卡杆上下移动，改变第一卡杆穿设在对应的弹簧内的深度，达到调节的目的；通过第一步进电机调节卡杆插入弹簧的深度，操作更加方便。
进一步限定，所述第二弹簧和第三弹簧均为三个，所述胸部后端面和支撑块上端面均开设有第二安装槽，所述第二安装槽包括第二电机安装槽、第二过槽、第二板槽和三角槽，所述第二电机安装槽内安装有第二步进电机，所述第二步进电机动力输出轴传动连接有第二丝杆，所述第二丝杆上套设有套杆，所述套杆内壁设有与第二丝杆相匹配的第二内螺纹，所述套杆外壁轴向设有第二条形槽，所述第二板槽内安装有第二卡板，所述第二卡板上开设有与套杆相匹配的第二通孔，所述套杆自由端于三角槽内固定连接有三角连接板，所述三角连接板远离第二步进电机一端端面边缘均匀设有三个第二卡杆，所述第二卡杆为另一种卡杆，所述三角连接板与对应的弹簧之间设有固定板，所述固定板上于第二卡杆对应位置设有过孔，所述第二卡杆自由端穿过过孔穿设在对应的弹簧内，所述固定板与对应的弹簧固定连接。这样的结构设计，第三弹簧承受机器人的主要的自重压力，通过三个第三弹簧对其进行支撑，稳固性较强；同时，由于在对机器人进行击打时，胸部是打击得最多，受力最大的主要部件，通过三个第二弹簧对其进行支撑，稳固性更强；调节时，第二步进电机带动第二丝杆转动，从而带动套杆移动，进而改变第二卡杆穿设在第二弹簧、第三弹簧内的深度。
进一步限定，所述第一卡杆一端端面设有环形限位板。这样的结构设计，通过环形限位板对第一卡杆穿设在对应弹簧内的最大深度进行限定，避免第一卡杆穿入对应的弹簧过深，导致第一卡杆脱离第一丝杆。
进一步限定，所述支撑块上端面可拆卸连接有显示触摸屏，所述胸部正面镶嵌有压力传感器，所述显示触摸屏电性双向连接单片机微处理器，所述单片机微处理器电性双向连接有人机界面，所述单片机微处理器分别电性输入连接有电源和A/D转换单元，所述A/D转换单元电性输入连接有信号调理单元，所述信号调理单元电性输入连接有压力传感器，所述单片机微处理器分别电性输出连接三个第一步进电机和两个第二步进电机。这样的结构设计，使用时，使用者先对压力传感器进行击打，压力传感器将信号传给信号调理单元，信号调理单元将信号调理成适合A/D转换单元的输入信号，A/D转换单元将信号转变成数字信号并传给单片机微处理器，单片机微处理器对压力信号进行分析处理，得到击打的压力值大小，单片机微处理器根据这一数据控制第一步进电机和第二步进电机工作，控制第一卡杆和第二卡杆穿设在对应弹簧内的深度，自动适应使用者力度的目的。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明一种智能反馈调节仿人体式击打机器人实施例的结构示意图一；
图2为本发明一种智能反馈调节仿人体式击打机器人实施例的结构示意图二；
图3为图2中A处的放大结构示意图；
图4为本发明一种智能反馈调节仿人体式击打机器人实施例中大腿部部分的结构示意图；
图5为本发明一种智能反馈调节仿人体式击打机器人实施例中髋部部分的结构示意图；
图6为本发明一种智能反馈调节仿人体式击打机器人实施例中胸部部分的结构示意图；
图7为本发明一种智能反馈调节仿人体式击打机器人实施例的系统框图；
主要元件符号说明如下：
头部1、第一弹簧10、第一步进电机101、第一丝杆102、第一卡杆103、第一条形槽1031、第一卡板104、第一电机安装槽11、环形限位板110、第一过槽12、第一板槽13、第一弹簧过槽14、胸部2、第二步进电机201、第二丝杆202、套杆203、第二条形槽2031、第二卡板204、三角连接板205、第二卡杆2051、固定板206、第二电机安装槽21、第二过槽22、第二板槽23、三角槽24、第二弹簧20、髋部3、大腿部4、第四弹簧40、铰接座41、挡板42、缺口43、第五弹簧50、小腿部5、铰接块51、第三弹簧30、支撑块6、支撑杆60、底板7。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1～图7所示，本发明的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，包括头部1，头部1下端面安装有第一弹簧10，第一弹簧10自由端连接有胸部2，胸部2下端面安装有第二弹簧20，第二弹簧20自由端连接有髋部3，髋部3下方设有两个大腿部4，大腿部4上端面安装有第四弹簧40，第四弹簧40自由端与髋部3固定连接，大腿部4下端面安装有第五弹簧50，第五弹簧50自由端连接有小腿部5，髋部3后端面安装有第三弹簧30，第三弹簧30自由端连接有支撑块6，支撑块6下端面固定连接有支撑杆60，支撑杆60下端面固定连接有底板7，第一弹簧10、第二弹簧20、第三弹簧30、第四弹簧40和第五弹簧50内均活动穿设有卡杆，卡杆外径尺寸与对应的弹簧的内径尺寸相匹配，头部1、胸部2、髋部3、大腿部4和小腿部5上均包覆有硅胶层。
本实施例中，使用时，把机器人放置到地面上，使用者站立在机器人正面对机器人进行击打，达到锻炼、发泄、娱乐的目的，机器人的各个部件之间由各个弹簧连接，在击打时，被击打的部件受力向反方向运动，再在弹簧的回复力下恢复到原有位置，模仿人体受到击打时的躯体变化；通过在弹簧内插入可滑动的卡杆，根据使用者力量不同，调节卡杆插入弹簧内的深度，使得弹簧可弯曲的长度发生改变，如使用者力量较小时，插入弹簧的卡杆深度较浅，使用者即便力量较少，也可机器人的各个部件被击打后，摆动到足够的幅度，增强了乐趣性。
大腿部4下端面设有铰接座41，铰接座41前端面设有挡板42，小腿部5于铰接座41内设有铰接块51，小腿部5通过铰接块51与大腿部4铰接，第五弹簧50与铰接块51固定连接。这样的结构设计，通过铰接座41和挡板42限制小腿部5的自由度，使得小腿部5只能向后弯曲，弯曲后在第五弹簧50的弹力作用下恢复到初始位置，与人体的膝盖的自由度相同，仿真度更高。
挡板42上部设有缺口43。这样的结构设计，为第五弹簧50预留弯曲位置，使得小腿部5在围绕铰接座41向后弯曲时，第五弹簧50连接铰接块51的部位具有更大的自由度，小腿部5可弯曲的角度更大。
第一弹簧10、第四弹簧40和第五弹簧50均为一个，头部1后端面下部、大腿部4后端面的上部和下部均设有第一安装槽，第一安装槽包括第一电机安装槽11、第一过槽12、第一板槽13和第一弹簧过槽14，第一电机安装槽11内安装有第一步进电机101，第一步进电机101动力输出轴传动连接有第一丝杆102，第一丝杆102上套设有第一卡杆103，第一卡杆103为卡杆的一种，第一卡杆103内壁设有与第一丝杆102相匹配的第一内螺纹，第一卡杆103外壁轴向设有第一条形槽1031，第一板槽13内安装有第一卡板104，第一卡板104上开设有与第一卡杆103相匹配的第一通孔，第一卡板104与对应的弹簧固定连接，第一卡杆103的自由端穿设在对应的弹簧内。这样的结构设计，通过第一步进电机101的旋转，使得第一卡杆103上下移动，改变第一卡杆103穿设在对应的弹簧内的深度，达到调节的目的；通过第一步进电机101调节卡杆插入弹簧的深度，操作更加方便。
第二弹簧20和第三弹簧30均为三个，胸部2后端面和支撑块6上端面均开设有第二安装槽，第二安装槽包括第二电机安装槽21、第二过槽22、第二板槽23和三角槽24，第二电机安装槽21内安装有第二步进电机201，第二步进电机201动力输出轴传动连接有第二丝杆202，第二丝杆202上套设有套杆203，套杆203内壁设有与第二丝杆202相匹配的第二内螺纹，套杆203外壁轴向设有第二条形槽2031，第二板槽23内安装有第二卡板204，第二卡板204上开设有与套杆203相匹配的第二通孔，套杆203自由端于三角槽24内固定连接有三角连接板205，三角连接板205远离第二步进电机201一端端面边缘均匀设有三个第二卡杆2051，第二卡杆2051为另一种卡杆，三角连接板205与对应的弹簧之间设有固定板206，固定板206上于第二卡杆2051对应位置设有过孔，第二卡杆2051自由端穿过过孔穿设在对应的弹簧内，固定板206与对应的弹簧固定连接。这样的结构设计，第三弹簧30承受机器人的主要的自重压力，通过三个第三弹簧30对其进行支撑，稳固性较强；同时，由于在对机器人进行击打时，胸部是打击得最多，受力最大的主要部件，通过三个第二弹簧20对其进行支撑，稳固性更强；调节时，第二步进电机201带动第二丝杆202转动，从而带动套杆203移动，进而改变第二卡杆2051穿设在第二弹簧20、第三弹簧30内的深度。
第一卡杆103一端端面设有环形限位板110。这样的结构设计，通过环形限位板110对第一卡杆103穿设在对应弹簧内的最大深度进行限定，避免第一卡杆103穿入对应的弹簧过深，导致第一卡杆103脱离第一丝杆102。
支撑块6上端面可拆卸连接有显示触摸屏，胸部2正面镶嵌有压力传感器，显示触摸屏电性双向连接单片机微处理器，单片机微处理器电性双向连接有人机界面，单片机微处理器分别电性输入连接有电源和A/D转换单元，A/D转换单元电性输入连接有信号调理单元，信号调理单元电性输入连接有压力传感器，单片机微处理器分别电性输出连接三个第一步进电机101和两个第二步进电机201。这样的结构设计，使用时，使用者先对压力传感器进行击打，压力传感器将信号传给信号调理单元，信号调理单元将信号调理成适合A/D转换单元的输入信号，A/D转换单元将信号转变成数字信号并传给单片机微处理器，单片机微处理器对压力信号进行分析处理，得到击打的压力值大小，单片机微处理器根据这一数据控制第一步进电机101和第二步进电机102工作，控制第一卡杆103和第二卡杆2051穿设在对应弹簧内的深度，自动适应使用者力度的目的。
以上对本发明提供的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，其特征在于：包括头部(1)，所述头部(1)下端面安装有第一弹簧(10)，所述第一弹簧(10)自由端连接有胸部(2)，所述胸部(2)下端面安装有第二弹簧(20)，所述第二弹簧(20)自由端连接有髋部(3)，所述髋部(3)下方设有两个大腿部(4)，所述大腿部(4)上端面安装有第四弹簧(40)，所述第四弹簧(40)自由端与髋部(3)固定连接，所述大腿部(4)下端面安装有第五弹簧(50)，所述第五弹簧(50)自由端连接有小腿部(5)，所述髋部(3)后端面安装有第三弹簧(30)，所述第三弹簧(30)自由端连接有支撑块(6)，所述支撑块(6)下端面固定连接有支撑杆(60)，所述支撑杆(60)下端面固定连接有底板(7)，所述第一弹簧(10)、第二弹簧(20)、第三弹簧(30)、第四弹簧(40)和第五弹簧(50)内均活动穿设有卡杆，所述卡杆外径尺寸与对应的弹簧的内径尺寸相匹配，所述头部(1)、胸部(2)、髋部(3)、大腿部(4)和小腿部(5)上均包覆有硅胶层，所述第一弹簧(10)、第四弹簧(40)和第五弹簧(50)均为一个，所述头部(1)后端面下部、大腿部(4)后端面的上部和下部均设有第一安装槽，所述第一安装槽包括第一电机安装槽(11)、第一过槽(12)、第一板槽(13)和第一弹簧过槽(14)，所述第一电机安装槽(11)内安装有第一步进电机(101)，所述第一步进电机(101)动力输出轴传动连接有第一丝杆(102)，所述第一丝杆(102)上套设有第一卡杆(103)，所述第一卡杆(103)为卡杆的一种，所述第一卡杆(103)内壁设有与第一丝杆(102)相匹配的第一内螺纹，所述第一卡杆(103)外壁轴向设有第一条形槽(1031)，所述第一板槽(13)内安装有第一卡板(104)，所述第一卡板(104)上开设有与第一卡杆(103)相匹配的第一通孔，所述第一卡板(104)与对应的弹簧固定连接，所述第一卡杆(103)的自由端穿设在对应的弹簧内。
2.根据权利要求1所述的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，其特征在于：所述大腿部(4)下端面设有铰接座(41)，所述铰接座(41)前端面设有挡板(42)，所述小腿部(5)于铰接座(41)内设有铰接块(51)，所述小腿部(5)通过铰接块(51)与大腿部(4)铰接，所述第五弹簧(50)与铰接块(51)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，其特征在于：所述挡板(42)上部设有缺口(43)。
4.根据权利要求3所述的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，其特征在于：所述第二弹簧(20)和第三弹簧(30)均为三个，所述胸部(2)后端面和支撑块(6)上端面均开设有第二安装槽，所述第二安装槽包括第二电机安装槽(21)、第二过槽(22)、第二板槽(23)和三角槽(24)，所述第二电机安装槽(21)内安装有第二步进电机(201)，所述第二步进电机(201)动力输出轴传动连接有第二丝杆(202)，所述第二丝杆(202)上套设有套杆(203)，所述套杆(203)内壁设有与第二丝杆(202)相匹配的第二内螺纹，所述套杆(203)外壁轴向设有第二条形槽(2031)，所述第二板槽(23)内安装有第二卡板(204)，所述第二卡板(204)上开设有与套杆(203)相匹配的第二通孔，所述套杆(203)自由端于三角槽(24)内固定连接有三角连接板(205)，所述三角连接板(205)远离第二步进电机(201)一端端面边缘均匀设有三个第二卡杆(2051)，所述第二卡杆(2051)为另一种卡杆，所述三角连接板(205)与对应的弹簧之间设有固定板(206)，所述固定板(206)上于第二卡杆(2051)对应位置设有过孔，所述第二卡杆(2051)自由端穿过过孔穿设在对应的弹簧内，所述固定板(206)与对应的弹簧固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，其特征在于：所述第一卡杆(103)一端端面设有环形限位板(110)。
6.根据权利要求5所述的一种智能反馈调节仿人体式击打机器人，其特征在于：所述支撑块(6)上端面可拆卸连接有显示触摸屏，所述胸部(2)正面镶嵌有压力传感器，所述显示触摸屏电性双向连接单片机微处理器，所述单片机微处理器电性双向连接有人机界面，所述单片机微处理器分别电性输入连接有电源和A/D转换单元，所述A/D转换单元电性输入连接有信号调理单元，所述信号调理单元电性输入连接有压力传感器，所述单片机微处理器分别电性输出连接三个第一步进电机(101)和两个第二步进电机(201)。
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