CN113509707A - 一种人形结构的人形机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人形结构的人形机器人，涉及机器人领域，该人形结构的人形机器人，包括躯干模型。所述躯干模型顶部设有头模型，头模型正面设有摄像头，躯干模型两侧对称设有手臂模型，躯干模型上方设有圆板，圆板开设有滑槽，躯干模型连接有固定框。该人形结构的人形机器人，利用躯干模型，头模型和手臂模型组成机器人，通过后臂，前臂，小电推杆，马达一，齿轮以及转轴配合，令机器人做出左右手交替的出拳动作。通过大电推杆、马达一、马达三、小电推杆配合，令机器人做出摆拳动作。从而实现机器假人与拳击手互动，根据拳击手的动作进行出拳，从而起到训练拳击手防守、躲闪等能力的目的。进一步提高拳击训练效果。

Description

一种人形结构的人形机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种人形结构的人形机器人。

背景技术

拳击运动是一种对抗激烈的体育运动。因此擂台下拳击运动员的训练十分重要。

目前，拳击训练多使用无反应能力的假人或者沙包进行。不具备反馈能力，或者为只能进行简单反馈的假人。传统的对抗训练需要进行人对人的击打训练，训练师应体力有限，训练经验有限，导致训练效果不佳。

市场上现有的拳击训练假人都没有反馈能力，或者是只能简单用重力或者是弹簧的弹力或者橡胶本身的弹力来进行反馈的练习辅助装置。尚缺乏一种能够支持单人对抗训练的拳击练习辅助装置。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种人形结构的人形机器人，解决了上述背景技术中传统拳击手训练用的假人不具备反馈能力，导致训练效果不佳的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种人形结构的人形机器人，包括躯干模型。所述躯干模型顶部设有头模型，头模型正面设有摄像头，躯干模型两侧对称设有手臂模型，躯干模型上方设有圆板，圆板开设有滑槽，躯干模型连接有固定框，固定框背面设有滑杆，滑杆上端穿过滑槽连接有驱动模块，所述躯干模型内设有隔板，隔板顶部连接有电机，电机传动轴连接有齿轮一，所述齿轮一两侧均设有转轴，转轴与手臂模型一一对应，转轴一端穿过躯干模型与手臂模型连接，转轴另一端连接有齿轮二，齿轮二与齿轮一啮合。

所述电机带动齿轮一转动，齿轮一通过齿轮二带动两个手臂模型一前一后摆动。

优选的，所述手臂模型由定位块、后臂和前臂组成，所述定位块与转轴连接，定位块远离躯干模型一侧开设有凹槽，凹槽内铰接有马达一，马达一传动轴与后臂上端连接，后臂下端与前臂铰接，后臂下端开设有凹槽二，凹槽内设有小电推杆，小电推杆活动端能够与前臂接触，前臂与后臂之间连接有皮筋，所述前臂远离后臂一端设有拳套。

优选的，所述凹槽内壁顶部固定镶嵌有红外射线发射器，凹槽内壁底部固定镶嵌有红外射线接收器，红外射线发射器工作端与红外射线接收器工作端相对齐。

优选的，所述后臂一侧设有大电推杆，大电推杆设在躯干模型正前方，躯干模型正面连接有盖板，大电推杆与盖板连接，躯干模型正面设有缓冲垫，缓冲垫覆盖住大电推杆，大电推杆活动端穿过缓冲垫与后臂接触。

优选的，所述躯干模型内设有两个单片机，所述单片机与转轴一一对应，单片机正面连接有铁片、导电块，导电块位于铁片下方，转轴杆身连接有凸起，凸起位于铁片上方。

优选的，所述滑杆下端弯曲并连接有马达二，马达二传动轴与固定框连接，所述滑杆上端连接有马达三，马达三与驱动模块连接。

优选的，所述圆板顶部连接有多个固定柱，固定柱上端与室内天花板螺纹连接。

优选的，所述躯干模型内固定安装有压力检测器，压力检测器位于躯干模型腹部处，压力检测器用于检测拳击手击打力量。

(三)有益效果

本发明提供了一种人形结构的人形机器人。具备以下有益效果：

1、该人形结构的人形机器人，利用躯干模型，头模型和手臂模型组成机器人，通过后臂，前臂，小电推杆，马达一，齿轮以及转轴配合，令机器人做出左右手交替的出拳动作。通过大电推杆、马达一、马达三、小电推杆配合，令机器人做出摆拳动作。从而实现机器假人与拳击手互动，根据拳击手的动作进行出拳，从而起到训练拳击手防守、躲闪等能力的目的。进一步提高拳击训练效果。

附图说明

图1为本发明结构立体图；

图2为本发明结构另一角度示意图；

图3为本发明壳体内部结构示意图；

图4为本发明手臂结构展示图；

图5为本发明盖板结构展示图；

图6为本发明固定框结构示意图；

图7为本发明移动模块结构示意图；

图8为本发明局部结构示意图；

图9为本发明局部结构剖视图。

图中：1躯干模型、2头模型、21摄像头、3手臂模型、31定位块、311凹槽、32马达一、33后臂、331凹槽二、34前臂、35小电推杆、36皮筋、37拳套、4固定框、5滑杆、51马达二、6驱动模块、61马达三、7圆板、71滑槽、72固定柱、8红外射线发射器、9红外射线接收器、10盖板、11大电推杆、12缓冲垫、13隔板、14压力检测器、15电机、16齿轮一、17转轴、171凸起、18齿轮二、19单片机、191铁片、192导电块。

具体实施方式

本发明实施例提供一种人形结构的人形机器人，如图1-9所示，包括躯干模型1。躯干模型1顶部固定安装有头模型2。躯干模型1，头模型均由橡胶制成。躯干模型1内固定安装有总控制模块，总控制模块控制各个电子零件工作。由于总控制模块是常规技术手段，故具体结构、电路布置等等与现有技术相同，不作详细描述并不在附图中画出。头模型2正面固定安装有摄像头21，摄像头21捕捉拳击手的动作，并将拍摄画面传输给总控制模块。总控制模块在根据拳击手动作做出相应的动作。

躯干模型1两侧对称设有手臂模型3，躯干模型1上方设有圆板7，圆板7开设有滑槽71。躯干模型1固定安装有固定框4，固定框4背面连接有滑杆5。滑杆5上端穿过滑槽71连接有驱动模块6。驱动模块6带有驱动轮，以此带动躯干模型1移动。驱动模块6是常规现有技术，故具体结构不作详细描述。

躯干模型1内固定粘接有隔板13，隔板13顶部固定安装有电机15，电机15传动轴焊接有齿轮一16，齿轮一16两侧均设有转轴17，转轴17与躯干模型1枢接。转轴17与手臂模型3一一对应，转轴17一端穿过躯干模型1与手臂模型3连接，转轴17另一端连接有齿轮二18，齿轮二18与齿轮一16啮合。

结合附图3所示，电机15带动齿轮一16转动。齿轮一16向左转动时，左侧齿轮二17向前转，右侧齿轮二17向后转。从而使得左手臂向后摆动，右手臂向前摆动。同理，电机15带动齿轮一16向右转时，左手臂向前摆动，右手臂向后摆动。

通过电机15带动齿轮一16反复转动，带动躯干模型1两侧手臂一前一后交错摆动。使得机器人左手出拳时右手收回，右手出拳时左手收回，从而模拟人出拳动作。

手臂模型3由定位块31、后臂33和前臂34组成。定位块31与转轴17焊接，定位块31远离躯干模型1一侧开设有凹槽311。凹槽311内铰接有马达一32，马达一32传动轴与后臂33上端焊接，后臂33下端与前臂34铰接。后臂33下端开设有凹槽二331，凹槽311内固定安装有小电推杆35，小电推杆35活动端能够与前臂34接触。前臂34与后臂33之间固定粘接有皮筋36，前臂34远离后臂33一端套有拳套37。

躯干模型1内固定安装有两个单片机19，单片机19与转轴17一一对应，单片机19正面固定安装有铁片191、导电块192。铁片191、导电块192与单片机电性连接。导电块192位于铁片191下方，转轴17杆身焊接有凸起171，凸起171位于铁片191上方。当手臂向前摆动时，转杆17的凸起171对铁片191施力，铁片191受力形变弯曲与导电块192接触。整个电回路闭合控制小电推杆35伸长。

铁片191具有一定韧性，故凸起171对铁片191施加的压力在铁片191韧性承受范围内。当凸起171远离铁片191时，铁片191基于韧性复原远离导电块192。

初始状态，由于皮筋36存在，前臂34与后壁33靠拢在一起。手臂整体呈现准备出拳姿势。工作状态：电机15带动齿轮一16向左转动，左手臂仍处于收拢状态并向后摆动。右手臂向前摆动同时右侧铁片191受到压迫而弯曲，右侧铁片191弯曲与导电块192接触，单片机19控制右手臂的小电推杆35伸长，使得右手臂前臂3向前翻转，右手臂皮筋36拉伸。以此实现右手臂出拳动作。

接着，电机15带动齿轮一16向右转动。右手臂向后摆动导致右侧铁片191复位。右侧小电推杆35收缩，右手臂皮筋收缩带动又前臂34向右后臂33靠拢。令右手臂呈现收拳状态。同理，左手臂根据步骤进行出拳。从而实现左右手交错出拳。

根据部件配合，拳击手以此练习躲避对手出拳的躲闪练习。

凹槽311内壁顶部固定镶嵌有红外射线发射器8，凹槽311内壁底部固定镶嵌有红外射线接收器9，红外射线发射器8工作端与红外射线接收器9工作端相对齐。红外射线发射器射出的红外射线被红外射线接收器9接收。

后臂33一侧设有大电推杆11，大电推杆11设在躯干模型1正前方，躯干模型1正面固定安装有盖板10。大电推杆11与盖板10焊接，躯干模型1正面固定粘接有缓冲垫12，缓冲垫12覆盖住大电推杆11。大电推杆11活动端穿过缓冲垫12与后臂33接触。

当拳击手出拳击打躯干模型正前方式，利用缓冲垫12保护住大电推杆11。

滑杆5下端弯曲并固定镶嵌有马达二51，马达二51传动轴与固定框4焊接。滑杆5上端设有马达三61。马达三61与驱动模块6固定安装在一起。马达三61传动轴与滑杆5焊接。

工作状态，大电推杆11伸长推动马达一32旋转，马达一32带动后臂向侧边偏转。接着马达一32带动后臂33向内侧旋转90°，小电推杆35伸长。从而令手臂做出摆拳姿态。通过马达三61带动躯干模型旋转。从而令机器人打出摆拳。以此训练拳击手对于摆拳的防守能力。

马达二51翻转旋转带动躯干模型1小幅度左右摇摆，模拟人躲闪动作。

圆板7顶部焊接有多个固定柱72，固定柱72上端与室内天花板螺纹连接。以及起到固定整个机器人的目的。

躯干模型1内固定安装有压力检测器14，压力检测器14位于躯干模型1腹部处，压力检测器14用于检测拳击手击打力量。

结合附图1，2可知，由于机器人能够沿着滑槽71移动。拳击手跟随机器人移动进行出拳打击。以此能够起到训练拳击手步伐的作用。

综上所述，该人形结构的人形机器人，利用躯干模型1，头模型2和手臂模型3组成机器人，通过后臂33，前臂34，小电推杆35，马达一15，齿轮以及转轴17配合，令机器人做出左右手交替的出拳动作。通过大电推杆11、马达一32、马达三61、小电推杆35配合，令机器人做出摆拳动作。从而实现机器假人与拳击手互动，根据拳击手的动作进行出拳，从而起到训练拳击手防守、躲闪等能力的目的。进一步提高拳击训练效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种人形结构的人形机器人，包括躯干模型(1)，其特征在于：所述躯干模型(1)顶部设有头模型(2)，头模型(2)正面设有摄像头(21)，躯干模型(1)两侧对称设有手臂模型(3)，躯干模型(1)上方设有圆板(7)，圆板(7)开设有滑槽(71)，躯干模型(1)连接有固定框(4)，固定框(4)背面设有滑杆(5)，滑杆(5)上端穿过滑槽(71)连接有驱动模块(6)，所述躯干模型(1)内设有隔板(13)，隔板(13)顶部连接有电机(15)，电机(15)传动轴连接有齿轮一(16)，所述齿轮一(16)两侧均设有转轴(17)，转轴(17)与手臂模型(3)一一对应，转轴(17)一端穿过躯干模型(1)与手臂模型(3)连接，转轴(17)另一端连接有齿轮二(18)，齿轮二(18)与齿轮一(16)啮合；

所述电机(15)带动齿轮一(16)转动，齿轮一(16)通过齿轮二(18)带动两个手臂模型(3)一前一后摆动。

2.根据权利要求1所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述手臂模型(3)由定位块(31)、后臂(33)和前臂(34)组成，所述定位块(31)与转轴(17)连接，定位块(31)远离躯干模型(1)一侧开设有凹槽(311)，凹槽(311)内铰接有马达一(32)，马达一(32)传动轴与后臂(33)上端连接，后臂(33)下端与前臂(34)铰接，后臂(33)下端开设有凹槽二(331)，凹槽(311)内设有小电推杆(35)，小电推杆(35)活动端能够与前臂(34)接触，前臂(34)与后臂(33)之间连接有皮筋(36)，所述前臂(34)远离后臂(33)一端设有拳套(37)。

3.根据权利要求2所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述凹槽(311)内壁顶部固定镶嵌有红外射线发射器(8)，凹槽(311)内壁底部固定镶嵌有红外射线接收器(9)，红外射线发射器(8)工作端与红外射线接收器(9)工作端相对齐。

4.根据权利要求2所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述后臂(33)一侧设有大电推杆(11)，大电推杆(11)设在躯干模型(1)正前方，躯干模型(1)正面连接有盖板(10)，大电推杆(11)与盖板(10)连接，躯干模型(1)正面设有缓冲垫(12)，缓冲垫(12)覆盖住大电推杆(11)，大电推杆(11)活动端穿过缓冲垫(12)与后臂(33)接触。

5.根据权利要求1所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述躯干模型(1)内设有两个单片机(19)，所述单片机(19)与转轴(17)一一对应，单片机(19)正面连接有铁片(191)、导电块(192)，导电块(192)位于铁片(191)下方，转轴(17)杆身连接有凸起(171)，凸起(171)位于铁片(191)上方。

6.根据权利要求1所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述滑杆(5)下端弯曲并连接有马达二(51)，马达二(51)传动轴与固定框(4)连接，所述滑杆(5)上端连接有马达三(61)，马达三(61)与驱动模块(6)连接。

7.根据权利要求1所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述圆板(7)顶部连接有多个固定柱(72)，固定柱(72)上端与室内天花板螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种人形结构的人形机器人，其特征在于：所述躯干模型(1)内固定安装有压力检测器(14)，压力检测器(14)位于躯干模型(1)腹部处，压力检测器(14)用于检测拳击手击打力量。

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