CN113650036A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人，其包括：胸部结构；头部结构，所述头部结构与所述胸部结构的顶端通过第一铰接组件铰接；两个手臂结构，所述两个手臂结构分别与所述胸部结构两侧铰接；两个手腕结构，所述两个手腕结构分别与两个所述手臂结构的末端转动连接；两个手掌结构；腰部结构和髋部结构，所述腰部结构与所述胸部结构的底端铰接，所述髋部结构与所述腰部结构铰接；与所述髋部结构铰接的两个腿结构和驱动所述腿结构相对于所述髋部结构转动的腿驱动件；足部结构和驱动所述足部结构相对于所述腿结构转动的足部驱动件。该机器人的结构设计避免使用绳索和牵引机构，且其驱动机构可以掩蔽以实现较好的演出效果。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及演出设备技术领域，更具体地说，涉及一种机器人。

背景技术

随着观众对于演出和娱乐的需求的不断提升，大型可动的人形机器人作为一源远流长的科幻元素，已为大家广为接受。现有的人形机器人表演，一类是类似于道具服装，仅仅是类似于高跷的效果，仅能够实现较小的体量，对于观看人数和使用条件有固有的局限。另一类是类似于操偶，无论是以充气人偶辅助以四旋翼无人机的牵引，或者类似于传统操偶，以吊臂和绳索牵引实现，这种实现方式对于大型的人形，无法很好地掩蔽绳索和牵引机构，和观众的存在较大落差，难以实现震撼的演出效果。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种机器人，该机器人的结构设计避免使用绳索和牵引机构，且其驱动机构可以掩蔽以实现较好的演出效果。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人，包括：

胸部结构；

头部结构，所述头部结构与所述胸部结构的顶端通过第一铰接组件铰接，所述头部结构能够相对于所述胸部结构围绕第一轴线和/或第二轴线转动，所述第一轴线和第二轴线相互垂直；

两个手臂结构，所述两个手臂结构分别与所述胸部结构两侧铰接，所述手臂结构包括上臂结构、与所述上臂结构铰接的下臂结构、驱动所述上臂结构相对于胸部结构转动的上臂驱动件以及驱动所述下臂结构相对于上臂结构转动的下臂驱动件；

两个手腕结构，所述两个手腕结构分别与两个所述手臂结构的末端转动连接；

两个手掌结构，所述两个手掌结构分别与两个手腕结构连接；

腰部结构和位于所述腰部结构下侧的髋部结构，所述腰部结构与所述胸部结构的底端铰接，所述髋部结构与所述腰部结构铰接，且所述腰部结构与所述胸部结构的铰接轴与所述髋部结构与所述腰部结构之间的铰接轴相互垂直；

与所述髋部结构铰接的两个腿结构和驱动所述腿结构相对于所述髋部结构转动的腿驱动件，所述腿结构包括大腿结构、与所述大腿结构铰接的小腿结构和驱动所述小腿结构相对于所述大腿结构转动的小腿驱动件；

与所述腿结构的末端铰接的足部结构和驱动所述足部结构相对于所述腿结构转动的足部驱动件。

优选地，上述机器人中，所述第一铰接组件为与所述胸部结构铰接的头部支撑平台，所述头部结构与所述头部支撑平台铰接；

所述胸部结构与所述头部支撑平台之间的铰接轴沿第一轴线设置，所述头部结构与所述头部支撑平台之间的铰接轴沿第二轴线设置；

该机器人站立状态时，所述第一轴线为水平线，所述第二轴线为竖直线。

优选地，上述机器人中，所述上臂结构与胸部结构之间的铰接轴和所述下臂结构与上臂结构之间的铰接轴相互平行；

所述上臂驱动件和下臂驱动件均为电机。

优选地，上述机器人中，所述上臂结构包括第一段上臂、与所述第一段上臂转动连接的第二段上臂以及驱动所述第二段上臂转动的上臂转动驱动件，所述第一段上臂与第二段上臂之间的转轴沿着所述上臂结构的长度方向设置；所述第一段上臂与胸部结构连接且所述第二段上臂与下臂结构连接；

所述上臂转动驱动件为电机。

优选地，上述机器人中，所述手腕结构与所述手臂结构末端的铰接轴沿着所述手臂结构的长度方向设置；

该机器人还包括驱动所述手腕结构相对于所述手臂结构转动的手腕驱动件。

优选地，上述机器人中，所述手掌结构包括五个手指结构，所述手指结构包括

基座，所述基座与所述手腕结构固定连接；

手指本体，其包括依次连接的多个指段，相邻的两个指段之间铰接，所述手指本体的第一端与所述基座铰接，且由所述手指本体的第一端至第二端多个指段依次为第一指段、第二指段……第N+1指段，N≥2；所述手指本体还包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的第一端与所述基座铰接且所述第一连杆的第二端与所述第二指段的靠近所述第一指段的端部铰接，所述第一连杆的延伸方向与所述第一指段的延伸方向之间夹角为锐角；所述第二连杆的第一端与第N-1指段的远离所述基座的端部铰接，所述第二连杆的第二端与第N+1指段的靠近所述基座的端部铰接，所述第二连杆的延伸方向与所述第N指段的延伸方向之间夹角为锐角；

手指驱动部件，所述手指驱动部件能够带动任一所述指段转动，且所述驱动部件带动任一指段转动时通过所述第一连杆和第二连杆连动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动或背离该手指本体的手心侧转动。

优选地，上述机器人中，所述手指驱动部件为手指伸缩件；

所述手指伸缩件的一端与所述基座连接且另一端与所述第一指段连接，所述手指伸缩件能够推动所述第一指段相对于基座转动；或者，

所述手指驱动部件包括压缩弹簧、牵引绳和手指伸缩件，所述压缩弹簧的一端与所述第一指段连接，所述压缩弹簧的另一端与所述基座连接，所述压缩弹簧伸长以推动所述第一指段相对于基座转动，所述压缩弹簧收缩以拉动所述第一指段复位；所述牵引绳的一端与所述第一指段连接，所述牵引绳的另一端与所述手指伸缩件的伸缩端连接，所述手指伸缩件收缩以拉动所述牵引绳带动所述第一指段压缩所述压缩弹簧，所述手指伸缩件伸长以使所述压缩弹簧伸长推动所述第一指段相对于基座转动。

优选地，上述机器人中，所述手指结构相对的两侧分别为手心侧和手背侧；

所述第一连杆的第一端与所述基座的朝向手心侧的壁铰接，所述第一连杆的第二端与所述第二指段的手背侧铰接；

所述第二连杆的第一端与所述第N-1指段的手心侧铰接，所述第二连杆的第二端与第N+1指段的手背侧铰接；

所述指段用于与所述第一连杆或第二连杆铰接的部位设置有具有铰接孔的凸起部。

优选地，上述机器人中，所述胸部结构的下端与所述髋部结构之间还设置有多个腰部伸缩件，所述腰部伸缩件的一端与所述胸部结构的下端铰接，所述腰部伸缩件的另一端与所述髋部结构的上端铰接；

多个所述腰部伸缩件中一部分的延伸方向与另一部分的延伸方向之间具有夹角，通过多个所述腰部伸缩件的伸缩以带动所述胸部结构相对于髋部结构转动。

优选地，上述机器人中，所述小腿驱动件为小腿伸缩件，且所述小腿伸缩件的一端与大腿结构铰接且所述小腿伸缩件的另一端与所述小腿结构铰接；和/或，

所述足部驱动件为足部伸缩件，所述足部伸缩件的一端与所述小腿结构铰接且所述足部伸缩件的另一端与所述足部结构铰接；和/或，

所述腿驱动件为腿伸缩件，所述腿伸缩件的一端与所述髋部结构铰接且所述大腿伸缩件的另一端与所述大腿结构铰接。

优选地，上述机器人中，还包括车台，所述车台包括底座、支撑杆和连接件，所述连接件能够沿着所述支撑杆滑动至预设位置后固定，所述连接件与所述髋部结构固定连接，所述支撑杆竖直设置；

所述腿驱动件为腿伸缩件，所述腿伸缩件的一端与所述连接件铰接且所述腿伸缩件的另一端与所述大腿结构铰接。

优选地，上述机器人中，所述底座的底部设置有滚轮。

本发明提供的机器人结构中，其避免了绳索牵引、吊臂的设置，采用的驱动部件均可设置于自身结构上，如此可以通过外包装很好的掩蔽驱动部件，实现更好的演出效果。本发明提供的机器人结构能够实现较大的体型，适用于大规模的展示和演出，可实现较大的接待量和提供较大的展示面。外包装可替换，可以实现多种外形的变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例机器人的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的机器人的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的机器人与升降台配合的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的手指结构的侧视图；

图5为本发明实施例提供的手指结构的多个指段转动45°的示意图；

图6为本发明实施例提供的手指结构的多个指段转动90°的示意图。

在图1-6中：

1-胸部结构、2-手臂结构、21-上臂结构、22-下臂结构、3-手腕结构、4-手掌结构、5-髋部结构、6-腿结构、61-大腿结构、62-小腿结构、7-足部结构、8-小腿伸缩件、9-腰部结构、10-腰部伸缩件、11-外包装、12-腿伸缩件、13-车台、131-连接件、132-支撑杆、133-底座、14-观众；

41-线性致动器、42-转向滑轮、43-牵引绳、44-压缩弹簧、45-第一指段、46-第二指段、47-第三指段、48-基座、49-第一连杆、410-第二连杆。

具体实施方式

本发明目的在于提供一种机器人，该机器人的结构设计避免使用绳索和牵引机构，且其驱动机构可以掩蔽以实现较好的演出效果。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1-图6，本发明提供的机器人包括胸部结构1、头部结构、两个手臂结构2、两个手腕结构3、两个手掌结构4、腰部结构9、髋部结构5、两个腿结构6和两个足部结构7。

其中，胸部结构1包括横向结构和竖向结构，横向结构的两侧用于形成肩膀结构，竖向结构的顶端用于形成颈部结构。竖向结构的中部和下端用于形成躯干结构。

头部结构与胸部结构1的顶端通过第一铰接组件铰接，头部结构能够相对于胸部结构1围绕第一轴线和/或第二轴线转动，第一轴线和第二轴线相互垂直。如此设置，头部结构能够相对于胸部结构1一个自由度转动或两个自由度转动，以实现转头或摆头。

两个手臂结构2分别与胸部结构1两侧铰接。手臂结构2包括上臂结构21、与上臂结构21铰接的下臂结构22、驱动上臂结构21相对于胸部结构1转动的上臂驱动件以及驱动下臂结构22相对于上臂结构21转动的下臂驱动件。如此设置，上臂驱动件驱动手臂结构2相对于胸部结构1转动，以实现手臂结构2的摆动。下臂驱动件驱动下臂结构22相对于上臂结构21转动，以实现下臂的弯曲。

两个手腕结构3分别与两个手臂结构2的末端转动连接。手腕结构3相对于手臂结构2转动，以实现手腕结构3和手掌结构4的转动。

两个手掌结构4分别与两个手腕结构3连接。

腰部结构9和髋部结构5，髋部结构5位于腰部结构9的下侧。腰部结构9与胸部结构1的底端铰接，髋部结构5与腰部结构9铰接，且腰部结构9与胸部结构1的铰接轴与髋部结构5与腰部结构9之间的铰接轴相互垂直。如此腰部结构9带动胸部结构1相对于髋部结构5转动，以实现上身的扭转。

两个腿结构6与髋部结构5铰接，还包括驱动腿结构6相对于髋部结构5转动的腿驱动件。腿驱动件驱动腿结构6相对于髋部结构5转动以实现腿结构6的摆动。

腿结构6包括大腿结构61、与大腿结构61铰接的小腿结构62和驱动小腿结构62相对于大腿结构61转动的小腿驱动件。小腿驱动件驱动小腿结构62相对于大腿结构61转动，以实现小腿的弯曲。

足部结构7与腿结构6的末端铰接，还包括驱动足部结构7相对于腿结构6转动的足部驱动件。足部驱动件驱动足部结构7相对于腿结构6转动，以实现足部驱动件的转动。

本发明提供的机器人结构中，其避免了绳索牵引、吊臂的设置，采用的驱动部件均可设置于自身结构上，如此可以通过外包装11很好的掩蔽驱动部件，实现更好的演出效果。本发明提供的机器人结构能够实现较大的体型，适用于大规模的展示和演出，可实现较大的接待量和提供较大的展示面。外包装11可替换，可以实现多种外形的变化。

在一具体实施例中，第一铰接组件为与胸部结构1铰接的头部支撑平台，头部结构与头部支撑平台铰接。头部支撑平台与胸部结构1和头部结构均铰接。胸部结构1与头部支撑平台之间的铰接轴沿第一轴线设置，头部结构与头部支撑平台之间的铰接轴沿第二轴线设置。第一铰接组件，还可以包括驱动头部结构相对于头部支撑台转动的头部驱动件和驱动头部支撑台相对于胸部结构1转动的支撑台驱动件。头部驱动件和支撑台驱动件可以均为电机。或者，头部驱动件和支撑台驱动件可以均为伸缩件，头部驱动件的长度方向与第二轴线相互垂直，支撑台驱动件与第一轴线相互垂直。

该机器人站立状态时，第一轴线为水平线，第二轴线为竖直线。如此，头部支撑平台带动头部结构围绕第一轴线转动时，实现头部结构的前后摆动。头部结构相对于头部支撑平台围绕第二轴线转动时，实现头部的左右摆动。

当然，头部结构与胸部结构1之间还可以通过二自由度平台连接，在此不作限定。头部结构的转动轴线还可以根据实际情况自行调整，在此不作限定。

另一实施例中，上臂结构21与胸部结构1之间的铰接轴和下臂结构22与上臂结构21之间的铰接轴相互平行。上臂结构21与胸部结构1之间的铰接轴可以沿着手臂结构2的宽度设置。手臂结构2沿着上臂结构21与胸部结构1之间的铰接轴转动时实现手臂结构2的前后摆动。上臂结构21与胸部结构1之间的铰接轴和下臂结构22与上臂结构21之间的铰接轴还可以根据实际情况自行调整，也可以不平行，在此不作限定。

上臂驱动件可以为电机，其驱动上臂结构21相对于胸部结构1转动即可。

下臂驱动件也可以为电机，其驱动下臂结构22相对于上臂结构21转动，以实现下臂的弯曲。

当然，上臂驱动件和下臂驱动件也可以为旋转气缸、伸缩件等结构，在此不作限定。

可选地，上臂结构21包括第一段上臂、与第一段上臂转动连接的第二段上臂以及驱动第二段上臂转动的上臂转动驱动件，第一段上臂与第二段上臂之间的转轴沿着上臂结构21的长度方向设置。第一段上臂与胸部结构1连接且第二段上臂与下臂结构22连接。第一段上臂与第二段上臂之间的转轴与手臂结构2的长度方向重合或平行。如此，第二段上臂相对于第一段上臂转动时，可以实现手臂结构2的扭转。

上述实施例中，上臂转动驱动件为电机。当然，上臂转动驱动件也可以为丝杆机构、旋转气缸，在此不作限定。

手腕结构3与手臂结构2末端的铰接轴沿着手臂结构2的长度方向设置。手腕结构3与手臂结构2末端的铰接轴与手臂结构2的长度方向重合或平行。手腕结构3相对于手臂结构2转动，以实现手腕结构3的转动。

该机器人还包括驱动手腕结构3相对于手臂结构2转动的手腕驱动件。手腕驱动件。手腕驱动件可以为电机、旋转气缸等。

手掌结构4包括五个手指结构，如图4所示，手指结构包括基座48、手指本体和手指驱动部件。基座48与手腕结构3固定连接。

其中，手指本体包括多个指段，多个指段依次连接。多个指段沿着手指结构的长度方向依次连接。相邻的两个指段之间铰接，即相邻的两个指段可以相对转动。相邻的两个指段之间的铰接轴可以平行于手指结构的宽度方向，手指结构的宽度方向与手指结构的长度方向垂直。手指结构的宽度方向与仿生机械手的宽度方向相同，且手指结构的宽度方向垂直于手心侧至手背侧的方向。

手指本体的第一端与基座48铰接。手指本体与基座48之间的铰接轴也可以平行于手指结构的宽度方向。由所述手指本体的第一端至第二端多个指段依次为第一指段45、第二指段46……第N+1指段，且N≥2。手指本体的第一端为手指本体的根端，手指本体的第二端为手指本体的末端，手指本体的根端为其靠近手腕手臂的一端。第一指段45、第二指段46……第N指段沿着由手指本体的根端至末端的方向依次排布。且第N指段相对于第N-1指段转动时朝向手心侧转动。

手指本体还包括第一连杆49和第二连杆410。第一连杆49的第一端与基座48铰接且第一连杆49的第二端与第二指段46的靠近所述第一指段45的端部铰接。即第一连杆49的两端分别与基座48和第二指段6铰接。第一连杆49的延伸方向与第一指段45的延伸方向之间夹角为锐角。第一连杆49与第一指段45并不平行。

第二连杆410的第一端与第N-1指段的远离基座48的端部铰接，第二连杆410的第二端与第N+1指段的靠近基座48的端部铰接。第二连杆410的两端分别与第N-1指段和第N+1指段铰接。第二连杆410的延伸方向与第N指段的延伸方向之间夹角为锐角。

手指驱动部件能够带动任一指段朝向该手指本体的手心侧转动，且驱动部件带动任一指段转动时通过第一连杆49和第二连杆410连动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动以实现手指本体的弯曲。手指本体的手心侧是指该手指本体的形成手掌内侧的一侧，手指本体的手背侧是指该手指本体的形成手背侧的一侧。手指本体的手心侧和手背侧相对。

手指驱动部件能够带动任一指段转动，且驱动部件带动任一指段转动时通过第一连杆49和第二连杆410连动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动或背离该手指本体的手心侧转动，以实现手指本体的弯曲或伸直。

即手指驱动部件能够带动任一指段朝向该手指本体的手心侧转动，且手指驱动部件带动任一指段转动时通过第一连杆49和第二连杆410连动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动以实现手指本体的弯曲。手指驱动部件能够带动任一指段朝向背离该手指本体的手心侧转动，且手指驱动部件带动任一指段转动时通过第一连杆49和第二连杆410连动其余指段朝向背离该手指本体的手心侧转动以实现手指本体的伸直。手指本体的手心侧是指该手指本体的形成手掌内侧的一侧，手指本体的手背侧是指该手指本体的形成手背侧的一侧。手指本体的手心侧和手背侧相对。

通过手指驱动部件带动任一指段朝向该手指本体的手心侧转动，手指驱动部件带动任一指段转动时通过第一连杆49和第二连杆410连动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动以实现手指本体的弯曲。手指驱动部件带动反向转动时，手指驱动部件带动任一指段转动时通过第一连杆49和第二连杆410连动其余指段转动，实现手指本体的伸直。

5个手指结构的基座48可以为一体结构，以便于加工。

在一具体实施例中，手指驱动部件可以为手指伸缩件。手指伸缩件可以推动或拉动任一指段朝向该手指本体的手心侧转动。

伸缩件的数量可以为两个。两个伸缩件可以沿着基座8的宽度方向排布，以使手指本体的受力更加均衡。

具体地，手指伸缩件的一端与基座48连接且另一端与第一指段45连接，手指伸缩件能够推动第一指段45相对于基座48转动。手指伸缩件伸长时能够推动第一指段45相对于基座48朝向该手指本体的手心侧转动，第一指段45转动时通过第一连杆49和第二连杆410带动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动，最终实现第N指段相对于第N-1指段朝向该手指本体的手心侧转动，实现手指本体的弯曲。手指伸缩件收缩时能够拉动第一指段45反向转动，第一指段45反向转动时通过第一连杆49和第二连杆410带动其余指段反向转动，最终实现手指本体的伸直。

另一实施例中，手指驱动部件包括压缩弹簧44、牵引绳43和手指伸缩件。压缩弹簧44的一端与第一指段45连接，压缩弹簧44的另一端与基座48连接，压缩弹簧44伸长以推动第一指段45相对于基座48转动，压缩弹簧44收缩以拉动所述第一指段45复位。具体地，压缩弹簧44伸长时能够推动第一指段45相对于基座48朝向该手指本体的手心侧转动，第一指段45转动时通过第一连杆49和第二连杆410带动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动，最终实现第N指段相对于第N-1指段朝向该手指本体的手心侧转动，实现手指本体的弯曲。第一指段45反向转动压缩压缩弹簧44时，通过第一连杆49和第二连杆410带动其余指段反向转动，最终实现手指本体的伸直。

牵引绳43的一端与第一指段45连接，牵引绳43的另一端与手指伸缩件的伸缩端连接，手指伸缩件收缩以拉动牵引绳43带动第一指段45压缩压缩弹簧44，手指伸缩件伸长以使压缩弹簧44伸长推动第一指段45相对于基座48转动。具体地，手指伸缩件伸长时，牵引绳43松动，压缩弹簧44伸长推动第一指段45相对于基座48朝向该手指本体的手心侧转动，实现第一指段45的弯曲。

压缩弹簧44始终处于受压状态，牵引绳43的一端与第一指段45连接，所述牵引绳43的另一端与伸缩件的伸缩端连接。伸缩件收缩以拉动牵引绳43带动第一指段45克服压缩弹簧4的推力将压缩弹簧44压缩，以驱动所述第一指段45相对于基座48向背离手心侧的方向转动；当伸缩件伸长时，压缩弹簧44伸长复位，为牵引绳43提供张紧力以保持其位置，并推动第一指段45相对于基座48向手心侧转动。

牵引绳43与手指伸缩件之间可以设置转向滑轮42，以便于设计手指伸缩件的位置。

上述各个实施例中，手指伸缩件可以为线性致动器41、伸缩缸或直线电机等，在此不作限定，针对于使用牵引绳的实施例中，伸缩件也可以用卷筒来替代。

在一具体实施例中，第N指段相对于第N-1指段朝向该手指本体的手心侧转动即可实现手指本体的弯曲。第N指段相对于第N-1指段朝向该手指本体的手心侧转动的角度为θ，0°＜θ≤90°。如图5为，第N指段相对于第N-1指段朝向该手指本体的手心侧转动45°，即θ为45°的示意图。图6为第N指段相对于第N-1指段朝向该手指本体的手心侧转动90°，即θ为90°的示意图。

当然，θ还可以为其它数值，比如稍大于90°，在此不作限定。

手指结构相对的两侧分别为手心侧和手背侧。手指本体的手心侧是指该手指本体的形成手掌内侧的一侧，手指本体的手背侧是指该手指本体的形成手背侧的一侧。手指本体的手心侧和手背侧相对。

具体地，第一连杆49的第一端与基座48的朝向手心侧的壁铰接，第一连杆49的第二端与第二指段46的手背侧铰接。即第一连杆49的第一端位于基座48的手心侧，第一连杆49的第二端位于第二指段46的手背侧。

第二连杆410的第一端与第N-1指段的手心侧铰接，第二连杆410的第二端与第N+1指段的手背侧铰接。第二连杆410的第一端位于第N-1指段的手心侧。第二连杆410的第二端位于第N+1指段的手背侧。如此设置，第一连杆49和第二连杆410相对于指段略倾斜以便实现多个指段的连动。

进一步地，指段用于与第一连杆49或第二连杆410铰接的部位设置有具有铰接孔的凸起部，以便于与第一连杆49或第二连杆410连接。当然，也可以不设置凸起部，在此不作限定。

指段的用于与其余指段铰接的铰接孔与指段的用于与第一连杆49或第二连杆410铰接的铰接孔不重合设置。指段与第一连杆49或第二连杆410的铰接轴和相邻指段之间的铰接轴平行设置。

当然，第一连杆49的两端以及第二连杆410的两端也可以与其它位置连接，只要实现多个指段的连动即可。

为了实现仿生手指的摆动，上述各个实施例中，第一指段45与基座48通过十字联轴或万向球头连接。十字联轴中的一个铰接轴平行于手指本体的宽度方向，且另一铰接轴垂直于手指本体的宽度方向。伸缩件41的数量为两个，且对称布置于第一指段45的宽度方向的两侧，两个伸缩件41的长度不同以实现第一指段45沿第一指段45的宽度方向的摆动。具体地，第一连接杆的第一端可以与基座48通过十字轴或万向球头铰接，第一连接杆的第二端可以与第二指段46的同一位置通过十字轴或万向球头铰接。两个伸缩件41长度不同时，第一指段45朝向一侧倾斜，如此通过调整两个伸缩件41长度不同可以实现第一指段45沿第一指段45的宽度方向摆动，使得该仿生手指更加逼真。

第一连杆49的第一端与基座48可以通过十字联轴或万向球头连接，第一连杆49的第二端与第二指段46通过十字联轴或万向球头连接。如此设置，更加便于手指本体的弯曲以及摆动。

为了消除发生侧向力，手指本体的数量为两个且对称设置。具体地，两个手指本体沿该仿生手指的宽度方向依次排布且沿该仿生手指的中心面对称设置。如此设置，可以防止仿生手指侧翻等。当然，手指本体的数量可以为一个或三个等，在此不作限定。

优选地，指段的数量为三个，三个指段分别为第一指段45、第二指段46和第三指段47。第二连杆410的数量为一个，第二连杆410的第一端与第一连杆49铰接，第二连杆410的第二端与第三连杆铰接。当然，指段的数量也可以为四个或更多个，在此不作限定。

第一连杆49的延伸方向与第二连杆410的延伸方向平行，多个第二连杆10的延伸方向平行，如此可以保证多个指段的转动角度相同。当然根据实际情况，第一连杆49的延伸方向与第二连杆410的延伸方向也可以具有夹角，在此不作限定。

另一具体实施例中，胸部结构1的下端与髋部结构5之间还设置有多个腰部伸缩件10，腰部伸缩件10的一端与胸部结构1的下端铰接，腰部伸缩件10的另一端与髋部结构5的上端铰接。多个腰部伸缩件10中一部分腰部伸缩件10的延伸方向与另一部分腰部伸缩件10的延伸方向之间具有夹角，通过多个腰部伸缩件10的伸缩以带动胸部结构1相对于髋部结构5转动。通过多个腰部伸缩件10的伸缩以带动胸部结构1围绕胸部结构1与腰部结构9之间的转轴转动。胸部结构1与腰部结构9之间的转轴可以沿着竖直线设置，以实现上身的扭转。

其中，一部分腰部伸缩件10的延伸方向相互平行，另一部分腰部伸缩件10的延伸方向相互平行，且腰部伸缩件10的延伸方向均与竖直方向和水平方向间具有夹角。当然，还可以用电机驱动胸部结构1围绕胸部结构1与腰部结构9之间的转轴转动，在此不作限定。

髋部结构5与腰部结构9之间的铰接轴可以沿着水平方向设置，如此腰部结构9带动胸部结构1围绕髋部结构5与腰部结构9之间的铰接轴转动时，可以实现上身的前后摆动。

可选地，腿结构6与髋部结构5之间的铰接轴、大腿结构61与小腿结构62之间的铰接轴以及足部结构7与小腿结构62之间的铰接轴可以均沿着水平方向设置。当然，根据实际情况腿结构与髋部结构5之间的铰接轴、大腿结构61与小腿结构62之间的铰接轴以及足部结构7与小腿结构62之间的铰接轴也可以与水平方向之间具有夹角，在此不作限定。

小腿驱动件为小腿伸缩件8，且小腿伸缩件8的一端与大腿结构61铰接且小腿伸缩件8的另一端与小腿结构62铰接。小腿结构62的上端设置有延伸凸起，小腿伸缩件8的另一端与延伸凸起铰接。小腿伸缩件8设置于大腿结构61的前侧，小腿伸缩件8伸长时，推动小腿结构62向后摆动，小腿伸缩件8收缩时带动小腿结构62复位。

足部驱动件为足部伸缩件，足部伸缩件的一端与小腿结构62铰接且足部伸缩件的另一端与足部结构7铰接。足部伸缩件设置于小腿结构62的后侧，足部伸缩件伸长时，推动足部结构7向上摆动，足部伸缩件收缩时，足部结构7复位。

腿驱动件为腿伸缩件12，腿伸缩件12的一端与髋部结构5铰接且腿伸缩件12的另一端与大腿结构61铰接。腿伸缩件12伸长或收缩实现腿结构6的前后摆动。

当然，小腿驱动件、足部驱动件和腿驱动件还可以为电机，在此不作限定。

为了实现机器人的移动，上述机器人还可以包括车台13，车台13包括底座133、支撑杆132和连接件131，连接件131能够沿着支撑杆132滑动至预设位置后固定，连接件131与髋部结构5固定连接，支撑杆132竖直设置。连接件131与髋部结构5固定连接，以实现该车台13对机器人的支撑。移动底座133即可实现整个机器人的移动。连接件131能够沿着支撑杆132滑动至预设位置后固定，实现机器人的升降。连接件131与支撑杆132可以螺纹配合。

腿驱动件为腿伸缩件12，腿伸缩件12的一端与连接件131铰接且腿伸缩件12的另一端与大腿结构61铰接。腿伸缩件12伸长或收缩实现腿结构6的前后摆动。

为了便于移动底座133，底座133的底部设置有滚轮。地面可以设置轨道，底座133的滚轮沿着轨道移动即可。如此，腿结构6可以完美的模拟两足行走，且车台13的支撑可以排除在跌倒的风险。

车台13的轨道置于略低于观众14站立表面标高的坑内，通过妥善的视线设计，使得观众14看不见大型人形机器人的足底与地面的接触情况。大型机器人包装完成后，足底的标高与观众14站立表面标高一致。且在人形机器人行走时，其足部结构和腿结构6可以实现逼真的行走效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种机器人，其特征在于，包括：

胸部结构(1)；

头部结构，所述头部结构与所述胸部结构(1)的顶端通过第一铰接组件铰接，所述头部结构能够相对于所述胸部结构(1)围绕第一轴线和/或第二轴线转动，所述第一轴线和第二轴线相互垂直；

两个手臂结构(2)，所述两个手臂结构(2)分别与所述胸部结构(1)两侧铰接，所述手臂结构(2)包括上臂结构(21)、与所述上臂结构(21)铰接的下臂结构(22)、驱动所述上臂结构(21)相对于胸部结构(1)转动的上臂驱动件以及驱动所述下臂结构(22)相对于上臂结构(21)转动的下臂驱动件；

两个手腕结构(3)，所述两个手腕结构(3)分别与两个所述手臂结构(2)的末端转动连接；

两个手掌结构(4)，所述两个手掌结构(4)分别与两个手腕结构(3)连接；

腰部结构(9)和位于所述腰部结构(9)下侧的髋部结构(5)，所述腰部结构(9)与所述胸部结构(1)的底端铰接，所述髋部结构(5)与所述腰部结构(9)铰接，且所述腰部结构(9)与所述胸部结构(1)的铰接轴与所述髋部结构(5)与所述腰部结构(9)之间的铰接轴相互垂直；

与所述髋部结构(5)铰接的两个腿结构(6)和驱动所述腿结构(6)相对于所述髋部结构(5)转动的腿驱动件，所述腿结构(6)包括大腿结构(61)、与所述大腿结构(61)铰接的小腿结构(62)和驱动所述小腿结构(62)相对于所述大腿结构(61)转动的小腿驱动件；

与所述腿结构(6)的末端铰接的足部结构(7)和驱动所述足部结构(7)相对于所述腿结构(6)转动的足部驱动件。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第一铰接组件为与所述胸部结构(1)铰接的头部支撑平台，所述头部结构与所述头部支撑平台铰接；

所述胸部结构(1)与所述头部支撑平台之间的铰接轴沿第一轴线设置，所述头部结构与所述头部支撑平台之间的铰接轴沿第二轴线设置；

该机器人站立状态时，所述第一轴线为水平线，所述第二轴线为竖直线。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述上臂结构(21)与胸部结构(1)之间的铰接轴和所述下臂结构(22)与上臂结构(21)之间的铰接轴相互平行；

所述上臂驱动件和下臂驱动件均为电机。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述上臂结构(21)包括第一段上臂、与所述第一段上臂转动连接的第二段上臂以及驱动所述第二段上臂转动的上臂转动驱动件，所述第一段上臂与第二段上臂之间的转轴沿着所述上臂结构(21)的长度方向设置；所述第一段上臂与胸部结构(1)连接且所述第二段上臂与下臂结构(22)连接；

所述上臂转动驱动件为电机。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述手腕结构(3)与所述手臂结构(2)末端的铰接轴沿着所述手臂结构(2)的长度方向设置；

该机器人还包括驱动所述手腕结构(3)相对于所述手臂结构(2)转动的手腕驱动件。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述手掌结构(4)包括五个手指结构，所述手指结构包括

基座(48)，所述基座(48)与所述手腕结构(3)固定连接；

手指本体，其包括依次连接的多个指段，相邻的两个指段之间铰接，所述手指本体的第一端与所述基座(48)铰接，且由所述手指本体的第一端至第二端多个指段依次为第一指段(45)、第二指段(46)……第N+1指段，N≥2；所述手指本体还包括第一连杆(49)和第二连杆(410)，所述第一连杆(49)的第一端与所述基座(48)铰接且所述第一连杆(49)的第二端与所述第二指段(46)的靠近所述第一指段(45)的端部铰接，所述第一连杆(49)的延伸方向与所述第一指段(45)的延伸方向之间夹角为锐角；所述第二连杆(410)的第一端与第N-1指段的远离所述基座(48)的端部铰接，所述第二连杆(410)的第二端与第N+1指段的靠近所述基座(48)的端部铰接，所述第二连杆(410)的延伸方向与所述第N指段的延伸方向之间夹角为锐角；

手指驱动部件，所述手指驱动部件能够带动任一所述指段转动，且所述驱动部件带动任一指段转动时通过所述第一连杆(49)和第二连杆(410)连动其余指段朝向该手指本体的手心侧转动或背离该手指本体的手心侧转动。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述手指驱动部件为手指伸缩件；

所述手指伸缩件的一端与所述基座(48)连接且另一端与所述第一指段(45)连接，所述手指伸缩件能够推动所述第一指段(45)相对于基座(48)转动；或者，

所述手指驱动部件包括压缩弹簧(44)、牵引绳(43)和手指伸缩件，所述压缩弹簧(44)的一端与所述第一指段(45)连接，所述压缩弹簧(44)的另一端与所述基座(48)连接，所述压缩弹簧(44)伸长以推动所述第一指段(45)相对于基座(48)转动，所述压缩弹簧(44)收缩以拉动所述第一指段(45)复位；所述牵引绳(43)的一端与所述第一指段(45)连接，所述牵引绳(43)的另一端与所述手指伸缩件的伸缩端连接，所述手指伸缩件收缩以拉动所述牵引绳(43)带动所述第一指段(45)压缩所述压缩弹簧(44)，所述手指伸缩件伸长以使所述压缩弹簧(44)伸长推动所述第一指段(45)相对于基座(48)转动。

8.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述手指结构相对的两侧分别为手心侧和手背侧；

所述第一连杆(49)的第一端与所述基座(48)的朝向手心侧的壁铰接，所述第一连杆(49)的第二端与所述第二指段(46)的手背侧铰接；

所述第二连杆(410)的第一端与所述第N-1指段的手心侧铰接，所述第二连杆(410)的第二端与第N+1指段的手背侧铰接；

所述指段用于与所述第一连杆(49)或第二连杆(410)铰接的部位设置有具有铰接孔的凸起部。

9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述胸部结构(1)的下端与所述髋部结构(5)之间还设置有多个腰部伸缩件(10)，所述腰部伸缩件(10)的一端与所述胸部结构(1)的下端铰接，所述腰部伸缩件(10)的另一端与所述髋部结构(5)的上端铰接；

多个所述腰部伸缩件(10)中一部分的延伸方向与另一部分的延伸方向之间具有夹角，通过多个所述腰部伸缩件(10)的伸缩以带动所述胸部结构(1)相对于髋部结构(5)转动。

10.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述小腿驱动件为小腿伸缩件(8)，且所述小腿伸缩件(8)的一端与大腿结构(61)铰接且所述小腿伸缩件(8)的另一端与所述小腿结构(62)铰接；和/或，

所述足部驱动件为足部伸缩件，所述足部伸缩件的一端与所述小腿结构(62)铰接且所述足部伸缩件的另一端与所述足部结构(7)铰接；和/或，

所述腿驱动件为腿伸缩件(12)，所述腿伸缩件(12)的一端与所述髋部结构(5)铰接且所述大腿伸缩件的另一端与所述大腿结构(61)铰接。

11.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，还包括车台(13)，所述车台(13)包括底座(133)、支撑杆(132)和连接件(131)，所述连接件(131)能够沿着所述支撑杆(132)滑动至预设位置后固定，所述连接件(131)与所述髋部结构(5)固定连接，所述支撑杆(132)竖直设置；

所述腿驱动件为腿伸缩件(12)，所述腿伸缩件(12)的一端与所述连接件(131)铰接且所述腿伸缩件的另一端与所述大腿结构(61)铰接。

12.根据权利要求11所述的机器人，其特征在于，所述底座(133)的底部设置有滚轮。

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