CN114102633A - 一种基于人机互动的表演仿真机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于人机互动的表演仿真机器人，涉及仿真机器人技术领域，包括机械手臂安装座，所述机械手臂安装座的两侧均安装有机械手臂，所述下端通过支撑机构与机械腿安装座连接，所述支撑机构包括支撑圆环，所述支撑圆环固定安装在机械手臂安装座的下表面上，所述机械腿安装座的两侧均安装有机械腿，所述机械腿的下表面固定安装有调节机构，所述调节机构包括转盘，所述转盘转动安装在机械腿的下端表面上，所述机械腿安装座的内部安装有驱动机构，在驱动轴转动时，使从而带动导线安装管同步转动，使导线安装管能够保护导线不会出现拉扯的现象，从而防止导线与导线接头出现损坏的现象，从而提升机器人的使用寿命。

Description

一种基于人机互动的表演仿真机器人

技术领域

本发明涉及仿真机器人技术领域，具体为一种基于人机互动的表演仿真机器人。

背景技术

目前，机器人科学技术不断进步的一种重要发明，主要用于代替人类进行工作，表演机器人是一种能够与人们进行互动进行表演的机器人，能够帮助人们拿取道具，并且能够使用一些特定的动作进行表演，如申请号为CN201811050891.6的专利所提出的一种舞台表演用机器人，包括仿真头部，所述仿真头部的顶部外表面设置有信号接收器，所述仿真头部的前端外表面设置有机械眼睛，所述仿真头部的一侧外表面设置有机械耳朵，所述仿真头部的前端外表面靠近机械眼睛的下方设置有机械鼻子，所述仿真头部的前端外表面靠近机械鼻子的下方设置有机械嘴巴，所述仿真头部的下端中心处设置有机械颈部。该舞台表演用机器人，通过活动肩部的转动配合，使得机器人活动模式与人类更为接近，同时伸长外臂的使用，又能拉长手臂，具有机器人的特性，通过活动胯部的转动配合不仅使得活动模式与人类接近，更能做出高难度的劈叉动作，表演性很高。

但是上述的技术方案，在机器人进行表演或者在进行工作时，机器人的躯体会进行转动调节躯体与机械手臂的位置完成动作指令，然而，在转动调节位置时，会拉动导线同步运动，长此以往下去导线与接头部位会出现损坏的现象，为此本发明提出了一种基于人机互动的表演仿真机器人。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于人机互动的表演仿真机器人，解决了在机器人进行表演或者在进行工作时，机器人的躯体会进行转动调节躯体与机械手臂的位置完成动作指令，然而，在转动调节位置时，会拉动导线同步运动，长此以往下去导线与接头部位会出现损坏的现象。

（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基于人机互动的表演仿真机器人，包括机械手臂安装座，所述机械手臂安装座的两侧均安装有机械手臂，所述下端通过支撑机构与机械腿安装座连接，所述支撑机构包括支撑圆环，所述支撑圆环固定安装在机械手臂安装座的下表面上，所述机械腿安装座的两侧均安装有机械腿，所述机械腿的下表面固定安装有调节机构，所述调节机构包括转盘，所述转盘转动安装在机械腿的下端表面上，所述机械腿安装座的内部安装有驱动机构，所述驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴转动安装在机械腿安装座的内部表面上，所述机械腿安装座的内部位于驱动轴的外侧安装有连接机构，所述连接机构包括第一安装环与第二安装环，所述第二安装环固定安装在第一安装环的上表面。

作为优选的，所述支撑圆环的内部转动转动安装有滚珠安装环，所述滚珠安装环的下表面环形开设有滚珠安装槽，所述滚珠安装槽的内部活动安装有若干个滚珠。

作为优选的，每个所述滚珠的外壁均与支撑圆环的内部表面活动连接，所述滚珠安装槽的内壁活动穿过支撑圆环的外壁与支撑套的外壁上端固定连接，所述支撑套的外壁下端一体化设置有支撑板，所述支撑板固定安装在机械腿安装座的内壁上。

作为优选的，所述转盘上表面的中心与安装在机械腿内部驱动电机的输出端固定连接，所述转盘的下表面固定安装有支撑轴，所述，所述支撑轴的下端固定安装有支撑球头，所述支撑球头活动安装在球头安装槽的内部，所述球头安装槽设置在调节盘的内部，所述调节盘的下表面固定安装有支撑板。

作为优选的，所述调节盘的上表面开设有环形连接槽，所述环形连接槽的内部活动安装有若干调节球头，每个所述调节球头的均固定安装一个电动推杆的输出端上，所述电动推杆固定安装在转盘的下表面上。

作为优选的，所述驱动轴的上端固定安装在机械手臂安装座的下表面上，所述驱动轴的外壁上套设固定安装有从动齿轮，所述从动齿轮的一侧固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮固定安装在伺服电机的输出端上，所述伺服电机固定安装在机械腿安装座的内部。

作为优选的，所述第一安装环与第二安装环的内部转动安装有连接圆环，所述连接圆环的下表面上环形开设有连接滚珠安装槽，所述连接滚珠安装槽的内部活动安装有若干连接滚珠，每个所述连接滚珠均活动连接在第一安装环的内部。

作为优选的，所述连接圆环的上表面固定安装有导线安装管，所述导线安装管的上端穿入驱动轴的内部与机械手臂安装座固定连接，所述连接圆环的内壁与外壁上均设置有环形凸台，每个所述环形凸台均转动安装在环形凸台连接槽的内部。

作为优选的，每个所述环形凸台连接槽的内部均固定安装有引线连接圆环，每个所述引线连接圆环的上表面均与连接端的下表面活动连接，所述连接端的一端表面与导线的一端固定连接，所述导线的另一端穿导线安装管与机械手臂安装座的内部连接。

作为优选的，每个所述连接端的内部均滑动安装有滑动块，每个所述滑动块的下端均滑动穿过连接端的外壁与连接块固定连接，所述连接块活动连接在引线连接圆环上表面的连接块连接槽的内部，每个所述滑动块的上表面均固定安装有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的上端固定安装在连接端的内部。

（三）有益效果

本发明提供了一种基于人机互动的表演仿真机器人。具备以下有益效果：

在驱动轴转动时，使从而带动导线安装管同步转动，使导线安装管能够保护导线不会出现拉扯的现象，从而防止导线与导线接头出现损坏的现象，从而提升机器人的使用寿命。

通过导线安装管带动连接圆环在第一安装环与第二安装环内部转动，使两个环形凸台同步转动，带动两个连接端同步转动，使连接端始终与引线连接圆环表面连接，即使在机械手臂安装座进行360°转动时，也不会使导线出现缠绕的情况，从而能使机器人完成难度更大的动作。

在连接端进行移动时，通过伸缩弹簧的弹性，能够使滑动块推动连接块始终与引线连接圆环进行接触，从而防止接头处出现接触不良的现象。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的机械腿安装座结构示意图；

图3为本发明图2中A-A处的剖切结构示意图；

图4为本发明图3中B处的放大结构示意图；

图5为本发明图3中C处的放大结构示意图；

图6为本发明的连接机构俯视结构示意图；

图7为本发明图6中D-D处的剖切结构示意图；

图8为本发明图7中E处的放大结构示意图；

图9为本发明的调节机构结构示意图。

其中，1、机械手臂安装座；2、机械手臂；3、支撑机构；301、支撑圆环；302、滚珠安装环；303、滚珠安装槽；304、滚珠；305、支撑套；306、支撑板；4、机械腿安装座；5、机械腿；6、调节机构；601、转盘；602、支撑轴；603、支撑球头；604、球头安装槽；605、调节盘；606、电动推杆；607、调节球头；608、环形连接槽；609、支撑板；7、驱动机构；701、驱动轴；702、从动齿轮；703、主动齿轮；704、伺服电机；8、连接机构；801、第一安装环；802、第二安装环；803、连接圆环；804、连接滚珠安装槽；805、连接滚珠；806、环形凸台；807、环形凸台连接槽；808、引线连接圆环；809、连接端；8010、滑动块；8011、连接块；8012、伸缩弹簧；8013、导线安装管；8014、导线。

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：

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，本发明实施例提供一种基于人机互动的表演仿真机器人，包括机械手臂安装座1，所述机械手臂安装座1的两侧均安装有机械手臂2，所述下端通过支撑机构3与机械腿安装座4连接，所述支撑机构3包括支撑圆环301，所述支撑圆环301固定安装在机械手臂安装座1的下表面上，所述机械腿安装座4的两侧均安装有机械腿5，所述机械腿5的下表面固定安装有调节机构6，所述调节机构6包括转盘601，所述转盘601转动安装在机械腿5的下端表面上，所述机械腿安装座4的内部安装有驱动机构7，所述驱动机构7包括驱动轴701，所述驱动轴701转动安装在机械腿安装座4的内部表面上，所述机械腿安装座4的内部位于驱动轴701的外侧安装有连接机构8，所述连接机构8包括第一安装环801与第二安装环802，所述第二安装环802固定安装在第一安装环801的上表面。

其中，所述支撑圆环301的内部转动转动安装有滚珠安装环302，所述滚珠安装环302的下表面环形开设有滚珠安装槽303，所述滚珠安装槽303的内部活动安装有若干个滚珠304，每个所述滚珠304的外壁均与支撑圆环301的内部表面活动连接，所述滚珠安装槽303的内壁活动穿过支撑圆环301的外壁与支撑套305的外壁上端固定连接，所述支撑套305的外壁下端一体化设置有支撑板306，所述支撑板306固定安装在机械腿安装座4的内壁上，在机械手臂安装座1进行转动时，使机械手臂安装座1通过支撑圆环301能够在滚珠安装环302的外壁旋转，并且通过若干个滚珠304转动支撑机械手臂安装座1进行旋转。

需要说明的是，所述转盘601上表面的中心与安装在机械腿5内部驱动电机的输出端固定连接，所述转盘601的下表面固定安装有支撑轴602，所述，所述支撑轴602的下端固定安装有支撑球头603，所述支撑球头603活动安装在球头安装槽604的内部，所述球头安装槽604设置在调节盘605的内部，所述调节盘605的下表面固定安装有支撑板609，所述调节盘605的上表面开设有环形连接槽608，所述环形连接槽608的内部活动安装有若干调节球头607，每个所述调节球头607的均固定安装一个电动推杆606的输出端上，所述电动推杆606固定安装在转盘601的下表面上，通过驱动电机能够带动转盘601旋转，调节电动推杆606的方向，接着启动电动推杆606，使电动推杆606的输出端伸出或者缩入，使与此对应设置的另一个电动推杆606能够反向运动，从而能够调节机器人腿部的水平度，使机械腿5能够以支撑球头603与球头安装槽604为圆心微调角度，能够使增加机器人站立时的平衡性，防止机器出现倾倒的现象。

需要说明的是，所述驱动轴701的上端固定安装在机械手臂安装座1的下表面上，所述驱动轴701的外壁上套设固定安装有从动齿轮702，所述从动齿轮702的一侧固定安装有主动齿轮703，所述主动齿轮703固定安装在伺服电机704的输出端上，所述伺服电机704固定安装在机械腿安装座4的内部，通过启动伺服电机704能够精准的控制驱动轴701转动的角度，便于机器人调节合适的位置。

需要说明的是，所述第一安装环801与第二安装环802的内部转动安装有连接圆环803，所述连接圆环803的下表面上环形开设有连接滚珠安装槽804，所述连接滚珠安装槽804的内部活动安装有若干连接滚珠805，每个所述连接滚珠805均活动连接在第一安装环801的内部，通过若干个连接滚珠805能够支撑连接圆环803进行旋转，并且降低连接圆环803转动时的摩擦力。

需要说明的是，所述连接圆环803的上表面固定安装有导线安装管8013，所述导线安装管8013的上端穿入驱动轴701的内部与机械手臂安装座1固定连接，所述连接圆环803的内壁与外壁上均设置有环形凸台806，每个所述环形凸台806均转动安装在环形凸台连接槽807的内部，通过导线安装管8013能够有效的保护导线8014在机械手臂安装座1转动时不会出现被拉扯的现象。

需要说明的是，每个所述环形凸台连接槽807的内部均固定安装有引线连接圆环808，每个所述引线连接圆环808的上表面均与连接端809的下表面活动连接，所述连接端809的一端表面与导线8014的一端固定连接，所述导线8014的另一端穿导线安装管8013与机械手臂安装座1的内部连接，导线8014的一端通过连接端809和引线连接圆环808与机械腿安装座4连通，并且导线8014与机械手臂安装座1连接，从而使机械手臂安装座1与机械腿安装座4能够连接。

需要说明的是，每个所述连接端809的内部均滑动安装有滑动块8010，每个所述滑动块8010的下端均滑动穿过连接端809的外壁与连接块8011固定连接，所述连接块8011活动连接在引线连接圆环808上表面的连接块连接槽的内部，每个所述滑动块8010的上表面均固定安装有伸缩弹簧8012，所述伸缩弹簧8012的上端固定安装在连接端809的内部，通过伸缩弹簧8012能够推动滑动块8010向伸缩弹簧8012相反的反向移动，使滑动块8010推动连接块8011使用与引线连接圆环808接触。

工作原理：

在使用时，通过伺服电机704工作，从而带动主动齿轮703与从动齿轮702运动，使从动齿轮702带动驱动轴701进行旋转，从而能够使机械手臂安装座1随驱动轴701同步转动，从而能够带动机械手臂2进行转动，进行工作或者表演，在驱动轴701转动时，使从而带动导线安装管8013同步转动，使导线安装管8013能够保护导线8014不会出现拉扯的现象，从而防止导线8014与导线接头出现损坏的现象，从而提升机器人的使用寿命，并且通过导线安装管8013带动连接圆环803在第一安装环801与第二安装环802内部转动，使两个环形凸台806同步转动，带动两个连接端809同步转动，使连接端809始终与引线连接圆环808表面连接，即使在机械手臂安装座1进行360°转动时，也不会使导线出现缠绕的情况，从而能使机器人完成难度更大的动作，在连接端809进行移动时，通过伸缩弹簧8012的弹性，能够使滑动块8010推动连接块8011始终与引线连接圆环808进行接触，从而防止接头处出现接触不良的现象。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (10)

1.一种基于人机互动的表演仿真机器人，包括机械手臂安装座（1），其特征在于：所述机械手臂安装座（1）的两侧均安装有机械手臂（2），所述下端通过支撑机构（3）与机械腿安装座（4）连接，所述支撑机构（3）包括支撑圆环（301），所述支撑圆环（301）固定安装在机械手臂安装座（1）的下表面上，所述机械腿安装座（4）的两侧均安装有机械腿（5），所述机械腿（5）的下表面固定安装有调节机构（6），所述调节机构（6）包括转盘（601），所述转盘（601）转动安装在机械腿（5）的下端表面上，所述机械腿安装座（4）的内部安装有驱动机构（7），所述驱动机构（7）包括驱动轴（701），所述驱动轴（701）转动安装在机械腿安装座（4）的内部表面上，所述机械腿安装座（4）的内部位于驱动轴（701）的外侧安装有连接机构（8），所述连接机构（8）包括第一安装环（801）与第二安装环（802），所述第二安装环（802）固定安装在第一安装环（801）的上表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：所述支撑圆环（301）的内部转动转动安装有滚珠安装环（302），所述滚珠安装环（302）的下表面环形开设有滚珠安装槽（303），所述滚珠安装槽（303）的内部活动安装有若干个滚珠（304）。

3.根据权利要求2所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：每个所述滚珠(304）的外壁均与支撑圆环（301）的内部表面活动连接，所述滚珠安装槽（303）的内壁活动穿过支撑圆环（301）的外壁与支撑套（305）的外壁上端固定连接，所述支撑套（305）的外壁下端一体化设置有支撑板（306），所述支撑板（306）固定安装在机械腿安装座（4）的内壁上。

4.根据权利要求1所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：所述转盘（601）上表面的中心与安装在机械腿（5）内部驱动电机的输出端固定连接，所述转盘（601）的下表面固定安装有支撑轴（602），所述，所述支撑轴（602）的下端固定安装有支撑球头（603），所述支撑球头（603）活动安装在球头安装槽（604）的内部，所述球头安装槽（604）设置在调节盘（605）的内部，所述调节盘（605）的下表面固定安装有支撑板（609）。

5.根据权利要求4所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：所述调节盘（605）的上表面开设有环形连接槽（608），所述环形连接槽（608）的内部活动安装有若干调节球头（607），每个所述调节球头（607）的均固定安装一个电动推杆（606）的输出端上，所述电动推杆（606）固定安装在转盘（601）的下表面上。

6.根据权利要求1所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：所述驱动轴（701）的上端固定安装在机械手臂安装座（1）的下表面上，所述驱动轴（701）的外壁上套设固定安装有从动齿轮（702），所述从动齿轮（702）的一侧固定安装有主动齿轮（703），所述主动齿轮（703）固定安装在伺服电机（704）的输出端上，所述伺服电机（704）固定安装在机械腿安装座（4）的内部。

7.根据权利要求1所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：所述第一安装环（801）与第二安装环（802）的内部转动安装有连接圆环（803），所述连接圆环（803）的下表面上环形开设有连接滚珠安装槽（804），所述连接滚珠安装槽（804）的内部活动安装有若干连接滚珠（805），每个所述连接滚珠（805）均活动连接在第一安装环（801）的内部。

8.根据权利要求7所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：所述连接圆环（803）的上表面固定安装有导线安装管（8013），所述导线安装管（8013）的上端穿入驱动轴（701）的内部与机械手臂安装座（1）固定连接，所述连接圆环（803）的内壁与外壁上均设置有环形凸台（806），每个所述环形凸台（806）均转动安装在环形凸台连接槽（807）的内部。

9.根据权利要求8所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：每个所述环形凸台连接槽（807）的内部均固定安装有引线连接圆环（808），每个所述引线连接圆环（808）的上表面均与连接端（809）的下表面活动连接，所述连接端（809）的一端表面与导线（8014）的一端固定连接，所述导线（8014）的另一端穿导线安装管（8013）与机械手臂安装座（1）的内部连接。

10.根据权利要求8所述的一种基于人机互动的表演仿真机器人，其特征在于：每个所述连接端（809）的内部均滑动安装有滑动块（8010），每个所述滑动块（8010）的下端均滑动穿过连接端（809）的外壁与连接块（8011）固定连接，所述连接块（8011）活动连接在引线连接圆环（808）上表面的连接块连接槽的内部，每个所述滑动块（8010）的上表面均固定安装有伸缩弹簧（8012），所述伸缩弹簧（8012）的上端固定安装在连接端（809）的内部。

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