CN114762972A - 机械躯干以及机器狗 - Google Patents
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Abstract
本申请关于一种机械躯干以及机器狗，涉及机器人领域。该机械躯干包括躯干外壳、采集模块、处理模块以及通信模块；采集模块以及通信模块分别与处理模块电性连接；处理模块与躯干外壳的第一侧面接触，采集模块与躯干外壳的第二侧面接触；通信模块位于躯干外壳底面的内壁上，通信模块与处理模块连接，通信模块上具有至少一个驱动组件。将建立有电性连接关系的采集模块、通信模块与处理模块均置于躯干外壳的容置空间内，在除了连接面之外互不接触的前提下分别贴靠躯干外壳的一个面进行放置，使机器人处于工作状态时，各个模块之间不会因为排布过于紧凑，结构发生干涉的原因产生电磁干涉以及热量叠加的现象，提高了机器人使用的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及机器人领域，特别涉及一种机械躯干以及机器狗。
背景技术
随着科学技术的发展，机器人的形态以及应用场景均呈现多样化趋势。在不同的应用场景下，机器人可以实现为不同的形态，以便适应环境执行不同的功能。
相关技术中，当机器人实现为依靠四肢进行运动的机器人时，其四肢均连接在自身的躯干上，躯干中具有多种电气元器件，用于根据环境确定自身的运动方式，并控制自身根据该运动方式进行运动。
然而，由于躯干的尺寸限制，相关技术中，电气元器件的工作稳定性难以保证，机器人的使用稳定性也随之下降。
发明内容
本申请实施例提供了一种机械躯干以及机器狗，能够在提高机器人的使用稳定性。所述技术方案如下：
根据本申请的一个方面，提供了一种机械躯干，该机械躯干包括躯干外壳、采集模块、处理模块以及通信模块；
采集模块、处理模块以及通信模块位于躯干外壳形成的容置空间内；
采集模块以及通信模块分别与处理模块电性连接；
处理模块与躯干外壳的第一侧面接触，采集模块与躯干外壳的第二侧面接触；
通信模块位于躯干外壳底面的内壁上，通信模块与处理模块连接，通信模块上具有至少一个驱动组件，当机械躯干处于工作状态时，处理模块向驱动组件发送控制信号。
另一方面，提供了一种机器狗，该机器狗包括如上的机械躯干、四个机械腿以及机械头部；
四个机械腿以及机械头部分别与机械躯干内的驱动组件连接。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
将建立有电性连接关系的采集模块、通信模块与处理模块均置于躯干外壳的容置空间内，在除了连接面之外互不接触的前提下分别贴靠躯干外壳的一个面进行放置，使机器人处于工作状态时，各个模块之间不会因为排布过于紧凑，结构发生干涉的原因产生电磁干涉以及热量叠加的现象，提高了机器人使用的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机器人的实现方式的示意图；
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械躯干的结构示意图；
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的一种处理模块与第一侧面的连接方式的示意图；
图4示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种处理模块与第一侧面的连接方式的示意图；
图5示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种处理模块与第一侧面的连接方式的示意图；
图6示出了本申请一个示例性实施例提供的一种处理模块与采集模块的相对位置关系的示意图；
图7示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种处理模块与采集模块的相对位置关系的示意图；
图8示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种处理模块与采集模块的相对位置关系的示意图；
图9示出了本申请一个示例性实施例提供的一种通信模块与机器人的运动组件的对应关系的示意图；
图10示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种通信模块与机器人的运动组件的对应关系的示意图；
图11示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械躯干的结构示意图；
图12示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械躯干的结构示意图；
图13示出了本申请一个示例性实施例提供的一种开孔阵列的设置方式的示意图；
图14示出了本申请一个示例性实施例提供的一种保护外壳的形状的示意图；
图15示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械腿的结构示意图；
图16示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械腿与机械躯干连接时的结构示意图；
图17示出了本申请一个示例性实施例提供的一种电源的理想位置的示意图；
图18示出了本申请一个示例性实施例提供的一种电源支架的结构示意图；
图19示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机器狗的结构示意图；
图20示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械头部与机械躯干连接的结构示意图。
附图中的各个标号说明如下：
100-机器狗；
1-机械躯干，2-机械腿，3-机械头部；
11-躯干外壳，12-采集模块，13-处理模块，14-通信模块，15-开孔阵列，16-保护外壳，17-通孔，18-电源；
111-第一侧面，112-第二侧面，113-躯干外壳底面，114-第三侧面，115-第四侧面；
1111-卡槽，1112-开口，1113-处理模块支架；
121-视觉控制器，122-惯性测量单元；
131-工控机；
141-驱动组件；
151-开孔；
181-电源支架；
21-第一肢节，22-第二肢节，23-第一电机，24-第二电机，25-第三电机；
601-第一传感器，602-第二传感器，701-第三传感器，702-第四传感器，801-第五传感器，802-第六传感器；
1001-两轮移动机器人，1002-轮子；
1701-电源的理想位置。
具体实施方式
除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
在本申请实施例中，所涉及的“上”、“下”均以附图中所示的上和下为基准；“第一端”、“第二端”为相对的两端。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在使用过程中，机器人可以根据自身的形态以及程序的设置，对于自然界中生物的行为进行仿生模拟。在一个示例中，机器人实现为人形机器人，可以模仿人类的动作进行行走；在另一个示例中，机器人实现为机械昆虫，可以模仿昆虫的动作进行爬行；在另一个示例中，机器人实现为机器狗，可以模仿狗的动作进行运动。而无论机器人实现为何种形态。为保证其不易被损坏，通常将驱动以及控制机器人运动的模块组件放置于机器人的机械躯干当中，由于在运动的过程当中，躯干的相对运动距离较短，且不易与环境中的物体产生碰撞，故相对稳定。请参考图1，该机器人即实现为机器狗100，该机器狗100包括机械躯干1、四条机械腿2以及机械头部3。在机器狗100运动的过程中，机械腿2以及机械头部3均需要根据控制信号进行运动，但机械躯干1只会跟随机械腿2进行运动，而不会发生主动移动，故相对机械腿2以及机械头部3，机械躯干1较为稳定。
相关技术当中，通过叠加摆放的方式将采集模块、通信模块、电源以及处理器排布于机械躯干中。然而，由于在工作过程中，机械躯干中的各个模块均会发出较高的热量，会导致机械人的工作中的稳定性下降。
本申请所涉及的机械躯干，通过在躯干外壳内将各个模块以分布方式进行布局，在机器人的过程中，各个模块发出的热量可以不叠加，且及时散逸，保证了机器人工作过程当中的使用稳定性。
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械躯干1的结构示意图。参考图2，该机械躯干1包括躯干外壳11、采集模块12、处理模块13以及通信模块14。采集模块12、处理模块13以及通信模块14位于躯干外壳11形成的容置空间内。采集模块12以及通信模块14分别与处理模块13电性连接。处理模块13与躯干外壳11的第一侧面111的内壁贴靠并连接，采集模块12与躯干外壳11的第二侧面112的内壁贴靠并连接。通信模块14位于躯干外壳底面113的内壁上，通信模块14与处理模块13连接，通信模块14上具有至少一个驱动组件141。
在本申请实施例中，采集模块12用于在机器人的工作过程中对工作环境中的环境参数进行采集，通信模块14用于在机器人的工作过程中将控制信号发送至机器人的各个部位，处理模块13用于接收采集模块12采集到的环境参数，并根据环境参数生成控制信号，将控制信号发送至通信模块14当中。而躯干外壳11则用于对上述三个模块进行承载，在工作过程当中对上述三个模块进行保护。
在本申请实施例中，由于躯干外壳11需要满足散热需要以及承载需求，故，躯干外壳11为高导热性材质，且具有较高的强度。在一个示例中，躯干外壳11为金属外壳。
需要说明的是，本申请涉及的躯干外壳11，可以是一体成型制作的金属外壳，也可以是由多片相互分离的金属片组装而成的金属外壳。本申请中所述的躯干外壳11的形状仅代表其内部的容置空间的形状，当躯干外壳11由多片金属片进行组装获得时，其外侧也可以显示为多种形状。如，由于躯干外壳11的外侧具有将两个金属片进行卡接的卡扣，其实现为具有凸出的金属片的棱柱，或，躯干外壳11上对应机器人的其他组件具有开口，则其实现为具有多出开口的棱柱。本申请实施例对于躯干外壳11的组装方式以及具体形状不作限定。
在本申请实施例中，为适配对各个模块的承载需求，本申请实施例中，躯干外壳11实现为棱柱状外壳。在一个示例中，躯干外壳11为三棱柱状外壳；在另一个示例中，躯干外壳11为六棱柱状外壳；在另一个示例中，躯干外壳11为长方体外壳。本申请实施例对于躯干外壳11的具体形状不作限定。需要说明的是，本申请实施例中，棱柱默认为直棱柱，也即，侧面与底面相互垂直的棱柱。
在本申请实施例中，处理模块13可以实现为工控机、处理芯片以及处理微型计算机中的至少一种。如上文所述，处理模块13用于将接收到的数字信号进行处理，并生成对应的控制信号，以对机器人的其他部位进行控制。在一个示例中。处理模块13用于将接收到的温度信号进行处理，并生成对应的控制信号，指示机器人的发声部位汇报当前温度；在另一个示例中，处理模块13用于将接收到的运动信号进行处理，并生成对应的控制信号，将控制信号发送至机器人的电机当中，驱动电机带动机器人的运动部位进行运动。
在本申请实施例中，处理模块13与躯干外壳11的第一侧面111贴靠并且连接。在一个示例中，请参考图3，躯干外壳11的第一侧面111上具有卡槽1111，处理模块13嵌入该卡槽1111内，实现与躯干外壳11之间的连接；在另一个示例中，请参考图4，第一侧面111上设置有开口1112，处理模块13嵌入该开口1112，其部分位于躯干外壳11内的容置空间中，部分位于躯干外壳11之外；在另一个示例中，请参考图5，躯干外壳11的容置空间中还包括处理模块支架1113，处理模块13位于处理模块支架1113上，且处理模块13的表面与躯干外壳11的内壁接触。本申请实施例对于处理模块13与躯干外壳11之间的连接方式不做限定。为保证在机器人工作过程中，处理模块13发出的热量可以得到及时散逸出躯干外壳11形成的容置空间，处理模块13即应与躯干外壳11接触。
在本申请实施例中，采集模块12可以实现为一个传感器，或，至少两个传感器的组合，或，一个多功能的、集成式的传感器。如上文所述，采集模块12用于在机器人的工作过程中对工作环境中的环境参数进行采集。
在本申请实施例中，采集模块12与躯干外壳11的第二侧面112接触。采集模块12与躯干外壳11的具体连接方式，可以参考处理模块13与躯干外壳11的连接方式进行采集模块12的位置设置。可选地，第一侧面111与第二侧面112为相对的两个侧面。当采集模块12中包括至少两个传感器时，该至少两个传感器中，需要有至少一个传感器与第二侧面112接触，在本申请实施例中，包括但不限于如下三种设置采集模块中的传感器的情况：
(1)、请参考图6，躯干外壳11实现为长方体外壳，也即，躯干外壳底面113为矩形，处理模块13位于第一侧面111上，采集模块12中包括第一传感器601以及第二传感器602，第一传感器601以及第二传感器602均位于与第一侧面111相对的第二侧面112上，以保证传感器与处理模块之间的距离较大，在实现传感器模块化设置的同时，在传感器工作的过程中，不会对处理模块13产生电磁干扰。
(2)、请参考图7，躯干外壳11实现为长方体外壳，也即，躯干外壳底面113为矩形，处理模块13位于第一侧面111上，采集模块12中包括第三传感器701以及第四传感器702，第三传感器701位于与第一侧面111相对的第二侧面112上，第四传感器702位于第一侧面111与第二侧面112之间的第三侧面114上，且处理模块13、第三传感器701与第四传感器702均位于侧面的中央位置，以保证三者之间的距离间隔较大，不会在处于工作状态时产生相互的电磁干扰现象。
(3)、请参考图8，躯干外壳11实现为六棱柱外壳，也即，躯干外壳底面113为六边形，处理模块13位于第一侧面111上，采集模块12中包括第五传感器801以及第六传感器802，第五传感器801以及第六传感器802分别位于第二侧面112以及第三侧面114上，第一侧面111、第二侧面112以及第三侧面114互不相邻。在躯干外壳11的棱柱数量足够多的情况下，通过将处理模块13以及各个传感器分布式设置在距离足够远的各个侧面上，以消除工作中各个组件之间的电磁干扰现象，并提高机械躯干的散热性能。
在本申请实施例中，通信模块14为与处理模块13相互连接的模块。如上文所述，通信模块14用于在机器人的工作过程中将控制信号发送至机器人的各个部位，并对机器人的运动部位进行驱动。可选地，通信模块14可以实现为通信线路板，该通信线路板具有通信接口，并通过与处理模块13的连接，为处理模块13提供接口延伸以及信号传输的功能。
在本申请实施例中，通信模块14位于躯干外壳底面113的内壁上，也即，通信模块14的安装面与处理模块13的安装面，或采集模块12的安装面相互垂直。
在本申请实施例中，通信模块14上具有至少一个驱动组件141，在机械躯干组装至机器人上后，驱动组件141的位置将直接与机器人的运动部分的位置对应。在一个示例中，请参考图9，机器人实现为机器狗100。该机器狗100具有四条机械腿2，则通信模块14上具有四个驱动组件141，且四个驱动组件141分别对应四条机械腿2的位置；在另一个示例中，请参考图10，机器人实现为两轮移动机器人1001，该机器人具有两个轮子1002，则通信模块14上具有两个驱动组件141，且两个驱动组件141分别对应两个轮子1002的位置。可选地，驱动组件141上具有稳压电路接口，以太网控制自动化电机通信接口，视觉图传接口等元器件，以执行驱动功能。当机械躯干1处于工作状态时，处理模块13向驱动组件141发送控制信号。
综上所述，本申请实施例提供的机械躯干，将建立有电性连接关系的采集模块、通信模块与处理模块均置于躯干外壳的容置空间内，在除了连接面之外互不接触的前提下分别贴靠躯干外壳的一个面进行放置，使机器人处于工作状态时，各个模块之间不会因为排布过于紧凑，结构发生干涉的原因产生电磁干涉以及热量叠加的现象，提高了机器人使用的稳定性。
接下来，以一个申请实施例，对于机械躯干1内的采集模块12、处理模块13以及通信模块14的具体形式以及位置进行说明。图11示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械躯干1的结构示意图，请参考图11，该机械躯干1包括躯干外壳11、采集模块12、处理模块13以及通信模块14，其中，躯干外壳11为长方体外壳，处理模块13实现为工控机131，采集模块12实现为视觉控制器121以及惯性测量单元122。在本申请实施例中，视觉控制器121接触的第二侧面112与工控机131接触的第一侧面111相对。
工控机，即工业控制计算机，是一种采用总线结构、对机器人的运动过程进行检测与控制的设备，工控机具有与计算机相同的处理器、硬盘、内存、外设以及接口。故在本申请实施例中，处理模块13可以实现为工控机131，在与采集模块12以及通信模块14电性连接的前提下，工控机131可以对采集模块12接收到的信号进行处理，并将对应生成的控制信号发送至通信模块14当中，以使通信模块14对应控制信号，通过驱动组件对于机器人进行驱动。
视觉控制器121是使机器人具有与人类视觉相类似的环境感知能力的控制装置，通过视觉控制器121，机器人可以对自身所处的环境中的物体进行知悉，并对应进行躲避物体，或利用物体进行移动的运动。
在本申请实施例中，工控机131以及视觉控制器121均实现为模块化、集成化的组件，二者的体积均远小于躯干外壳11形成的容置空间的体积的二分之一，以便被设置与躯干外壳11形成的容置空间内。同时，由于工控机131与视觉控制器121在工作的过程中，均会产生电磁波以及热量，为防止出现二者产生的电磁波产生相互干扰，或二者的热量叠加导致热量散逸难度增大的情况，与工控机131所接触的第一侧面111以及与视觉控制器121所接触的第二侧面112为在躯干外壳11中相对的两个侧面。
在本申请实施例中，采集模块12中还包括惯性测量单元122。惯性测量单元122与躯干外壳11的第三侧面114的内部贴靠并连接，第三侧面114与第一侧面111以及第二侧面112相邻。
惯性测量单元122是测量物体的姿态以及加速度的装置。在一个惯性测量单元122中，通常集成了三个相互垂直的单方向的加速度计以及三个单轴的陀螺的测量功能，其中，加速度计用于检测物体在于惯性测量单元对应的三个相互垂直的单方向上的加速度信号，陀螺用于检测物体在该三个单方向上的角速度信号。通过对上述数据的处理，惯性测量单元122可以进行物体姿态的确定。故在本申请实施例中，惯性测量单元122用于确定躯干外壳11的姿态，并进而确定机器人的姿态。故，惯性测量单元122的放置方向与机械躯干1处于工作状态时的放置方向相对应，当机器人处于工作状态中时，惯性测量单元122即可准确模拟出机器人的运动位姿。
在本申请实施例中，在工控机131与视觉控制器121以相对的方式设置于第一侧面111以及第二侧面112后，为保证与二者之间的距离，惯性测量单元122即与第三侧面114的内壁接触，由于躯干外壳11为长方体外壳，共有四个侧面，且第一侧面与第二侧面对，该第三侧面114即为同时与第一侧面111以及第二侧面112相邻的侧面。
在本申请实施例中，驱动组件141的数量为4个，驱动组件141的输出端与躯干外壳底面113的直角位置对应。
可选地，驱动组件141实现为排布在通信模块13的电路板上的元器件组合。在本申请实施例中，元器件组合的数量为4个，且当通信模块14位于躯干外壳的底部时，每个元器件组合的位置分别与躯干外壳底面14的一个角对应，以此，在对应机械躯干1需要四个输出端的情况下，四个驱动组件141之间的位置间隔较远。
需要说明的是，在机械躯干内部，工控机131、视觉控制器121、惯性测量单元122以及通信模块14之间通过信号线进行相互连接，以实现相互之间的通信功能。
综上所述，本申请实施例提供的机械躯干，将建立有电性连接关系的采集模块、通信模块与处理模块均置于躯干外壳的容置空间内，在除了连接面之外互不接触的前提下分别贴靠躯干外壳的一个面进行放置，使机器人处于工作状态时，各个模块之间不会因为排布过于紧凑，结构发生干涉的原因产生电磁干涉以及热量叠加的现象，提高了机器人使用的稳定性。
本申请实施例提供的机械躯干，通过将采集模块设置为集成化的视觉控制器以及惯性测量单元，将处理模块设置为高度集成化的工控机，使采集模块与处理模块占据的空间较小，更加有利于躯干外壳内的组件排布。
本申请实施例提供的机械躯干，通过将工控机、视觉控制器以及惯性测量单元分别设置于躯干外壳的三个不同侧面的内壁上的方向，增大组件之间的相对距离，在机器人处于工作状态时，由于各个组件之间的距离较大，不易产生电磁干涉以及热量叠加的现象，进一步提高了机器人的使用稳定性。
本申请实施例提供的机械躯干，通过将通信板的四个信号输出端分别对应矩形底面的四个角设置的方式，使驱动组件的四个输出端之间的距离较大，不易产生相互之间的电磁干扰，进一步提高了机器人的使用稳定性。
在本申请的一个实施例中，由于采集模块与处理模块与躯干外壳相接处，为了保证机械躯干的使用安全性，在躯干外壳的外侧加装了防护装置。同时，在机械躯干内部集成了对于机器人进行供电的电源。图12示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械躯干的结构示意图。请参考图12，该机械躯干包括躯干外壳11、采集模块12、处理模块13以及通信模块14。其中，躯干外壳11实现为长方体外壳。采集模块12实现为视觉控制器121以及惯性测量单元122；处理模块13实现为工控机131，通信模块14上具有四个驱动组件141，驱动组件141的输出端与躯干外壳矩形底面113对应。工控机131与第一侧面111接触，视觉控制器121与第二侧面的内壁接触，惯性测量单元122与第三侧面114的内壁接触。在该机械躯干1中，还包括保护开孔阵列15、保护外壳16、通孔17和电源18。
在本申请实施例中，第一侧面111与第二侧面112上具有开孔阵列15，开孔阵列15中包括至少一个贯穿躯干外壳的开孔151。
在本申请实施例中，由于工控机131以贴靠的形式与第一侧面111接触并连接，同时，视觉控制器121通过贴靠的形式与第二侧面112接触并连接。在躯干外壳11为金属材质的情况下，为进一步保证工控机131以及视觉控制器121在使用过程中生成的热量可以及时散逸，在第一侧面111以及第二侧面112上设置开孔阵列15。请参考图13，工控机131与第一侧面111接触并连接，此时，开孔阵列15的位置与工控机131和第一侧面111的接触位置对应。可选地，第二侧面112上的开孔阵列15的尺寸，与视觉控制器121和第二侧面112的接触位置对应。在本申请实施例中，开孔阵列15为由圆形开孔组成的矩形阵列，本申请对于开孔阵列的具体形式不作限制。
在本申请实施例中，机械躯干1上还具有保护外壳16，保护外壳位于16与第一侧面111的外壁上以及第二侧面112的外壁上。
由于在第一侧面111以及第二侧面上112进行了开孔阵列15的设置，第一侧面111以及第二侧面112的强度相对其他侧面较低。为对于工控机131以及视觉控制器121进行保护，需要在第一侧面111以及第二侧面112外增加提高其强度，或将第一侧面111以及第二侧面112与外界隔离的保护外壳16。可选地，保护外壳16与躯干外壳11通过螺钉连接。在本申请实施例中，保护外壳16实现为保护架，请参考图14，保护外壳16与第一侧面111形成三棱柱结构，由于三棱柱结构的横截面为三角形，较为稳固，故即使保护外壳16上为使工作过程中产生的热量散逸而设置开口，其也具有对于第一侧面111的较高的保护强度。可选地，第二侧面112的保护外壳16与第一侧面111的保护外壳16相同。
在本申请实施例中，机械躯干1还具有至少一组通孔17。通孔17位于躯干外壳11以及保护外壳16上，在躯干外壳11上，通孔17的位置与驱动组件141的位置对应；在保护外壳16上，通孔的位置与躯干外壳11的通孔17的位置对应。
当机械躯干1安装于机器人上时，该机器人对应四个驱动组件141具有四肢，而四肢上具有的，进行信号以及电流传输的导线需要经过通孔17，接入躯干外壳11的内部，以与驱动组件141进行连接。
本申请中，与驱动组件141连接的机械组件可以为机器狗100的机械腿2。请参考图15，该机械腿2包括模拟狗的大腿的第一肢节21，以及模拟狗的小腿的第二肢节22。为控制第一肢节21的运动，机械腿2对应有第一电机23；为控制第二肢节22的运动，机械腿2对应有第二电机24，为控制第一肢节21与第二肢节22在各个方向上的耦合运动，机械腿2对应有第三电机25。在机械腿2中，还包括用于记录自身运动姿态的编码器以及用于调整自身模态的直线电机，在本申请中，对于编码器与直线电机的具体位置、详细功能以及具体使用方式不作深入解释说明。
请参考图16，在机械腿2与机械躯干1连接时，第三电机25设置于机械躯干的侧面上，与驱动组件141直接对应连接，并收到驱动组件发出的控制信号的控制。由于第一侧面111与第二侧面112上具有开孔阵列15，无法对应第三电机25再进行开孔，且躯干外壳11为长方体外壳，故第三电机25设置于第一侧面111与第二侧面112之间的一个侧面上。在本申请实施例中，该侧面为与第三侧面114不同的第四侧面115。此时，对应第一肢节21的第一电机23与对应第二肢节22的第二电机24均需要将导线连入机械躯干1的内部，以实现电路的导通与信号传输的导通。故，在第四侧面115上设置有通孔17，该通孔17用于布置控制第一肢节21的，与第一电机23对应的走线，同时，该机械腿2为安装时靠近第一侧面111的机械腿，故在第一侧面111以及与第一侧面111的保护外壳16上，也设置有通孔17，该通孔17用于布置控制第二肢节22的，与第二电机24对应的走线。
可选地，当机器人实现为机器狗100时，机器狗100还具有机械头部3。机器狗100的机械头部3的位置与惯性测量单元122的位置对应，故在第三侧面114上，对应惯性测量单元122的位置，还设置有用于机械头部3走线的通孔17。由于机械狗100的头部与前腿对应，该用于机械头部3走线的通孔17还可以同时支持与第一电机23对应的走线。
在本申请实施例中，机械躯干还包括电源18，电源18位于躯干外壳11形成的容置空间内，且位于容置空间的中央区域，电源18与通信模块14之间具有空隙。
在本申请实施例中，电源18实现为电池，该电池位于躯干外壳11形成的容置空间内，由于电源18在处于工作状态时也将产生电流，且电流会对工控机131、视觉控制器121、惯性测量单元122以及通信模块14的工作产生电磁干扰。故请参考图17，在躯干外壳11形成的容置空间内，电源18需要与上述组件均相隔预设位置，也即，电源的理想位置1701位于躯干外壳11内部的中央。此时，电源18与工控机131、视觉控制器121、惯性测量单元122以及通信模块14之间均具有空隙。
而为保证电源18与通信模块14在竖直方向上的位置关系，在本申请实施例中，机械躯干1还包括电源支架181，电源支架181位于躯干外壳11形成的容置空间内，电源支架181的底部与躯干外壳底面113的内壁连接，电源18位于电源支架181上。
请参考图18，通过电源支架181的支撑，电源18即可在躯干外壳11的内部实现与通信模块14存在空隙的效果。在本申请实施例中，电源支架181与躯干外壳底面113的内壁连接。在本申请的其他实施例中，电源支架181与第一侧面111以及第二侧面112连接。本申请对于电源支架181在躯干外壳11的内部的实际摆放方式不作限制。
综上所述，本申请实施例提供的机械躯干，将建立有电性连接关系的采集模块、通信模块与处理模块均置于躯干外壳的容置空间内，在除了连接面之外互不接触的前提下分别贴靠躯干外壳的一个面进行放置，使机器人处于工作状态时，各个模块之间不会因为排布过于紧凑，结构发生干涉的原因产生电磁干涉以及热量叠加的现象，提高了机器人使用的稳定性。
本申请实施例提供的机械躯干，通过开孔阵列的设置，使发热量较大的工控机以及视觉控制器在处于工作状态时散发的热量可以迅速得到散逸，进一步提高了机械躯干的散热能力，进而提高了机械躯干的稳定性。
本申请实施例提供的机械躯干，通过保护外壳的设置，在机械躯干的第一侧面以及第二侧面被撞击时，对工控机以及视觉控制器提供了保护，进一步提高了机械躯干的稳定性。
本申请实施例提供的机械躯干，通过在躯干外壳以及保护外壳上的通孔的设置，使机械躯干在安装后更易于走线，且各个部件之间的走线不易发生干涉，进一步提高了机械躯干的使用稳定性。
本申请实施例提供的机械躯干，通过在躯干外壳内部的电源以及与其对应的电源支架的设置，当电源安装在躯干外壳内时，与各个组件之间的距离都较为安全，不易产生电磁干扰现象，进一步提高了机械躯干的使用稳定性。
图19示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机器狗100的结构示意图，该机器狗100包括四个机械腿2、机械头部3以及如图13对应的实施例中所述的机械躯干1。如上文所述，该机械躯干1包括躯干外壳11、采集模块12、处理模块13以及通信模块14。其中，躯干外壳11实现为长方体外壳。采集模块12实现为视觉控制器121以及惯性测量单元122；处理模块13实现为工控机131，通信模块14上具有四个驱动组件141，驱动组件141的输出端与躯干外壳底面133位置对应。工控机131与第一侧面111接触，视觉控制器121与第二侧面112的内壁接触，惯性测量单元122与第三侧面114的内壁接触。同时，机械躯干1中还包括电源18以及电源支架181。在躯干外壳11以及与躯干外壳11对应的保护支架16上，还具有至少一组通孔17。
在本申请实施例中，如上实施例中所述，机械腿2中包括第一电机23、第二电机24以及第三电机25、其中，第三电机25与驱动组件141电性连接，第一电机23以及第二电机24通过导线与驱动组件141连接，导线穿过机械躯干1的通孔17。
请参考图16，其对应示出了在机械腿中包括第一电机23、第二电机24以及第三电机25的情况下，机械腿2与机械躯干1的连接方式。本申请已经对于机械腿2与机械躯干1的连接方式进行了说明，在此不作赘述。需要说明的是，由于机器狗100的前腿与后腿之间存在主从动关系，其对应连接的驱动组件141在元器件的设置上存在区别。
在本申请实施例中，机械头部3与第三侧面114接触，机械头部3通过导线与驱动组件141电性连接，导线穿过机械躯干1的通孔17。
请参考图20，在本申请实施例中，机械头部3实现为具有双自由度的头部，也即，机械头部3可以即可以进行旋转，也可以进行移动。在机械躯干1中，惯性测量单元122与第三侧面114接触，与机械头部3连接的侧面即为该第三侧面114。在第三侧面114上具有通孔17，机械头部3中的导线通过通孔17与机械躯干1内的组件连接。在一个示例中，机械头部3中的导线与通信模块14中的驱动组件141连接。
综上所述，本申请实施例提供的机械躯干，将建立有电性连接关系的采集模块、通信模块与处理模块均置于躯干外壳的容置空间内，在除了连接面之外互不接触的前提下分别贴靠躯干外壳的一个面进行放置，使机器人处于工作状态时，各个模块之间不会因为排布过于紧凑，结构发生干涉的原因产生电磁干涉以及热量叠加的现象，提高了机器人使用的稳定性。
本申请实施例提供的机器狗，在机械躯干具有高稳定性的基础上，通过在躯干外壳以及保护外壳上设置的通孔，将机械头部以及机械腿与通信模块上的驱动组件进行连接，通过通孔进行导线之间的隔离，使机器狗在运动过程中，各个组件之间不会产生运动干涉，进而提升了机器狗的运动稳定性。
应该理解到，在本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种机械躯干(1)，其特征在于，所述机械躯干(1)包括躯干外壳(11)、采集模块(12)、处理模块(13)以及通信模块(14)；
所述采集模块(12)、所述处理模块(13)以及所述通信模块(14)位于所述躯干外壳(11)形成的容置空间内；
所述采集模块(12)以及所述通信模块(14)分别与所述处理模块(13)电性连接；
所述处理模块(12)与所述躯干外壳(11)的第一侧面(111)接触，所述采集模块(12)与所述躯干外壳(11)的第二侧面(112)接触；
所述通信模块(14)位于所述躯干外壳底面(113)的内壁上，所述通信模块(14)与所述处理模块(13)连接，所述通信模块(14)上具有至少一个驱动组件(141)，当所述机械躯干(1)处于工作状态时，所述处理模块(13)向所述驱动组件(141)发送控制信号。
2.根据权利要求1所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述躯干外壳(11)为长方体外壳，所述处理模块(13)包括工控机(131)，所述采集模块(12)包括视觉控制器(121)；
所述第二侧面(112)与所述第一侧面(111)相对。
3.根据权利要求1所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述采集模块(12)还包括惯性测量单元(122)；
所述惯性测量单元(122)与所述躯干外壳(11)的第三侧面(114)的内壁接触；
所述惯性测量单元(122)的放置方向与所述机械躯干(1)处于工作状态时的放置方向相对应。
4.根据权利要求2所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述驱动组件(141)的数量为4个；
所述驱动组件(141)的输出端与所述躯干外壳底面(113)的直角位置对应。
5.根据权利要求4所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述第一侧面(111)与所述第二侧面(112)上具有开孔阵列(15)；
所述开孔阵列(15)中包括至少一个开孔(151)，所述开孔(151)贯穿所述躯干外壳(11)。
6.根据权利要求5所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述机械躯干(1)上还具有保护外壳(16)；
所述保护外壳(16)位于所述第一侧面(111)的外壁上以及所述第二侧面(112)的外壁上。
7.根据权利要求6所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述机械躯干(1)还具有至少一组通孔(17)；
所述通孔(17)位于所述躯干外壳(11)以及所述保护外壳(16)上；
在所述躯干外壳(11)上，所述通孔(17)的位置与所述驱动组件(141)的位置对应；
在所述保护外壳(16)上，所述通孔(17)的位置与所述躯干外壳(11)上的所述通孔(17)的位置对应。
8.根据权利要求1至7任一所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述机械躯干(1)还包括电源(18)；
所述电源(18)位于所述躯干外壳(11)形成的容置空间内，且位于所述容置空间的中央区域；
所述电源(18)与所述通信模块(14)之间具有空隙。
9.根据权利要求8所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述机械躯干(1)还包括电源支架(181)；
所述电源支架(181)位于所述躯干外壳(11)形成的容置空间内，所述电源支架(181)的底部与所述躯干外壳底面(113)的内壁连接；
所述电源(18)位于所述电源支架(181)上。
10.根据权利要求1至7任一所述的机械躯干(1)，其特征在于，所述躯干外壳(11)为金属外壳。
11.一种机器狗(100)，其特征在于，所述机器狗(100)包括如权利要求10所述的机械躯干(1)、四个机械腿(2)以及机械头部(3)；
所述四个机械腿(2)以及所述机械头部(3)分别与所述机械躯干(1)内的驱动组件(141)对应连接。
12.根据权利要求11所述的机器狗(100)，其特征在于，所述机械腿(2)中包括第一肢节(21)、第二肢节(22)、第一电机(23)、第二电机(24)以及第三电机(25)；
所述第三电机(25)与所述机械躯干(1)中的驱动组件(141)接触且电性连接；
所述第一电机(23)以及所述第二电机(24)通过导线与所述驱动组件(141)电性连接，所述导线穿过所述机械躯干(1)的通孔(17)；
当所述机器狗(100)运动时，所述第一电机(23)控制所述第一肢节(21)的运动，所述第二电机(24)控制所述第二肢节(22)的运动，所述第三电机控制所述第一肢节(21)与所述第二肢节(22)之间的耦合运动。
13.根据权利要求11所述的机器狗(100)，其特征在于，
所述机械头部(3)与所述机械躯干(1)的第三侧面(114)接触；
所述机械头部(3)通过导线与所述驱动组件(141)电性连接，所述导线穿过所述机械躯干(1)上位于所述第三侧面(114)的通孔(17)。
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