CN114851245A - 一种机器人伸缩摆动机构及仿生机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种机器人伸缩摆动机构及仿生机器人，以解决现有技术中的仿生机器人的两臂仅能在同一平面摆动而使其应用范围较小的技术问题。仿生机器人包括夹爪，还包括驱动夹爪进行不同位姿调整的机器人伸缩摆动机构，机器人伸缩摆动机构包括第一伸缩臂和第二伸缩臂，两伸缩臂均包括基座，基座上均固定有两条驱动伸缩杆，驱动伸缩杆均包括固定在基座上的固定杆、与固定杆导向活动配合的活动杆、驱动活动杆活动的伸缩驱动机构，第一伸缩臂还包括第一伸缩连接杆，第二伸缩臂还包括第二伸缩连接杆，第一伸缩连接杆与第二伸缩连接杆转动配合且在转动配合位置处设有旋转驱动机构，以使第一伸缩臂和第二伸缩臂能够相对转动。

Description

一种机器人伸缩摆动机构及仿生机器人

技术领域

本发明涉及动力机械技术领域，具体涉及一种能进行多角度伸缩和摆动的仿生机器人。

背景技术

随着动力机械技术领域的不断探索和进步，一直在改进和优化的仿生机器人能够代替人力完成更多的工作。其中，地面移动机器人属于领域内研究的重点，包括一种仿生机器人。该机器人由可缩放的平台、并联机构和伸缩机构三部分组成，能够模仿生的伸缩前行过程，可以用于钻进狭窄缝隙空间，而且能在窄缝穿行时通过改变平台的大小使得机器人能钻过宽度小于机器人宽度的缝隙，扩大其任务类型。

目前，国内外机构学领域相关科研人员对可伸缩机构、并联机器人和伸缩机构都有了比较深入的研究。根据机构的运动结构可分为串联机构、并联机构和混合机构。并联机构是指具有一个或多个闭环运动结构的机器人机构。与具有自由末端布置的串行机器人相比，并联机构由于具备刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列的优点，可将并联机构作为机器人的主体结构，承担机器人在灾难救援以及军工侦察中的转向和载重。机器人在工作过程中为进行抓取和支撑操作，通常设有机械爪，机械爪配合机器人的主体完成工作。

申请公布号为CN113799164A的发明专利申请公布了一种仿生机器人的夹爪，包括夹爪基座，夹爪基座用于供夹爪安装到相应的仿生机器人上；夹爪还包括至少两个第一爪体，第一爪体的根部铰接在夹爪基座上，用于在收拢时实现抓取功能；沿第一爪体的延伸方向设有导向装配在第一爪体上的第二爪体；夹爪基座上还固定有伸缩驱动装置，伸缩驱动装置的输出端与第一爪体之间设有驱动连杆，驱动连杆的两端分别与伸缩驱动装置的输出端和所述第一爪体铰接，用于在伸缩时实现第一爪体的收拢和张开；第二爪体和夹爪基座间铰接有联动杆，联动杆用于在第一爪体摆动时驱动第二爪体伸缩。通过较为简单的结构同时实现机械爪的伸缩和抓取功能。

授权公告号为CN106347513B的发明专利公布了一种仿生粘附式仿生机器人。在机器人主体的两侧对称设置左臂和右臂，机器人主体的上侧设有CCD导航相机，并且在左臂和右臂各自的下端均设有弹塑性仿生吸盘，弹塑性仿生吸盘的上端和第一复合材料臂杆的一端之间由驱动关节相互连接，第一复合材料臂杆的另一端与第二复合材料臂杆的一端之间由驱动关节相互连接，第二复合材料臂杆的另一端和机器人主体之间由驱动关节相互连接。

但现有技术中的仿生机器人在安装吸盘或夹爪后仅能够模仿生物进行前后移动，但其复合材料臂杆长度有限，且仿生机器人的两端摆臂仅能在其前后行进方向所在的平面上进行摆动，适用于吸盘或夹爪抓取平面结构、航天器对接等场景，对于需要两夹爪进行转向摆动、朝不同方向和范围进行抓取和支撑的要求无法完成，因此并不适用于野外勘探、救援或侦查等场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人伸缩摆动机构，以解决现有技术中的仿生机器人的两臂仅能在同一平面摆动而使其应用范围较小的技术问题。另外，本发明的目的还在于提供一种仿生机器人，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明所提供的一种机器人伸缩摆动机构的技术方案是：

一种机器人伸缩摆动机构，包括第一伸缩臂，第一伸缩臂包括第一基座，第一基座上固定有第一驱动伸缩杆和第二驱动伸缩杆，第一驱动伸缩杆和第二驱动伸缩杆均包括固定在第一基座上的固定杆、与固定杆导向活动配合的活动杆、驱动活动杆活动的伸缩驱动机构，第一伸缩臂还包括第一伸缩连接杆，第一伸缩连接杆包括与第一驱动伸缩杆的活动杆铰接的第一连接杆和与第一连接杆导向活动配合的第二连接杆，第二连接杆与第二驱动伸缩杆的活动杆铰接，第一驱动伸缩杆与第二驱动伸缩杆平行；

机器人伸缩摆动机构还包括第二伸缩臂，第二伸缩臂包括第二基座，第二基座上固定有第三驱动伸缩杆和第四驱动伸缩杆，第三驱动伸缩杆和第四驱动伸缩杆均包括固定在基座上的固定杆、与固定杆导向活动配合的活动杆、驱动活动杆活动的伸缩驱动机构，第二伸缩臂还包括第三伸缩连接杆，第三伸缩连接杆包括与第三驱动伸缩杆的活动杆铰接的第三连接杆和与第三连接杆导向活动配合的第四连接杆，第四连接杆与第四驱动伸缩杆的活动杆铰接，第三驱动伸缩杆与第四驱动伸缩杆平行；

第一连接杆与第一驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线平行于第二连接杆与第二驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线；

第三连接杆与第三驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线平行于第四连接杆与第四驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线；

所述第一伸缩连接杆与第二伸缩连接杆转动配合，以使所述第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆的转动连接位置处设有驱动第一伸缩臂和第二伸缩臂相对摆动的的旋转驱动机构。

有益效果：第一伸缩臂和第二伸缩臂均可通过驱动伸缩杆实现其长度可调，使机械臂一端连接的夹爪的抓取距离可延长，同一伸缩臂互相平行的两伸缩杆上分别设有独立的伸缩驱动机构，使同一伸缩臂上的两伸缩杆能够伸出不同的距离，进而能够调整夹爪的不同抓取方向。同时，第一伸缩臂和第二伸缩臂通过第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆的转动配合实现相对转动，使两夹爪不仅能实现同轴同平面抓取还能实现不同角度不同朝向的抓取和支撑，相较于现有技术中只能在同一平面上进行昆虫生物动作模仿的仿生机器人结构组成，本发明中的机器人伸缩摆动机构的动作和位姿调整方向方式更多，其适用的范围更广，使其连接构成的仿生机器人能够适用于多种所需应用场景中。

优选地，所述固定杆和活动杆止转配合。止转配合能够防止第一伸缩臂相对于第二伸缩臂摆动时，摆动的扭转力传递到驱动伸缩杆上使固定杆和活动杆间相对扭转，有效地对驱动伸缩杆进行保护。

优选地，所述固定杆和活动杆均为截面为多边形的杆件。截面为多边形的杆件互相导向滑动配合，止转效果更好。

优选地，所述第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆通过旋转关节转动连接在一起。通过旋转关节。旋转关节的转动配合平稳，使第一伸缩臂和第二伸缩臂相对摆动时连接可靠，转动稳定。

优选地，所述旋转驱动机构包括用于驱动第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆相对旋转的旋转驱动电机，旋转驱动机构还包括设置在旋转关节中与旋转驱动电机的输出轴连接的谐波减速器。电机的电控反应迅速，使机器人伸缩摆动机构能够快速转动调向，配合谐波减速器能够使机器人以各种速度进行动作。

本发明所提供的一种仿生机器人的技术方案是：

一种仿生机器人，包括用于支撑或抓取物件的夹爪，仿生机器人还包括驱动夹爪进行不同位姿调整的机器人伸缩摆动机构，机器人伸缩摆动机构包括第一伸缩臂，第一伸缩臂包括第一基座，第一基座上固定有第一驱动伸缩杆和第二驱动伸缩杆，第一驱动伸缩杆和第二驱动伸缩杆均包括固定在第一基座上的固定杆、与固定杆导向活动配合的活动杆、驱动活动杆活动的伸缩驱动机构，第一伸缩臂还包括第一伸缩连接杆，第一伸缩连接杆包括与第一驱动伸缩杆的活动杆铰接的第一连接杆和与第一连接杆导向活动配合的第二连接杆，第二连接杆与第二驱动伸缩杆的活动杆铰接，第一驱动伸缩杆与第二驱动伸缩杆平行；

机器人伸缩摆动机构还包括第二伸缩臂，第二伸缩臂包括第二基座，第二基座上固定有第三驱动伸缩杆和第四驱动伸缩杆，第三驱动伸缩杆和第四驱动伸缩杆均包括固定在基座上的固定杆、与固定杆导向活动配合的活动杆、驱动活动杆活动的伸缩驱动机构，第二伸缩臂还包括第三伸缩连接杆，第三伸缩连接杆包括与第三驱动伸缩杆的活动杆铰接的第三连接杆和与第三连接杆导向活动配合的第四连接杆，第四连接杆与第四驱动伸缩杆的活动杆铰接，第三驱动伸缩杆与第四驱动伸缩杆平行；

第一连接杆与第一驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线平行于第二连接杆与第二驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线；

第三连接杆与第三驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线平行于第四连接杆与第四驱动伸缩杆的活动杆的铰接轴线；

所述第一伸缩连接杆与第二伸缩连接杆转动配合，以使所述第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆的转动连接位置处设有驱动第一伸缩臂和第二伸缩臂相对摆动的的旋转驱动机构。

有益效果：第一伸缩臂和第二伸缩臂均可通过驱动伸缩杆实现其长度可调，使机械臂一端连接的夹爪的抓取距离可延长，同一伸缩臂互相平行的两伸缩杆上分别设有独立的伸缩驱动机构，使同一伸缩臂上的两伸缩杆能够伸出不同的距离，进而能够调整夹爪的不同抓取方向。同时，第一伸缩臂和第二伸缩臂通过第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆的转动配合实现相对转动，使两夹爪不仅能实现同轴同平面抓取还能实现不同角度不同朝向的抓取和支撑，相较于现有技术中只能在同一平面上进行昆虫生物动作模仿的仿生机器人结构组成，本发明中的机器人伸缩摆动机构的动作和位姿调整方向方式更多，其适用的范围更广，使其连接构成的仿生机器人能够适用于多种所需应用场景中。

优选地，所述固定杆和活动杆止转配合。止转配合能够防止第一伸缩臂相对于第二伸缩臂摆动时，摆动的扭转力传递到驱动伸缩杆上使固定杆和活动杆间相对扭转，有效地对驱动伸缩杆进行保护。

优选地，所述固定杆和活动杆均为截面为多边形的杆件。截面为多边形的杆件互相导向滑动配合，止转效果更好。

优选地，所述第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆通过旋转关节转动连接在一起。通过旋转关节。旋转关节的转动配合平稳，使第一伸缩臂和第二伸缩臂相对摆动时连接可靠，转动稳定。

优选地，所述旋转驱动机构包括用于驱动第一伸缩连接杆和第二伸缩连接杆相对旋转的旋转驱动电机，旋转驱动机构还包括设置在旋转关节中与旋转驱动电机的输出轴连接的谐波减速器。电机的电控反应迅速，使机器人伸缩摆动机构能够快速转动调向，配合谐波减速器能够使机器人以各种速度进行动作。

附图说明

图1为本发明所提供的仿生机器人的实施例1的第一视角结构图；

图2为本发明所提供的仿生机器人的实施例1的第二视角结构图；

图3为图1中的机器人伸缩摆动机构的零件爆炸图；

图4为图1中的机器人伸缩摆动机构处于初始状态的结构示意图；

图5为图4中的机器人伸缩摆动机构中驱动伸缩杆伸出的距离相同时的结构示意图；

图6为图4中的机器人伸缩摆动机构中驱动伸缩杆伸出距离不相同时的结构示意图；

图7为图4中的机器人伸缩摆动机构中第二伸缩臂相对第一伸缩臂摆动的第一种姿态的结构示意图；

图8为图4中的机器人伸缩摆动机构中第二伸缩臂相对第一伸缩臂摆动的第二种姿态的结构示意图；

图9为图4中的机器人伸缩摆动机构的第二伸缩臂相对第一伸缩臂摆动的第三种姿态的结构示意图；

图10为图3中的机器人伸缩摆动机构中谐波减速器的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一伸缩臂；2、第二伸缩臂；3、夹爪；4、第一驱动伸缩杆；5、第二驱动伸缩杆；6、第三驱动伸缩杆；7、第四驱动伸缩杆；8、固定杆；9、活动杆；10、第一伸缩连接杆；11、第二伸缩连接杆；12、第一连接杆；13、第二连接杆；14、第三连接杆；15、第四连接杆；16、旋转关节；17、旋转驱动电机；18、第一基座；19、第二基座；20、谐波减速器；21、刚轮；22、波发生器；23、柔轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“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，术语如“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……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的仿生机器人的具体实施例1：

如图1至图2所示，仿生机器人包括转动装配在一起的第一伸缩臂1和第二伸缩臂2，第一伸缩臂1和第二伸缩臂2均包括能够沿伸缩臂的延伸方向伸缩的驱动伸缩杆，通过各自伸缩臂中驱动伸缩杆的伸缩，不仅能够实现伸缩臂距离的延长，还能实现伸缩臂角度的变换。通过驱动伸缩杆的伸缩配合两伸缩臂的摆动，实现仿生机器人多姿态的运动，使本发明中的仿生机器人适用于多种不同的应用场景中。其中，两伸缩臂中的各驱动伸缩杆均配置有伸缩驱动机构，以使各驱动伸缩杆的伸缩能够独立进行，在两伸缩臂的连接位置上还设有旋转驱动机构，以驱动两伸缩臂相对转动。第一伸缩臂1和第二伸缩臂2的一端均设有用于抓取物件或整体支撑的夹爪3。夹爪3结构为现有技术，比如可以为公布号为CN113799164A的发明专利申请中公开的一种仿生机器人的夹爪，不再详细赘述。

如图3至图9所示，第一伸缩臂1为框架结构，包括用于连接夹爪3的第一基座18，第一基座18为矩形平板结构。第一伸缩臂1还包括第一驱动伸缩杆4和第二驱动伸缩杆5，两驱动伸缩杆结构相同且在第一基座18的同一侧间隔布置。两驱动伸缩杆均垂直于第一基座18且两驱动伸缩杆互相平行。如图3所示，第一驱动伸缩杆4包括固设在第一基座18上的固定杆8以及固定杆8中能够向外伸出和缩回的活动杆9，还包括设置在固定杆8中能够驱动活动杆9运动的伸缩驱动机构。相同地，如图3所示，第二驱动伸缩杆5包括固设在第一基座18上的固定杆8以及固定杆8中能够向外伸出和缩回的活动杆9，还包括设置在固定杆8中能够驱动活动杆9运动的伸缩驱动机构。本实施例中，伸缩驱动机构包括设置在固定杆中的电控自动伸缩缸，伸缩驱动机构还包括连接在电控自动伸缩缸上的电控阀以及外接电源。通过控制电控阀使伸缩驱动缸伸出和缩回从而带动固定杆中的活动杆伸出和缩回，实现驱动伸缩杆的伸缩运行。

如图1和图2所示，通过将夹爪3用转动关节铰接在第一基座18的下侧面上，使夹爪3不仅能在第一基座18朝向不同的角度抓取或支撑，还能跟随第一伸缩臂1的位移延长其位置。夹爪3的铰接轴线垂直于第一伸缩臂1的伸缩方向。通过设置在夹爪3中的电机，从而能够控制电机驱动夹爪3运动，电机带动夹爪3内销轴使各夹爪3联动松开或夹紧。当夹爪3内连接杆缩回时，连接杆上端和对应的基座连接，下端将夹爪3的伸缩内爪拉回，实现夹爪3的缩回运动；当夹爪3完全扩张时(基座与夹爪爪部的夹角为90度)，夹爪3内连接杆推动伸缩内抓使其向外运动，实现伸缩抓的伸张功能。

如图3至图9所示，第一伸缩臂1还包括第一伸缩连接杆10，第一伸缩连接杆10包括一端通过销轴与第一驱动伸缩杆4的活动杆9铰接的第一连接杆12以及第一连接杆12中导向滑动装配的第二连接杆13，第二连接杆13能够从第一连接杆12中伸出或缩回。第二连接杆13的一端位于第一连接杆12中，另一端伸出第一连接杆12并通过销轴铰接在第二驱动伸缩杆5的活动杆9上，以使第一伸缩臂1构成了闭环结构。如图5所示，当第一伸缩连接杆10和第二伸缩连接杆11中的伸缩驱动机构均未启动时，活动杆9均处于未伸出的初始状态，此时的第一伸缩臂1呈矩形框架结构，此时的第一伸缩臂1同样为初始状态。如图8所示，两个伸缩臂中的伸缩驱动机构可以独立控制两驱动伸缩杆中的活动杆9伸出不同的距离，当两驱动伸缩杆伸出的距离不同时，第一伸缩连接杆10相对于第一基座18偏斜不同的角度。

本实施例中，第一伸缩臂1和第二伸缩臂2的结构相同，第二伸缩臂2包括第二基座19，第二基座19上设有互相平行的第三驱动伸缩杆6和第四驱动伸缩杆7，两驱动杆均包括固定在第二基座19上的固定杆8以及固定杆8中的活动杆9，两驱动伸缩杆还包括设置在固定杆8中的伸缩驱动机构。第二伸缩臂2还包括第二伸缩连接杆11，第二伸缩连接杆11包括一端和第三驱动伸缩杆6的活动杆9铰接的第三连接杆14以及第三连接杆14中导向滑动装配的第四连接杆15，第四连接杆15第三连接杆14的一端位于第三连接杆14中，另一端铰接在第四驱动伸缩杆7的活动杆9的端部，以使第二伸缩臂2为闭环结构。

本实施例中，第一连接杆12与第一驱动伸缩杆4的活动杆9的铰接轴线平行于第二连接杆13与第二驱动伸缩杆5的活动杆9的铰接轴线，且平行于第一基座18与夹爪3的铰接轴线；第三连接杆14与第三驱动伸缩杆6的活动杆9的铰接轴线平行于第四连接杆15与第四驱动伸缩杆7的活动杆9的铰接轴线，且平行于第二基座19与夹爪3的铰接位置。

如图4至图9所示，第一伸缩臂1和第二伸缩臂2通过第一伸缩连接杆10和第二伸缩连接杆11转动装配在一起。如图3所示，第一伸缩连接杆10的第一连接杆12和第二伸缩连接杆11的第三连接杆14之间设有旋转关节16，旋转关节16为圆柱形块体结构，第一连接杆12和第三连接杆14各自对应于旋转关节16设有与旋转关节16相配合的安装孔，以使旋转关节16转动安装在第一连接杆12和第三连接杆14间。如图3所示，旋转关节16上还连接有旋转驱动机构，旋转驱动机构为驱动旋转关节16转动的旋转驱动电机17，旋转驱动电机17为伺服电机。旋转关节16包括圆柱形外壳和设在外壳中的谐波减速器20，如图10所示，谐波减速器20包括层叠设置、互相转动装配的刚轮21、波发生器22和柔轮23，伺服电机设置在第一连接杆12的下侧面上，其输出轴穿过第一连接杆12伸入旋转关节16的外壳中并穿入谐波减速器20内，与谐波减速器20转动连接，谐波减速器20的钢轮21与第一伸缩连接杆10转动连接，谐波减速器20的柔轮23与第二伸缩连接杆11固定连接，以使旋转驱动电机17经波发生器22减速后能够对第二伸缩臂2进行旋转驱动。其中，旋转驱动电机17与第一伸缩连接杆10固定连接，旋转关节16的外壳与第二伸缩连接杆11固定连接，旋转驱动电机17的输出轴上和旋转关节16的钢轮21上均设有互相啮合的齿轮，以使谐波减速器20和旋转驱动电机17转动连接。旋转关节16的外壳将旋转驱动电机17的输出轴、谐波减速器20及齿轮均包覆在内。本实施例中，通过独立的伸缩驱动机构控制各驱动伸缩杆伸缩和收回往复运动，以使第一基座18和第二基座19不仅能够延长其所处位置，且能够朝向不同的角度。旋转驱动机构能够驱动第一伸缩臂1和第二伸缩臂2相对摆动，实现机器人伸缩驱动机构不同姿态的调整。在第一基座18和第二基座19上设置夹爪3，形成了能够伸缩、换位、改变朝向及改变姿态的仿生机器人。

以本实例中仿生机器人的其中一种姿态为例：如图6至图7的转换过程，在运动过程中，通过第一驱动伸缩杆4和第二驱动伸缩杆5来实现第一伸缩臂1的长度改变，此时机器人伸缩驱动机构可以沿竖直方向向上延伸，当第一驱动伸缩杆4中的活动杆9处于初始位置且第二驱动伸缩杆5中的活动杆9伸出至最长位移时，第一伸缩连接杆10与第一基座18间的夹角最大，此时可以驱动旋转关节16转动使第二伸缩臂2相对第一伸缩臂1转动并控制第三驱动伸缩杆6和第四驱动伸缩杆7中活动杆9的伸出长度，使第二伸缩连接杆11同样达到最大倾斜角度，实现仿生机器人能够扭转其姿态的最大转动角度。其中，图7中的姿态还可以使第三驱动伸缩杆6伸出，第四驱动伸缩杆7摆动，第一伸缩臂1保持不动，此时的第二伸缩臂2顺时针摆动，逐渐调整其位姿状态。

本实施例中，当第一伸缩臂1和第二伸缩臂2呈直线布置状态时，其姿态如图4至图5中的机器人伸缩摆动机构的状态，第一驱动伸缩杆4中的活动杆9能够和第二驱动伸缩杆5中的活动杆9伸出相同的距离，同理第二伸缩臂2中的两驱动伸缩杆也能够伸出相同的距离，此时的两伸缩臂在同一直线上伸出和缩回，第一基座18和第二基座19保持平行，机器人伸缩摆动机构为第一姿态。如图6至图8所示，第一伸缩臂1的两驱动伸缩杆和第二伸缩臂2的两驱动伸缩杆均伸出不同的距离，此时第二伸缩臂2能够相对第一伸缩臂1进行摆动，带动夹爪3进行不同角度的朝向，此时的机器人伸缩摆动机构为第二姿态，可以看出，第二姿态有多种配合方式和夹爪3朝向，以使机器人伸缩摆动机构能够满足各种所需的工况。如图9所示，第一伸缩臂1中的两驱动伸缩杆伸出相同的距离，而第二伸缩臂2中的两驱动伸缩杆伸出不同的距离，此时的第二伸缩臂2能够在第一伸缩连接杆10所在的平面上进行旋转摆动，此时的机器人伸缩摆动机构为第三姿态。本实施例中，三种姿态可以随时切换也可以来回切换，以使仿生机器人满足不同的应用场景。相较于现有技术中前进方向和抓取方向单一的仿生机器人，安装了夹爪3和机器人伸缩摆动机构的仿生机器人能够进行多朝向、多角度、多姿态的机器人功能调整，其应用范围更大。

本实施例中，第一伸缩连接杆10和第二伸缩连接杆11在整个运动过程中始终处于从动状态而被带动其内连接杆的导向伸出和缩回，因此其活动和运行不需要添加驱动机构。利用驱动伸缩杆之间的配合以及伸缩臂的互相摆动以达到仿生机器人转向、蜷缩、蜿蜒、避障翻越等多种运动姿态。

本实施例中，由于第一伸缩臂1和第二伸缩臂2能够相对摆动，为减小各驱动伸缩杆及其中互相配合的固定杆8与活动杆9之间受的的扭力以及转动离心力，固定杆8和活动杆9均设为截面是矩形的矩形杆，以使固定杆8和活动杆9均为止转配合。

本发明所提供的仿生机器人的具体实施例2：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，旋转关节16为圆柱形配合结构。本实施例中，旋转关节包括在第一连接杆和第三连接杆上设置的轴承，通过连接杆穿过两轴承内圈并与轴承内圈固定，从而使第一连接杆和第三连接杆转动装配。

本发明所提供的仿生机器人的具体实施例3：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，固定杆8和活动杆9的截面均为矩形，以使固定杆8和活动杆9导向滑动止转配合。本实施例中，固定杆和活动杆的截面是三角形。其他实施例中还可以是五边形、六边形等其他形状的止转结构。在其他不同的实施例中，固定杆和活动杆无止转要求，此时的固定杆和活动杆可以是圆柱形杆。

本发明所提供的机器人伸缩驱动机构的具体实施例4：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，旋转驱动机构为旋转驱动电机17，旋转驱动电机17为伺服电机，旋转关节16包括外壳和设在外壳中的谐波减速器20。在本实施例中，旋转驱动电机替换为减速电机。在其他实施例中，旋转关节内无需设置谐波减速器，而是直接设置用于和旋转驱动机构的输出轴互相啮合的齿轮，从而使旋转驱动机构对旋转关节进行旋转驱动。

本发明所提供的机器人伸缩驱动机构的具体实施例5：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，伸缩驱动机构为设置在固定杆8中的伸缩驱动缸以及控制伸缩驱动缸运行的电控阀和外接电源。本实施例中，直接用伸缩驱动缸替代驱动伸缩杆进行布置，伸缩驱动缸的缸体构成固定杆，缸体中的能够伸出的活塞缸或活塞杆构成了活动杆。伸缩驱动缸可以是气缸，也可以是油缸，伸缩驱动机构为设置在在机器人外部的小型油泵或气泵。在其他不同的实施例中，伸缩驱动机构还可以采用推杆电机或精准度较高的伺服伸缩杆。

本发明所提供的机器人伸缩驱动机构的具体实施例6：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，第一伸缩臂1和第二伸缩臂2均包括两根平行的驱动伸缩杆，各驱动伸缩杆上均设有独立的伸缩驱动机构。本实施例中，为保证基座的连接平稳以及能够进行更稳固和更多姿态的位姿调整，伸缩臂中驱动伸缩杆的数量还可进行增加，例如设置鼎足状的三个驱动伸缩杆结构。

本发明所提供的机器人伸缩驱动机构的具体实施例7：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，夹爪3铰接在两个基座上，夹爪3和基座的铰接轴线平行于两伸缩连接杆的铰接轴线。在本实施例中，夹爪和基座的铰接轴线可以根据实际的抓取情况进行调整，夹爪的铰接轴线可以不与其他部件的铰接轴线平行。在其他实施例中，夹爪还可以更换为吸盘。

本发明所提供的机器人伸缩摆动机构的具体实施例：

机器人伸缩摆动机构设置在仿生机器人中，用于连接夹爪3进行支撑或抓取物件。其中，本实施例中的机器人伸缩摆动机构与上述仿生机器人各实施例中的仿生机器人结构相同，在此不再赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人伸缩摆动机构，其特征在于，包括第一伸缩臂(1)，第一伸缩臂(1)包括

第一基座(18)，第一基座(18)上固定有第一驱动伸缩杆(4)和第二驱动伸缩杆(5)，第一驱动伸缩杆(4)和第二驱动伸缩杆(5)均包括固定在第一基座(18)上的固定杆(8)、与固定杆(8)导向活动配合的活动杆(9)、驱动活动杆(9)活动的伸缩驱动机构，第一伸缩臂(1)还包括第一伸缩连接杆(10)，第一伸缩连接杆(10)包括与第一驱动伸缩杆(4)的活动杆(9)铰接的第一连接杆(12)和与第一连接杆(12)导向活动配合的第二连接杆(13)，第二连接杆(13)与第二驱动伸缩杆(5)的活动杆(9)铰接，第一驱动伸缩杆(4)与第二驱动伸缩杆(5)平行；

机器人伸缩摆动机构还包括第二伸缩臂(2)，第二伸缩臂(2)包括第二基座(19)，第二基座(19)上固定有第三驱动伸缩杆(6)和第四驱动伸缩杆(7)，第三驱动伸缩杆(6)和第四驱动伸缩杆(7)均包括固定在基座上的固定杆(8)、与固定杆(8)导向活动配合的活动杆(9)、驱动活动杆(9)活动的伸缩驱动机构，第二伸缩臂(2)还包括第三伸缩连接杆，第三伸缩连接杆包括与第三驱动伸缩杆(6)的活动杆(9)铰接的第三连接杆(14)和与第三连接杆(14)导向活动配合的第四连接杆(15)，第四连接杆(15)与第四驱动伸缩杆(7)的活动杆(9)铰接，第三驱动伸缩杆(6)与第四驱动伸缩杆(7)平行；

第一连接杆(12)与第一驱动伸缩杆(4)的活动杆(9)的铰接轴线平行于第二连接杆(13)与第二驱动伸缩杆(5)的活动杆(9)的铰接轴线；

第三连接杆(14)与第三驱动伸缩杆(6)的活动杆(9)的铰接轴线平行于第四连接杆(15)与第四驱动伸缩杆(7)的活动杆(9)的铰接轴线；

所述第一伸缩连接杆(10)与第二伸缩连接杆(11)转动配合，所述第一伸缩连接杆(10)和第二伸缩连接杆(11)的转动连接位置处设有驱动第一伸缩臂(1)和第二伸缩臂(2)相对转动的的旋转驱动机构。

2.根据权利要求1所述的机器人伸缩摆动机构，其特征在于，所述固定杆(8)和活动杆(9)止转配合。

3.根据权利要求2所述的机器人伸缩摆动机构，其特征在于，所述固定杆(8)和活动杆(9)均为截面为多边形的杆件。

4.根据权利要求1或2或3所述的机器人伸缩摆动机构，其特征在于，所述第一伸缩连接杆(10)和第二伸缩连接杆(11)通过旋转关节(16)转动连接在一起。

5.根据权利要求1或2或3所述的机器人伸缩摆动机构，其特征在于，所述旋转驱动机构为用于驱动第一伸缩连接杆(10)和第二伸缩连接杆(11)相对旋转的旋转驱动电机(17)，旋转关节(16)包括外壳以及外壳中与旋转驱动电机(17)的输出轴连接的谐波减速器(20)。

6.一种仿生机器人，包括用于支撑或抓取物件的夹爪(3)，其特征在于，仿生机器人还包括驱动夹爪(3)进行不同位姿调整的机器人伸缩摆动机构，机器人伸缩摆动机构包括包括第一伸缩臂(1)，第一伸缩臂(1)包括第一基座(18)，第一基座(18)上固定有第一驱动伸缩杆(4)和第二驱动伸缩杆(5)，第一驱动伸缩杆(4)和第二驱动伸缩杆(5)均包括固定在第一基座(18)上的固定杆(8)、与固定杆(8)导向活动配合的活动杆(9)、驱动活动杆(9)活动的伸缩驱动机构，第一伸缩臂(1)还包括第一伸缩连接杆(10)，第一伸缩连接杆(10)包括与第一驱动伸缩杆(4)的活动杆(9)铰接的第一连接杆(12)和与第一连接杆(12)导向活动配合的第二连接杆(13)，第二连接杆(13)与第二驱动伸缩杆(5)的活动杆(9)铰接，第一驱动伸缩杆(4)与第二驱动伸缩杆(5)平行；

机器人伸缩摆动机构还包括第二伸缩臂(2)，第二伸缩臂(2)包括第二基座(19)，第二基座(19)上固定有第三驱动伸缩杆(6)和第四驱动伸缩杆(7)，第三驱动伸缩杆(6)和第四驱动伸缩杆(7)均包括固定在基座上的固定杆(8)、与固定杆(8)导向活动配合的活动杆(9)、驱动活动杆(9)活动的伸缩驱动机构，第二伸缩臂(2)还包括第三伸缩连接杆，第三伸缩连接杆包括与第三驱动伸缩杆(6)的活动杆(9)铰接的第三连接杆(14)和与第三连接杆(14)导向活动配合的第四连接杆(15)，第四连接杆(15)与第四驱动伸缩杆(7)的活动杆(9)铰接，第三驱动伸缩杆(6)与第四驱动伸缩杆(7)平行；

第一连接杆(12)与第一驱动伸缩杆(4)的活动杆(9)的铰接轴线平行于第二连接杆(13)与第二驱动伸缩杆(5)的活动杆(9)的铰接轴线；

第三连接杆(14)与第三驱动伸缩杆(6)的活动杆(9)的铰接轴线平行于第四连接杆(15)与第四驱动伸缩杆(7)的活动杆(9)的铰接轴线；

所述第一伸缩连接杆(10)与第二伸缩连接杆(11)转动配合，以使所述第一伸缩连接杆(10)和第二伸缩连接杆(11)的转动连接位置处设有驱动第一伸缩臂(1)和第二伸缩臂(2)相对摆动的的旋转驱动机构。

7.根据权利要求6所述的仿生机器人，其特征在于，所述固定杆(8)和活动杆(9)止转配合。

8.根据权利要求7所述的仿生机器人，其特征在于，所述固定杆(8)和活动杆(9)均为截面为多边形的杆件。

9.根据权利要求6或7或8所述的仿生机器人，其特征在于，所述第一伸缩连接杆(10)和第二伸缩连接杆(11)通过旋转关节(16)转动连接在一起。

10.根据权利要求6或7或8所述的仿生机器人，其特征在于，所述旋转驱动机构为用于驱动第一伸缩连接杆(10)和第二伸缩连接杆(11)相对旋转的旋转驱动电机(17)，旋转关节(16)包括外壳以及外壳中与旋转驱动电机(17)的输出轴连接的谐波减速器(20)。

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