CN114872068B - 一种桌面式连续体机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桌面式连续体机器人，包括底座、柔性连续体、摄像语音装置，柔性连续体包括若干个弯转构节，若干个弯转构节相互嵌套连接形成一条弯转构节链，摄像语音装置集成有云台摄像头和麦克风，底座内置有舵机，舵机的输出轴上设置有线轮，牵引线缠绕在线轮上，牵引线穿设并系在柔性连续体上，由舵机通过控制牵引线收线或放线从而调节弯转构节链的弯曲程度。本发明公开的一种桌面式连续体机器人，质轻、体积小、结构紧凑、易集成，可放置在桌面上与人进行人机交互，能满足人机交互场景的应用需求。

Description

一种桌面式连续体机器人

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，具体涉及一种桌面式连续体机器人。

背景技术

连续体机器人的驱动装置后置在底座上，并通过钢丝或绳子等柔性绳丝进行传动，具有惯量小、形状细长、运动灵活等特点，常被应用于管道探测、发动机检修等运动空间受限的场景。

连续体机器人的关节为欠驱动关节，具有较多自由度，易于呈现平滑、连续、优美的动作，动作灵活友好，因而连续体机器人很适合应用于人机交互场景。然而现有连续体机器人的质量大、体积大、不易集成，不满足人机交互场景的应用需求，尤其是目前市场上的连续体机器人还不能桌面上与人进行人工交互。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桌面式连续体机器人，用以解决目前市场上的连续体机器人不能桌面上与人进行人工交互的问题。

本发明提供一种桌面式连续体机器人，包括：

柔性连续体，包括头端节座、若干个弯转构节、尾端节座和至少两根牵引线，若干个所述弯转构节相互嵌套连接形成一条弯转构节链，所述头端节座和所述尾端节座分别固定于所述弯转构节链的两端，牵引线在若干个弯转构节的前后左右依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节系在一起；

摄像语音装置，摄像语音装置集成有云台摄像头和麦克风，设置于柔性连续体的头端节座上，用以实现人机之间的信息交互；

底座，用于放置于桌面，其内置有至少两个舵机，舵机的输出轴上设置有线轮，至少两根牵引线缠绕在线轮上，且牵引线依次穿设并系在所述弯转构节链的所有的弯转构节上，由舵机通过控制牵引线收线或放线从而调节所述弯转构节链前后左右四个方向的弯曲程度，实现对柔性连续体的姿态和位置控制，以提高摄像语音装置与人之间信息交互的灵活度。

优选地，每个所述弯转构节包括两个连接构节部、一个中间构节部和六根引线轴，每个连接构节部上部的前后两端分别向上凸起且于凸起最高处设置有一对前后方向的连接孔，每个连接构节部下部的左右两端分别向下凸起且于凸起最低处设置有一对左右方向的连接孔，一对前后方向的连接孔与一对左右方向的连接孔的中心线在空间上相互垂直；每个连接构节部上部的一对前后方向的连接孔之间形成上圆弧过度区，每个连接构节部下部的一对左右方向的连接孔之间形成下圆弧过度区；所述中间构节部上部的前后两端分别向上凸起形成前扇板和后扇板，所述中间构节部的前扇板和后扇板的外端端面设置为弧面，且所述中间构节部的前扇板和后扇板的外端的弧面与位于上方的连接构节部的下圆弧过度区相互契合；所述中间构节部下部的左右两端分别向下凸起形成左扇板和右扇板，所述中间构节部的左扇板和右扇板的外端端面设置为弧面，且所述中间构节部的左扇板和右扇板的外端的弧面与位于下方的连接构节部的上圆弧过度区相互契合；所述中间构节部的左右两侧面分别向内设有左连接孔和右连接孔、前后两侧面分别向内设有前连接孔和后连接孔，左连接孔、右连接孔、前连接孔和后连接孔位于同一水平面上，且左连接孔与右连接孔位于同一直线上，前连接孔和后连接孔位于同一直线上，左连接孔与右连接孔所处的直线与前连接孔和后连接孔所处的直线相互垂直；每个中间构节部的左连接孔、右连接孔、前连接孔和后连接孔分别配置有一根引线轴；两个连接构节部分别设置中间构节部的上下两端组成一个弯转构节，其中，中间构节部的左连接孔和右连接孔分别与位于上方的连接构节部的一对左右方向的连接孔通过插设引线轴枢接，中间构节部的前连接孔和后连接孔分别与位于下方的连接构节部的一对前后方向的连接孔通过插设引线轴枢接，从而将两个连接构节部和一个中间构节部枢接在一起形成一个所述弯转构节；相邻两个所述弯转构节之间通过一个中间构节部枢接并相互嵌套连在一起，其中，上方的弯转构节的位于下方的连接构节部的一对左右方向的连接孔与中间构节部的左连接孔、右连接孔分别通过插设一根引线轴枢接，下方的弯转构节的位于上方的连接构节部的一对前后方向的连接孔与中间构节部的前连接孔和后连接孔分别通过插设一根引线轴枢接，且位于该弯转构节下方的连接构节部的下圆弧过度区与相邻弯转构节的中间构节部的前扇板和后扇板外端的弧面相互嵌套，将该弯转构节与其下方相邻的弯转构节连在一起；若干个所述弯转构节的上端和下端依次通过枢接并嵌套连接形成一条弯转构节链。

优选地，包括第一左牵引线、第一右牵引线、第二前牵引线和第二后牵引线，所述左连接孔、所述右连接孔、所述前连接孔和所述后连接孔的引线轴以及相邻所述弯转构节之间的中间构节部的引线轴的外端设置有穿线孔；每个连接构节部的一对前后方向的连接孔与一对左右方向的连接孔之间的前、后、左、右四侧分别设置有圆弧轨道槽；第一左牵引线和第一右牵引线分别穿过连接构节部的一对左右方向的连接孔中的引线轴的穿线孔，再分别穿过该连接构节部的左侧和右侧的圆弧轨道槽，最后分别穿过所述中间构节部的左连接孔和右连接孔内的引线轴的穿线孔，将同一个弯转构节内的位于上方的连接构节部和中间构节部系在一起；相邻弯转构节的中间构节部的左连接孔和右连接孔内的引线轴与连接构节部的一对左右方向的连接孔的引线轴交替排列，分别形成引线轴左列和引线轴右列，第一左牵引线和第一右牵引线继续在相邻两个弯转构节之间的中间构节部的左连接孔和右连接孔、连接构节部的左侧和右侧的圆弧轨道槽以及连接构节部的一对左右方向的连接孔的引线轴的穿线孔分别交替穿梭，将相邻弯转构节的引线轴左列和引线轴右列系在一起；若干个所述弯转构节的引线轴通过第一左牵引线和第一右牵引线分别从引线轴左列、引线轴右列的引线轴的穿线孔依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节的左右两侧系在一起；同理，第二前牵引线和第二后牵引线分别穿过连接构节部的一对前后方向的连接孔中的引线轴的穿线孔，再分别穿过该连接构节部的前侧和后侧的圆弧轨道槽，最后分别穿过中间构节部的前连接孔和后连接孔内的引线轴的穿线孔，将同一个弯转构节内的位于下方的连接构节部和中间构节部系在一起；相邻弯转构节的中间构节部的前连接孔和后连接孔内的引线轴与连接构节部的一对前后方向的连接孔的引线轴交替排列，分别形成引线轴前列和引线轴后列，第二前牵引线和第二后牵引线继续在相邻两个弯转构节之间的中间构节部的前连接孔和后连接孔、连接构节部的前侧和后侧的圆弧轨道槽以及连接构节部的一对前后方向的连接孔的引线轴的穿线孔分别交替穿梭，将相邻弯转构节的引线轴前列和引线轴后列系在一起；若干个所述弯转构节的引线轴通过第二前牵引线和第二后牵引线分别从引线轴前列和引线轴后列的引线轴的穿线孔依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节的前后两侧系在一起。

优选地，所述底座包括机壳，所述机壳内装有第一舵机组、第二舵机组和底座架，所述底座架为矩形框架，包括八根立柱、一块底板、一块顶板和一块中间板，其中底板、中间板和顶板自下而上依次平行设置将底座架分为上下两层，每层之间设置四根相互平行立柱支撑，将矩形框架一分为二形成上框架部和下框架部；所述柔性连续体的尾端节座设置于所述底座架的顶板上；所述第一舵机组和所述第二舵机组均包括舵机，每个舵机的输出轴上设置有线轮，至少两根牵引线缠绕在线轮上，且牵引线依次穿设并系在所述弯转构节链的所有弯转构节上，所述第一舵机组和所述第二舵机组分别设置于上框架部和下框架部内。

优选地，所述第一舵机组包括第一舵机和第二舵机，所述第二舵机组包括第三舵机和第四舵机，第一左牵引线和第一右牵引线的一端缠绕在第一舵机和第二舵机的线轮上，另一端穿设弯转构节链的的引线轴左列和引线轴右列的引线轴的穿线孔上，第二前牵引线和第二后牵引线的一端缠绕在第三舵机和第四舵机的线轮上，另一端穿设弯转构节链的的引线轴前列和引线轴后列的引线轴的穿线孔上。

优选地，控制弯转构节链的引线轴左列和引线轴右列的所述第一左牵引线和所述第一右牵引线系在一起合二为一形成第一牵引线，控制弯转构节链的引线轴前列和引线轴后列的所述第二前牵引线和所述第二后牵引线系在一起合二为一形成第二牵引线，其中，牵引柔性连续体中若干个弯转构节左右运动由第一牵引线控制，牵引柔性连续体中若干个弯转构节前后运动由第二牵引线控制；由此将所述柔性连续体中牵引若干个弯转构节运动的四根牵引线变成两根牵引线。

优选地，所述第一舵机组和所述第二舵机组均包括一个舵机，所述第一牵引线和所述第二牵引线的中部分别缠绕在所述第一舵机组和所述第二舵机组的线轮上，第一牵引线的两端分别依次穿设并系在弯转构节链中控制左右运动的引线轴左列和引线轴右列的引线轴的穿线孔上，第二牵引线的两个端头分别系在弯转构节链中控制前后运动的引线轴前列和引线轴后列的引线轴的穿线孔上。

优选地，所述机壳由一个上盖板和四个侧面板围成，所述上盖板设置于柔性连续体的尾端节座与底座架的顶板的连接处，四个侧面板分别封住所述底座架的四个侧面。

优选地，所述云台摄像头由摄像头和旋转座组成，所述摄像头和所述麦克风设置于旋转座上，且所述摄像头和所述麦克风能在旋转座上转动。

优选地，所述底座的机壳内设置有前控制电路板和后控制电路板，所述前控制电路板内置有视觉处理算法软件与语音处理算法软件，前控制电路板与摄像语音装置通过数据线相连，摄像语音装置用于采集桌面式连续体机器人看到的视觉信息和听到的语音信息，并将这些视觉和语音信息发送至前控制电路板，由前控制电路板处理采集到视觉信息和语音信息，实现人机交互功能；所述后控制电路板与第一舵机组和第二舵机组内的舵机相连，用于控制单个舵机的转动以及多个舵机之间的同步运动，通过控制牵引线牵引弯转构节链弯曲程度，进而实现柔性连续体的姿态和位置的控制，以提高摄像语音装置与人之间信息交互的灵活度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种桌面式连续体机器人，摄像语音装置集成有云台摄像头和麦克风，能与人进行人机交互，柔性连续体的弯转构节链能向前后左右四个方向自由弯曲，弯转构节链的底端的底座内置有舵机，舵机的输出轴上设置有线轮，牵引线缠绕在线轮和穿设并系在柔性连续体上，舵机通过控制牵引线收线或放线从而调节弯转构节链的弯曲程度，实现对柔性连续体的姿态和位置控制，以提高摄像语音装置与人之间的信息交互的灵活度。本发明公开的一种桌面式连续体机器人，质轻、体积小、结构紧凑，可放置在桌面上与人进行人机交互，能满足人机交互场景的应用需求。

附图说明

图1为本发明实施例1和实施例2提供的柔性连续体机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的弯转构节的整体三维立体图；

图3为本发明实施例1提供的弯转构节的爆炸图；

图4为本发明实施例1提供的连接构节部的正面视图；

图5为本发明实施例1提供的连接构节部的立体图；

图6为本发明实施例1提供的中间构节部的正面视图；

图7为本发明实施例1提供的中间构节部的立体图；

图8为本发明实施例1提供的弯转构节链的横向剖视图；

图9为本发明实施例2提供的桌面式连续体机器人放置于桌面的示意图；

图10为本发明实施例2提供的桌面式连续体机器人面的结构示意图；

图11为本发明实施例2提供的底座拆掉上盖板和侧面板后的结构示意图；

图12为本发明实施例2提供的带有升降控制面板的桌面式连续体机器人放置于桌面的结构示意图。

附图标记说明：1-底座，11-第一舵机组，12-第二舵机组，13-底座架，14-上盖板，15-侧面板；

2-柔性连续体，21-头端节座，22-尾端节座，30-圆弧轨道槽，31-连接构节部，32-中间构节部，33-引线轴，311-前后方向的连接孔，312-左右方向的连接孔，313-上圆弧过度区，314-下圆弧过度区；A-左连接孔，B-右连接孔，C-前连接孔，D-后连接孔；321-前扇板，322-后扇板，323-左扇板，324-右扇板；

3-摄像语音装置，

4-桌面，41-前控制电路板，42-后控制电路板，43-升降控制面板；

50-穿线孔，51-第一左牵引线，52-第一右牵引线，53-第二前牵引线，54-第二后牵引线。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供一种桌面式连续体机器人，为了解决连续体机器人在桌面上与人进行人工交互的问题，首先，设计了具有前后左右四个方向自由弯曲的弯转构节链；然而，再通过穿设四根或两根牵引线对弯转构节链弯曲程度的牵引，来实现对柔性连续体的姿态和位置的控制，其中，当四根牵引线牵引时，需要四个或两个舵机，当两个牵引线牵引时，需要两个舵机，这些舵机及其牵引线共同控制牵引线驱动柔性连续体，获得四个自由度，即可实现对柔性连续体的姿态和位置控制，以提高摄像语音装置与人之间信息交互的灵活度。

实施例1：一种柔性连续体

实施例1提供一种柔性连续体，下面结合附图对其结构进行详细描述。

参考图1，柔性连续体2又称为柔性臂，该柔性连续体2包括头端节座21、若干个弯转构节、尾端节座22和至少两根牵引线。

若干个弯转构节相互嵌套连接形成一条弯转构节链，头端节座21和尾端节座22分别固定于弯转构节链的两端，牵引线在若干个弯转构节的前后左右依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节系在一起。

具体地，参考图2和图3，每个弯转构节包括两个连接构节部31、一个中间构节部32和六根引线轴33。

参考图4和图5，每个连接构节部31上部的前后两端分别向上凸起且于凸起最高处设置有一对前后方向的连接孔311，每个连接构节部31下部的左右两端分别向下凸起且于凸起最低处设置有一对左右方向的连接孔312，一对前后方向的连接孔311与一对左右方向的连接孔312的中心线在空间上相互垂直。

参考图6和图7，每个连接构节部31上部的一对前后方向的连接孔311之间形成上圆弧过度区313，每个连接构节部31下部的一对左右方向的连接孔312之间形成下圆弧过度区314；中间构节部32上部的前后两端分别向上凸起形成前扇板321和后扇板322，中间构节部32的前扇板321和后扇板322的外端端面设置为弧面，且中间构节部32的前扇板321和后扇板322的外端的弧面与位于上方的连接构节部31的下圆弧过度区314相互契合，中间构节部32下部的左右两端分别向下凸起形成左扇板323和右扇板324；中间构节部32的左扇板323和右扇板324的外端端面设置为弧面，且中间构节部32的左扇板323和右扇板324的外端的弧面与位于下方的连接构节部31的上圆弧过度区313相互契合。

继续参考图2和图3，中间构节部32的左右两侧面分别向内设有左连接孔A和右连接孔B、前后两侧面分别向内设有前连接孔C和后连接孔D，左连接孔A、右连接孔B、前连接孔C和后连接孔D位于同一水平面上，且左连接孔A与右连接孔B位于同一直线上，前连接孔C和后连接孔D位于同一直线上，左连接孔A与右连接孔B所处的直线与前连接孔C和后连接孔D所处的直线相互垂直。

每个中间构节部32的左连接孔A、右连接孔B、前连接孔C和后连接孔D分别配置有一根引线轴33，每根引线轴33的外端设置有穿线孔50，以方便牵引线穿入引线轴33，如图8所示。

每个连接构节部31的一对前后方向的连接孔311与一对左右方向的连接孔312之间的前、后、左、右四侧分别设置有圆弧轨道槽30，如图2至图5所示。

两个连接构节部31分别设置中间构节部32的上下两端组成一个弯转构节，其中，中间构节部32的左连接孔A和右连接孔B分别与位于上方的连接构节部31的一对左右方向的连接孔312通过插设引线轴33枢接，中间构节部32的前连接孔C和后连接孔D分别与位于下方的连接构节部31的一对前后方向的连接孔311通过插设引线轴33枢接，从而将两个连接构节部31和一个中间构节部32枢接在一起形成一个所述弯转构节；

相邻两个所述弯转构节之间通过一个中间构节部32枢接并相互嵌套连在一起，其中，上方的弯转构节的位于下方的连接构节部31的一对左右方向的连接孔312与中间构节部32的左连接孔A、右连接孔B分别通过插设一根引线轴33枢接，下方的弯转构节的位于上方的连接构节部31的一对前后方向的连接孔311与中间构节部32的前连接孔C和后连接孔D分别通过插设一根引线轴33枢接，且位于该弯转构节下方的连接构节部31的下圆弧过度区314与相邻弯转构节的中间构节部32的前扇板321和后扇板322外端的弧面相互嵌套，将该弯转构节与其下方相邻的弯转构节连在一起；

若干个所述弯转构节的上端和下端依次通过枢接并嵌套连接形成一条弯转构节链。

具体地，柔性连续体2包括第一左牵引线51、第一右牵引线52、第二前牵引线53和第二后牵引线54，

第一左牵引线51和第一右牵引线52分别穿过连接构节部31的一对左右方向的连接孔312中的引线轴33的穿线孔50，再分别穿过该连接构节部31的左侧和右侧的圆弧轨道槽30，最后分别穿过所述中间构节部32的左连接孔A、右连接孔B内的引线轴33的穿线孔50，将同一个弯转构节内的位于上方的连接构节部31和中间构节部32系在一起；

相邻弯转构节的中间构节部32的左连接孔A和右连接孔B内的引线轴33与连接构节部31的一对左右方向的连接孔312的引线轴33交替排列，分别形成引线轴左列和引线轴右列，第一左牵引线51和第一右牵引线52继续在相邻两个弯转构节之间的中间构节部32的左连接孔A和右连接孔B、连接构节部31的左侧和右侧的圆弧轨道槽30以及连接构节部31的一对左右方向的连接孔312的引线轴33的穿线孔50分别交替穿梭，将相邻弯转构节的引线轴左列和引线轴右列系在一起。

若干个所述弯转构节的引线轴33通过第一左牵引线51和第一右牵引线52分别从引线轴左列、引线轴右列的引线轴33的穿线孔50依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节的左右两侧系在一起。

同理，第二前牵引线53和第二后牵引线54分别穿过连接构节部31的一对前后方向的连接孔311中的引线轴33的穿线孔50，再分别穿过该连接构节部31的前侧和后侧的圆弧轨道槽30，最后分别穿过中间构节部32的前连接孔C和后连接孔D内的引线轴33的穿线孔50，将同一个弯转构节内的位于下方的连接构节部31和中间构节部32系在一起；相邻弯转构节的中间构节部32的前连接孔C和后连接孔D内的引线轴33与连接构节部31的一对前后方向的连接孔311的引线轴33交替排列，分别形成引线轴前列和引线轴后列，第二前牵引线53和第二后牵引线54继续在相邻两个弯转构节之间的中间构节部32的前连接孔C和后连接孔D、连接构节部31的前侧和后侧的圆弧轨道槽30以及连接构节部31的一对前后方向的连接孔311的引线轴33的穿线孔50分别交替穿梭，将相邻弯转构节的引线轴前列和引线轴后列系在一起。

若干个所述弯转构节的引线轴33通过第二前牵引线53和第二后牵引线54分别从引线轴前列和引线轴后列的引线轴33的穿线孔50依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节的前后两侧系在一起。

实施例2：一种桌面式连续体机器人

实施例2提供一种桌面式连续体机器人，包括实施例1的柔性连续体2，下面结合附图对其结构进行详细描述。

继续参考图1，该桌面式连续体机器人还包括底座1和摄像语音装置3。

其中，底座1用于放置于桌面4，如图9所示。

底座1包括机壳，所述机壳内装有第一舵机组11、第二舵机组12、底座架13。

底座架13为矩形框架，包括八根立柱、一块底板、一块顶板和一块中间板，其中底板、中间板和顶板自下而上依次平行设置将底座架13分为上下两层，每层之间设置四根相互平行立柱支撑，将矩形框架一分为二形成上框架部和下框架部；

柔性连续体2的尾端节座22设置于底座架13的顶板上；

底座架13的底板用于放置于桌面4。

第一舵机组11和第二舵机组12均包括舵机，每个舵机的输出轴上设置有线轮，至少两根牵引线缠绕在线轮上，且牵引线依次穿设并系在弯转构节链的所有弯转构节上，第一舵机组11和第二舵机组12分别设置于上框架部和下框架部内。

由舵机通过控制牵引线收线或放线从而调节弯转构节链前后左右四个方向的弯曲程度，实现对柔性连续体2的姿态和位置控制，以提高摄像语音装置3与人之间的信息交互的灵活度。

一种具体的实施方式，所述第一舵机组11包括第一舵机和第二舵机，所述第二舵机组12包括第三舵机和第四舵机，所述第一舵机、所述第二舵机、所述第三舵机和所述第四舵机的输出轴上设置有线轮，第一左牵引线51和第一右牵引线52的一端缠绕在第一舵机和第二舵机的线轮上，另一端穿设弯转构节链的的引线轴左列和引线轴右列的引线轴33的穿线孔150上，第二前牵引线53和第二后牵引线54的一端缠绕在第三舵机和第四舵机的线轮上，另一端穿设弯转构节链的的引线轴前列和引线轴后列的引线轴33的穿线孔150上。

进一步地，控制所述弯转构节链的引线轴左列和引线轴右列的第一左牵引线51和第一右牵引线52在一起合二为一形成第一牵引线，控制所述弯转构节链的引线轴前列和引线轴后列的第二前牵引线53和第二后牵引线54系在一起合二为一形成第二牵引线，由此将所述柔性连续体2中牵引若干个弯转构节运动的四根牵引线变成两根牵引线。

另一种具体的实施方式，所述第一舵机组11和所述第二舵机组12均包括一个舵机，第一牵引线和第二牵引线的中部缠绕在第一舵机组11和第二舵机组12的线轮上，第一牵引线的两端分别依次穿设并系在弯转构节链中控制左右运动的引线轴左列和引线轴右列的引线轴33的穿线孔50上，第二牵引线的两个端头分别系在弯转构节链中控制前后运动的引线轴前列和引线轴后列的引线轴33的穿线孔50上。

参考图10，所述机壳由一个上盖板15和四个侧面板15围成，所述上盖板15设置于柔性连续体2的尾端节座22与底座架13的顶板的连接处，四个侧面板15分别封住所述底座架13的四个侧面。

摄像语音装置3包括云台摄像头和麦克风，云台摄像头由摄像头和旋转座组成，摄像头和麦克风设置于旋转座上，且摄像头和麦克风能在旋转座上转动，具有两个自由度，摄像语音装置3的旋转座设置于柔性连续体2的头端节座21上，用以实现人机之间的信息交互。

参考图11，底座1的机壳内设置有前控制电路板41和后控制电路板42。

前控制电路板41内置有视觉处理算法软件与语音处理算法软件，前控制电路板41与摄像语音装置3通过数据线相连，其中，摄像语音装置3用于采集桌面式连续体机器人看到的视觉信息和听到的语音信息，并将这些视觉和语音信息发送至前控制电路板41，由前控制电路板41处理采集到视觉信息和语音信息，实现人机交互功能。

后控制电路板42与第一舵机组11和第二舵机组12内的舵机相连，用于控制单个舵机的转动以及多个舵机之间的同步运动，通过控制牵引线牵引弯转构节链弯曲程度，进而实现柔性连续体的姿态和位置的控制，以提高摄像语音装置3与人之间信息交互的灵活度。

参考图12，所述桌面式连续体机器人包括桌面4，所述桌面4配置有升降机构，所述桌面4的侧面设有一个升降操控面板43，用于控制升降机构，实现桌面4高度的升高或下降。

在摄像语音装置3运动过程中，舵机的输出轴旋转控制牵引线的缠绕长度和放出长度，在前后左右每个自由度运动过程中，需要保证收线的长度和放线的长度相等，可以通过至少两个舵机分别控制收线的长度和放线的长度。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种桌面式连续体机器人，其特征在于，包括：

柔性连续体（2），包括头端节座（21）、若干个弯转构节、尾端节座（22）和至少两根牵引线，若干个所述弯转构节相互嵌套连接形成一条弯转构节链，所述头端节座（21）和所述尾端节座（22）分别固定于所述弯转构节链的两端，牵引线在若干个弯转构节的前后左右依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节系在一起；

摄像语音装置（3），摄像语音装置（3）集成有云台摄像头和麦克风，设置于柔性连续体（2）的头端节座（21）上，用以实现人机之间的信息交互；

底座（1），用于放置于桌面（4），其内置有至少两个舵机，舵机的输出轴上设置有线轮，至少两根牵引线缠绕在线轮上，且牵引线依次穿设并系在所述弯转构节链的所有的弯转构节上，舵机通过控制牵引线收线或放线从而调节所述弯转构节链前后左右四个方向的弯曲程度；

其中，每个所述弯转构节包括两个连接构节部（31）、一个中间构节部（32）和六根引线轴（33），

每个连接构节部（31）上部的前后两端分别向上凸起且于凸起最高处设置有一对前后方向的连接孔（311），每个连接构节部（31）下部的左右两端分别向下凸起且于凸起最低处设置有一对左右方向的连接孔（312），一对前后方向的连接孔（311）与一对左右方向的连接孔（312）的中心线在空间上相互垂直；

每个连接构节部（31）上部的一对前后方向的连接孔（311）之间形成上圆弧过度区（313），每个连接构节部（31）下部的一对左右方向的连接孔（312）之间形成下圆弧过度区（314）；所述中间构节部（32）上部的前后两端分别向上凸起形成前扇板（321）和后扇板（322），所述中间构节部（32）的前扇板（321）和后扇板（322）的外端端面设置为弧面，且所述中间构节部（32）的前扇板（321）和后扇板（322）的外端的弧面与位于上方的连接构节部（31）的下圆弧过度区（314）相互契合；所述中间构节部（32）下部的左右两端分别向下凸起形成左扇板（323）和右扇板（324），所述中间构节部（32）的左扇板（323）和右扇板（324）的外端端面设置为弧面，且所述中间构节部（32）的左扇板（323）和右扇板（324）的外端的弧面与位于下方的连接构节部（31）的上圆弧过度区（313）相互契合；

所述中间构节部（32）的左右两侧面分别向内设有左连接孔（A）和右连接孔（B）、前后两侧面分别向内设有前连接孔（C）和后连接孔（D），左连接孔（A）、右连接孔（B）、前连接孔（C）和后连接孔（D）位于同一水平面上，且左连接孔（A）与右连接孔（B）位于同一直线上，前连接孔（C）和后连接孔（D）位于同一直线上，左连接孔（A）与右连接孔（B）所处的直线与前连接孔（C）和后连接孔（D）所处的直线相互垂直；每个中间构节部（32）的左连接孔（A）、右连接孔（B）、前连接孔（C）和后连接孔（D）分别配置有一根引线轴（33）；

两个连接构节部（31）分别设置中间构节部（32）的上下两端组成一个弯转构节，其中，中间构节部（32）的左连接孔（A）和右连接孔（B）分别与位于上方的连接构节部（31）的一对左右方向的连接孔（312）通过插设引线轴（33）枢接，中间构节部（32）的前连接孔（C）和后连接孔（D）分别与位于下方的连接构节部（31）的一对前后方向的连接孔（311）通过插设引线轴（33）枢接，从而将两个连接构节部（31）和一个中间构节部（32）枢接在一起形成一个所述弯转构节；

相邻两个所述弯转构节之间通过一个中间构节部（32）枢接并相互嵌套连在一起，其中，上方的弯转构节的位于下方的连接构节部（31）的一对左右方向的连接孔（312）与中间构节部（32）的左连接孔（A）、右连接孔（B）分别通过插设一根引线轴（33）枢接，下方的弯转构节的位于上方的连接构节部（31）的一对前后方向的连接孔（311）与中间构节部（32）的前连接孔（C）和后连接孔（D）分别通过插设一根引线轴（33）枢接，且位于该弯转构节下方的连接构节部（31）的下圆弧过度区（314）与相邻弯转构节的中间构节部（32）的前扇板（321）和后扇板（322）外端的弧面相互嵌套，将该弯转构节与其下方相邻的弯转构节连在一起；

若干个所述弯转构节的上端和下端依次通过枢接并嵌套连接形成一条弯转构节链。

2.根据权利要求1所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，包括第一左牵引线（51）、第一右牵引线（52）、第二前牵引线（53）和第二后牵引线（54），

所述左连接孔（A）、所述右连接孔（B）、所述前连接孔（C）和所述后连接孔（D）的引线轴（33）以及相邻所述弯转构节之间的中间构节部（32）的引线轴（33）的外端设置有穿线孔（50）；每个连接构节部（31）的一对前后方向的连接孔（311）与一对左右方向的连接孔（312）之间的前、后、左、右四侧分别设置有圆弧轨道槽（30）；

第一左牵引线（51）和第一右牵引线（52）分别穿过连接构节部（31）的一对左右方向的连接孔（312）中的引线轴（33）的穿线孔（50），再分别穿过该连接构节部（31）的左侧和右侧的圆弧轨道槽（30），最后分别穿过所述中间构节部（32）的左连接孔（A）和右连接孔（B）内的引线轴（33）的穿线孔（50），将同一个弯转构节内的位于上方的连接构节部（31）和中间构节部（32）系在一起；相邻弯转构节的中间构节部（32）的左连接孔（A）和右连接孔（B）内的引线轴（33）与连接构节部（31）的一对左右方向的连接孔（312）的引线轴（33）交替排列，分别形成引线轴左列和引线轴右列，第一左牵引线（51）和第一右牵引线（52）继续在相邻两个弯转构节之间的中间构节部（32）的左连接孔（A）和右连接孔（B）、连接构节部（31）的左侧和右侧的圆弧轨道槽（30）以及连接构节部（31）的一对左右方向的连接孔（312）的引线轴（33）的穿线孔（50）分别交替穿梭，将相邻弯转构节的引线轴左列和引线轴右列系在一起；

若干个所述弯转构节的引线轴（33）通过第一左牵引线（51）和第一右牵引线（52）分别从引线轴左列、引线轴右列的引线轴（33）的穿线孔（50）依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节的左右两侧系在一起；

同理，第二前牵引线（53）和第二后牵引线（54）分别穿过连接构节部（31）的一对前后方向的连接孔（311）中的引线轴（33）的穿线孔（50），再分别穿过该连接构节部（31）的前侧和后侧的圆弧轨道槽（30），最后分别穿过中间构节部（32）的前连接孔（C）和后连接孔（D）内的引线轴（33）的穿线孔（50），将同一个弯转构节内的位于下方的连接构节部（31）和中间构节部（32）系在一起；相邻弯转构节的中间构节部（32）的前连接孔（C）和后连接孔（D）内的引线轴（33）与连接构节部（31）的一对前后方向的连接孔（311）的引线轴（33）交替排列，分别形成引线轴前列和引线轴后列，第二前牵引线（53）和第二后牵引线（54）继续在相邻两个弯转构节之间的中间构节部（32）的前连接孔（C）和后连接孔（D）、连接构节部（31）的前侧和后侧的圆弧轨道槽（30）以及连接构节部（31）的一对前后方向的连接孔（311）的引线轴（33）的穿线孔（50）分别交替穿梭，将相邻弯转构节的引线轴前列和引线轴后列系在一起；

若干个所述弯转构节的引线轴（33）通过第二前牵引线（53）和第二后牵引线（54）分别从引线轴前列和引线轴后列的引线轴（33）的穿线孔（50）依次穿梭，将所述弯转构节链的所有弯转构节的前后两侧系在一起。

3.根据权利要求2所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，所述底座（1）包括机壳，所述机壳内装有第一舵机组（11）、第二舵机组（12）和底座架（13），

所述底座架（13）为矩形框架，包括八根立柱、一块底板、一块顶板和一块中间板，其中底板、中间板和顶板自下而上依次平行设置将底座架（13）分为上下两层，每层之间设置四根相互平行立柱支撑，将矩形框架一分为二形成上框架部和下框架部；

所述柔性连续体（2）的尾端节座（22）设置于所述底座架（13）的顶板上；

所述第一舵机组（11）和所述第二舵机组（12）均包括舵机，每个舵机的输出轴上设置有线轮，至少两根牵引线缠绕在线轮上，且牵引线依次穿设并系在所述弯转构节链的所有弯转构节上，所述第一舵机组（11）和所述第二舵机组（12）分别设置于上框架部和下框架部内。

4.根据权利要求3所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，

所述第一舵机组（11）包括第一舵机和第二舵机，所述第二舵机组（12）包括第三舵机和第四舵机，第一左牵引线（51）和第一右牵引线（52）的一端缠绕在第一舵机和第二舵机的线轮上，另一端穿设弯转构节链的引线轴左列和引线轴右列的引线轴（33）的穿线孔（50）上，第二前牵引线（53）和第二后牵引线（54）的一端缠绕在第三舵机和第四舵机的线轮上，另一端穿设弯转构节链的引线轴前列和引线轴后列的引线轴（33）的穿线孔（50）上。

5.根据权利要求4所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，

控制弯转构节链的引线轴左列和引线轴右列的所述第一左牵引线（51）和所述第一右牵引线（52）系在一起合二为一形成第一牵引线，控制弯转构节链的引线轴前列和引线轴后列的所述第二前牵引线（53）和所述第二后牵引线（54）系在一起合二为一形成第二牵引线，其中，牵引柔性连续体（2）中若干个弯转构节左右运动由第一牵引线控制，牵引柔性连续体（2）中若干个弯转构节前后运动由第二牵引线控制；由此将所述柔性连续体（2）中牵引若干个弯转构节运动的四根牵引线变成两根牵引线。

6.根据权利要求5所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，

所述第一舵机组（11）和所述第二舵机组（12）均包括一个舵机，所述第一牵引线和所述第二牵引线的中部分别缠绕在所述第一舵机组（11）和所述第二舵机组（12）的线轮上，第一牵引线的两端分别依次穿设并系在弯转构节链中控制左右运动的引线轴左列和引线轴右列的引线轴（33）的穿线孔（50）上，第二牵引线的两个端头分别系在弯转构节链中控制前后运动的引线轴前列和引线轴后列的引线轴（33）的穿线孔（50）上。

7.根据权利要求6所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，

所述机壳由一个上盖板（14）和四个侧面板（15）围成，所述上盖板（14）设置于柔性连续体（2）的尾端节座（22）与底座架（13）的顶板的连接处，四个侧面板（15）分别封住所述底座架（13）的四个侧面。

8.根据权利要求1所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，

所述云台摄像头由摄像头和旋转座组成，所述摄像头和所述麦克风设置于旋转座上，且所述摄像头和所述麦克风能在旋转座上转动。

9.根据权利要求1所述的桌面式连续体机器人，其特征在于，

所述底座（1）的机壳内设置有前控制电路板（41）和后控制电路板（42），

所述前控制电路板（41）内置有视觉处理算法软件与语音处理算法软件，前控制电路板（41）与摄像语音装置（3）通过数据线相连，其中，摄像语音装置（3）用于采集桌面式连续体机器人看到的视觉信息和听到的语音信息，并将这些视觉和语音信息发送至前控制电路板（41），由前控制电路板（41）处理采集到视觉信息和语音信息，实现人机交互功能；

所述后控制电路板（42）与第一舵机组（11）和第二舵机组（12）内的舵机相连，用于控制单个舵机的转动以及多个舵机之间的同步运动，通过控制牵引线牵引弯转构节链弯曲程度，进而实现柔性连续体的姿态和位置的控制，以提高摄像语音装置（3）与人之间信息交互的灵活度。