CN118081796A - 人形机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种人形机器人，涉及机器人领域。人形机器人包括胯部支撑件、腰部支撑件、固定件、旋转驱动件、直线驱动件。腰部支撑件开设有限位孔；固定件的限位部穿设于限位孔并能够沿限位孔移动，旋转驱动件设于固定件，旋转驱动件的输出端与腰部支撑件连接，旋转驱动件用于驱动腰部支撑件转动；直线驱动件至少设有两个，直线驱动件的一端与固定件通过一向心关节轴承连接，直线驱动件的另一端与胯部支撑件通过另一向心关节轴承连接；固定件的第一侧和第二侧均至少设置有一个直线驱动件。本申请提供的人形机器人，能够实现腰部多种动作，如腰部转动、前倾、后仰、左倾、右倾、左侧前倾、右侧前倾等，满足人形机器人的仿生动作预期效果。

Description

人形机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种人形机器人。

背景技术

随着科技的发展，人形机器人被应用越来越广泛，给人们的生活和生产带来了极大的便利。

目前，人形机器人能够模仿一些简单的人类动作，例如前倾、后倾等弯腰动作，但是，实现的弯腰往往比较单一，达不到预期效果。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种人形机器人。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种人形机器人，该人形机器人包括：

胯部支撑件；

腰部支撑件，开设有限位孔；

固定件，所述固定件上设置有限位部，所述限位部穿设于所述限位孔并能够沿所述限位孔移动，且所述固定件包括相对设置的第一侧和第二侧；

旋转驱动件，设置于所述固定件，所述旋转驱动件的输出端与所述腰部支撑件连接，所述旋转驱动件用于驱动所述腰部支撑件转动；

直线驱动件，至少设置有两个，所述直线驱动件的一端与所述固定件通过一向心关节轴承连接，所述直线驱动件的另一端与所述胯部支撑件通过另一向心关节轴承连接；其中，所述第一侧和所述第二侧均至少设置有一个所述直线驱动件。

本申请提供的人形机器人，旋转驱动件驱动腰部支撑件转动，同时在固定件的限位部与腰部支撑件的限位孔的作用下，限制了腰部的转动范围，由于固定件的第一侧和第二侧均至少设置有一个直线驱动件，当位于固定件两侧的直线驱动件同时伸缩运动时，限位部与限位孔的孔壁发生干涉，使腰部支撑件能够进行前倾或后仰动作，实现腰部的前倾或后仰动作；当位于固定件两侧的直线驱动件分别单独伸缩运动时，固定件带动腰部支撑件运动，在向心关节轴承的作用下，固定件能够带动腰部支撑件朝向左侧、右侧方向动作，同时能够实现朝向左侧、右侧方向做左侧前倾、右侧前倾、左侧后仰和右侧后仰的动作，实现人体的多方位仿生动作，满足人形机器人的仿生动作预期效果。

另外，根据本申请的人形机器人，还可具有如下附加的技术特征：

在其中一个实施例中，人形机器人还包括连杆机构，所述连杆机构的一端与所述固定件铰接，所述连杆机构的另一端与所述胯部支撑件铰接。

在其中一个实施例中，所述连杆机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件与所述第二杆件铰接，所述第一杆件远离所述第二杆件的一端与所述胯部支撑件固定连接；

所述第二杆件远离所述第一杆件的一端与所述固定件铰接。

在其中一个实施例中，所述连杆机构还包括第三杆件，所述第三杆件的一端与所述固定件铰接，所述第三杆件的另一端与所述第一杆件远离所述胯部支撑件的一端铰接。

在其中一个实施例中，所述固定件上设置有连接部；

所述人形机器人还包括铰接支座，所述铰接支座包括支座本体和U型吊耳，所述支座本体与所述连接部转动连接，所述支座本体的相对两侧分别设置有铰接轴，所述U型吊耳通过转轴与所述第三杆件铰接；

所述第二杆件设置有两个，每个所述第二杆件对应地与一个所述铰接轴铰接。

在其中一个实施例中，所述第一杆件远离所述胯部支撑件的一端设置有U型口，所述第三杆件远离所述固定件的一端位于所述U型口内并与所述第一杆件通过销轴铰接；

所述第一杆件的相对两侧至少设置有一个连接孔，销轴穿设于所述连接孔，以使每个所述第二杆件与所述第一杆件铰接。

在其中一个实施例中，所述支座本体上开设有通孔，所述连接部上设置有固定柱，所述固定柱穿设于所述通孔以使所述连接部与所述支座本体转动连接。

在其中一个实施例中，所述固定柱的轴线与所述铰接轴的轴线垂直。

在其中一个实施例中，所述固定柱上套设有第一轴承，所述第一轴承的外圈与所述通孔的孔壁过盈配合。

在其中一个实施例中，所述连杆机构的任意一个铰接处均设置有第二轴承。

进一步地，所述第一轴承和所述第二轴承均为满针滚针轴承。

在其中一个实施例中，所述直线驱动件设置有三个，三个所述直线驱动件并列设置，且所述第一侧和所述第二侧均设置有一个所述直线驱动件，另一个所述直线驱动件位于两个所述直线驱动件之间，并分别与所述固定件和所述胯部支撑件通过向心关节轴承连接。

在其中一个实施例中，所述限位孔为弧形孔。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例提供的人形机器人的局部一视角立体结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例提供的人形机器人的局部另一视角立体结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中的人形机器人的局部的一视角结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中的人形机器人的局部分解结构示意图；

图5示出了本申请一些实施例中的连杆机构与胯部支撑件的装配结构示意图；

图6示出了本申请一些实施例中的连杆机构的分解结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中的第一杆件的一视角立体结构示意图；

图8示出了本申请一些实施例中的固定件的立体结构示意图；

图9示出了本申请一些实施例中的铰接支座的立体结构示意图；

图10示出了本申请一些实施例中的腰部支撑件的一视角结构示意图。

主要元件符号说明：

100-胯部支撑件；200-腰部支撑件；210-限位孔；300-旋转驱动件；400-固定件；401-第一侧；402-第二侧；403-贯穿孔；410-限位部；420-连接部；430-铰接支座；431-支座本体；4311-通孔；4312-铰接轴；432-U型吊耳；433-转轴；440-固定柱；450-第一轴承；500-直线驱动件；600-向心关节轴承；700-连杆机构；710-第一杆件；711-连接孔；712-U型口；720-第二杆件；721-弯钩部；722-销孔；730-第三杆件；740-销轴；750-第二轴承。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

相关技术中，人形机器人能够模仿一些简单的人类动作，例如前倾、后倾等弯腰动作，但是，实现的弯腰往往比较单一，达不到预期效果。

如图1至图3所示，为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种人形机器人，能够实现人形机器人的腰部多种动作，如腰部转动、前倾、后仰、左倾、右倾、左侧前倾、右侧前倾等动作。

该人形机器人包括：胯部支撑件100、腰部支撑件200、固定件400、旋转驱动件300、直线驱动件500。

其中，胯部支撑件100用于安装人形机器人的胯部，并能够与人形机器人的腿部连接。腰部支撑件200与人形机器人的腰部连接。

所述腰部支撑件200开设有限位孔210，所述固定件400上设置有限位部410，所述限位部410穿设于所述限位孔210并能够沿所述限位孔210移动，且所述固定件400包括相对设置的第一侧401和第二侧402，例如，第一侧401为人形机器人的左侧，第二侧402为人形机器人的右侧。

所述旋转驱动件300设置于所述固定件400，固定件400上开设贯穿其的贯穿孔403，所述旋转驱动件300的输出端穿设于贯穿孔403与所述腰部支撑件200连接，所述旋转驱动件300用于驱动所述腰部支撑件200转动。

结合图4所示，所述直线驱动件500至少设置有两个，所述直线驱动件500的一端与所述固定件400通过一向心关节轴承600连接，所述直线驱动件500的另一端与所述胯部支撑件100通过另一向心关节轴承600连接；其中，所述第一侧401和所述第二侧402均至少设置有一个所述直线驱动件500。

本实施例中，通过旋转驱动件300驱动腰部支撑件200转动，同时在固定件400的限位部410与腰部支撑件200的限位孔210的作用下，限制了腰部的转动范围。由于固定件400的第一侧401和第二侧402均至少设置有一个直线驱动件500，这样，当位于固定件400两侧的直线驱动件500同时伸缩运动时，限位部410与限位孔210的孔壁发生干涉，使腰部支撑件200能够进行前倾或后仰动作，实现腰部的前倾或后仰动作；当位于固定件400两侧的直线驱动件500分别单独伸缩运动时，固定件400带动腰部支撑件200运动，在向心关节轴承600的作用下，固定件400能够带动腰部支撑件200朝向左侧、右侧方向动作，即能够实现腰部的左右摆动，同时还能够实现朝向左侧、右侧方向做左侧前倾、右侧前倾、左侧后仰和右侧后仰的动作，实现人体的多方位仿生动作，满足人形机器人的仿生动作预期效果。

示例性地，当第一侧401的直线驱动件500做伸出的动作，第二侧402的直线驱动件500做收缩动作时，此时，固定件400整体向第二侧402即右侧动作，支撑腰部支撑件200也跟随向右侧动作，从而实现腰部的向右侧动作，再结合旋转驱动件300驱动腰部支撑件200转动，即能够实现腰部的右侧扭动，具有仿生人体的腰部动作。同理，当需要腰部向左侧运动时，第一侧401的直线驱动件500做收缩的动作，第二侧402的直线驱动件500做伸出动作。

需要说明的是，旋转驱动件300可以选择旋转舵机，直线驱动件500可以选择直线执行器或气缸等用于直线驱动的驱动器。

如图1和图2所示，在一些实施例中，人形机器人还包括连杆机构700，所述连杆机构700的一端与所述固定件400铰接，所述连杆机构700的另一端与所述胯部支撑件100铰接。

本实施例中，通过设置连杆机构700分别与固定件400和胯部支撑件100连接，这样，在直线驱动件500工作时，连接机构能够进行对固定件400相对胯部支撑件100移动时起到限制和支撑作用，使腰部动作时更加稳定，实现整体结构的稳定性。

结合图3所示，在上述连杆机构700的实施例中，示例性地，所述连杆机构700包括第一杆件710和第二杆件720，所述第一杆件710与所述第二杆件720铰接，所述第一杆件710远离所述第二杆件720的一端与所述胯部支撑件100固定连接；所述第二杆件720远离所述第一杆件710的一端与所述固定件400铰接。

本实施例中，通过第一杆件710和第二杆件720实现连杆机构700的作用，通过第一杆件710和第二杆件720的作用，以及胯部支撑件100的作用，使固定件400相对胯部支撑件100动作时，仅能沿连杆机构700形成的固定轴线旋转，从而实现其前后的前倾和后仰的动作，进而使腰部前倾和腰部后仰的角度范围进行了限制，防止腰部的前倾和后仰角度过大。

如图3和图5所示，在上述实施例中，进一步地，所述连杆机构700还包括第三杆件730，所述第三杆件730的一端与所述固定件400铰接，所述第三杆件730的另一端与所述第一杆件710远离所述胯部支撑件100的一端铰接。

本实施例中，通过设置第一杆件710、第二杆件720和第三杆件730构成连杆机构700，在第三杆件730分别与第一杆件710和固定件400的铰接作用下，使固定件400在动作时更加稳定。

如图8所示，在一个实施例中，所述固定件400上设置有连接部420，连接部420沿固定件400的边缘向远离该边缘位置的方向延伸设置。

结合图4、图6所示，所述人形机器人还包括铰接支座430，所述铰接支座430包括支座本体431和U型吊耳432，所述支座本体431与所述连接部420转动连接，所述支座本体431的相对两侧分别设置有铰接轴4312，所述U型吊耳432通过转轴433与所述第三杆件730铰接；

结合图3所示，所述第二杆件720设置有两个，每个所述第二杆件720对应地与一个所述铰接轴4312铰接。

本实施例中，通过设置铰链支座，并在固定件400上设置与铰接支座430连接的连接部420，具体地，支座本体431与连接部420转动连接，U型吊耳432与支座本体431固定连接，第三杆件730与U型吊耳432通过转轴433实现铰接，一个第二杆件720与一个铰接轴4312铰接，另一个第二杆件720与另一个铰接轴4312铰接，其中，第三杆件730位于两个第二杆件720之间。这样的结构设置，使连接机构动作时的稳定性更好。

示例性地，转轴433和铰接轴4312上均套设有满针滚针轴承，以减少转动处的摩擦，同时，使各个位置转动时更加顺畅。

如图6和图7所示，在上述连杆机构700的一个实施例中，示例性地，所述第一杆件710远离所述胯部支撑件100的一端设置有U型口712，所述第三杆件730远离所述固定件400的一端位于所述U型口712内并与所述第一杆件710通过销轴740铰接。所述第一杆件710的相对两侧至少设置有一个连接孔711，销轴740穿设于所述连接孔711，以使每个所述第二杆件720与所述第一杆件710铰接。

具体地，第二杆件720上设置有销孔722，销轴740穿设于连接孔711和销孔722内，以实现第二杆件720与第一杆件710的铰接。

如图7所示，示例性地，连接孔711设置有两个，第二杆件720上设置有一个销孔722，同时，第二杆件720上设置有弯钩部721，销轴740设置有两个。其中，一个销轴740分别穿设于销孔722和连接孔711内，另一个销轴740穿设于连接孔711，同时弯钩部721部分包裹于销轴740位于连接孔711外部的部分，以使第一杆件710和第二杆件720铰接。

当然，在其他实施例中，第一杆件710和第二杆件720的铰接结构也可以由其他铰接结构构成，并不仅限于上述结构。

示例性地，分别穿设于连接孔711和销孔722的销轴740上套设有满针滚针轴承，以便于转动。同时，满针滚针轴承在相同的内径条件下，具有更小的外径，占用体积小，并且具备较大的载荷和刚性。这样，以减少连杆机构700的占用空间，便于人形机器人的内部空间布局。

如图3和图9所示，在上述铰接支座430的实施例中，示例性地，所述支座本体431上开设有通孔4311，所述连接部420上设置有固定柱440，所述固定柱440穿设于所述通孔4311以使所述连接部420与所述支座本体431转动连接。这样的设置，使连接部420与支座本体431的相对转动的结构更加简单，便于装配。

在上述实施例中，示例性地，所述固定柱440的轴线与所述铰接轴4312的轴线垂直。

如图6所示，在上述具有固定柱440的实施例中，所述固定柱440上套设有第一轴承450，所述第一轴承450的外圈与所述通孔4311的孔壁过盈配合。本实施例中，通过在固定柱440上套设第一轴承450，这样，便于固定柱440与支座本体431的相对转动。

继续参阅图6所示，在上述具有连杆机构700的任意一个实施例中，所述连杆机构700的任意一个铰接处均设置有第二轴承750。通过第二轴承750的设置，便于各个铰接处的转动。

示例性地，所述第一轴承450和所述第二轴承750均为满针滚针轴承。由于满针滚针轴承在相同的内径条件下，具有更小的外径，使其占用体积小，并且满针滚针轴承具备较大的载荷和刚性。这样，以减少连杆机构700的占用空间，便于人形机器人的内部空间布局。

在一些实施例中，人形机器人也可以不设置连杆机构700，通过将所述直线驱动件500设置有三个，三个所述直线驱动件500并列设置，且所述第一侧401和所述第二侧402均设置有一个所述直线驱动件500，另一个所述直线驱动件500位于两个所述直线驱动件500之间，并分别与所述固定件400和所述胯部支撑件100通过向心关节轴承600连接。这样，位于中间的直线驱动件500也能够对固定件400的转动起到限制作用。

当然，在其他实施例中，直线驱动件500也可以设置四个、五个、六个等，如固定件400的第一侧401和第二侧402均设置两个，或固定件400的第一侧401和第二侧402均设置两个，固定件400与胯部支撑件100之间设置一个直线驱动件500或两个驱动件。因此，直线驱动件500的数量并不仅限于上述的举例数量，可以根据产品的实际需要进行调整。

如图10所示，在上述任意一个实施例中，所述限位孔210为弧形孔。限位部410通过与弧形孔配合，这样，旋转驱动件300驱动腰部支撑件200转动时，固定件400的限位部410沿弧形孔移动，更有利于限位部410的移动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种人形机器人，其特征在于，包括：

胯部支撑件；

腰部支撑件，开设有限位孔；

固定件，所述固定件上设置有限位部，所述限位部穿设于所述限位孔并能够沿所述限位孔移动，且所述固定件包括相对设置的第一侧和第二侧；

旋转驱动件，设置于所述固定件，所述旋转驱动件的输出端与所述腰部支撑件连接，所述旋转驱动件用于驱动所述腰部支撑件转动；

直线驱动件，至少设置有两个，所述直线驱动件的一端与所述固定件通过一向心关节轴承连接，所述直线驱动件的另一端与所述胯部支撑件通过另一向心关节轴承连接；其中，所述第一侧和所述第二侧均至少设置有一个所述直线驱动件。

2.根据权利要求1所述的人形机器人，其特征在于，还包括连杆机构，所述连杆机构的一端与所述固定件铰接，所述连杆机构的另一端与所述胯部支撑件铰接。

3.根据权利要求2所述的人形机器人，其特征在于，所述连杆机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件与所述第二杆件铰接，所述第一杆件远离所述第二杆件的一端与所述胯部支撑件固定连接；

所述第二杆件远离所述第一杆件的一端与所述固定件铰接。

4.根据权利要求3所述的人形机器人，其特征在于，所述连杆机构还包括第三杆件，所述第三杆件的一端与所述固定件铰接，所述第三杆件的另一端与所述第一杆件远离所述胯部支撑件的一端铰接。

5.根据权利要求4所述的人形机器人，其特征在于，所述固定件上设置有连接部；

所述人形机器人还包括铰接支座，所述铰接支座包括支座本体和U型吊耳，所述支座本体与所述连接部转动连接，所述支座本体的相对两侧分别设置有铰接轴，所述U型吊耳通过转轴与所述第三杆件铰接；

所述第二杆件设置有两个，每个所述第二杆件对应地与一个所述铰接轴铰接。

6.根据权利要求5所述的人形机器人，其特征在于，所述第一杆件远离所述胯部支撑件的一端设置有U型口，所述第三杆件远离所述固定件的一端位于所述U型口内并与所述第一杆件通过销轴铰接；

所述第一杆件的相对两侧至少设置有一个连接孔，销轴穿设于所述连接孔，以使每个所述第二杆件与所述第一杆件铰接。

7.根据权利要求5所述的人形机器人，其特征在于，所述支座本体上开设有通孔，所述连接部上设置有固定柱，所述固定柱穿设于所述通孔以使所述连接部与所述支座本体转动连接。

8.根据权利要求7所述的人形机器人，其特征在于，所述固定柱的轴线与所述铰接轴的轴线垂直。

9.根据权利要求7所述的人形机器人，其特征在于，所述固定柱上套设有第一轴承，所述第一轴承的外圈与所述通孔的孔壁过盈配合。

10.根据权利要求2-6中任一项所述的人形机器人，其特征在于，所述连杆机构的任意一个铰接处均设置有第二轴承。

11.根据权利要求1所述的人形机器人，其特征在于，所述直线驱动件设置有三个，三个所述直线驱动件并列设置，且所述第一侧和所述第二侧均设置有一个所述直线驱动件，另一个所述直线驱动件位于两个所述直线驱动件之间，并分别与所述固定件和所述胯部支撑件通过向心关节轴承连接。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的人形机器人，其特征在于，所述限位孔为弧形孔。