CN202428447U - 二自由度机器人颈关节 - Google Patents

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Abstract

一种二自由度机器人颈关节，其第一伺服电机和第二伺服电机分别安装在颈关节基座上，U形件的U形底部通过安装孔与第一伺服电机的转动轴固联，U形件的U形上部通过第一组同轴转动副铰链与环形件相连；该环形件通过第二组同轴转动副铰链与拨杆的两端相连，该拨杆的中部固联在头部件连接杆的一端，该头部件连接杆的另一端与机器人头部件相联，上述头部件连接杆通过转动副铰链与头部件基座相连，该头部件基座通过第三组同轴转动副铰链与颈关节基座相连，上述头部件基座的一侧通过安装孔与第二伺服电机的转动轴固联。本实用新型具有结构简单、承载能力强和工艺性好等优点，可实现颈关节的前屈与后伸和左右旋转运动，适合做人形机器人的颈关节。

Description

二自由度机器人颈关节
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及一种人形机器人的颈关节。
背景技术
能模拟人类运动的拟人机器人的研究是机器人技术领域的重要课题，引起了众多学者的关注和兴趣。在拟人机器人结构设计中，机器人各关节的合理设计非常重要。拟人机器人颈关节一般都采用二维转动结构，即机器人颈部可实现前屈与后伸（低头与仰头）和左右旋转的二维转动运动。目前，机器人颈关节通常采用串联结构，这种串联结构机器人颈关节存在结构复杂、承载能力低等不足。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种并且结构简单、承载能力强的二自由度机器人颈关节。
本实用新型主要包括颈关节基座、伺服电机、U形件、环形件、拨杆、头部件基座、头部件连接杆和同轴转动副铰链。其中第一伺服电机安装在颈关节基座的底部，第二伺服电机安装在颈关节基座侧面， U形件的U形底部通过安装孔与第一伺服电机的转动轴固联，该U形件的U形上部通过第一组同轴转动副铰链与环形件相连，上述第一伺服电机的转动轴轴线与第一组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间互相垂直并共面；上述环形件通过第二组同轴转动副铰链与拨杆的两端相连，上述第一组同轴转动副铰链的转轴轴线与第二组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间相互垂直并共面；上述拨杆的中部固联在头部件连接杆的一端，该头部件连接杆的另一端与机器人头部件相联，上述头部件连接杆通过转动副铰链与头部件基座相连，该头部件基座通过第三组同轴转动副铰链与颈关节基座相连，上述头部件基座的一侧通过安装孔与第二伺服电机的转动轴固联，上述转动副铰链的转轴轴线与第三组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间互相垂直并共面。
通过第一伺服电机驱动U形件，U形件带动环形件，环形件带动拨杆，拨杆带动头部件连接杆绕转动副铰链的转轴轴线转动；第二伺服电机驱动头部件基座，头部件基座带动头部件连接杆绕第三组同轴转动副铰链的转轴轴线转动。由于机器人头部件安装在所述头部件连接杆的一端，可实现前屈与后伸（低头与仰头）和左右旋转的二维转动运动。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：能够较真实地模拟人类的颈部运动，并且机构简单、承载能力强、工艺性好。
附图说明  
图1是本实用新型的立体示意图。
图2是本实用新型的局部结构示意图。
具体实施方式
在图1和图2所示的二自由度机器人颈关节立体示意图中，第一伺服电机2安装在颈关节基座1的底部，第二伺服电机9安装在颈关节基座侧面， U形件3的U形底部通过安装孔与第一伺服电机的转动轴固联，该U形件的U形上部通过第一组同轴转动副铰链13、16与环形件4相连，上述第一伺服电机的转动轴轴线与第一组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间互相垂直并共面；上述环形件通过第二组同轴转动副铰链12、15与拨杆10的两端相连，上述第一组同轴转动副铰链的转轴轴线与第二组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间相互垂直并共面；上述拨杆的中部固联在头部件连接杆11的一端，该头部件连接杆的另一端与机器人头部件8相联，上述头部件连接杆通过转动副铰链14与头部件基座7相连，该头部件基座通过第三组同轴转动副铰链5、6与颈关节基座相连，上述头部件基座的一侧通过安装孔与第二伺服电机的转动轴固联。上述转动副铰链的转轴轴线与第三组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间互相垂直并共面。

Claims (3)

1.一种二自由度机器人颈关节，包括颈关节基座（1）、第一伺服电机（2）和第二伺服电机（9）、U形件（3）、环形件（4）、拨杆（10）、头部件基座（7）和头部件连接杆（11）等，其中，第一伺服电机安装在颈关节基座的底部，第二伺服电机安装在颈关节基座侧面， U形件的U形底部通过安装孔与第一伺服电机的转动轴固联，其特征在于：U形件的U形上部通过第一组同轴转动副铰链（13、16）与环形件相连，该环形件通过第二组同轴转动副铰链（12、15）与拨杆的两端相连，该拨杆的中部固联在头部件连接杆的一端，该头部件连接杆的另一端与机器人头部件（8）相联，上述头部件连接杆通过转动副铰链（14）与头部件基座（7）相连，该头部件基座通过第三组同轴转动副铰链（5、6）与颈关节基座相连。
2.根据权利要求1所述的二自由度机器人颈关节，其特征在于：第一伺服电机的转动轴轴线与第一组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间相互垂直并共面。
3.根据权利要求1所述的二自由度机器人颈关节，其特征在于：第一组同轴转动副铰链的转轴轴线与第二组同轴转动副铰链的转轴轴线在空间相互垂直并共面。
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