CN204235555U - 娱乐仿真机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种娱乐仿真机器人，包括骨架结构，所述骨架结构包括机器人下肢体骨架主体机构、机器人上肢体躯干机构、机器人头部机构、机器人左肩机构、机器人右肩机构，所述机器人下肢体骨架主体机构连接于所述机器人上肢体躯干机构下方，所述机器人头部机构连接于所述机器人上肢体躯干机构上方，所述机器人左肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构左侧，所述机器人右肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构右侧，所述骨架结构的各机构分别包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构。本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种安全可靠、模拟真实的娱乐仿真机器人，其动作丰富、表现生动且互动性强，为游客带来的极大的互动娱乐体验。

Description

娱乐仿真机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及娱乐仿真机器人。

背景技术

近几年，在电影的热潮引领下，机器人特技以实体的方式出现在人们的生活中，将电影元素转为现实，给人们的生活带来了新的亮点。在国内多家大型商场、楼盘、酒吧、酒店、广场等地方带来了新的视觉冲击，也强烈响应当今环保的理念。

随着机器人的飞速发展与应用，给人们的生活注入了新的元素和活力。机器人作为游乐设备一种新型特技，通过电影元素与主题公园特效相结合，给予游客惊险、刺激、真实的场景展示和娱乐体验，创造了巨大的经济价值，提升了城市整体水平，带动相关产业飞速发展。

机器人在国内外已经有一定的发展基础，在娱乐、教育、军工等方面也有应用，其承载方式也是各有不同：人工智能（法国Aldebaran Robotics公司将NAO人形机器人）、人控智能（日本水道橋重工的KURATAS机器人）、人扮智能（美国的Giant Robot）等。

游乐项目中，机器人在主题公园方面主要是与电影相互结合，将电影中科幻元素展现在现实生活中，与相应的主题项目巧妙结合，和观众有机互动，给人们带来新的娱乐体验。变形金刚系列机器人是主题公园项目中比较多见的一个项目，主要是通过钢雕展示的方式呈现，主要用于装饰，没有实质的动作发挥。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种娱乐仿真机器人。

本实用新型提供了一种娱乐仿真机器人，包括骨架结构，所述骨架结构包括机器人下肢体骨架主体机构、机器人上肢体躯干机构、机器人头部机构、机器人左肩机构、机器人右肩机构，所述机器人下肢体骨架主体机构连接于所述机器人上肢体躯干机构下方，所述机器人头部机构连接于所述机器人上肢体躯干机构上方，所述机器人左肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构左侧，所述机器人右肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构右侧，所述骨架结构的各机构分别包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人下肢体骨架主体机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括右腿电动缸、左腿电动缸，所述执行机构包括右腿骨架机构、左腿骨架机构、腰部连接机构，所述右腿电动缸与所述右腿骨架机构连接，所述右腿骨架机构与所述腰部连接机构连接，所述腰部连接机构与所述左腿骨架机构连接，所述左腿骨架机构与所述左腿电动缸连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人上肢体躯干机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括腰部电动缸，所述执行机构包括上肢体骨架机构，所述腰部连接机构与腰部电动缸连接，所述腰部连接机构与所述上肢体骨架机构连接，所述腰部电动缸与所述上肢体骨架机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人头部机构包括机器人头部俯仰机构，所述机器人头部俯仰机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括头部电动缸，所述执行机构包括头部骨架机构，所述头部电动缸与所述上肢体骨架机构连接，所述头部骨架机构与所述上肢体骨架机构连接，所述头部电动缸与所述头部骨架机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人头部机构还包括机器人头部旋转机构，所述机器人头部旋转机构包括头部减速机，所述头部减速机与所述头部骨架机构连接；所述机器人头部机构还包括嘴部气缸、牙部气缸、牙齿骨架机构，所述嘴部气缸与头部骨架机构安装连接，所述牙部气缸与所述头部骨架机构安装连接，所述牙部气缸与所述牙齿骨架机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人左肩机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括左肩部旋转电动缸、左肩部摆动电动缸、左手臂电动缸，所述执行机构包括左肩部旋转机构、左肩部骨架机构、左手臂骨架机构，所述左肩部旋转电动缸安装在所述上肢体骨架机构上，左肩部旋转机构与上肢体骨架机构连接；所述左肩部摆动电动缸安装在所述上肢体骨架机构上，所述左肩部骨架机构与所述左肩部旋转机构连接，所述左肩部旋转机构与所述上肢体骨架机构连接；所述左肩部骨架机构与所述左手臂电动缸连接，所述左手臂骨架机构与所述左手臂电动缸连接，所述左肩部骨架机构与所述左手臂骨架机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述骨架结构还包括机器人手腕弯曲机构，所述机器人手腕弯曲机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括左手腕气缸，所述执行机构包括左手掌骨架机构，所述左手腕气缸与所述左手臂骨架机构连接，所述左手掌骨架机构与所述左手臂骨架机构连接，所述左手掌骨架机构与所述左手臂骨架机构连接；所述骨架结构还包括机器人左手大拇指机构，所述机器人左手大拇指机构包括大拇指气缸、大拇指基座，所述大拇指基座安装在所述左手掌骨架机构上，所述大拇指气缸与所述大拇指基座连接，所述大拇指基座与所述大拇指骨架机构连接，所述大拇指气缸与所述大拇指骨架机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人右肩机构包括机器人右肩前后旋转机构，所述机器人右肩前后旋转机构包括右肩部旋转电动缸、右肩部旋转机构，所述右肩部旋转电动缸安装在所述上肢体骨架机构上，所述右肩部旋转机构与所述上肢体骨架机构连接；所述机器人右肩机构还包括机器人右肩左右摆动机构，所述机器人右肩左右摆动机构包括右肩部摆动电动缸、右肩部骨架机构，所述右肩部摆动电动缸安装在所述上肢体骨架机构上，所述右肩部骨架机构与所述右肩部旋转机构连接；所述机器人右肩机构包括机器人右手臂弯曲机构，所述机器人右手臂弯曲机构包括右手臂电动缸，所述右肩部骨架机构与所述右手臂电动缸连接，所述右手臂骨架机构与右手臂电动缸连接，所述右肩部骨架机构与所述右手臂骨架机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，该娱乐仿真机器人还包括控制系统，控制系统控制所述骨架结构在动力单元的驱动下进行展示表演和互动娱乐，且所述控制系统能够控制该娱乐仿真机器人的动作与声音进行配合。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制系统包括PLC控制单元，所述PLC控制单元控制动力单元的伺服电机的平均速度、加速度、运动范围、起止时间，同时PLC控制单元也能够控制各个气缸的起止时间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种安全可靠、模拟真实的娱乐仿真机器人，其动作丰富、表现生动且互动性强，为游客带来的极大的互动娱乐体验。

附图说明

图1是本实用新型娱乐仿真机器人的骨架结构示意图。

图2是本实用新型安装有外壳造型的娱乐仿真机器人。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型公开了一种一种娱乐仿真机器人，包括骨架结构，所述骨架结构包括机器人下肢体骨架主体机构、机器人上肢体躯干机构、机器人头部机构、机器人左肩机构、机器人右肩机构，所述机器人下肢体骨架主体机构连接于所述机器人上肢体躯干机构下方，所述机器人头部机构连接于所述机器人上肢体躯干机构上方，所述机器人左肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构左侧，所述机器人右肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构右侧，所述骨架结构的各机构分别包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构。

骨架结构的各机构包括上述的机器人下肢体骨架主体机构、机器人上肢体躯干机构、机器人头部机构、机器人左肩机构、机器人右肩机构，即机器人下肢体骨架主体机构包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构，机器人上肢体躯干机构包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构，机器人头部机构包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构，机器人左肩机构包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构，机器人右肩机构包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构。

所述机器人下肢体骨架主体机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括右腿电动缸1、左腿电动缸2，所述执行机构包括右腿骨架机构3、左腿骨架机构4、腰部连接机构5，所述右腿电动缸1与所述右腿骨架机构3连接，所述右腿骨架机构3与所述腰部连接机构5连接，所述腰部连接机构5与所述左腿骨架机构4连接，所述左腿骨架机构4与所述左腿电动缸2连接。

独立动作右腿电动缸1，该娱乐仿真机器人向左转动或回转；独立动作左腿电动缸2，该娱乐仿真机器人向右转动或回转；同时动作右腿电动缸1和左腿电动缸2，可使机器人下肢体骨架主体机构发生下蹲或起立动作。

所述机器人上肢体躯干机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括腰部电动缸6，所述执行机构包括上肢体骨架机构7，所述腰部连接机构5与腰部电动缸6连接，所述腰部连接机构5与所述上肢体骨架机构7连接，所述腰部电动缸6与所述上肢体骨架机构7连接。

腰部电动缸6动作，可使机器人上肢体躯干机构发生俯仰动作。

所述机器人头部机构包括机器人头部俯仰机构，所述机器人头部俯仰机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括头部电动缸8，所述执行机构包括头部骨架机构9，所述头部电动缸8与所述上肢体骨架机构7连接，所述头部骨架机构9与所述上肢体骨架机构7连接，所述头部电动缸8与所述头部骨架机构9连接。

所述机器人头部机构还包括机器人头部旋转机构，所述机器人头部旋转机构包括头部减速机31，所述头部减速机31与所述头部骨架机构9连接。

头部电动缸8动作，可使机器人头部上下俯仰；头部减速机31（与伺服电机连接）动作，可使机器人头部左右摆动。

所述机器人左肩机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括左肩部旋转电动缸10、左肩部摆动电动缸12、左手臂电动缸14，所述执行机构包括左肩部旋转机构11、左肩部骨架机构13、左手臂骨架机构15，所述左肩部旋转电动缸10安装在所述上肢体骨架机构7上，左肩部旋转机构11与上肢体骨架机构7连接，组成机器人左肩前后旋转机构。当左肩部旋转电动缸10动作，可使机器人左肩前后旋转。所述左肩部摆动电动缸12安装在所述上肢体骨架机构7上，所述左肩部骨架机构13与所述左肩部旋转机构11连接，所述左肩部旋转机构11与所述上肢体骨架机构7连接，组成机器人左肩左右摆动机构。当左肩部摆动电动缸12动作，可使机器人左肩左右摆动。所述左肩部骨架机构13与所述左手臂电动缸14连接，所述左手臂骨架机构15与所述左手臂电动缸14连接，所述左肩部骨架机构13与所述左手臂骨架机构15连接，组成机器人左手臂弯曲机构。左手臂电动缸14连接动作，可使机器人手臂发生弯曲伸展。

所述骨架结构还包括机器人手腕弯曲机构，所述机器人手腕弯曲机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括左手腕气缸16，所述执行机构包括左手掌骨架机构17，所述左手腕气缸16与所述左手臂骨架机构15连接，所述左手掌骨架机构17与所述左手臂骨架机构15连接，所述左手掌骨架机构17与所述左手臂骨架机构15连接。左手腕气缸16动作，可使机器人手腕弯曲或伸展。

所述骨架结构还包括机器人左手大拇指机构，所述机器人左手大拇指机构包括大拇指气缸18、大拇指基座19，所述大拇指基座19安装在所述左手掌骨架机构17上，所述大拇指气缸18与所述大拇指基座19连接，所述大拇指基座19与所述大拇指骨架机构20连接，所述大拇指气缸18与所述大拇指骨架机构20连接。

大拇指气缸18动作，可使机器人左手大拇指弯曲或伸展。该机器人有“大拇指、食指、中指、小指”共4个手指。

所述机器人右肩机构包括机器人右肩前后旋转机构，所述机器人右肩前后旋转机构包括右肩部旋转电动缸21、右肩部旋转机构22，所述右肩部旋转电动缸21安装在所述上肢体骨架机构7上，所述右肩部旋转机构22与所述上肢体骨架机构7连接；当右肩部旋转电动缸21动作，可使机器人右肩前后旋转。

所述机器人右肩机构还包括机器人右肩左右摆动机构，所述机器人右肩左右摆动机构包括右肩部摆动电动缸23、右肩部骨架机构24，所述右肩部摆动电动缸23安装在所述上肢体骨架机构7上，所述右肩部骨架机构24与所述右肩部旋转机构22连接；当右肩部摆动电动缸23动作，可使机器人右肩左右摆动。

所述机器人右肩机构包括机器人右手臂弯曲机构，所述机器人右手臂弯曲机构包括右手臂电动缸25，所述右肩部骨架机构23与所述右手臂电动缸25连接，所述右手臂骨架机构24与右手臂电动缸25连接，所述右肩部骨架机构23与所述右手臂骨架机构24连接；右手臂电动缸25连接动作，可使机器人右手臂发生弯曲或伸展。

所述机器人头部机构还包括嘴部气缸28、牙部气缸29、牙齿骨架机构30，所述嘴部气缸28与头部骨架机构9安装连接，所述牙部气缸29与所述头部骨架机构9安装连接，所述牙部气缸29与所述牙齿骨架机构30连接。

右手臂骨架机构26与 “加特林”仿真娱乐机炮27连接。

伺服电机通过电动缸、减速机推拉机器人各运动关节连杆机构运动，实现机器人仿生人体肢体动作。通过气缸驱动机器人嘴部和手部连杆机构运动，实现机器人仿生人体说话和手势。

该娱乐仿真机器人还包括控制系统，控制系统控制所述骨架结构在动力单元的驱动下进行展示表演和互动娱乐，且所述控制系统能够控制该娱乐仿真机器人的动作与声音进行配合。

所述控制系统包括PLC控制单元，所述PLC控制单元控制动力单元的伺服电机的平均速度、加速度、运动范围、起止时间，同时PLC控制单元也能够控制各个气缸的起止时间。

该娱乐仿真机器人以人形仿生设计，其落地占地长1900mm、宽1000mm，高度为3700mm，重量约为1.1t。

所述骨架结构主要以碳素钢、铝合金材料零件为主，部分采用POM材料零件。在保证机器人的机械传动强度下，也减轻机器人自身的重量。

所述机器人的机械传动采用伺服电机、气缸作为动力单元，通过电动缸、减速机、曲柄连杆等执行机构实现机器人的肢体动作。

该娱乐仿真机器人各关节动作的动力单元通过PLC控制单元统一控制。

所述PLC控制单元可控制各关节动力单元的伺服电机的平均速度、加速度、运动范围、起止时间等。同时PLC控制单元也可控制气缸动力单元的起止时间。

所述PLC控制单元通过机器人动作程序可使各动力单元独立、组合、统一动作，使机器人表现出人形仿生的肢体动作。

所述机器人动作程序在组合机器人肢体动作的同时，也可通过预设机器人语言组合表现。

所述预设机器人语言组合表现是采取人声预录调音，转换成的音频文件。在机器人肢体动作时播放其音频文件，在PLC控制单元控制机器人嘴巴和牙齿动力单元气缸的动作的起止时间，模拟出机器人语言表达。

所述机器人语言表达除了采用预设语言，还可以现场人工通过调音台现场互动。

现场互动有语言互动、肢体动作表演和武器秀。武器秀采用的为一款“加特林”娱乐仿真机炮，其与机器人骨架结构连接，可结合机器人肢体运动。

如图2所示，在骨架结构上也为该娱乐仿真机器人安装有外壳造型。所述外壳造型采用碳纤维材质，通过安装角码与机器人的骨架结构安装连接。

该娱乐仿真机器人共20个轴，其运动轴动作使机器人肢体动作、武器展示、调侃耍酷。机器人包括预设语言、和现场模拟两种方式实现现场互动娱乐，通过预设动作进行展示表演。机器人肢体动作和语言互动具有可编辑性，且表现生动，真实性强。执行机构电动缸与动力源伺服电机连接，通过推拉连杆机构动作，实现机器人肢体下蹲、起立、左转、右转，手臂弯曲、伸展、左右摆动、前后摆动，头部俯仰，腰部弯曲、伸展。通过伺服电机与减速机连接，直接驱动机器人头部旋转。通过气缸与连杆机构的连接，实现机器人手腕的弯曲伸展、手指的弯曲伸展、嘴巴的开合、牙齿的开合。

本实用新型提供了一种安全可靠、模拟真实的娱乐仿真机器人，其动作丰富、表现生动且互动性强，为游客带来的极大的互动娱乐体验

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种娱乐仿真机器人，其特征在于：包括骨架结构，所述骨架结构包括机器人下肢体骨架主体机构、机器人上肢体躯干机构、机器人头部机构、机器人左肩机构、机器人右肩机构，所述机器人下肢体骨架主体机构连接于所述机器人上肢体躯干机构下方，所述机器人头部机构连接于所述机器人上肢体躯干机构上方，所述机器人左肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构左侧，所述机器人右肩机构连接于所述机器人上肢体躯干机构右侧，所述骨架结构的各机构分别包括动力单元、及与所述动单元相连的执行机构。

2.根据权利要求1所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述机器人下肢体骨架主体机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括右腿电动缸（1）、左腿电动缸（2），所述执行机构包括右腿骨架机构（3）、左腿骨架机构（4）、腰部连接机构（5），所述右腿电动缸（1）与所述右腿骨架机构（3）连接，所述右腿骨架机构（3）与所述腰部连接机构（5）连接，所述腰部连接机构（5）与所述左腿骨架机构（4）连接，所述左腿骨架机构（4）与所述左腿电动缸（2）连接。

3.根据权利要求2所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述机器人上肢体躯干机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括腰部电动缸（6），所述执行机构包括上肢体骨架机构（7），所述腰部连接机构（5）与腰部电动缸（6）连接，所述腰部连接机构（5）与所述上肢体骨架机构（7）连接，所述腰部电动缸（6）与所述上肢体骨架机构（7）连接。

4.根据权利要求3所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述机器人头部机构包括机器人头部俯仰机构，所述机器人头部俯仰机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括头部电动缸（8），所述执行机构包括头部骨架机构（9），所述头部电动缸（8）与所述上肢体骨架机构（7）连接，所述头部骨架机构（9）与所述上肢体骨架机构（7）连接，所述头部电动缸（8）与所述头部骨架机构（9）连接。

5.根据权利要求4所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述机器人头部机构还包括机器人头部旋转机构，所述机器人头部旋转机构包括头部减速机（31），所述头部减速机（31）与所述头部骨架机构（9）连接；所述机器人头部机构还包括嘴部气缸（28）、牙部气缸（29）、牙齿骨架机构（30），所述嘴部气缸（28）与头部骨架机构（9）安装连接，所述牙部气缸（29）与所述头部骨架机构（9）安装连接，所述牙部气缸（29）与所述牙齿骨架机构（30）连接。

6.根据权利要求3所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述机器人左肩机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括左肩部旋转电动缸（10）、左肩部摆动电动缸（12）、左手臂电动缸（14），所述执行机构包括左肩部旋转机构（11）、左肩部骨架机构（13）、左手臂骨架机构（15），所述左肩部旋转电动缸（10）安装在所述上肢体骨架机构（7）上，左肩部旋转机构（11）与上肢体骨架机构（7）连接；所述左肩部摆动电动缸（12）安装在所述上肢体骨架机构（7）上，所述左肩部骨架机构（13）与所述左肩部旋转机构（11）连接，所述左肩部旋转机构（11）与所述上肢体骨架机构（7）连接；所述左肩部骨架机构（13）与所述左手臂电动缸（14）连接，所述左手臂骨架机构（15）与所述左手臂电动缸（14）连接，所述左肩部骨架机构（13）与所述左手臂骨架机构（15）连接。

7.根据权利要求6所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述骨架结构还包括机器人手腕弯曲机构，所述机器人手腕弯曲机构包括动力单元及执行机构，所述动力单元包括左手腕气缸（16），所述执行机构包括左手掌骨架机构（17），所述左手腕气缸（16）与所述左手臂骨架机构（15）连接，所述左手掌骨架机构（17）与所述左手臂骨架机构（15）连接，所述左手掌骨架机构（17）与所述左手臂骨架机构（15）连接；所述骨架结构还包括机器人左手大拇指机构，所述机器人左手大拇指机构包括大拇指气缸（18）、大拇指基座（19），所述大拇指基座（19）安装在所述左手掌骨架机构（17）上，所述大拇指气缸（18）与所述大拇指基座（19）连接，所述大拇指基座（19）与所述大拇指骨架机构（20）连接，所述大拇指气缸（18）与所述大拇指骨架机构（20）连接。

8.根据权利要求3所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述机器人右肩机构包括机器人右肩前后旋转机构，所述机器人右肩前后旋转机构包括右肩部旋转电动缸（21）、右肩部旋转机构（22），所述右肩部旋转电动缸（21）安装在所述上肢体骨架机构（7）上，所述右肩部旋转机构（22）与所述上肢体骨架机构（7）连接；所述机器人右肩机构还包括机器人右肩左右摆动机构，所述机器人右肩左右摆动机构包括右肩部摆动电动缸（23）、右肩部骨架机构（24），所述右肩部摆动电动缸（23）安装在所述上肢体骨架机构（7）上，所述右肩部骨架机构（24）与所述右肩部旋转机构（22）连接；所述机器人右肩机构包括机器人右手臂弯曲机构，所述机器人右手臂弯曲机构包括右手臂电动缸（25），所述右肩部骨架机构（23）与所述右手臂电动缸（25）连接，所述右手臂骨架机构（24）与右手臂电动缸（25）连接，所述右肩部骨架机构（23）与所述右手臂骨架机构（24）连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：该娱乐仿真机器人还包括控制系统，控制系统控制所述骨架结构在动力单元的驱动下进行展示表演和互动娱乐，且所述控制系统能够控制该娱乐仿真机器人的动作与声音进行配合。

10.根据权利要求9所述的娱乐仿真机器人，其特征在于：所述控制系统包括PLC控制单元，所述PLC控制单元控制动力单元的伺服电机的平均速度、加速度、运动范围、起止时间，同时PLC控制单元也能够控制各个气缸的起止时间。