CN204814702U - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人，该机器人包括主体和机械臂机构，主体的底部装配有支撑机器人移动的滑轮，其中，主体还包括相对设置的两个第一侧面和相对设置的两个第二侧面，每一个第一侧面都不与任何一个第二侧面平行，机械臂机构装配在两个第一侧面中的一个第一侧面上，两个第二侧面中的每一个第二侧面上设置有握持部。由于在主体的相对的两个第二侧面上分别设置有握持部，因而可以方便地移动机器人，尤其是使得机器人的转弯移动变得极为容易，从而提高了器人移动的灵活性。

Description

一种机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

随着机器人技术的不断进步，替代物理治疗师的各种类型的康复机器人广泛地应用于康复训练中。目前的康复机器人通常包括主体和机械臂机构，其中主体的底部装配有支撑康复机器人移动的滑轮，该主体还包括相对设置的两个侧面，机械臂机构装配在该相对设置的两个侧面中的一者上。为了在康复康复训练的使用过程中满足其移动需要，该康复机器人还包括装配在主体的相对设置的两个侧面中没有装配机械臂机构的侧面上的把手。

然而，本申请的发明人发现，康复机器人的移动仅依赖于装配在主体的相对设置的两个侧面中没有装配机械臂机构的侧面上的把手，在康复机器人的转弯移动时较为困难，从而使得康复机器人移动的灵活性较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种机器人，以提高该机器人移动时的灵活性，尤其是当该机器人应用于康复训练中时，上述效果尤为明显。

为此，本实用新型实施方式提供了一种机器人，包括主体和机械臂机构，所述主体的底部装配有支撑所述机器人移动的滑轮，其中，所述主体还包括相对设置的两个第一侧面和相对设置的两个第二侧面，每一个所述第一侧面都不与任何一个所述第二侧面平行，所述机械臂机构装配在所述两个第一侧面中的一个第一侧面上，所述两个第二侧面中的每一个第二侧面上设置有握持部。

本实用新型提供的上述机器人，由于在机器人的主体的相对设置的两个第二侧面上分别设置有握持部，因而可以方便地移动机器人，尤其是使得机器人的转弯移动变得极为容易，从而提高了机器人移动的灵活性。

具体的，在本实用新型的一个实施方式中，分别设置在所述两个第二侧面上的握持部对称分布。其中握持部可以为凹槽或者凸起。分别在所述两个第二侧面上设置的握持部的数量不限，例如可以为一个或两个等。为了满足使用者的手指部的关节以适合握持，凹槽的横截面优选采用L型，从而符合人体工程学。

另外，在本实用新型的另一实施方式中，为了降低对加工工艺的要求，所述分别设置在所述两个第二侧面上的凹槽通过设置在没有装配所述机械臂机构的第一侧面上的凹槽相连通，即将分别在所述两个第二侧面上设置的凹槽形成为通槽。

为了进一步地提高机器人移动的灵活性，本实用新型的又一实施方式中，该机器人还包括设置在没有装配所述机械臂机构的第一侧面上的把手。

上述机器人可应用在任何需要移动的应用领域中，例如可应用在康复训练中，即该机器人可以为康复机器人。康复机器人可应用在下肢康复训练中，其中机械臂机构包括升降部、节臂部、和小腿固定器；其中，所述升降部与所述主体的第一侧面沿竖直方向滑动装配，所述节臂部通过第一电动机驱动的第一轴枢转连接至所述升降部，所述小腿固定器通过第二电动机驱动的第二轴枢转连接至所述节臂部的末端，所述第一轴和所述第二轴平行且垂直于下肢的延伸方向。其中，节臂部可以为一个节臂，或者也可以包括通过第三电动机驱动的第三轴顺序枢转连接的至少两个节臂，且所述第三轴平行于所述第一轴。

在本实用新型的又一实施方式中，所述机械臂机构还包括脚固定器，通过第四电动机驱动的与所述第二轴同轴的第四轴枢转连接至所述至少两个节臂的末节臂，从而实现脚踝处的康复训练。

具体地，所述第一电动机、所述第二电动机、所述第三电动机和所述第四电动机分别为伺服电动机。为了使得机器人的结构紧凑，所述第二电动机和所述第四电动机装配在所述末节臂中，并分别通过带传动机构驱动相应的所述第二轴和所述第四轴。

附图说明

图1为本实用新型提供的机器人的使用状态示意图；

图2为本实用新型提供的的机器人第一实施方式的一立体结构示意图；

图3为图2示出的机器人的局部俯视图；

图4为本实用新型提供的机器人第二实施方式的一立体结构示意图；

图5为本实用新型提供的机器人第三实施方式的后视结构示意图；

图6为本实用新型提供的机器人第四实施方式的一立体结构示意图；

图7为图5示出的机器人的左视图；

图8为图5示出的机器人C-C处的剖面示意图；

图9为图8中D处的放大示意图。

具体实施方式

在机器人的很多应用场合，需要移动机器人(尤其是康复机器人)以满足不同的需求，本实用新型提供的机器人的主体包括相对设置的两个第一侧面和相对设置的两个第二侧面，其中机械臂机构装置在两个第一侧面的其中一者上，且每一个第一侧面都不与任何一个第二侧面平行，并且在主体的相对设置的两个第二侧面上分别设置有握持部，因而可以方便地移动机器人，尤其是使得机器人的转弯移动变得极为容易，从而提高了机器人移动的灵活性。

为更清楚地理解本实用新型实施方式，参照附图，以具体的实施例进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，其中图1为机器人100的使用状态图，图2为本实用新型的第一实施方式中的机器人的结构示意图，其包括主体11和机械臂机构12，其中主体11的底部装配有支撑机器人100移动的滑轮14，该主体11还包括相对设置的两个第一侧面113、114和相对设置的两个第二侧面111、112，并且每一个第一侧面都不与任何一个第二侧面平行，机械臂机构12装配在第一侧面114上，分别在两个第二侧面111、112上设置的一个握持部，其中第二侧面111对应设置握持部1111，第二侧面112对应设置的握持部在图中不可见。

其中，握持部可以为凹槽或凸起，只要用户可以握持即可。例如，两个握持部可以同时为设置在相对的两个第二侧面111、112上的凹槽；或者，可以同时为设置在相对的两个第二侧面111、112上的凸起；当然，还可以采用其中一者为凹槽、另一者为凸起的形式。在本实施方式中，采用两个握持部同时为设置在相对的两个第二侧面111、112上的凹槽的形式。

采用本实施例提供的机器人，当需要移动机器人时，如图3所示，用户可以握住握持部1111和第二侧面112上的握持部施加图3中所示的作用力(如带箭头A的直线所示)，方便地移动该机器人，并且如图3所示，由于握持部分别设置于主体11的两个第二侧面上，当施加图3中带箭头B的直线所示的作用力时，还可以形成使主体11转动的扭矩，从而使得机器人的转弯移动也极为容易，从而提高了机器人移动的灵活性。

另外，握持部1111可以为两个、三个或多个；同理，设置在第二侧面112上的握持部也可以为两个、三个或多个。

需要说明的是，机械臂机构12中节臂部122的具体结构型式不限，只要能够满足机器人的应用即可，例如可以包括一个节臂(例如图2和图4所示),此时节臂部的末端是指该一个节臂远离升降部的一端；当然节臂部122也可以包括两个节臂(如图5所示)，当然，或者也可以包括多个节臂，具体根据机器人的应用来选择，此时，节臂部的末端是指末节臂远离其前一节臂的一端，节臂的个数越多，机械臂机构的自由度越多，动作的灵活度也越高。当节臂部包括三个节臂时，三个节臂通过两个第三电动机对应驱动的两根第三轴顺序枢转连接。例如当机器人为用于下肢的康复训练的康复机器人时，继续参照图1和图5所示，在一个实施方式中，其中机械臂机构包括：

与主体11的第一侧面114沿竖直方向(图5中带双向箭头的直线所示)滑动装配的升降部121、节臂部122包括顺序枢转连接的两个节臂122a、122b以及小腿固定器123；其中，首节臂122a与升降部121通过第一电动机(图中未示出)驱动的第一轴J1枢转连接，末节臂122b与首节臂122a通过第三电动机(图中未示出)驱动的第三轴J3枢转连接，小腿固定器123通过第二电动机(图中未示出)驱动的第二轴J2枢转连接至末节臂122b，其中第一轴J1、第二轴J2和第三轴J3平行且垂直于下肢200(参照图1)的延伸方向。

参照图5示出的康复机器人的结构和装配关系，本实施方式提供的机器人中，第一电动机和第三电动机分别通过第一轴J1和第三轴J3相应地分别驱动机械臂机构的首节臂122a和末节臂122b进行旋转，即驱动机械臂机构的整体；第二电动机通过第二轴J2驱动小腿固定器123进行旋转，从而实现下肢的康复训练。

本实用新型的又一实施方式中，在上述实施方式的基础上，机械臂机构还包括脚固定器124，其通过第四电动机(图中未示出)驱动的与第二轴J2同轴的第四轴J4枢转连接至末节臂122b，从而还可以实现踝关节处的康复训练运动。

在前述提到的一优选实施方式中，第一电动机、第二电动机、第三电动机和第四电动机分别为伺服电动机，此时该康复机器人通常还包括控制器，以及与每一个伺服电动机配合使用的制动器和编码器，其中，制动器用于制动相应的伺服电动机，编码器用于检测相应的伺服电动机的旋转角度等，控制器用于接收输入的相应的控制命令并控制机械臂机构完成相应的动作，例如启动、不同的工作模式，以及在编码器检测到相应的电动机在一个旋转方向(例如顺时针)上旋转至关节所能承受的最大角度时，控制器输出相应的控制信号，从而控制相应的电动机在该旋转方向上停止并开始反向旋转，使得机械臂机构在图4中单点划线所示出的范围内动作(其中附图标记300为床)。

因此，本实施方式提供的康复机器人在工作过程中，对前述的四个电动机进行相应的操作，从而可以实现不同目的的六种运动模式。上述提到的六种运动模式包括：3关节1模式，即保持小腿呈大致水平状态，同时驱动髋关节、膝关节与踝关节的康复运动模式；持续被动运动(ContinousPassiveMotion，CPM)模式，即使脚跟大致保持水平移动，同时驱动髋关节、膝关节与踝关节的康复运动模式；3关节2模式，即保持小腿呈大致水平状态，同时驱动髋关节、膝关节与踝关节的康复运动模式；直腿高抬(StraightLegRaising，SLR)模式，即膝关节伸展，驱动整个下肢上下运动，此时踝关节也可同时运动；踝关节模式，即单独驱动踝关节，使脚部做跖曲、背屈运动的康复运动模式；混合模式，即从前述的五种运动模式中选择两种反复交替动作的康复运动模式。

进一步地，为了使得机器人的结构较为紧凑，第二电动机和第四电动机可以装配在末节臂122b中，并分别通过带传动机构驱动相应的第二轴J2和第四轴J4；具体地，第一电动机和第三电动机可以装配在主体11内，其中第三电动机也可以通过带传动机构驱动J3轴。

继续参照图3所示，在本实用新型的一个优选实施方式中，设置在第二侧面111上的握持部1111和第二侧面112上的握持部对称分布。

参照图6至图9所示，进一步地，为了更易于移动机器人并且简化加工工艺，本实用新型的第二实施方式中，在第一实施方式的基础上，在主体11的第一侧面113上设置凹槽1131，并且凹槽形式的握持部1111和握持部1121通过凹槽1131相连通。这样，凹槽1111、1121、1131形成主体外侧面上的通槽，因此用户可以自由地选择握持的位置以移动机器人，并且采用通槽的设计形式能够降低对加工工艺的要求。

参照图9所示，为了满足使用者的手指部的关节以适合握持，凹槽的横截面优选采用L型，从而符合人体工程学。当然，凹槽的横截面还可以采用其他的实施方式，例如具有由下至上的斜面的凹槽的形式，只要适合使用者的手指部的关节即可。

另外，在前述实施方式的基础上，参照图6所示，还提供了本实用新型的第三实施方式，其中，该机器人还包括在第一侧面113上设置的把手13，该把手可用于推动机器人移动。这样，用户可以根据移动机器人的需要，选择握持易于使机器人移动的部位，从而有效地提高了机器人移动的灵活性。

另外，本实用新型的前述实施方式可以根据需要任意组合，使其具有相应的功能。本实用新型提供的机器人可以应用为多种康复领域的康复机器人，当然还可以应用为测试等领域的小型的需要移动的机器人。例如本实用新型提供的机器人的机械臂机构可以为用于下肢康复训练的机械臂机构，其中，机械臂机构的具体形式有多种，在此不做具体限制。

在此需要说明的是，本领域技术人员根据本实用新型的上述各个实施方式可知：

本实用新型提供的机器人中，包括主体和机械臂机构，所述主体的底部装配有支撑所述机器人移动的滑轮，所述主体还包括相对设置的两个第一侧面和相对设置的两个第二侧面，每一个所述第一侧面都不与任何一个所述第二侧面平行，所述机械臂机构装配在所述两个第一侧面中的一个第一侧面上，所述两个第二侧面中的每一个第二侧面上设置有握持部。由于在机器人的主体的相对设置的两个第二侧面上分别设置有握持部，因而可以方便地移动机器人，尤其是使得机器人的转弯移动变得极为容易，从而提高了机器人移动的灵活性。

具体地，分别设置在所述两个第二侧面上的握持部设置方式有多种，例如可以采用对称分布的形式。

另外，为了更易于移动机器人并且降低对加工工艺的要求，所述分别设置在所述两个第二侧面上的凹槽通过设置在没有装配所述机械臂机构的第一侧面上的凹槽相连通。

为了进一步地提高机器人移动的灵活性，本实用新型提供的机器人中，没有装配所述机械臂机构的第一侧面上设置有把手，由此用户可以根据移动机器人的需要，选择握持易于使机器人移动的部位。

以上参照附图对本实用新型的具体实现方式进行了详细说明，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种机器人，包括主体和机械臂机构，所述主体的底部装配有支撑所述机器人移动的滑轮，其特征在于，所述主体还包括相对设置的两个第一侧面和相对设置的两个第二侧面，每一个所述第一侧面都不与任何一个所述第二侧面平行，所述机械臂机构装配在所述两个第一侧面中的一个第一侧面上，所述两个第二侧面中的每一个第二侧面上设置有握持部。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，分别设置在所述两个第二侧面上的握持部对称分布。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述握持部为凹槽或者凸起。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述凹槽的横截面呈L型。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述分别设置在所述两个第二侧面上的凹槽通过设置在没有装配所述机械臂机构的第一侧面上的凹槽相连通。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的机器人，其特征在于，还包括把手，设置在没有装配所述机械臂机构的第一侧面上。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述机器人为康复机器人。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述机械臂机构包括升降部、节臂部、和小腿固定器；其中，所述升降部与所述主体的第一侧面沿竖直方向滑动装配，所述节臂部通过第一电动机驱动的第一轴枢转连接至所述升降部，所述小腿固定器通过第二电动机驱动的第二轴枢转连接至所述节臂部的末端，所述第一轴和所述第二轴平行且垂直于下肢的延伸方向。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述节臂部包括通过第三电动机驱动的第三轴顺序枢转连接的至少两个节臂，且所述第三轴平行于所述第一轴。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述机械臂机构还包括脚固定器，通过第四电动机驱动的与所述第二轴同轴的第四轴枢转连接至所述至少两个节臂的末节臂。

11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，所述第一电动机、所述第二电动机、所述第三电动机和所述第四电动机分别为伺服电动机。

12.根据权利要求11所述的机器人，其特征在于，所述第二电动机和所述第四电动机装配在所述末节臂中，并分别通过带传动机构驱动相应的所述第二轴和所述第四轴。