CN205310281U - 一种仿人形机器人 - Google Patents

Abstract

一种仿人形机器人，它涉及一种机器人。本实用新型解决了现有的现有的仿人形机器人在行走过程中的功耗大以及在模仿单、双杠运动时灵活性不好的问题。一种仿人形机器人，左肩和右肩各通过一个舵机与躯干活动连接，左肩、左上臂及左下臂依次通过一个舵机活动连接，左手固接在左下臂的下端，左手的手掌和右手的手掌各设置有一个通孔，左胯部和右胯部位于躯干的下端且各通过一个舵机与躯干活动连接，左大腿与左胯部通过第一连接件及一个舵机活动连接，左膝盖与左大腿固接，左膝盖、左小腿、第二连接件、左脚板依次通过一个舵机活动连接，左膝盖设置有160度弯曲，右腿的各部件之间的连接关系与左腿一致设置。本实用新型用于教育或娱乐平台。

Description

一种仿人形机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人。

背景技术

目前机器人技术日渐成熟，机器人也逐渐走入人们的生活，在教育和娱乐领域的体现尤为突出，机器人在模仿人体动作及运动时还存在以下问题：机器人整体结构不够紧凑；在行走过程中机器人的重心高度不断变化，使得机器人在步行时功耗过大；机器人在行走时极易因上重下轻导致重心不稳；在模仿单、双杠运动时动作效果差，灵活性不好。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的仿人形机器人在行走过程中的功耗大以及在模仿单、双杠运动时灵活性不好的问题，进而提供了一种仿人形机器人。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种仿人形机器人，包括左肩、右肩、左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手、右手、左胯部、右胯部、左腿、右腿、左脚板、右脚板、线路板、两块胸板及十六个舵机，所述左腿包括左大腿、左膝盖、左小腿，所述右腿包括右大腿、右膝盖、右小腿，两块胸板配合构成躯干，线路板位于躯干内，左肩和右肩对称设置在躯干的两侧且左肩和右肩各通过一个舵机与躯干活动连接，左肩与左上臂通过一个舵机活动连接，左上臂与左下臂通过一个舵机活动连接，左手固接在左下臂的下端，右肩、右上臂及右下臂依次通过一个舵机活动连接，右手固接在右下臂的下端，左手的手掌和右手的手掌各设置有一个通孔，左胯部和右胯部位于躯干的下端且各通过一个舵机与躯干活动连接，左大腿与左胯部通过第一连接件及一个舵机活动连接，左膝盖与左大腿固接，左膝盖与左小腿通过一个舵机活动连接，左小腿与第二连接件通过一个舵机活动连接，第二连接件与左脚板通过一个舵机活动连接，左膝盖设置有160度弯曲，右腿的各部件之间的连接关系与左腿一致设置。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

机器人的重心高度在行走过程中保持高度不变是所需功耗最小的，将左膝盖和右膝盖设计成160度弯曲，可以使机器人运动更稳定，行走重心不变，功耗最小；

在机器人的两个手掌均设置一个通孔，将手掌套装在单杠或双杠上，通过舵机动作可以实现机器人的单杠、双杠等动作，同时因为单杠或双杠是穿入手掌的通孔内的，所以避免落杠的问题，且由于十六个舵机的作用，使得机器人在动作的时候更加的灵活，能够完成大幅度的运动，动作效果更好。

附图说明

图1为仿人形机器人的立体示意图；

图2为图1的主视示意图；

图3为图2的侧视示意图；

图4为图2的俯视示意图；

图5为图2的仰视示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式的一种仿人形机器人，包括左肩1-1、右肩2-1、左上臂1-2、右上臂2-2、左下臂1-3、右下臂2-3、左手1-4、右手2-4、左胯部1-5、右胯部2-5、左腿、右腿、左脚板1-7、右脚板2-7、线路板、两块胸板3-1及十六个舵机，所述左腿包括左大腿1-6、左膝盖1-9、左小腿1-8，所述右腿包括右大腿2-6、右膝盖2-9、右小腿2-8，两块胸板3-1配合构成躯干3，线路板位于躯干3内，左肩1-1和右肩2-1对称设置在躯干3的两侧且左肩1-1和右肩2-1各通过一个舵机与躯干3活动连接，左肩1-1与左上臂1-2通过一个舵机活动连接，左上臂1-2与左下臂1-3通过一个舵机活动连接，左手1-4固接在左下臂1-3的下端，右肩2-1与右上臂2-2通过一个舵机活动连接，右上臂2-2与右下臂2-3通过一个舵机活动连接，右手2-4固接在右下臂2-3的下端，左手1-4的手掌和右手2-4的手掌均设置有一个通孔5，左胯部1-5和右胯部2-5位于躯干3的下端且各通过一个舵机与躯干3活动连接，左大腿1-6与左胯部1-5通过第一连接件6-1及一个舵机活动连接，左膝盖1-9与左大腿1-6固接，左膝盖1-9与左小腿1-8通过一个舵机活动连接，左小腿1-8与第二连接件6-2通过一个舵机活动连接，第二连接件6-2与左脚板1-7通过一个舵机活动连接，左膝盖1-9设置有160度弯曲，右腿的各部件之间的连接关系与左腿一致设置。

躯干3由两块胸板3-1配合构成，内部具有一定空间，可以放置各种线路板、电池、红外接收模块以及其他模块，同时方便对机器人后续更多功能的开发。

每只手臂通过三个舵机可以具有三个自由度，使手臂的动作更加灵活。

机器人在立正姿态的ZMP位置时，设计膝盖部位弯曲成160度，可以使得机器人运动更稳定，行走重心不变，功耗更小。

机器人的两只手模仿人的手掌设计，同时弯曲一定的角度，使之有抓紧东西的能力，在机器人的两只手的手掌均设置一个通孔5，可以实现单杠、双杠等动作，且由于舵机的作用，使得机器人在动作的时候更加的灵活，动作效果更好。除此之外，减轻了机器人不必要的重量，使得设计更加美观。

每条腿通过胯部和五个舵机的作用，可以实现腿部整体的前后左后动作、小腿的前后动作、脚部的前后左右动作，可以实现很多细微的动作调整，使得运动更加稳定。机器人每个部位的每个方向的动作都有不同的舵机作用，并且由于各部位的结构设计，使得舵机最大程度的避免了互相干涉。

还适用于学校实验室平台。

具体实施方式二：结合图1～图5说明本实施方式，所述仿人形机器人还包括两块亚克力板7，每块亚克力板7均通过玻璃胶固接在左脚板1-7下端面和右脚板2-7下端面。如此设计，增大了脚板尺寸，使得机器人进行足部运动更加平稳，并且通过使用玻璃胶固定，可以避免以往使用螺丝固定产生的容易松动的现象，同时还有减震的作用。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1～图3说明本实施方式，为躯干3与左肩1-1、右肩2-1、左胯部1-5及右胯部2-5提供活动连接的四个舵机均位于躯干3内。如此设计，利用了躯干3内的空间结构，使机器人整体更加美观。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1～图5说明本实施方式，左肩1-1、右肩2-1、躯干3、左上臂1-2、左下臂1-2、左手1-4、右上臂2-2、右下臂2-2、右手2-4、左胯部1-5、右胯部2-5、左大腿1-6、左膝盖1-9、左小腿1-8、右大腿2-6、右膝盖2-9、右小腿2-8、左脚板1-7、右脚板2-7均为铝镁合金板金件。如此设计，可在满足高强度的同时使重量更轻，同时散热性好。其它组成与连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1～图3说明本实施方式，所述机器人的高度范围为275mm～277mm，两块胸板3-1构成的躯干3厚度为48mm，左肩1-1至右肩2-1形成的肩宽为144mm。如此设计，使得机器人的结构尽量符合人体工学设计。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图～图3说明本实施方式，机器人各部位连接处的螺丝头部一致朝外设置，舵机线一致沿机器人外侧及背后设置。如此设计，可以避免布线杂乱导致动作不稳定，重心偏离，同时可以使机器人整体更加美观。其它组成与连接关系与具体实施方式五相同。

工作原理：通过模仿人类动作，将人完成一个动作流程分解成为很多段小动作，按照时间的流动，不同动作时不同舵机工作，控制舵机的角度从而实现运动。红外接收模块接收动作信号并传递给主控板，主控板再将动作信号传递给各个舵机，每个手臂可通过位于躯干内的一个舵机和手臂上的两个舵机实现三个自由度的运动，例如拥抱，位于躯干内的分别与左肩和右肩连接的两个舵机先转动，使左上臂和右上臂向身体前方旋转至水平位置，然后左上臂与左肩之间的舵机、右上臂与右肩之间的舵机转动，控制左上臂和右上臂的摆动幅度，最后左下臂与左上臂之间的舵机、右下臂与右上臂之间的舵机转动，控制左上臂和右下臂的摆动幅度，即可实现拥抱动作。

Claims (6)

1.一种仿人形机器人，包括左肩(1-1)、右肩(2-1)、左上臂(1-2)、右上臂(2-2)、左下臂(1-3)、右下臂(2-3)、左手(1-4)、右手(2-4)、左胯部(1-5)、右胯部(2-5)、左腿、右腿、左脚板(1-7)、右脚板(2-7)、线路板、两块胸板(3-1)及十六个舵机，所述左腿包括左大腿(1-6)、左膝盖(1-9)、左小腿(1-8)，所述右腿包括右大腿(2-6)、右膝盖(2-9)、右小腿(2-8)，其特征在于：两块胸板(3-1)配合构成躯干(3)，线路板位于躯干(3)内，左肩(1-1)和右肩(2-1)对称设置在躯干(3)的两侧且左肩(1-1)和右肩(2-1)各通过一个舵机与躯干(3)活动连接，左肩(1-1)与左上臂(1-2)通过一个舵机活动连接，左上臂(1-2)及左下臂(1-3)通过一个舵机活动连接，左手(1-4)固接在左下臂(1-3)的下端，右肩(2-1)与右上臂(2-2)通过一个舵机活动连接，右上臂(2-2)与右下臂(2-3)通过一个舵机活动连接，右手(2-4)固接在右下臂(2-3)的下端，左手(1-4)的手掌和右手(2-4)的手掌各设置有一个通孔(5)，左胯部(1-5)和右胯部(2-5)位于躯干(3)的下端且各通过一个舵机与躯干(3)活动连接，左大腿(1-6)与左胯部(1-5)通过第一连接件(6-1)及一个舵机活动连接，左膝盖(1-9)与左大腿(1-6)固接，左膝盖(1-9)与左小腿(1-8)通过一个舵机活动连接，左小腿(1-8)与第二连接件(6-2)通过一个舵机活动连接，第二连接件(6-2)与左脚板(1-7)通过一个舵机活动连接，左膝盖(1-9)设置有160度弯曲，右腿的各部件之间的连接关系与左腿一致设置。

2.根据权利要求1所述的一种仿人形机器人，其特征在于：所述仿人形机器人还包括两块亚克力板(7)，每块亚克力板(7)均通过玻璃胶固接在左脚板(1-7)下端面和右脚板(2-7)下端面。

3.根据权利要求1或2所述的一种仿人形机器人，其特征在于：为躯干(3)与左肩(1-1)、右肩(2-1)、左胯部(1-5)及右胯部(2-5)提供活动连接的四个舵机均位于躯干(3)内。

4.根据权利要求3所述的一种仿人形机器人，其特征在于：左肩(1-1)、右肩(2-1)、躯干(3)、左上臂(1-2)、左下臂(1-2)、左手(1-4)、右上臂(2-2)、右下臂(2-2)、右手(2-4)、左胯部(1-5)、右胯部(2-5)、左大腿(1-6)、左膝盖(1-9)、左小腿(1-8)、右大腿(2-6)、右膝盖(2-9)、右小腿(2-8)、左脚板(1-7)、右脚板(2-7)均为铝镁合金板金件。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种仿人形机器人，其特征在于：所述机器人的高度范围为275mm～277mm，两块胸板(3-1)构成的躯干(3)厚度为48mm，左肩(1-1)至右肩(2-1)形成的肩宽(L)为144mm。

6.根据权利要求5所述的一种仿人形机器人，其特征在于：机器人各部位连接处的螺丝头部一致朝外设置，舵机线一致沿机器人外侧及背后设置。