CN205310282U - 一种新型的仿人机器人结构 - Google Patents
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Abstract
一种新型的仿人机器人结构,它涉及一种机器人。本实用新型解决了现有仿人机器人拟人化程度不高,而且在模仿人的动作时,特别容易失去平衡,整体动作不够协调流畅的问题。本实用新型包括头部、左肩、左大臂、左小臂、左手、右肩、右大臂、右小臂、右手、胸壳、主控板、电池、左胯部、左大腿、左小腿、左踝、左脚掌、右胯部、右大腿、右小腿、右踝、右脚掌、视觉传感器、语音传感器、红外接收模块、陀螺仪、两个胸板和十七个舵机;头部通过一个舵机活动连接在躯干上方,头部内设有红外接收模块、视觉传感器和语音传感器,主控板和电池均设置在躯干内部,胸壳包裹在躯干外部,陀螺仪设置在胸壳内部。本实用新型用于娱乐或实验室平台。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人,特别涉及一种新型的仿人机器人结构。
背景技术
仿人机器人是指模仿人的形态和行为而设计制造的机器人,它集机械、电子、计算机、材料、传感器和控制技术等多门学科为一体,是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志。
目前的仿人机器人,大多只能实现某些指定的机械动作,拟人化程度不高,而且在模仿人的动作时,特别容易失去平衡,整体动作不够协调流畅。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有仿人机器人拟人化程度不高,而且在模仿人的动作时,特别容易失去平衡,整体动作不够协调流畅的问题,提供一种新型的仿人机器人结构。
本实用新型为了解决上述技术问题采取的技术方案是:本实用新型包括头部、左肩、左大臂、左小臂、左手、右肩、右大臂、右小臂、右手、胸壳、主控板、电池、左胯部、左大腿、左小腿、左踝、左脚掌、右胯部、右大腿、右小腿、右踝、右脚掌、视觉传感器、语音传感器、红外接收模块、陀螺仪、两个胸板和十七个舵机;
两个胸板前后扣合组成躯干,躯干内部设有五个舵机,头部通过躯干内部的一个舵机活动连接在躯干上方,头部内设有红外接收模块、视觉传感器和语音传感器,主控板和电池均设置在躯干内部,电池与主控板电连接,胸壳包裹在躯干外部,陀螺仪设置在胸壳内部;
左肩和右肩分别通过躯干内部的另外两个舵机活动连接在躯干上方的左右两侧,左大臂通过一个舵机活动连接在左肩的下方,左小臂通过一个舵机活动连接在左大臂的下方,左手固接在左小臂的下方,右大臂通过一个舵机活动连接在右肩的下方,右小臂通过一个舵机活动连接在右大臂的下方,右手固接在右小臂的下方;
左胯部和右胯部分别通过躯干内部的最后两个舵机活动连接在躯干下方,左大腿通过一个舵机活动连接在左胯部的下方,左小腿通过一个舵机活动连接在左大腿的下方,左踝通过一个舵机活动连接在左小腿的下方,左脚掌通过一个舵机活动连接在左踝的下方,右大腿通过一个舵机活动连接在右胯部的下方,右小腿通过一个舵机活动连接在右大腿的下方,右踝通过一个舵机活动连接在右小腿的下方,右脚掌通过一个舵机活动连接在右踝的下方;
本实用新型还包括温度传感器、两个触摸传感器、左臂壳、右臂壳、左膝壳、右膝壳、左脚掌壳和右脚掌壳,温度传感器设置在胸壳内部,两个触摸传感器分别设置在左手和右手的内侧,红外接收模块、视觉传感器、语音传感器、温度传感器和两个触摸传感器均通过电缆与主控板连接,十七个舵机分别通过电缆与主控板连接,左臂壳与左小臂的外侧固接,右臂壳与右小臂的外侧固接,左大腿和右大腿均为向身前弯折结构,且弯折角度相等,弯折角度为160°,左膝壳与左大腿的弯折处固接,右膝壳与右大腿的弯折处固接,左脚掌壳包裹在左脚掌外部,右脚掌壳包裹在右脚掌外部,胸壳、左臂壳、右臂壳、左膝壳、右膝壳、左脚掌壳和右脚掌壳均为PC塑料壳体,两个胸板、左肩、左大臂、左小臂、左手、右肩、右大臂、右小臂、右手、左胯部、左大腿、左小腿、左踝、左脚掌、右胯部、右大腿、右小腿、右踝和右脚掌均为铝镁合金板金件。
本实用新型的有益效果是:
1、本实用新型的头部内设有视觉传感器和语音传感器,使机器人具有了看见外界环境以及说话的能力,胸壳内设有温度传感器,使机器人能够感应外界温度变化,左手和右手上设有触摸传感器,使机器人具有触摸感应功能,以上这些传感器的设置使得机器人更加拟人化,功能更加强大;
2、本实用新型的胸壳既可为陀螺仪和温度传感器提供设置空间,又在一定程度上增加了机器人的重量,使机器人运动更加稳定,同时左脚掌壳和右脚掌壳的设置增大了左脚掌和右脚掌与地面的接触面积,使机器人运动更加平稳,增加了机器人的整体感和协调性;
3、本实用新型的左大腿和右大腿均为向身前弯折结构,使机器人的步态更加平稳,且行走重心不变,能量消耗减少;
4、本实用新型通过在机器人的不同位置共设置了十七个舵机,使机器人的头部、手臂、大腿和脚部的动作流畅,整体动作更加协调,同时,左胯部与躯干之间、右胯部与躯干之间的舵机均设置在躯干内部,使得控制左腿或右腿运动的五个舵机中有一个分散到了躯干上,避免了将五个舵机均设置在腿上导致腿部过重;
5、本实用新型的胸壳内设有陀螺仪,可对机器人的转动进行控制,大大提高机器人的运动速度,在机器人的直线行走过程中,也可检测机器人是否走偏;
6、本实用新型的胸壳、左臂壳、右臂壳、左膝壳、右膝壳、左脚掌壳和右脚掌壳的设置不仅可保护其内部的钣金件,防止钣金件发生划伤和折损,方便替换,而且可保护舵机线,避免舵机线因暴露在外造成划伤短路等问题。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图;
图2是本实用新型的内部结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式的一种新型的仿人机器人结构包括头部1、左肩2、左大臂3、左小臂4、左手5、右肩6、右大臂7、右小臂8、右手9、胸壳11、主控板、电池、左胯部12、左大腿13、左小腿14、左踝15、左脚掌16、右胯部17、右大腿18、右小腿19、右踝20、右脚掌21、视觉传感器、语音传感器、红外接收模块、陀螺仪、两个胸板10和十七个舵机;
两个胸板10前后扣合组成躯干,躯干内部设有五个舵机,头部1通过躯干内部的一个舵机活动连接在躯干上方,头部1内设有红外接收模块、视觉传感器和语音传感器,主控板和电池均设置在躯干内部,电池与主控板电连接,胸壳11包裹在躯干外部,陀螺仪设置在胸壳11内部;
左肩2和右肩6分别通过躯干内部的另外两个舵机活动连接在躯干上方的左右两侧,左大臂3通过一个舵机活动连接在左肩2的下方,左小臂4通过一个舵机活动连接在左大臂3的下方,左手5固接在左小臂4的下方,右大臂7通过一个舵机活动连接在右肩6的下方,右小臂8通过一个舵机活动连接在右大臂7的下方,右手9固接在右小臂8的下方;
左胯部12和右胯部17分别通过躯干内部的最后两个舵机活动连接在躯干下方,左大腿13通过一个舵机活动连接在左胯部12的下方,左小腿14通过一个舵机活动连接在左大腿13的下方,左踝15通过一个舵机活动连接在左小腿14的下方,左脚掌16通过一个舵机活动连接在左踝15的下方,右大腿18通过一个舵机活动连接在右胯部17的下方,右小腿19通过一个舵机活动连接在右大腿18的下方,右踝20通过一个舵机活动连接在右小腿19的下方,右脚掌21通过一个舵机活动连接在右踝20的下方。
具体实施方式二:本实施方式的一种新型的仿人机器人结构还包括温度传感器,所述温度传感器设置在胸壳11内部。如此设计,可使机器人具有温度感应功能。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式的一种新型的仿人机器人结构还包括两个触摸传感器,所述两个触摸传感器分别设置在左手5和右手9的内侧。如此设计,可使机器人的手具有触摸感应功能,更加拟人化。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四:本实施方式的红外接收模块、视觉传感器、语音传感器、温度传感器和两个触摸传感器均通过电缆与主控板连接,十七个舵机分别通过电缆与主控板连接。连接时,使电缆均贴着腿部和手臂的外侧延伸到机器人背后的主控板,这样可避免因走线杂乱导致机器人动作不稳定和重心偏离,同时也可增加机器人的整体美观性,满足设计和使用要求。其它组成及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说明本实施方式,本实施方式的一种新型的仿人机器人结构还包括左臂壳22和右臂壳23,左臂壳22与左小臂4的外侧固接,右臂壳23与右小臂8的外侧固接。如此设计,可实现对左小臂4、右小臂8和舵机线的保护,防止其划伤,同时也可在一定程度上增加机器人的重量,使机器人运动更加稳定,而且,左臂壳22和右臂壳23的设置也增加了整体美观性。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六:结合图2说明本实施方式,本实施方式的左大腿13和右大腿18均为向身前弯折结构,且弯折角度相等,所述弯折角度θ为160°。如此设计,使机器人的步态更加平稳,且行走重心不变,能量消耗减少。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七:结合图1说明本实施方式,本实施方式的一种新型的仿人机器人结构还包括左膝壳24和右膝壳25,左膝壳24与左大腿13的弯折处固接,右膝壳25与右大腿18的弯折处固接。如此设计,可实现对左大腿13、右大腿18和舵机线的保护,防止其划伤,同时也可在一定程度上增加机器人的重量,使机器人运动更加稳定,而且,左膝壳24和右膝壳25的设置也增加了整体美观性。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八:结合图1说明本实施方式,本实施方式的一种新型的仿人机器人结构还包括左脚掌壳26和右脚掌壳27,左脚掌壳26包裹在左脚掌16外部,右脚掌壳27包裹在右脚掌21外部。如此设计,可增大左脚掌16和右脚掌21与地面的接触面积,使机器人走路更加平稳,同时左脚掌壳26和右脚掌壳27的设置也增加了整体美观性。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式九:本实施方式的胸壳11、左臂壳22、右臂壳23、左膝壳24、右膝壳25、左脚掌壳26和右脚掌壳27均为PC塑料壳体。如此设计,可满足强度和美观性的要求。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。
具体实施方式十:本实施方式的两个胸板10、左肩2、左大臂3、左小臂4、左手5、右肩6、右大臂7、右小臂8、右手9、左胯部12、左大腿13、左小腿14、左踝15、左脚掌16、右胯部17、右大腿18、右小腿19、右踝20和右脚掌21均为铝镁合金板金件。如此设计,可同时满足重量轻和高强度的要求,同时散热性好。其它组成及连接关系与具体实施方式六、七、八或九相同。
工作原理:
结合图1和图2说明,本实用新型的一种新型的仿人机器人结构,红外接收模块接收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,头部1可通过与其连接的舵机实现任意转动,保证视野,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,每条腿可通过位于躯干内的一个舵机和腿上的两个舵机实现三个自由度的运动,每只脚可通过踝关节上、下的两个舵机实现左右和前后摆动。
以拥抱动作为例,位于躯干内的分别与左肩2和右肩6连接的两个舵机先转动,使两只手臂向身体前方旋转至水平位置,然后左大臂3与左肩2之间的舵机、右大臂7与右肩6之间的舵机转动,控制左大臂3和右大臂7的摆动幅度,最后左小臂4与左大臂3之间的舵机、右小臂8与右大臂7之间的舵机转动,控制左小臂4和右小臂8的摆动幅度,即可实现拥抱动作。
Claims (10)
1.一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:它包括头部(1)、左肩(2)、左大臂(3)、左小臂(4)、左手(5)、右肩(6)、右大臂(7)、右小臂(8)、右手(9)、胸壳(11)、主控板、电池、左胯部(12)、左大腿(13)、左小腿(14)、左踝(15)、左脚掌(16)、右胯部(17)、右大腿(18)、右小腿(19)、右踝(20)、右脚掌(21)、视觉传感器、语音传感器、红外接收模块、陀螺仪、两个胸板(10)和十七个舵机;
两个胸板(10)前后扣合组成躯干,躯干内部设有五个舵机,头部(1)通过躯干内部的一个舵机活动连接在躯干上方,头部(1)内设有红外接收模块、视觉传感器和语音传感器,主控板和电池均设置在躯干内部,电池与主控板电连接,胸壳(11)包裹在躯干外部,陀螺仪设置在胸壳(11)内部;
左肩(2)和右肩(6)分别通过躯干内部的另外两个舵机活动连接在躯干上方的左右两侧,左大臂(3)通过一个舵机活动连接在左肩(2)的下方,左小臂(4)通过一个舵机活动连接在左大臂(3)的下方,左手(5)固接在左小臂(4)的下方,右大臂(7)通过一个舵机活动连接在右肩(6)的下方,右小臂(8)通过一个舵机活动连接在右大臂(7)的下方,右手(9)固接在右小臂(8)的下方;
左胯部(12)和右胯部(17)分别通过躯干内部的最后两个舵机活动连接在躯干下方,左大腿(13)通过一个舵机活动连接在左胯部(12)的下方,左小腿(14)通过一个舵机活动连接在左大腿(13)的下方,左踝(15)通过一个舵机活动连接在左小腿(14)的下方,左脚掌(16)通过一个舵机活动连接在左踝(15)的下方,右大腿(18)通过一个舵机活动连接在右胯部(17)的下方,右小腿(19)通过一个舵机活动连接在右大腿(18)的下方,右踝(20)通过一个舵机活动连接在右小腿(19)的下方,右脚掌(21)通过一个舵机活动连接在右踝(20)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:所述一种新型的仿人机器人结构还包括温度传感器,所述温度传感器设置在胸壳(11)内部。
3.根据权利要求2所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:所述一种新型的仿人机器人结构还包括两个触摸传感器,所述两个触摸传感器分别设置在左手(5)和右手(9)的内侧。
4.根据权利要求3所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:红外接收模块、视觉传感器、语音传感器、温度传感器和两个触摸传感器均通过电缆与主控板连接,十七个舵机分别通过电缆与主控板连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:所述一种新型的仿人机器人结构还包括左臂壳(22)和右臂壳(23),左臂壳(22)与左小臂(4)的外侧固接,右臂壳(23)与右小臂(8)的外侧固接。
6.根据权利要求5所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:所述左大腿(13)和右大腿(18)均为向身前弯折结构,且弯折角度相等,所述弯折角度(θ)为160°。
7.根据权利要求6所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:所述一种新型的仿人机器人结构还包括左膝壳(24)和右膝壳(25),左膝壳(24)与左大腿(13)的弯折处固接,右膝壳(25)与右大腿(18)的弯折处固接。
8.根据权利要求7所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:所述一种新型的仿人机器人结构还包括左脚掌壳(26)和右脚掌壳(27),左脚掌壳(26)包裹在左脚掌(16)外部,右脚掌壳(27)包裹在右脚掌(21)外部。
9.根据权利要求8所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:胸壳(11)、左臂壳(22)、右臂壳(23)、左膝壳(24)、右膝壳(25)、左脚掌壳(26)和右脚掌壳(27)均为PC塑料壳体。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的一种新型的仿人机器人结构,其特征在于:两个胸板(10)、左肩(2)、左大臂(3)、左小臂(4)、左手(5)、右肩(6)、右大臂(7)、右小臂(8)、右手(9)、左胯部(12)、左大腿(13)、左小腿(14)、左踝(15)、左脚掌(16)、右胯部(17)、右大腿(18)、右小腿(19)、右踝(20)和右脚掌(21)均为铝镁合金板金件。
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