CN205734880U - 一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，它涉及一种机器人的移动装置，本实用新型为了解决迎宾机器人手臂结构复杂、连续转动后双臂协调性差和迎宾动作拟人度不强的问题。本实用新型所述机器人移动装置包括躯干、左手臂、右手臂、腰部、底座和底盘，左手臂和右手臂对称设置在躯干两端，躯干和底座通过腰部连接，底座和底盘上下对齐连接，底盘包括驱动轮、万向轮、直流电机、测距传感器、电源、齿轮箱和圆形底板，机器人手臂由舵机进行驱动，结构简单，具有连续转动双臂协调性高的特点，可以实现抬起和摆臂功能，完成打招呼和指引的工作，迎宾机器人移动装置的腰部可以模拟人类“鞠躬”的动作，可以有效地做好科技馆的迎宾工作。

Description

一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人技术人应用在人们生活中的各个领域，迎宾机器人是机器人家族中的一个年轻成员，是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类的服务工作。科技馆作为青少年喜闻乐见的遨游知识和掌握科技的场所，迎宾机器人本身就是最好的带领青少年进步的兴趣老师。本实用新型是用于科技馆迎宾的机器人的移动装置。

目前，大多数迎宾用移动机器人的手臂多由大型伺服电机进行驱动，结构过于复杂，占用空间较大，制造成本较高，且具有连续转动后双臂协调性差、迎宾动作拟人度不强的问题。而这样的移动装置不利于迎宾机器人工作条件下长时间的有效拟人服务，降低了迎宾机器人在科技馆引领青少年学习和探索的兴趣。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种手臂由舵机驱动，结构简单且连续转动后双臂协调性好，体积小型化的迎宾机器人移动装置，同时本实用新型还提供了迎宾机器人移动装置的腰部，使其可以模拟人类“鞠躬”的动作。从而解决现有迎宾机器人移动装置所存在的手臂结构复杂、连续转动后双臂协调性差和迎宾动作拟人度不强的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述机器人移动装置包括躯干、左手臂、右手臂、腰部、底座和底盘，躯干和底座通过腰部连接，左手臂和右手臂对称设置在躯干两端，底座和底盘上下对齐连接；所述底盘包括驱动轮、万向轮、直流电机、测距传感器、电源、齿轮箱和圆形底板，左驱动轮和右驱动轮分别由直流电机驱动对称设置在底板两端，前万向轮和后万向轮对称设置在底板的前端和后端，控制器固定安装在圆形底板上。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型具有躯干、左手臂、右手臂、腰部、底座、底盘和控制器，躯干和底盘通过腰部连接，腰部采用传动装置进行驱动，传动系统采用同步带和减速器，减速器具有较大传动比，可以适应各关节力矩的要求，同时可以节省空间，盘式电机和减速器通过同步带连接，传动平稳。同时底盘采用两个驱动轮和两个万向轮，可以使转弯半径为零，转向灵活，机器人手臂由舵机驱动可以实现抬起，正常的摆臂功能，引导游客参观，机器人移动装置具有腰关节可以模拟人“鞠躬”的动作，躯干为长方体，体积小，节省空间。

附图说明

图1为实用新型的整体结构主视图，图2左手臂2的主视图，图3是左手臂肩关节21的结构示意图，图4是左手臂肘关节22的结构示意图，图5是左手臂腕关节23的结构示意图，图6是左手关节24的结构示意图，图7右手臂3的主视图，图8是右手臂肩关节31的结构示意图，图9是右手臂肘关节32的结构示意图，图10是右手臂腕关节33的主视图，图11是右手关节34的结构示意图，图12是腰部4的传动装置42的结构示意图，图13是底座5的结构示意图，图14是底盘6的主视图，图15是底盘6的主视图的反向视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，所述机器人移动装置包括躯干1、左手臂2、右手臂3、腰部4、底座5、底盘6，躯干包括左固定上板1-1、左固定下板1-2、右固定上板1-3、右固定下板1-4，左固定上板1-1、左固定下板1-2与右固定上板1-3、右固定下板1-4左右对称固定在躯干1的上部，左手臂2和右手臂3对称设置在躯干1两端，躯干1和底座5通过腰部4连接。

具体实施方式二：结合图1、图2-图6说明本实施方式，本实施方式所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，所述左手臂2包括左手臂肩关节21、左手臂肘关节22、左手臂腕关节23、左手臂左手关节24，左手臂肩关节21包括左手臂第一舵机21A、左手臂第一多功能支架21B、左手臂第一金属舵盘21C、左手臂第二舵机21D、左手臂第二多功能支架21E、左手臂第一长U型支架21F、左手臂第二金属舵盘21G，左手臂肘关节22包括左手臂第一短U型支架22B、左手臂第一双轴舵机22A、左手臂第二长U型支架22C和两个舵机专用金属舵盘22D，左手臂腕关节23包括左手臂第二短U型支架23B、左手臂第二双轴舵机23A、左手臂第三长U型支架23C和两个舵机专用金属舵盘23D，左手臂左手关节24包括左手臂第三舵机24A、左手臂第三多功能支架24B、左手臂第三金属舵盘24C、左手24D；

左手臂第一舵机21A的输出轴安装上左手臂第一金属舵盘21C，左手臂第一舵机21A通过第一金属舵盘21C和第一多功能支架21B固定安装在左固定上板1-1和左固定下板1-2之间，左固定上板1-1和左固定下板1-2固定安装在躯干1的左侧壁上，左手臂第一多功能支架21B固定安装在左手臂第一舵机21A的舵机外壳上，左手臂第二多功能支架21E固定安装在左手臂第二舵机21D的舵机外壳上，左手臂第二舵机21D的输出轴安装上左手臂第二金属舵盘21G，左手臂第一多功能支架21B底板与左手臂第二多功能支架21E的底板固定连接，左手臂第一长U型支架21F的两个侧壁分别与左手臂第二多功能支架21E的底板和第二金属舵盘21G固定，左手臂第一长U型支架21F的底板与左手臂第二短U型支架22B的底板固定连接，左手臂第一双轴舵机22A的底座分别固定安装在左手臂第二长U型支架22C的两个侧壁上，左手臂第一双轴舵机22A的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘22D并分别与左手臂第一短U型支架22B的一个侧壁固定连接，左手臂第二长U型支架22C的底板与左手臂第三长U型支架23C的底板固定连接，左手臂第二双轴舵机23A的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘23D并分别与左手臂第二短U型支架23B的一个侧壁固定连接，左手臂第二双轴舵机23A的底座分别固定安装在左手臂第三长U型支架23C的两个侧壁上，左手臂第一短U型支架23B的底板与第三多功能支架24B的底板固定连接，左手臂第三舵机24A的舵机外壳固定安装在左手臂第三多功能支架24B上，左手臂第三金属舵盘24C安装在左手臂第三舵机24A的输出轴上，左手24D通过左手臂第三金属舵盘24C与左手臂第三舵机24A固定连接。

本实施方式中左手臂第一舵机21A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

本实施方式中左手臂第二舵机21D为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

本实施方式中左手臂第一双轴舵机22A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。

本实施方式中左手臂第二双轴舵机23A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。

本实施方式中左手臂第三舵机24A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

具体实施方式三：结合图1、图7-图11说明本实施方式，本实施方式所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，所述右手臂3包括右手臂肩关节31、右手臂肘关节32、右手臂腕关节33、右手臂右手关节34，右手臂肩关节31包括右手臂第一舵机31A、右手臂第一多功能支架31B、右手臂第一金属舵盘31C、右手臂第二舵机31D、右手臂第二多功能支架31E、右手臂第一长U型支架31F、右手臂第二金属舵盘31G，右手臂肘关节32包括右手臂第一短U型支架32B、右手臂第一双轴舵机32A、右手臂第二长U型支架32C和两个舵机专用金属舵盘32D，右手臂腕关节33包括右手臂第二短U型支架33B、右手臂第二双轴舵机33A、右手臂第三长U型支架33C和两个舵机专用金属舵盘33D，右手臂右手关节34包括右手臂第三舵机34A、右手臂第三多功能支架34B、右手臂第三金属舵盘34C、右手34D；

右手臂第一舵机31A的输出轴安装上右手臂第一金属舵盘31C，右手臂第一舵机31A通过第一金属舵盘31C和第一多功能支架31B固定安装在右固定上板1-3和右固定下板1-4之间，右固定上板1-3和右固定下板1-4固定安装在躯干1的右侧壁上，右手臂第一多功能支架31B固定安装在右手臂第一舵机31A的舵机外壳上，右手臂第二多功能支架31E固定安装在右手臂第二舵机31D的舵机外壳上，右手臂第二舵机31D的输出轴安装上右手臂第二金属舵盘31G，右手臂第一多功能支架31B底板与右手臂第二多功能支架31E的底板固定连接，右手臂第一长U型支架31F的两个侧壁分别与固第二多功能支架31E的底板和第二金属舵盘31G固定连接，右手臂第一长U型支架31F的底板与右手臂第二短U型支架32B的底板固定连接，右手臂第一双轴舵机32A的底座分别固定安装在右手臂第二长U型支架32C的两个侧壁上，右手臂第一双轴舵机32A的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘32D并分别与右手臂第一短U型支架32B的一个侧壁固定连接，右手臂第二长U型支架32C的底板与右手臂第三长U型支架33C的底板固定连接，右手臂第二双轴舵机33A的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘33D并分别与右手臂第二短U型支架33B的一个侧壁固定连接，右手臂第二双轴舵机32A的底座分别固定安装在右手臂第三长U型支架33C的两个侧壁上，右手臂第一短U型支架33B的底板与第三多功能支架34B的底板固定连接，右手臂第三舵机34A的舵机外壳固定安装在右手臂第三多功能支架34B上，右手臂第三金属舵盘34C安装在右手臂第三舵机34A的输出轴上，右手34D通过右手臂第三金属舵盘34C与右手臂第三舵机34A固定连接。

本实施方式中左手臂第一舵机31A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

本实施方式中左手臂第二舵机31D为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

本实施方式中左手臂第一双轴舵机32A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。

本实施方式中左手臂第二双轴舵机33A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。

本实施方式中左手臂第三舵机34A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

具体实施方式四：结合图1、图12说明本实施方式，本实施方式所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，所述腰部4包括传动轴41、传动装置42和壳体43，传动装置42固定在壳体43内部，传动轴41连接躯干1和传动装置42，传动装置42包括盘式电机42A、减速器42B和同步带42C，减速器42B和盘式电机42A并排放置，通过同步带42C相连。

具体实施方式五：结合图1、图13说明本实施方式，本实施方式所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，所述底座5包括四个超声测距传感器51和底座外壳52，四个超声测距传感器成90度均匀分布在底座外壳52上端的四个凹槽里。

本实施方式中超声测距传感器51为现有技术，生产厂家为深圳市导向机电技术有限公司，型号为KS103。

具体实施方式六：结合图1、图14和图15说明本实施方式，本实施方式所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，所述底盘6包括左驱动轮61A、右驱动轮61B、前万向轮62A、后万向轮62B、左直流电机63A、右直流电机63B、电源64、左齿轮箱65A、右齿轮箱65B和圆形底板66，左驱动轮61A和右驱动轮61B、前万向轮62A和后万向轮62B分别对称固定安装在圆形底板66上，左驱动轮61A的输出轴与左齿轮箱65A的一端连接，左齿轮箱65A的另一端与左直流电机63A的输出轴连接，右驱动轮61B的输出轴与右齿轮箱65B的一端连接，右齿轮箱65B的另一端与右直流电机63B的输出轴连接，电源64固定安装在圆形底板66上。

工作原理

本实用新型的工作过程：左直流电机63A旋转带动左齿轮箱65A的内部齿轮旋转，通过齿轮内部啮合传递，左齿轮箱65A通过左驱动轮61A的输出轴带动左驱动轮61A向前旋转，右直流电机63B旋转带动右齿轮箱65B的内部齿轮旋转，通过齿轮内部啮合传递，右齿轮箱65B通过右驱动轮61B的输出轴带动右驱动轮61B向前旋转，前万向轮62A和后万向轮62B辅助左驱动轮61A和右驱动轮61B前进，后退和转向，机器人在运动时通过底座5上的四个互成90度的超声测距传感器，测量并计算机器人本体距离前方物体的距离来实现避障。

模拟人类“鞠躬”的动作工作原理：腰部传动装置42的盘式电机42A驱动旋转通过传送带42C带动减速器42B旋转，进而带动传动轴41旋转，传动轴41与躯干1连接，传动轴41向前旋转带动躯干1向前弯曲，模拟人类“鞠躬”的动作。

手臂工作原理：左手臂第一舵机21A向前旋转，左手臂第一舵机21A经第一多功能支架21B的传递带动左手臂肘关节22、左手臂腕关节23、左手臂左手关节24向前旋转，左手臂第二舵机21D在向前旋转的同时，带动左手臂肘关节22，左手臂肘关节22向前旋转，左手臂第一双轴舵机22A向上旋转，经左手臂第二长U型支架22C的传递带动左手臂腕关节23向上旋转，实现左手臂抬起功能，左手臂第二双轴舵机23A旋转带动左手关节24摆动，实现左手臂摆臂功能。右手臂第一舵机31A向前旋转，右手臂第一舵机31A经第一多功能支架31B的传递带动右手臂肘关节32、右手臂腕关节33、右手臂右手关节34向前旋转，右手臂第二舵机31D在向前旋转的同时，带动右手臂肘关节32，右手臂肘关节32向前旋转，右手臂第一双轴舵机32A向上旋转，经右手臂第二长U型支架32C的传递带动右手臂腕关节33向上旋转，实现右手臂抬起功能，右手臂第二双轴舵机33A旋转带动右手关节34摆动，实现右手臂摆臂功能。

Claims (6)

1.一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，其特征在于：所述机器人移动装置包括躯干（1）、左手臂（2）、右手臂（3）、腰部（4）、底座（5）、底盘（6），躯干包括左固定上板（1-1）、左固定下板（1-2）、右固定上板（1-3）、右固定下板（1-4），左固定上板（1-1）、左固定下板（1-2）与右固定上板（1-3）、右固定下板（1-4）左右对称固定在躯干（1）的上部，左手臂（2）和右手臂（3）对称设置在躯干（1）两端，躯干（1）和底座（5）通过腰部（4）连接。

2.根据权利要求1所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，其特征在于：所述左手臂（2）包括左手臂肩关节（21）、左手臂肘关节（22）、左手臂腕关节（23）、左手臂左手关节（24），左手臂肩关节（21）包括左手臂第一舵机（21A）、左手臂第一多功能支架（21B）、左手臂第一金属舵盘（21C）、左手臂第二舵机（21D）、左手臂第二多功能支架（21E）、左手臂第一长U型支架（21F）、左手臂第二金属舵盘（21G），左手臂肘关节（22）包括左手臂第一短U型支架（22B）、左手臂第一双轴舵机（22A）、左手臂第二长U型支架（22C）和两个舵机专用金属舵盘（22D），左手臂腕关节（23）包括左手臂第二短U型支架（23B）、左手臂第二双轴舵机（23A）、左手臂第三长U型支架（23C）和两个舵机专用金属舵盘（23D），左手臂左手关节（24）包括左手臂第三舵机（24A）、左手臂第三多功能支架（24B）、左手臂第三金属舵盘（24C）和左手（24D）；左手臂第一舵机（21A）的输出轴安装上左手臂第一金属舵盘（21C），左手臂第一舵机（21A）通过第一金属舵盘（21C）和第一多功能支架（21B）固定安装在左固定上板（1-1）和左固定下板（1-2）之间，左固定上板（1-1）和左固定下板（1-2）固定安装在躯干（1）的左侧壁上，左手臂第一多功能支架（21B）固定安装在左手臂第一舵机（21A）的舵机外壳上，左手臂第二多功能支架（21E）固定安装在左手臂第二舵机（21D）的舵机外壳上，左手臂第二舵机（21D）的输出轴安装上左手臂第二金属舵盘（21G），左手臂第一多功能支架（21B）底板与左手臂第二多功能支架（21E）的底板固定连接，左手臂第一长U型支架（21F）的两个侧壁分别与左手臂第二多功能支架（21E）的底板和第二金属舵盘（21G）固定，左手臂第一长U型支架（21F）的底板与左手臂第二短U型支架（22B）的底板固定连接，左手臂第一双轴舵机（22A）的底座分别固定安装在左手臂第二长U型支架（22C）的两个侧壁上，左手臂第一双轴舵机（22A）的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘（22D）并分别与左手臂第一短U型支架（22B）的一个侧壁固定连接，左手臂第二长U型支架（22C）的底板与左手臂第三长U型支架（23C）的底板固定连接，左手臂第二双轴舵机（23A）的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘（23D）并分别与左手臂第二短U型支架（23B）的一个侧壁固定连接，左手臂第二双轴舵机（23A）的底座分别固定安装在左手臂第三长U型支架（23C）的两个侧壁上，左手臂第一短U型支架（23B）的底板与第三多功能支架（24B）的底板固定连接，左手臂第三舵机（24A）的舵机外壳固定安装在左手臂第三多功能支架（24B）上，左手臂第三金属舵盘（24C）安装在左手臂第三舵机（24A）的输出轴上，左手（24D）通过左手臂第三金属舵盘（24C）与左手臂第三舵机（24A）固定连接。

3.根据权利要求1所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，其特征在于：所述右手臂（3）包括右手臂肩关节（31）、右手臂肘关节（32）、右手臂腕关节（33）、右手臂右手关节（34），右手臂肩关节（31）包括右手臂第一舵机（31A）、右手臂第一多功能支架（31B）、右手臂第一金属舵盘（31C）、右手臂第二舵机（31D）、右手臂第二多功能支架（31E）、右手臂第一长U型支架（31F）、右手臂第二金属舵盘（31G），右手臂肘关节（32）包括右手臂第一短U型支架（32B）、右手臂第一双轴舵机（32A）、右手臂第二长U型支架（32C）和两个舵机专用金属舵盘（32D），右手臂腕关节（33）包括右手臂第二短U型支架（33B）、右手臂第二双轴舵机（33A）、右手臂第三长U型支架（33C）和两个舵机专用金属舵盘（33D），右手臂右手关节（34）包括右手臂第三舵机（34A）、右手臂第三多功能支架（34B）、右手臂第三金属舵盘（34C）、右手（34D）；右手臂第一舵机（31A）的输出轴安装上右手臂第一金属舵盘（31C），右手臂第一舵机（31A）通过第一金属舵盘（31C）和第一多功能支架（31B）固定安装在右固定上板（1-3）和右固定下板（1-4）之间，右固定上板（1-3）和右固定下板（1-4）固定安装在躯干（1）的右侧壁上，右手臂第一多功能支架（31B）固定安装在右手臂第一舵机（31A）的舵机外壳上，右手臂第二多功能支架（31E）固定安装在右手臂第二舵机（31D）的舵机外壳上，右手臂第二舵机（31D）的输出轴安装上右手臂第二金属舵盘（31G），右手臂第一多功能支架（31B）底板与右手臂第二多功能支架（31E）的底板固定连接，右手臂第一长U型支架（31F）的两个侧壁分别与右手臂第二多功能支架（31E）的底板和第二金属舵盘（31G）固定连接，右手臂第一长U型支架（31F）的底板与右手臂第二短U型支架（32B）的底板固定连接，右手臂第一双轴舵机（32A）的底座分别固定安装在右手臂第二长U型支架（32C）的两个侧壁上，右手臂第一双轴舵机（32A）的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘（32D）并分别与右手臂第一短U型支架（32B）的一个侧壁固定连接，右手臂第二长U型支架（32C）的底板与右手臂第三长U型支架（33C）的底板固定连接，右手臂第二双轴舵机（33A）的每个输出轴分别安装了舵机专用金属舵盘（33D）并分别与右手臂第二短U型支架（33B）的一个侧壁固定连接，右手臂第二双轴舵机（32A）的底座分别固定安装在右手臂第三长U型支架（33C）的两个侧壁上，右手臂第一短U型支架（33B）的底板与第三多功能支架（34B）的底板固定连接，右手臂第三舵机（34A）的舵机外壳固定安装在右手臂第三多功能支架（34B）上，右手臂第三金属舵盘（34C）安装在右手臂第三舵机（34A）的输出轴上，右手（34D）通过右手臂第三金属舵盘（34C）与右手臂第三舵机（34A）固定连接。

4.根据权利要求1所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，其特征在于：所述腰部（4）包括传动轴（41）、传动装置（42）和壳体（43），传动装置（42）固定在壳体（43）内部，传动轴（41）连接躯干（1）和传动装置（42），传动装置（42）包括盘式电机（42A）、减速器（42B）和同步带（42C），减速器（42B）和盘式电机（42A）并排放置，通过同步带（42C）相连。

5.根据权利要求1所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，其特征在于：所述底座（5）包括四个超声测距传感器（51）和底座外壳（52），四个超声测距传感器成90度均匀分布在底座外壳（52）上端的四个凹槽里。

6.根据权利要求1所述一种用于科技馆迎宾的机器人移动装置，其特征在于：所述底盘（6）包括左驱动轮（61A）、右驱动轮（61B）、前万向轮（62A）、后万向轮（62B）、左直流电机（63A）、右直流电机（63B）、电源（64）、左齿轮箱（65A）、右齿轮箱（65B）和圆形底板（66），左驱动轮（61A）和右驱动轮（61B）、前万向轮（62A）和后万向轮（62B）分别对称固定安装在圆形底板（66）上，左驱动轮（61A）的输出轴与左齿轮箱（65A）的一端连接，左齿轮箱（65A）的另一端与左直流电机（63A）的输出轴连接，右驱动轮（61B）的输出轴与右齿轮箱（65B）的一端连接，右齿轮箱（65B）的另一端与右直流电机（63B）的输出轴连接，电源（64）固定安装在圆形底板（66）上。