CN205915339U - 一种多自由度双足竞速机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及仿人机器人设计制造领域，特别涉及一种多自由度双足竞速机器人，包括头部、手臂、躯干、胯部、腿部、脚部、舵机和控制单元，且具有11个自由度，控制单元控制舵机驱动机器人各部运动，所述头部的下方设置有齿轮箱，齿轮箱内安装有齿轮组，所述齿轮组由4个相互对称垂直啮合的锥齿轮组成，所述齿轮组由一个舵机带动旋转，齿轮组旋转带动头部摆动的同时左右手臂也一前一后有序摆动，本实用新型的多自由度双足竞速机器人，用9个舵机实现了机器人11个自由度，舵机用量减少，制造成本降低，采用一个舵机实现了头部摆动的同时左右手臂也一前一后有序摆动，使机器人动作更加协调自然。
Description
技术领域
本实用新型涉及仿人机器人设计制造领域，特别涉及一种多自由度双足竞速机器人。
背景技术
仿人机器人的研制工作开始于20世纪60年代，短短的几十年时间内，其研制工作进展迅速，步行机器人的研制工作是其中一项重要内容。目前，机器人的移动方式主要包括：轮式履带式，爬行式，蠕动式以及步行等方式。对轮式和履带式移动机器人的研究主要集中在自主运动控制上，如避障路径规划等。这两种机器人过分依赖于周围环境，应用范围受限，爬行和蠕动式机器人主要用于管道作业，具有良好的静动态稳定性，但速度较低。
仿人竞速机器人要求制作人形机器人，模仿人体双足直立行走，并要求头部、手臂等协调的配合运动，可以应用各式各样的传感器，来让机器人自主识别周围赛场环境，快速灵活的完成竞速行走比赛，但是目前的竞速机器人都存在一些问题，比如每个自由度都需要单独的舵机来驱动，舵机使用量大，机器人的制造成本较高，大多机器人头部和手臂不能够协调的来回自然摆动，即使能够自然摆动，结构也非常复杂，设计不够合理。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于克服目前现有竞速机器人舵机使用数量多，制造成本高，头部和手臂不能或很难来回自然摆动的缺陷，从而实现一种结构相对简单，制造成本低，头部和手臂能够协调自然摆动的多自由度双足竞速机器人。
为实现上述发明目的，本实用新型的技术方案是：一种多自由度双足竞速机器人，包括头部、手臂、躯干、胯部、腿部、脚部、舵机和控制单元，且具有11个自由度，控制单元控制舵机驱动机器人各部运动，所述头部有一个自由度，左右手臂各一个自由度，胯部有两个自由度，腿部各有两个自由度，脚部各有一个自由度，胯部、腿部和脚部的每个自由度均由一个舵机驱动，所述头部的下方设置有齿轮箱，齿轮箱内安装有齿轮组，所述齿轮组由4个相互对称垂直啮合的锥齿轮组成，其中水平相对的两个水平锥齿轮两侧分别通过连接轴与手臂固定连接，竖直相对的两个竖直锥齿轮中上部竖直锥齿轮顶端安装头部，下部竖直锥齿轮安装于齿轮箱的底板上，所述齿轮组由一个舵机带动旋转，齿轮组旋转带动头部摆动的同时左右手臂也一前一后有序摆动。
作为本实用新型的优选技术方案，所述齿轮组与手臂之间的一侧连接轴上设置有中间齿轮，且躯干内部设置有舵机，该舵机通过安装在其上的驱动齿轮带动中间齿轮旋转，中间齿轮通过连接轴最终带动齿轮组旋转，从而实现头部摆动的同时左右手臂也一前一后有序摆动。
作为本实用新型的优选技术方案，胯部内的舵机位于腿部顶端，且胯部的舵机输出轴与地面垂直，胯部舵机带动腿部整体旋转，实现机器人的转弯动作。
作为本实用新型的优选技术方案，每个所述脚部的前端均安装有5个灰度传感器，所述灰度传感器反馈信号给控制单元，控制单元控制舵机驱动机器人做出方向修正动作。
本实用新型的多自由度双足竞速机器人的有益效果：
1.本实用新型的多自由度双足竞速机器人，头部的下方设置有齿轮箱，齿轮箱内安装有齿轮组，齿轮组由4个相互对称垂直啮合的锥齿轮组成，齿轮组由一个舵机带动旋转，用9个舵机实现了机器人11个自由度，舵机用量减少，制造成本降低。
2.本实用新型的多自由度双足竞速机器人，采用了4个相互对称垂直啮合的锥齿轮组成的齿轮组带动头部和手臂运动，采用一个舵机实现了头部摆动的同时左右手臂也一前一后有序摆动，使机器人动作更加协调自然。
附图说明
图1是多自由度双足竞速机器人的结构示意图；
图2是多自由度双足竞速机器人齿轮箱部分内部结构示意图。
参见图1-2：1-头部，2-手臂，3-躯干，4-胯部，5-腿部，6-脚部，7-舵机，8-控制单元，9-齿轮箱，10-齿轮组，11-锥齿轮，12-连接轴，13-中间齿轮，14-灰度传感器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施方式对本实用新型的多自由度双足竞速机器人做更加详细的描述。
实施例：
本实用新型的多自由度双足竞速机器人，包括头部1、手臂2、躯干3、胯部4、腿部5、脚部6、舵机7和控制单元8，且具有11个自由度，头部1有一个自由度，左右手臂2各一个自由度，胯部4有两个自由度，腿部5各有两个自由度，脚部6各有一个自由度，胯部4、腿部5和脚部6的每个自由度均由一个舵机7驱动，所述头部1的下方设置有齿轮箱9，齿轮箱9内安装有齿轮组10，所述齿轮组10由4个相互对称垂直啮合的锥齿轮11组成，其中水平相对的两个水平锥齿轮11两侧分别通过连接轴12与手臂2固定连接，竖直相对的两个竖直锥齿轮11中上部竖直锥齿轮11顶端安装头部1，下部竖直锥齿轮11安装于齿轮箱9的底板上，齿轮组9与手臂2之间的一侧连接轴12上设置有中间齿轮13，且躯干3内部设置有舵机7，该舵机7通过安装在其上的驱动齿轮带动中间齿轮13旋转，中间齿轮13通过连接轴12最终带动齿轮组10旋转，从而实现头部1摆动的同时左右手臂2也一前一后有序摆动。
胯部4内的舵机7位于腿部顶端，且胯部4的舵机7输出轴与地面垂直，胯部4的舵机7带动腿部5整体旋转，实现机器人的转弯动作。
每个脚部6的前端均安装有5个灰度传感器14，所述灰度传感器14反馈信号给控制单元8，控制单元8控制舵机7驱动机器人做出方向修正动作。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本实用新型构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种多自由度双足竞速机器人，包括头部、手臂、躯干、胯部、腿部、脚部、舵机和控制单元，且具有11个自由度，控制单元控制舵机驱动机器人各部运动，所述头部有一个自由度，左右手臂各一个自由度，胯部有两个自由度，腿部各有两个自由度，脚部各有一个自由度，胯部、腿部和脚部的每个自由度均由一个舵机驱动，其特征在于：所述头部的下方设置有齿轮箱，齿轮箱内安装有齿轮组，所述齿轮组由4个相互对称垂直啮合的锥齿轮组成，其中水平相对的两个水平锥齿轮两侧分别通过连接轴与手臂固定连接，竖直相对的两个竖直锥齿轮中上部竖直锥齿轮顶端安装头部，下部竖直锥齿轮安装于齿轮箱的底板上，所述齿轮组由一个舵机带动旋转，齿轮组旋转带动头部摆动的同时左右手臂也一前一后有序摆动。
2.根据权利要求1所述的多自由度双足竞速机器人，其特征在于：所述齿轮组与手臂之间的一侧连接轴上设置有中间齿轮，且躯干内部设置有舵机，该舵机通过安装在其上的驱动齿轮带动中间齿轮旋转，中间齿轮通过连接轴最终带动齿轮组旋转。
3.根据权利要求1所述的多自由度双足竞速机器人，其特征在于：胯部内的舵机位于腿部顶端，且胯部的舵机输出轴与地面垂直，胯部舵机带动腿部整体旋转。
4.根据权利要求1所述的多自由度双足竞速机器人，其特征在于：每个所述脚部的前端均安装有5个灰度传感器，所述灰度传感器反馈信号给控制单元。
Priority Applications (1)
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| CN201620829330.6U CN205915339U (zh) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | 一种多自由度双足竞速机器人 |
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Publications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106909180A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-30 | 上海未来伙伴机器人有限公司 | 两自由度中心走线舵机 |
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| CN110032192A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-19 | 中北大学 | 一种仿人型快速行走循迹避障机器人 |
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2016
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