CN211916843U - 机器人及用于机器人的头部运动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人及用于机器人的头部运动机构，用于机器人的头部运动机构包括摇头舵机、点头舵机和头部支架，头部支架包括内笼架和外笼架，外笼架上固定有用于与机器人外壳的头部固定连接的固定支架，内笼架的左右两侧分别可转动地支撑有点头舵机连接轴，内笼架位于外笼架内，内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别与外笼架的左右两侧侧板固定连接，内笼架一侧的点头舵机连接轴与点头舵机的转轴固定连接，点头舵机固定在内笼架上，摇头舵机固定在机器人的身体支架上，摇头舵机的转轴向上延伸与内笼架固定连接。头部运动机构的摇头舵机固定在身体支架上，身体支架固定在行走底盘上。其采用舵机形式实现2个或以上自由度高精度运动。

Description

机器人及用于机器人的头部运动机构

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种机器人及用于机器人的头部运动机构。

背景技术

随着机器人技术的日益成熟，尤其是在仿人机器人领域的运动控制、语音语义识别、图像识别、智能交互等技术的开发应用，使仿人形机器人可以做的更加逼真形象，同时也越发凸显出仿人服务型机器人未来市场的前景广阔，仿人机器人的头部需要完成摇头等一系列动作。然而，现有技术中的机器人头部运动机构采用齿轮传动的方式，用齿轮传动的方式，由于齿轮与齿轮间运动的磨损，使得齿轮间产生间隙。

所以，需要对现有头部运动机构进行优化，以更好应用于仿生机器人，获得更好的使用效果和更佳的实用性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种机器人及用于机器人的头部运动机构，其采用舵机形式实现2个或以上自由度高精度运动。

本实用新型是这样实现的：本实用新型公开了一种用于机器人的头部运动机构，包括摇头舵机、点头舵机和头部支架，所述头部支架包括内笼架和外笼架，所述外笼架上固定有用于与机器人外壳的头部固定连接的固定支架，所述内笼架的左右两侧分别可转动地支撑有点头舵机连接轴，所述内笼架位于外笼架内，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别与外笼架的左右两侧侧板固定连接，内笼架一侧的点头舵机连接轴与点头舵机的转轴固定连接，所述点头舵机固定在内笼架上，所述摇头舵机固定在机器人的身体支架上，所述摇头舵机的转轴向上延伸与内笼架固定连接。

所述内笼架的左右两侧分别通过轴承可转动地支撑有点头舵机连接轴。

所述外笼架的左右两侧侧板分别设有连接孔，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别伸入外笼架左右两侧侧板的连接孔内，与外笼架形成周向固定连接；所述点头舵机连接轴设有外螺纹，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别穿过外笼架左右两侧侧板的连接孔后与螺母连接。

内笼架两侧的点头舵机连接轴与外笼架两侧侧板的连接孔可以过盈配合可以花键连接，也可以焊接等。

所述外笼架的外侧固定有多根竖直设置的固定支架。

所述外笼架的前后侧对称固定有多根竖直设置的固定支架，外笼架左右两侧的固定支架对称设置，位于外笼架中间的固定支架的长度最长，位于外笼架左右两侧的固定支架的长度沿远离中间的固定支架的方向逐渐减小。

所述内笼架为矩形框架，所述内笼架包括左右两侧侧板以及连接在左右两侧侧板之间底板和顶板；所述点头舵机固定在内笼架的底板上；所述摇头舵机的转轴向上延伸与内笼架的底板固定连接。

所述内笼架的底板与顶板之间固定连接有连接板。

所述外笼架为矩形框架，所述外笼架包括左右两侧侧板以及连接在左右两侧侧板之间的连接板。

进一步地，用于机器人的头部运动机构还包括摇头舵机支架，所述摇头舵机支架固定在机器人的身体支架上，所述摇头舵机固定在摇头舵机支架上；所述摇头舵机的转轴的端头固定有摇头舵机连接轴，所述摇头舵机连接轴与内笼架固定连接；所述摇头舵机连接轴穿过内笼架的底板后与螺母螺纹连接。

进一步地，所述摇头舵机支架的倒U型结构，使摇头舵机支架的U型开口朝下，摇头舵机固定在摇头舵机支架内即位于摇头舵机支架的上端板的下端，摇头舵机支架的上端板的上端固定有套筒，摇头舵机的转轴穿过摇头舵机支架上端板伸入套筒内，摇头舵机的转轴与套筒之间设有轴承。

本实用新型公开了一种机器人，包括机器人外壳、身体支架、行走底盘以及头部运动机构，所述头部运动机构的摇头舵机固定在身体支架上，所述身体支架固定在行走底盘上，所述身体支架上固定有左手舵机和右手舵机，所述左手舵机的转轴与可转动地支撑在身体支架上的左手驱动轴固定连接，所述左手驱动轴的末端连接有左手架，所述右手舵机的转轴与可转动地支撑在身体支架上的右手驱动轴固定连接，所述右手驱动轴的末端连接有右手架。

所述左手舵机的转轴通过轴承支撑在身体支架上。所述右手舵机的转轴通过轴承支撑在身体支架上。

进一步地，所述头部支架、身体支架、行走底盘上分别固定有用于与机器人外壳连接的连接支耳；所述机器人外壳由前壳体和后壳体组成。

进一步地，所述机器人外壳的底部安装有超声波传感器；所述机器人外壳的底部安装有激光雷达；所述行走底盘的下端安装有行走轮；所述机器人外壳上设有触摸屏；所述机器人外壳上设有MIC口；所述机器人外壳上设有喇叭。

本实用新型的有益效果为：由于本机器人的头部运动机构，包括摇头舵机、点头舵机和头部支架，所述头部支架包括内笼架和外笼架，所述外笼架上固定有用于与机器人外壳的头部固定连接的固定支架，所述内笼架的左右两侧分别可转动地支撑有点头舵机连接轴，所述内笼架位于外笼架内，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别与外笼架的左右两侧侧板固定连接，内笼架一侧的点头舵机连接轴与点头舵机的转轴固定连接，所述点头舵机固定在内笼架上，所述摇头舵机固定在机器人的身体支架上，所述摇头舵机的转轴向上延伸与内笼架固定连接。采用上述结构的舵机形式实现2个或以上自由度高精度运动，且由于本实用新型的机器人头部两个方向是分别由两个舵机来完成，相互之间没有关联关系，所以机器人头部可以同时实现低/抬头和左/右摇头动作 。

附图说明

图1为本实用新型的机器人的外部结构示意图；

图2为本实用新型的机器人的内部结构示意图；

图3为本实用新型的用于机器人的头部运动机构的结构示意图（带固定支架）；

图4为本实用新型的用于机器人的头部运动机构的结构示意图（不带固定支架）；

图5为本实用新型的用于机器人的头部运动机构的内笼架的结构示意图；

图6为本实用新型的用于机器人的头部运动机构的外笼架的结构示意图。

附图中，1为摇头舵机，2为点头舵机，3为内笼架，31为内笼架的底板，4为外笼架，41为外笼架的侧板，5为固定支架，6为点头舵机连接轴，7为摇头舵机连接轴，8为摇头舵机支架，9为身体支架，10为左手舵机，11为右手舵机，12为左手架，13为右手架，14为行走底盘，141为行走轮，15为连接支耳，16为机器人外壳，17为MIC口，18为喇叭，19为触摸屏，20为激光雷达，21为超声波传感器，22为机器人手臂。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图6，本实施例公开了一种用于机器人的头部运动机构，包括摇头舵机1、点头舵机2和头部支架，所述头部支架包括内笼架3和外笼架4，所述外笼架4上固定有用于与机器人外壳16的头部固定连接的固定支架5，所述内笼架3的左右两侧分别可转动地支撑有点头舵机连接轴6，所述内笼架3位于外笼架4内，所述内笼架3左右两侧的点头舵机连接轴6分别与外笼架4的左右两侧侧板固定连接，内笼架3一侧的点头舵机连接轴6与点头舵机2的转轴固定连接，所述点头舵机2固定在内笼架3上，所述摇头舵机1固定在机器人的身体支架9上，所述摇头舵机1的转轴向上延伸与内笼架3固定连接。

所述内笼架3的左右两侧分别通过轴承可转动地支撑有点头舵机连接轴6。

所述外笼架4的左右两侧侧板分别设有连接孔，所述内笼架3左右两侧的点头舵机连接轴6分别伸入外笼架4左右两侧侧板的连接孔内，与外笼架4形成周向固定连接；所述点头舵机连接轴6设有外螺纹，所述内笼架3左右两侧的点头舵机连接轴6分别穿过外笼架4左右两侧侧板的连接孔后与螺母连接。

内笼架3两侧的点头舵机连接轴6与外笼架4两侧侧板的连接孔可以过盈配合可以花键连接，也可以焊接等。

所述外笼架4的外侧固定有多根竖直设置的固定支架5。

所述外笼架4的前后侧对称固定有多根竖直设置的固定支架5，外笼架4左右两侧的固定支架5对称设置，位于外笼架4中间的固定支架5的长度最长，位于外笼架4左右两侧的固定支架5的长度沿远离中间的固定支架5的方向逐渐减小。

所述内笼架3为矩形框架，所述内笼架3包括左右两侧侧板以及连接在左右两侧侧板之间底板和顶板；所述点头舵机2固定在内笼架3的底板31上；所述摇头舵机1的转轴向上延伸与内笼架3的底板31固定连接。

所述内笼架3的底板31与顶板之间固定连接有连接板。

所述外笼架4为矩形框架，所述外笼架4包括左右两侧侧板以及连接在左右两侧侧板之间的连接板。

进一步地，用于机器人的头部运动机构还包括摇头舵机支架8，所述摇头舵机支架8固定在机器人的身体支架9上，所述摇头舵机1固定在摇头舵机支架8上。

进一步地，所述摇头舵机支架8的倒U型结构，使摇头舵机支架8的U型开口朝下，摇头舵机1固定在摇头舵机支架8内即位于摇头舵机支架8的上端板的下端，摇头舵机支架8的上端板的上端固定有套筒，摇头舵机1的转轴穿过摇头舵机支架8上端板伸入套筒内，摇头舵机1的转轴与套筒之间设有轴承。所述摇头舵机1的转轴的端头固定有摇头舵机连接轴7，所述摇头舵机连接轴7与内笼架3固定连接；所述摇头舵机连接轴7穿过内笼架3的底板31后与螺母螺纹连接。

本实用新型公开了一种机器人，包括机器人外壳16、身体支架9、行走底盘14以及头部运动机构，所述头部运动机构的摇头舵机1固定在身体支架9上，所述身体支架9固定在行走底盘14上，所述身体支架9上固定有左手舵机10和右手舵机11，所述左手舵机10的转轴与可转动地支撑在身体支架9上的左手驱动轴固定连接，所述左手驱动轴的末端连接有左手架12，所述右手舵机11的转轴与可转动地支撑在身体支架9上的右手驱动轴固定连接，所述右手驱动轴的末端连接有右手架13。左手架12、右手架13上分别固定有机器人手臂22。

所述左手舵机10的转轴通过轴承支撑在身体支架9上。所述右手舵机11的转轴通过轴承支撑在身体支架9上。

进一步地，所述头部支架、身体支架9、行走底盘14上分别固定有用于与机器人外壳16连接的连接支耳15；所述机器人外壳16由前壳体和后壳体组成。

进一步地，所述机器人外壳16的底部安装有超声波传感器21；所述机器人外壳16的底部安装有激光雷达20；所述行走底盘14的下端安装有行走轮141；所述机器人外壳16上设有显示屏或触摸屏19；所述机器人外壳16上设有MIC口17；所述机器人外壳16上设有喇叭18，左右对称设置。

摇头舵机1的机壳通过摇头舵机支架8与身体支架9固定，点头舵机2的机壳通过点头舵机2支架与内笼架3固定。给摇头舵机1一个转动信号时，带动摇头舵机连接轴7转动，依次带动内笼架3的底板31转动，带动整个内笼架3左右转动，带动外笼架4左右转动，及实现了机器人的左/右摇头动作；给点头舵机2一个转动信号时，带动点头舵机连接轴6转动，依次带动外笼架4的侧板41转动，带动整个外笼架4铅锤方向转动，及实现了机器人低/抬头动作即点头动作。

由于本实用新型的机器人头部两个方向是分别由两个舵机来完成，相互之间没有关联关系，所以机器人头部可以同时实现低/抬头和左/右摇头动作 。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于机器人的头部运动机构，其特征在于：包括摇头舵机、点头舵机和头部支架，所述头部支架包括内笼架和外笼架，所述外笼架上固定有用于与机器人外壳的头部固定连接的固定支架，所述内笼架的左右两侧分别可转动地支撑有点头舵机连接轴，所述内笼架位于外笼架内，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别与外笼架的左右两侧侧板固定连接，内笼架一侧的点头舵机连接轴与点头舵机的转轴固定连接，所述点头舵机固定在内笼架上，所述摇头舵机固定在机器人的身体支架上，所述摇头舵机的转轴向上延伸与内笼架固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于机器人的头部运动机构，其特征在于：所述内笼架的左右两侧分别通过轴承可转动地支撑有点头舵机连接轴。

3.根据权利要求1所述的用于机器人的头部运动机构，其特征在于：所述外笼架的左右两侧侧板分别设有连接孔，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别伸入外笼架左右两侧侧板的连接孔内，与外笼架形成周向固定连接；所述点头舵机连接轴设有外螺纹，所述内笼架左右两侧的点头舵机连接轴分别穿过外笼架左右两侧侧板的连接孔后与螺母连接。

4.根据权利要求1所述的用于机器人的头部运动机构，其特征在于：所述外笼架的外侧固定有多根竖直设置的固定支架。

5.根据权利要求4所述的用于机器人的头部运动机构，其特征在于：所述外笼架的前后侧对称固定有多根竖直设置的固定支架，外笼架左右两侧的固定支架对称设置，位于外笼架中间的固定支架的长度最长，位于外笼架左右两侧的固定支架的长度沿远离中间的固定支架的方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的用于机器人的头部运动机构，其特征在于：所述内笼架为矩形框架，所述内笼架包括左右两侧侧板以及连接在左右两侧侧板之间底板和顶板；所述点头舵机固定在内笼架的底板上；所述摇头舵机的转轴向上延伸与内笼架的底板固定连接；所述外笼架为矩形框架，所述外笼架包括左右两侧侧板以及连接在左右两侧侧板之间的连接板。

7.根据权利要求1所述的用于机器人的头部运动机构，其特征在于：还包括摇头舵机支架，所述摇头舵机支架固定在机器人的身体支架上，所述摇头舵机固定在摇头舵机支架上；所述摇头舵机的转轴的端头固定有摇头舵机连接轴，所述摇头舵机连接轴与内笼架固定连接；所述摇头舵机连接轴穿过内笼架的底板后与螺母螺纹连接。

8.一种机器人，其特征在于：包括机器人外壳、身体支架、行走底盘以及如权利要求1至7任一所述的头部运动机构，所述头部运动机构的摇头舵机固定在身体支架上，所述身体支架固定在行走底盘上，所述身体支架上固定有左手舵机和右手舵机，所述左手舵机的转轴与可转动地支撑在身体支架上的左手驱动轴固定连接，所述左手驱动轴的末端连接有左手架，所述右手舵机的转轴与可转动地支撑在身体支架上的右手驱动轴固定连接，所述右手驱动轴的末端连接有右手架。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述头部支架、身体支架、行走底盘上分别固定有用于与机器人外壳连接的连接支耳；所述机器人外壳由前壳体和后壳体组成。

10.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述机器人外壳的底部安装有超声波传感器；所述机器人外壳的底部安装有激光雷达；所述行走底盘的下端安装有行走轮；所述机器人外壳上设有触摸屏；所述机器人外壳上设有MIC口；所述机器人外壳上设有喇叭。

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