CN214607777U - 机械腿结构和导盲机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械腿结构，用于机器人，包括：机械大腿、机械小腿以及腿部驱动机构。其中机械小腿，铰接于所述机械大腿的一端，且具有绕所述机械大腿的端部转的活动行程；腿部驱动机构，包括驱动组件，以及设于所述机械大腿上的传动连杆结构。本实用新型公开的机械腿结构，旨在解决传统技术中导盲机器人行动僵硬、驱动效率较低的问题。

Description

机械腿结构和导盲机器人

技术领域

本实用新型涉及导盲机器人技术领域，特别涉及一种机械腿结构和导盲机器人。

背景技术

中国是当今世界盲人最多的国家之一。盲人又称视障人士，他们不同于健康的普通人，自身的生理缺陷使得盲人无法通过视觉分辨道路、物体、他人，给生活带来了诸多不便。如今，市场上推出了能够实时语音反馈的手机、手表、文章翻译器等致力于提升盲人群体的自主生活能力。但是，对于盲人出行方面，却仍缺乏可靠实用的产品加以帮助。

目前，盲人较为可靠的出行方式是由专业的导盲犬引导，但是，导盲犬存在数量较少，人工培训花费高，训练难度大等一系列问题。传统技术中存在一些导盲机器人，但是传统技术中的导盲机器人运动较为僵硬，且驱动效率较低。

实用新型内容

本实用新型公开一种机械腿结构和导盲机器人，旨在解决传统技术中导盲机器人行动僵硬、驱动效率较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种机械腿结构，用于机器人，包括：

机械大腿；

机械小腿，铰接于所述机械大腿的一端，且具有绕所述机械大腿的端部转的活动行程；以及，

腿部驱动机构，包括驱动组件，以及设于所述机械大腿上的传动连杆结构；

其中，所述传动连杆结构包括设于所述机械大腿一端的第一传动盘结构，设于所述机械大腿另一端的第二传动盘结构，以及设于所述第一传动盘结构以及所述第二传动盘结构之间的传动杆，所述驱动组件驱动连接所述第一传动盘结构，所述第二传动盘结构传动连接所述机械小腿，用于驱动所述机械小腿摆动。

可选地，所述第一传动盘结构包括铰接于所述机械大腿的第一法兰盘，铰接于所述第一法兰盘一侧的第一传动支杆，所述传动杆的一端铰接于所述第一法兰盘以及所述第一传动支杆之间，所述驱动组件驱动连接所述第一法兰盘；

所述第二传动盘结构包括铰接于所述机械小腿远离所述机械大腿一侧的第二法兰盘，铰接于所述机械小腿另一侧的第二传动支杆；

其中，所述第二传动支杆铰接于所述机械大腿以及所述机械小腿之间，所述传动杆的另一端铰接于所述第二法兰盘以及所述第二传动支杆之间。

可选地，所述第一法兰盘包括铰接于所述机械大腿的第一盘体，所述第一盘体的一侧凸出形成第一铰接部，所述第一传动支杆的一端铰接于所述第一盘体的一侧，另一端铰接于所述第一铰接部，所述传动杆的一端铰接于所述第一铰接部以及所述第一传动支杆之间；

所述第二法兰盘包括铰接于所述机械小腿远离所述机械大腿一侧的第二盘体，所述第二盘体的一侧凸出形成第二铰接部，所述传动杆的另一端铰接于所述第二铰接部以及所述第二传动支杆之间。

在上述机械腿结构的基础上，本实用新型提供了一种导盲机器人，包括：

机器人主体，沿前后向延伸，所述机器人主体前后向上呈相对设置的两侧各形成一个安装面；以及，

腿部组件，包括分别设于所述机器人主体上的四个机械腿结构，所述机械腿结构如为上述机械腿结构；

其中，每个所述安装面上各设有两个所述驱动组件，各所述驱动组件对应驱动连接各所述机械腿结构，以使所述机器人主体运动。

可选地，每个所述驱动组件包括设于所述安装面上的转向驱动电机，以及设于所述转向驱动组件上的前进驱动电机，所述转向驱动电机驱动连接所述前进驱动电机，所述前进驱动电机驱动连接所述传动连杆结构；

所述转向驱动电机用于改变所述机械腿的运动方向，所述前进驱动电机用于驱动所述机械腿结构摆动。

可选地，各所述转向驱动电机电机平行于各所述安装面设置，各所述转向驱动电机的输出轴上均设有一个安装座，各所述安装座均具有向所述机器人主体两侧摆动的活动行程，各所述前进驱动电机对应设于各所述安装座上。

可选地，各所述前进驱动电机包括设于所述安装座、且垂直于所述转向驱动电机设置的第一前进电机，以及设于所述第一前进电机上、且驱动连接所述传动连杆结构的第二前进电机；

所述第一前进电机以及所述第二前进电机均具有沿左右向延伸的旋转轴转动的活动行程。

可选地，所述机器人主体上设有控制器，所述机器人主体的前端设有图像采集摄像头，所述图像采集摄像头与所述控制器电连接。

可选地，所述机器人主体上还设有牵引绳，所述牵引绳的端部设有感应器，所述感应器与所述控制器电连接，用于感应用户握持情况。

可选地，所述牵引绳的端部设有手环，所述手环的内侧设有所述感应器。

本实用新型提供的技术方案中，机械小腿，铰接于所述机械大腿的一端，且具有绕所述机械大腿的端部转的活动行程；腿部驱动机构，包括驱动组件，以及设于所述机械大腿上的传动连杆结构。本实用新型通过驱动组件驱动第一传动盘结构，再通过第一传统盘结构驱动传动杆，再通过传动杆驱动第二传动盘结构。一级一级传动，从而有效地将动作从机械大腿传递至机械小腿，保证活动的连贯性，提高机械腿结构活动的连贯性以及驱动效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述导盲机器人一实施例的立体结构示意简图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1中机械腿结构的立体结构示意简图；

图4为图1中机械腿结构的内部结构示意简图。

附图标号说明

标号	名称	标号	名称
				1	导盲机器人	323	第二传动盘结构
10	腿部组件	324	第一法兰盘
				1000	机械腿结构	324a	第一盘体
100	机械大腿	324b	第一铰接部
				200	机械小腿	325	第一传动支杆
300	腿部驱动机构	326	第二法兰盘
				310	驱动组件	327	第二传动支杆
311	转向驱动电机	327a	第二盘体
				312	前进驱动电机	327b	第二铰接部
313	安装座	20	机器人主体
				314	第一前进电机	21	安装面
315	第二前进电机	22	图像采集摄像头
				320	传动连杆结构	23	牵引绳
321	第一传动盘结构	24	手环
				322	传动杆	25	感应器

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A 和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

中国是当今世界盲人最多的国家之一。盲人又称视障人士，他们不同于健康的普通人，自身的生理缺陷使得盲人无法通过视觉分辨道路、物体、他人，给生活带来了诸多不便。如今，市场上推出了能够实时语音反馈的手机、手表、文章翻译器等致力于提升盲人群体的自主生活能力。但是，对于盲人出行方面，却仍缺乏可靠实用的产品加以帮助。

目前，盲人较为可靠的出行方式是由专业的导盲犬引导，但是，导盲犬存在数量较少，人工培训花费高，训练难度大等一系列问题。传统技术中存在一些导盲机器人，但是传统技术中的导盲机器人运动较为僵硬，且驱动效率较低。

鉴于此，本实用新型提供一种机械腿结构1000和导盲机器人1，本说明书附图中，图1为本实用新型实施例所述导盲机器人1一实施例的立体结构示意简图；图2为图1的侧视图；图3为图1中机械腿结构1000的立体结构示意简图；图4为图1中机械腿结构1000的内部结构示意简图。

请参阅图3，本实用新型提供了一种机械腿结构1000，用于机器人，包括：机械大腿100；机械小腿200，铰接于机械大腿100的一端，且具有绕机械大腿 100的端部转的活动行程；腿部驱动机构300，包括驱动组件310，以及设于机械大腿100上的传动连杆结构320；其中，传动连杆结构320包括设于机械大腿 100一端的第一传动盘结构321，设于机械大腿100另一端的第二传动盘结构 323，以及设于第一传动盘结构321以及第二传动盘结构323之间的传动杆322，驱动组件310驱动连接第一传动盘结构321，第二传动盘结构323传动连接机械小腿200，用于驱动机械小腿200摆动。本实用新型通过驱动组件310驱动第一传动盘结构321，再通过第一传统盘结构驱动传动杆322，再通过传动杆322驱动第二传动盘结构323。一级一级传动，从而有效地将动作从机械大腿100传递至机械小腿200，保证活动的连贯性，提高机械腿结构1000活动的连贯性以及驱动效率。

进一步地，第一传动盘结构321包括铰接于机械大腿100的第一法兰盘 324，铰接于第一法兰盘324一侧的第一传动支杆325，传动杆322的一端铰接于第一法兰盘324以及第一传动支杆325之间，驱动组件310驱动连接第一法兰盘324；第二传动盘结构323包括铰接于机械小腿200远离机械大腿100一侧的第二法兰盘326，铰接于机械小腿200另一侧的第二传动支杆327；其中，第二传动支杆327铰接于机械大腿100以及机械小腿200之间，传动杆322的另一端铰接于第二法兰盘326以及第二传动支杆327之间。需要说明的是，机械大腿100内设有安装腔，第一传动盘结构321以及传动杆322均设于安装腔内不外露，驱动组件310可以从外驱动连接第一传动盘结构321，保证整体的美观性。

具体地，请参阅图4，第一法兰盘324包括铰接于机械大腿100的第一盘体 324a，第一盘体324a的一侧凸出形成第一铰接部324b，第一传动支杆325的一端铰接于第一盘体324a的一侧，另一端铰接于第一铰接部324b，传动杆322的一端铰接于第一铰接部324b以及第一传动支杆325之间；第二法兰盘326包括铰接于机械小腿200远离机械大腿100一侧的第二盘体327a，第二盘体327a的一侧凸出形成第二铰接部327b，传动杆322的另一端铰接于第二铰接部327b以及第二传动支杆327之间。需要说明的是，第一传动盘、第一传动支杆325、传动杆322、第二传动盘、第二传动支杆327组成了一个五连杆机构，在驱动组件310的驱动作用下，第一法兰盘324与第一传动支杆325转动，从而带动传动杆322摆动，此时机械大腿100活动；在传动杆322的传动作用下，第二法兰盘 326以及第二传动支杆327运动，从而带动其中的机械小腿200运动，从而使得机械小腿200在机械大腿100的带动下，绕着机械大腿100摆动，完成整个机械腿结构1000的运动。

请参阅图1-图4，在上述机械腿结构1000的基础上，本实用新型提供了一种导盲机器人1，包括：机器人主体20，沿前后向延伸，机器人主体20前后向上呈相对设置的两侧各形成一个安装面21；以及，腿部组件10，包括分别设于机器人主体20上的四个机械腿结构1000，机械腿结构1000如为上述机械腿结构1000；其中，每个安装面21上各设有两个驱动组件310，各驱动组件310 对应驱动连接各机械腿结构1000，以使所述机器人主体20运动。本实用新型提供的导盲机器人1类似于导盲犬，具有四只机械腿结构1000，在驱动组件310 的驱动作用下，各机械腿结构1000运动，则可以带动整个机器人主体20运动。

导盲机器人1在进行导盲工作时，需要运动指引盲人的路线，具体地可以将导盲机器人1的运动拆分为前进退后或者转弯。在本实用新型提供的技术方案中，每个驱动组件310包括设于安装面21上的转向驱动电机311，以及设于转向驱动组件310上的前进驱动电机312，转向驱动电机311驱动连接前进驱动电机312，前进驱动电机312驱动连接传动连杆结构320；转向驱动电机311用于改变机械腿的运动方向使得导盲机器人1转弯，前进驱动电机312用于驱动机械腿结构1000摆动，使得导盲机器人1前进。

进一步地，各转向驱动电机311电机平行于各安装面21设置，各转向驱动电机311的输出轴上均设有一个安装座313，各安装座313均具有向机器人主体 20两侧摆动的活动行程，各前进驱动电机312对应设于各安装座313上。转向驱动电机311驱动对应的安装座313摆动，从而使得安装在其上的前进驱动电机312摆动，从而改变与前进驱动电机312相连的机械腿结构1000的运动方向。

在本实用新型提供的技术方案中，各前进驱动电机312包括设于安装座 313、且垂直于转向驱动电机311设置的第一前进电机314，以及设于第一前进电机314上、且驱动连接传动连杆结构320的第二前进电机315；第一前进电机 314以及第二前进电机315均具有沿左右向延伸的旋转轴转动的活动行程。设置两个前进电机能够有效地控制机械腿结构1000的运动，且需要说明的是，第一前进电机314以及第二前进电机315应包含正转以及反转的运动情况，如此才能驱动机械腿结构1000有规律的摆动，从而带动整个导盲机器人1运动。

进一步，机器人主体20上设有控制器，机器人主体20的前端设有图像采集摄像头22，图像采集摄像头22与所述控制器电连接。通过图像采集摄像头22能够识别以及分析路况，从而为盲人指引正确的方向。且更进一步地机器人主体20上还设有牵引绳23，牵引绳23的端部设有感应器25，感应器25与控制器电连接，用于感应用户握持情况，当用户脱离牵引绳23时，控制器能够及时感应，从而进行等待或者互换操作。在本实施例中，牵引绳23的端部设有手环24，手环24的内侧设有感应器25，盲人可以握持手环24达到使用目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械腿结构，用于机器人，其特征在于，包括：

机械大腿；

机械小腿，铰接于所述机械大腿的一端，且具有绕所述机械大腿的端部转的活动行程；以及，

腿部驱动机构，包括驱动组件，以及设于所述机械大腿上的传动连杆结构；

其中，所述传动连杆结构包括设于所述机械大腿一端的第一传动盘结构，设于所述机械大腿另一端的第二传动盘结构，以及设于所述第一传动盘结构以及所述第二传动盘结构之间的传动杆，所述驱动组件驱动连接所述第一传动盘结构，所述第二传动盘结构传动连接所述机械小腿，用于驱动所述机械小腿摆动。

2.如权利要求1所述的机械腿结构，其特征在于，所述第一传动盘结构包括铰接于所述机械大腿的第一法兰盘，铰接于所述第一法兰盘一侧的第一传动支杆，所述传动杆的一端铰接于所述第一法兰盘以及所述第一传动支杆之间，所述驱动组件驱动连接所述第一法兰盘；

所述第二传动盘结构包括铰接于所述机械小腿远离所述机械大腿一侧的第二法兰盘，铰接于所述机械小腿另一侧的第二传动支杆；

其中，所述第二传动支杆铰接于所述机械大腿以及所述机械小腿之间，所述传动杆的另一端铰接于所述第二法兰盘以及所述第二传动支杆之间。

3.如权利要求2所述的机械腿结构，其特征在于，所述第一法兰盘包括铰接于所述机械大腿的第一盘体，所述第一盘体的一侧凸出形成第一铰接部，所述第一传动支杆的一端铰接于所述第一盘体的一侧，另一端铰接于所述第一铰接部，所述传动杆的一端铰接于所述第一铰接部以及所述第一传动支杆之间；

所述第二法兰盘包括铰接于所述机械小腿远离所述机械大腿一侧的第二盘体，所述第二盘体的一侧凸出形成第二铰接部，所述传动杆的另一端铰接于所述第二铰接部以及所述第二传动支杆之间。

4.一种导盲机器人，其特征在于，包括：

机器人主体，沿前后向延伸，所述机器人主体前后向上呈相对设置的两侧各形成一个安装面；以及，

腿部组件，包括分别设于所述机器人主体上的四个机械腿结构，所述机械腿结构如权利要求1-3任意一项所述的机械腿结构；

其中，每个所述安装面上各设有两个所述驱动组件，各所述驱动组件对应驱动连接各所述机械腿结构，以使所述机器人主体运动。

5.如权利要求4所述的导盲机器人，其特征在于，每个所述驱动组件包括设于所述安装面上的转向驱动电机，以及设于所述转向驱动组件上的前进驱动电机，所述转向驱动电机驱动连接所述前进驱动电机，所述前进驱动电机驱动连接所述传动连杆结构；

所述转向驱动电机用于改变所述机械腿的运动方向，所述前进驱动电机用于驱动所述机械腿结构摆动。

6.如权利要求5所述的导盲机器人，其特征在于，各所述转向驱动电机电机平行于各所述安装面设置，各所述转向驱动电机的输出轴上均设有一个安装座，各所述安装座均具有向所述机器人主体两侧摆动的活动行程，各所述前进驱动电机对应设于各所述安装座上。

7.如权利要求6所述的导盲机器人，其特征在于，各所述前进驱动电机包括设于所述安装座、且垂直于所述转向驱动电机设置的第一前进电机，以及设于所述第一前进电机上、且驱动连接所述传动连杆结构的第二前进电机；

所述第一前进电机以及所述第二前进电机均具有沿左右向延伸的旋转轴转动的活动行程。

8.如权利要求4所述的导盲机器人，其特征在于，所述机器人主体上设有控制器，所述机器人主体的前端设有图像采集摄像头，所述图像采集摄像头与所述控制器电连接。

9.如权利要求8所述的导盲机器人，其特征在于，所述机器人主体上还设有牵引绳，所述牵引绳的端部设有感应器，所述感应器与所述控制器电连接，用于感应用户握持情况。

10.如权利要求9所述的导盲机器人，其特征在于，所述牵引绳的端部设有手环，所述手环的内侧设有所述感应器。

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