CN216422569U - 一种可倾倒大型动态展演机器人结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可倾倒大型动态展演机器人结构，由头部机构、臂部联动机构、胸部骨架、腿部机构、倾倒机构、底盘机构组成，倾倒机构可实现展演机器人倾倒、直立运动，头部机构、臂部联动机构、腿部机构均可相对胸部骨架进行仿生运动。在电机的作用下，借助连杆机构实现了大型机器人大幅度的倾倒、直立动作，在城市公共场所展示在保证安全性的同时，巨型机器人动态效果更为惊险、刺激，同时协调配合其他肢体动作结构，可以模拟多个富于变化的仿生动作，展演过程吸引力强。

Description

一种可倾倒大型动态展演机器人结构

技术领域

本实用新型涉及一种动态机器人，特别涉及在城市公共空间展演使用的动态机器人结构。

背景技术

现有在城市公共空间展演用大型机器人，仅为头部与四肢运动，运动幅度小，展演惊险程度降低，缺少大幅度的具有视觉冲击力的动作。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种城市公共空间展演展示的大型可进行倾倒、直立动作的大型动态展演机器人结构。

为此，本实用新型的目的在于提出一种可倾倒大型动态展演机器人结构，由头部机构、臂部联动机构、胸部骨架、腿部机构、底盘机构组成，其特征在于：

该展演机器人结构还包括倾倒机构，该倾倒机构由第一光轴、蜗轮蜗杆升降机、传动支架、冲孔摇杆、第一附属连杆机构组成；

第一光轴中间段与胸部骨架底部固定；

传动支架侧下方设置第一U型连接件；

底盘机构后轮骨架处设置第二U型连接件；

蜗轮蜗杆升降机设有蜗杆，该蜗杆的一端设有扁头，该扁头与第一U型连接件铰连接，蜗杆的另一端与第二U型连接件底面固定；

蜗轮蜗杆升降机的电机基座处设置带有通孔以方便蜗轮蜗杆升降机中蜗杆通过的第三U 型连接件；

第三U型连接件与第二U型连接件铰连接；

二个冲孔摇杆底部分别固定于传动支架两端；

冲孔摇杆中下部设置相对于该摇杆固定的第二光轴作为该摇杆的转轴；

底盘机构顶面两侧各设置二个第一Ω轴承；

第二光轴两端由二个第一Ω轴承作为加紧机构使该光轴在第一Ω轴承内自转；

二个冲孔摇杆顶部穿插第一光轴以使第一光轴作为该二个连杆顶部的转轴；

二个第一附属连杆机构位于二个冲孔摇杆的外侧，该连杆机构顶部穿插且固定于第一光轴；

第一光轴设置固定于该光轴两侧的二个第一轴套，以防止第一附属连杆机构、冲孔摇杆沿该光轴发生横向位移；

底盘机构顶面两侧各设置一个U型的连杆紧固件；

第一附属连杆机构下部插入且铰连接连杆紧固件。

该倾倒机构在运行过程中，蜗轮蜗杆升降机作业带动传动支架进行往复运动，传动支架带动两侧的冲孔摇杆以第二光轴为轴心进行大角度的往复圆弧运动，从而实现展演机器人的倾倒、直立动作。

考虑到大型展演机器人由于自身质量较大，在完成倾倒、直立动作过程中冲孔摇杆受力较大极易发生偏移，故而在二个冲孔摇杆外侧以第一光轴为联动轴增设二个第一附属连杆机构，第一附属连杆机构作为从动件在冲孔摇杆进行圆弧运动过程中同步进行圆弧运动，从而避免了冲孔摇杆在运动过程中发生偏移。

优选的，腿部机构由三项异步电机、第三光轴、二个附属曲柄摇杆机构、二个第二附属连杆机构、第四光轴组成；

三项异步电机的端部固定有可随该电机作业同步旋转的第一伞形齿轮；

第三光轴中部固定有可随该光轴同步旋转的第二伞形齿轮；

附属曲柄摇杆机构由曲柄、L型连杆、摇杆组成；

第二附属连杆机构由下连杆、上连杆、第一光轴轴套组成；

底盘机构中部设置倒U型骨架，该骨架中段内两侧各设一个第三光轴轴承,该骨架与第三光轴轴承有贯通的通孔；

第一伞形齿轮与第二伞形齿轮啮合；

第三光轴两端插接二个第三光轴轴承、穿过倒U型骨架通孔并分别与位于倒U型骨架外侧的二个曲柄下端固定，使曲柄可伴随第三光轴同步进行圆周运动；

曲柄上端与L型连杆下端铰连接；

第四光轴两端分别穿过倒U型骨架与第三光轴轴承贯通的通孔并分别与位于倒U型骨架外侧的二个摇杆下端插接，使该光轴作为二个该摇杆的转轴，二个该摇杆以该光轴为转轴进行往复圆弧运动；

摇杆上端与L型连杆折弯处铰连接；

L型连杆上端与下连杆下端铰连接；

下连杆上端与上连杆下端铰连接；

第一光轴轴套固定于上连杆上端；

二个第一光轴轴套嵌套于第一光轴两侧，该轴套可沿第一光轴进行弧形往复运动。

该腿部机构在运行过程中，三项异步电机带动第一伞形齿轮与第二伞形齿轮进行啮合旋转，第三光轴同步转动，进而带动附属曲柄摇杆机构运动，进一步地带动与附属曲柄摇杆机构进行铰连接的第二附属连杆机构协同运动，故而二个腿部机构呈现仿生跨步状态。

优选的，头部机构由颈部水平运动电推杆、第一颈部后骨架、颈部光轴、颈部前骨架、第四U型连接件、异形连杆、第二颈部后骨架、头部骨架、头部竖向运动电推杆组成；

颈部光轴外部设有第二轴套，该光轴可在该轴套内自旋；

颈部水平运动电推杆基座与胸部骨架上部铰连接，该水平运动电推杆的推杆端与第一颈部后骨架的一端铰连接，第一颈部后骨架的另一端与颈部光轴底部固定；

颈部前骨架底部与胸部骨架上部固定，该前骨架顶部在第二轴套下方固定；

颈部光轴的顶端与第四U型连接件底部固定，第四U型连接件顶部承插入异形连杆插接处并在插接处铰连接；

第二颈部后骨架下端与异形连杆上端固定，该后骨架侧上方与头部骨架后端固定；

头部竖向运动电推杆基座与头部骨架前端下方铰连接，该电推杆的推杆顶端与第四U型连接件侧前方铰连接。

该头部机构在运行过程中，颈部水平运动电推杆在伸缩过程中带动颈部光轴往复自旋转，从而模拟出头部旋转运动；头部竖向运动电推杆在伸缩过程中，模拟出仿生昂头、低头的动作，上述设备联动仿生模拟出头部运动。

优选的，二个臂部联动机构位于胸部骨架两侧，该臂部联动机构由摆臂运动电推杆、臂部连接杆、第二Ω轴承、第五光轴、上臂骨架、上臂开合电推杆、下臂开合电推杆、下臂骨架组成；

胸部骨架前端下方设置横支撑，背部上方两侧设置二个背板；

二个摆臂运动电推杆基座与横支撑铰连接；

臂部连接杆上端设置连接杆套管，该套管承插第五光轴内侧一端，使该连接杆沿五光轴进行圆周运动，该连接杆下端与摆臂运动电推杆的推杆端铰连接；

二个第二Ω轴承分别位于一个背板的两侧，该二个轴承承插第五光轴，使第五光轴可相对于该二个轴承进行自旋运动；

第五光轴外侧端固定有第五光轴U型连接件；

上臂骨架上端设置上臂骨架承插头，下端设置上臂U型连接件；

上臂骨架承插头插接入第五光轴U型连接件并铰连接；

上臂开合电推杆基座与上臂骨架中段内侧铰连接，该开合电推杆的电推杆端与第五光轴中段下方铰连接；

下臂开合电推杆的电推杆端与上臂骨架中段后侧铰连接；该电推杆基座与下臂骨架后端上方铰连接；

下臂骨架中后段设置下臂骨架插件，该插件插入上臂U型连接件并铰连接。

该臂部联动机构在运行过程中，摆臂运动电推杆伸缩模拟仿生前后摆臂；上臂开合电推杆伸缩模拟上臂开合；下臂开合电推杆伸缩模拟下臂开合，上述设备联动仿生模拟上肢运动。

本实用新型具有的优点和积极效果是：在电机的作用下，借助连杆机构实现了大型机器人大幅度的倾倒、直立动作，在城市公共场所展示在保证安全性的同时，巨型机器人动态效果更为惊险、刺激，同时协调配合其他肢体动作结构，可以模拟多个富于变化的仿生动作，展演过程吸引力强。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型可倾倒大型动态展演机器人结构的正向结构示意图；

图2为本实用新型可倾倒大型动态展演机器人结构的侧向结构示意图；

图3为本实用新型倾倒机构的结构示意图；

图4为本实用新型倾倒机构局部与底盘连接的结构示意图；

图5为本实用新型腿部机构的结构示意图；

图6为本实用新型腿部机构局部与与底盘连接的结构示意图；

图7为本实用新型头部机构的结构示意图；

图8为本实用新型臂部联动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

一种可倾倒大型动态展演机器人结构，为保证其展示的动态效果，机器人骨架按如图 1、图2所示结构进行布置，由头部机构1、臂部联动机构2、胸部骨架3、腿部机构4、底盘机构6组成；

由图3、图4所示，该展演机器人结构还包括倾倒机构5，为实现该展演机器人可进行倾倒、直立运动，该倾倒机构由第一光轴51、蜗轮蜗杆升降机52、传动支架53、冲孔摇杆54、第一附属连杆机构55组成；

第一光轴51中间段与胸部骨架3底部固定；

传动支架53侧下方设置第一U型连接件531；

底盘机构6后轮骨架处设置第二U型连接件61；

蜗轮蜗杆升降机52设有蜗杆522，该蜗杆的一端设有扁头521，该扁头与第一U型连接件531铰连接，蜗杆522的另一端与第二U型连接件61底面固定；

蜗轮蜗杆升降机52的电机基座处设置带有通孔以方便蜗轮蜗杆升降机52中蜗杆通过的第三U型连接件523；

第三U型连接件523与第二U型连接件61铰连接；

二个冲孔摇杆54底部分别固定于传动支架53两端；

冲孔摇杆54中下部设置相对于该摇杆固定的第二光轴541作为该摇杆的转轴；

底盘机构6顶面两侧各设置二个第一Ω轴承62；

第二光轴541两端由二个第一Ω轴承62作为加紧机构使该光轴在第一Ω轴承62内自转；

二个冲孔摇杆54顶部穿插第一光轴51以使第一光轴51作为该二个连杆顶部的转轴；

二个第一附属连杆机构55位于二个冲孔摇杆54的外侧，该连杆机构顶部穿插且固定于第一光轴51；

第一光轴51设置固定于该光轴两侧的二个第一轴套511，以防止第一附属连杆机构55、冲孔摇杆54沿该光轴发生横向位移；

底盘机构6顶面两侧各设置一个U型的连杆紧固件63；

第一附属连杆机构55下部插入且铰连接连杆紧固件63。

由图5、图6所示，为实现该展演机器人实现仿生腿部运动，腿部机构4由三项异步电机41、第三光轴42、二个附属曲柄摇杆机构43、二个第二附属连杆机构44、第四光轴45组成；

三项异步电机41的端部固定有可随该电机作业同步旋转的第一伞形齿轮411；

第三光轴42中部固定有可随该光轴同步旋转的第二伞形齿轮421；

附属曲柄摇杆机构43由曲柄431、L型连杆432、摇杆433组成；

第二附属连杆机构44由下连杆441、上连杆442、第一光轴轴套443组成；

底盘机构6中部设置倒U型骨架64，该骨架中段内两侧各设一个第三光轴轴承641,该骨架与第三光轴轴承641有贯通的通孔；

第一伞形齿轮411与第二伞形齿轮421啮合；

第三光轴42两端插接二个第三光轴轴承641、穿过倒U型骨架64通孔并分别与位于倒U 型骨架64外侧的二个曲柄431下端固定，使曲柄431可伴随第三光轴42同步进行圆周运动；

曲柄431上端与L型连杆432下端铰连接；

第四光轴45两端分别穿过倒U型骨架64与第三光轴轴承641贯通的通孔并分别与位于倒U型骨架64外侧的二个摇杆433下端插接，使该光轴作为二个该摇杆的转轴，二个该摇杆以该光轴为转轴进行往复圆弧运动；

摇杆433上端与L型连杆432折弯处铰连接；

L型连杆432上端与下连杆441下端铰连接；

下连杆441上端与上连杆442下端铰连接；

第一光轴轴套443固定于上连杆442上端；

二个第一光轴轴套443嵌套于第一光轴51两侧，该轴套可沿第一光轴51进行弧形往复运动。

由图7所示，为实现该展演机器人实现仿生头部运动，头部机构1由颈部水平运动电推杆11、第一颈部后骨架12、颈部光轴13、颈部前骨架14、第四U型连接件15、异形连杆16、第二颈部后骨架17、头部骨架18、头部竖向运动电推杆19组成；

颈部光轴13外部设有第二轴套131，该光轴可在该轴套内自旋；

颈部水平运动电推杆11基座与胸部骨架3上部铰连接，该水平运动电推杆的推杆端与第一颈部后骨架12的一端铰连接，第一颈部后骨架12的另一端与颈部光轴13底部固定；

颈部前骨架14底部与胸部骨架3上部固定，该前骨架顶部在第二轴套131下方固定；

颈部光轴13的顶端与第四U型连接件15底部固定，第四U型连接件15顶部承插入异形连杆16插接处并在插接处铰连接；

第二颈部后骨架17下端与异形连杆16上端固定，该后骨架侧上方与头部骨架18后端固定；

头部竖向运动电推杆19基座与头部骨架18前端下方铰连接，该电推杆的推杆顶端与第四U型连接件15侧前方铰连接。

由图8所示，为实现该展演机器人实现仿生臂部运动，二个臂部联动机构2位于胸部骨架3两侧，该臂部联动机构由摆臂运动电推杆21、臂部连接杆22、第二Ω轴承23、第五光轴24、上臂骨架25、上臂开合电推杆26、下臂开合电推杆27、下臂骨架28组成；

胸部骨架3前端下方设置横支撑31，背部上方两侧设置二个背板32；

二个摆臂运动电推杆21基座与横支撑31铰连接；

臂部连接杆22上端设置连接杆套管221，该套管承插第五光轴24内侧一端，使该连接杆沿五光轴24进行圆周运动，该连接杆下端与摆臂运动电推杆21的推杆端铰连接；

二个第二Ω轴承23分别位于一个背板32的两侧，该二个轴承承插第五光轴24，使第五光轴24可相对于该二个轴承进行自旋运动；

第五光轴24外侧端固定有第五光轴U型连接件241；

上臂骨架25上端设置上臂骨架承插头251，下端设置上臂U型连接件252；

上臂骨架承插头251插接入第五光轴U型连接件241并铰连接；

上臂开合电推杆26基座与上臂骨架25中段内侧铰连接，该开合电推杆的电推杆端与第五光轴24中段下方铰连接；

下臂开合电推杆27的电推杆端与上臂骨架25中段后侧铰连接；该电推杆基座与下臂骨架28后端上方铰连接；

下臂骨架28中后段设置下臂骨架插件281，该插件插入上臂U型连接件252并铰连接。

以上通过实施例对本实用新型的进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围。

Claims (4)

1.一种可倾倒大型动态展演机器人结构，由头部机构(1)、臂部联动机构(2)、胸部骨架(3)、腿部机构(4)、底盘机构(6)组成，其特征在于：

该展演机器人结构还包括倾倒机构(5)，该倾倒机构由第一光轴(51)、蜗轮蜗杆升降机(52)、传动支架(53)、冲孔摇杆(54)、第一附属连杆机构(55)组成；

所述第一光轴(51)中间段与所述胸部骨架(3)底部固定；

所述传动支架(53)侧下方设置第一U型连接件(531)；

所述底盘机构(6)后轮骨架处设置第二U型连接件(61)；

所述蜗轮蜗杆升降机(52)设有蜗杆(522)，该蜗杆的一端设有扁头(521)，该扁头与所述第一U型连接件(531)铰连接，所述蜗杆(522)的另一端与所述第二U型连接件(61)底面固定；

所述蜗轮蜗杆升降机(52)的电机基座处设置带有通孔以方便所述蜗轮蜗杆升降机(52)中蜗杆通过的第三U型连接件(523)；

所述第三U型连接件(523)与所述第二U型连接件(61)铰连接；

二个所述冲孔摇杆(54)底部分别固定于所述传动支架(53)两端；

所述冲孔摇杆(54)中下部设置相对于该摇杆固定的第二光轴(541)作为该摇杆的转轴；

所述底盘机构(6)顶面两侧各设置二个第一Ω轴承(62)；

所述第二光轴(541)两端由二个所述第一Ω轴承(62)作为加紧机构使该光轴在所述第一Ω轴承(62)内自转；

二个所述冲孔摇杆(54)顶部穿插所述第一光轴(51)以使所述第一光轴(51)作为该二个连杆顶部的转轴；

二个所述第一附属连杆机构(55)位于二个所述冲孔摇杆(54)的外侧，该连杆机构顶部穿插且固定于所述第一光轴(51)；

所述第一光轴(51)设置固定于该光轴两侧的二个第一轴套(511)，以防止所述第一附属连杆机构(55)、所述冲孔摇杆(54)沿该光轴发生横向位移；

所述底盘机构(6)顶面两侧各设置一个U型的连杆紧固件(63)；

所述第一附属连杆机构(55)下部插入且铰连接所述连杆紧固件(63)。

2.根据权利要求1所述的可倾倒大型动态展演机器人结构，其特征在于：所述腿部机构(4)由三项异步电机(41)、第三光轴(42)、二个附属曲柄摇杆机构(43)、二个第二附属连杆机构(44)、第四光轴(45)组成；

所述三项异步电机(41)的端部固定有可随该电机作业同步旋转的第一伞形齿轮(411)；

所述第三光轴(42)中部固定有可随该光轴同步旋转的第二伞形齿轮(421)；

所述附属曲柄摇杆机构(43)由曲柄(431)、L型连杆(432)、摇杆(433)组成；

所述第二附属连杆机构(44)由下连杆(441)、上连杆(442)、第一光轴轴套(443)组成；

所述底盘机构(6)中部设置倒U型骨架(64)，该骨架中段内两侧各设一个第三光轴轴承(641),该骨架与所述第三光轴轴承(641)有贯通的通孔；

所述第一伞形齿轮(411)与所述第二伞形齿轮(421)啮合；

所述第三光轴(42)两端插接二个所述第三光轴轴承(641)、穿过所述倒U型骨架(64)通孔并分别与位于所述倒U型骨架(64)外侧的二个所述曲柄(431)下端固定，使所述曲柄(431)可伴随所述第三光轴(42)同步进行圆周运动；

所述曲柄(431)上端与所述L型连杆(432)下端铰连接；

所述第四光轴(45)两端分别穿过所述倒U型骨架(64)与所述第三光轴轴承(641)贯通的通孔并分别与位于所述倒U型骨架(64)外侧的二个所述摇杆(433)下端插接，使该光轴作为二个该摇杆的转轴，二个该摇杆以该光轴为转轴进行往复圆弧运动；

所述摇杆(433)上端与所述L型连杆(432)折弯处铰连接；

所述L型连杆(432)上端与所述下连杆(441)下端铰连接；

所述下连杆(441)上端与所述上连杆(442)下端铰连接；

所述第一光轴轴套(443)固定于所述上连杆(442)上端；

二个所述第一光轴轴套(443)嵌套于所述第一光轴(51)两侧，该轴套可沿所述第一光轴(51)进行往复圆弧运动。

3.根据权利要求1或2所述的可倾倒大型动态展演机器人结构，其特征在于：所述头部机构(1)由颈部水平运动电推杆(11)、第一颈部后骨架(12)、颈部光轴(13)、颈部前骨架(14)、第四U型连接件(15)、异形连杆(16)、第二颈部后骨架(17)、头部骨架(18)、头部竖向运动电推杆(19)组成；

所述颈部光轴(13)外部设有第二轴套(131)，该光轴可在该轴套内自旋；

所述颈部水平运动电推杆(11)基座与所述胸部骨架(3)上部铰连接，该水平运动电推杆的推杆端与所述第一颈部后骨架(12)的一端铰连接，所述第一颈部后骨架(12)的另一端与所述颈部光轴(13)底部固定；

所述颈部前骨架(14)底部与所述胸部骨架(3)上部固定，该前骨架顶部在所述第二轴套(131)下方固定；

所述颈部光轴(13)的顶端与所述第四U型连接件(15)底部固定，所述第四U型连接件(15)顶部承插入所述异形连杆(16)插接处并在插接处铰连接；

所述第二颈部后骨架(17)下端与所述异形连杆(16)上端固定，该后骨架侧上方与所述头部骨架(18)后端固定；

所述头部竖向运动电推杆(19)基座与所述头部骨架(18)前端下方铰连接，该电推杆的推杆顶端与所述第四U型连接件(15)侧前方铰连接。

4.根据权利要求1或2所述的可倾倒大型动态展演机器人结构，其特征在于：二个所述臂部联动机构(2)位于所述胸部骨架(3)两侧，该臂部联动机构由摆臂运动电推杆(21)、臂部连接杆(22)、第二Ω轴承(23)、第五光轴(24)、上臂骨架(25)、上臂开合电推杆(26)、下臂开合电推杆(27)、下臂骨架(28)组成；

所述胸部骨架(3)前端下方设置横支撑(31)，背部上方两侧设置二个背板(32)；

二个所述摆臂运动电推杆(21)基座与所述横支撑(31)铰连接；

所述臂部连接杆(22)上端设置连接杆套管(221)，该套管承插所述第五光轴(24)内侧一端，使该连接杆沿所述五光轴(24)进行圆周运动，该连接杆下端与所述摆臂运动电推杆(21)的推杆端铰连接；

二个所述第二Ω轴承(23)分别位于一个所述背板(32)的两侧，该二个轴承承插所述第五光轴(24)，使所述第五光轴(24)可相对于该二个轴承进行自旋运动；

所述第五光轴(24)外侧端固定有第五光轴U型连接件(241)；

所述上臂骨架(25)上端设置上臂骨架承插头(251)，下端设置上臂U型连接件(252)；

所述上臂骨架承插头(251)插接入所述第五光轴U型连接件(241)并铰连接；

所述上臂开合电推杆(26)基座与所述上臂骨架(25)中段内侧铰连接，该开合电推杆的电推杆端与所述第五光轴(24)中段下方铰连接；

所述下臂开合电推杆(27)的电推杆端与所述上臂骨架(25)中段后侧铰连接；该电推杆基座与所述下臂骨架(28)后端上方铰连接；

所述下臂骨架(28)中后段设置下臂骨架插件(281)，该插件插入上臂U型连接件(252)并铰连接。

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