CN217597095U - 基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，包括：电机安装座；电机，所述电机固定安装于所述电机安装座的内部，所述电机的数量为三个，电机的输出端固定安装有电机齿轮；定位传感器，定位传感器固定安装于电机安装座的内部且位于电机顶部的外侧，电机的顶部且位于电机齿轮的底部通过连接件固定安装有传感器触发件。本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，能够使得上支撑架实现伪六自由度运动，即仅用三个电机基本实现六个电机的运动效果，从而一定程度的降低了使用成本以及使用空间，而三套电机可单独或配合运行，结构稳定可靠，灵活度更好，逼真度更强。

Description

基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人领域，尤其涉及一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子。

背景技术

仿生机器人是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。

随着有仿生机器人技术水平的提高，人们对有仿生机器人外形，动作等方面的逼真度要求也越来越高。

而现有仿生机器人的脖子部位大多通过将旋转运动与摆动运动相组合的方式，实现对脖子运动的模拟，这种结构仅适用于的转头、抬头和低头等简单动作，而模拟真人的脖子进行自由度间多耦合运动时，动作过于机械，仿真度不尽如人意，从而需要使用到一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子。

因此，有必要提供一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，解决了通过将旋转运动与摆动运动相组合的方式，实现仿生机器人脖子运动的模拟，这种结构仅适用于的转头、抬头和低头等简单动作，而模拟真人的脖子进行自由度间多耦合运动时，动作过于机械，仿真度不尽如人意的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，包括：电机安装座；

电机，所述电机固定安装于所述电机安装座的内部，所述电机的数量为三个，所述电机的输出端固定安装有电机齿轮，所述电机为伺服电机；

定位传感器，所述定位传感器固定安装于所述电机安装座的内部且位于所述电机顶部的外侧，所述电机的顶部且位于所述电机齿轮的底部通过连接件固定安装有传感器触发件；

上壳，所述上壳固定安装于所述电机安装座的顶部且位于所述电机的顶部，所述上壳的顶部设置有座式传动件，所述座式传动件的顶部设置有套筒，所述套筒的底部固定连接有齿轮，所述齿轮与所述电机齿轮啮合；

曲形连接件，所述曲形连接件固定安装于所述座式传动件的顶部，所述曲形连接件的顶部设置有上支撑架。

优选的，所述套筒顶部的背面开设有销键口，所述套筒的顶部的外侧均开设有连接固定孔，所述座式传动件内部的背面固定连接有销键块。

优选的，所述电机安装座正面和背面的两侧均开设有凹槽。

优选的，所述电机安装座的底部设置有固定板，所述固定板的右侧开设有安装槽。

优选的，所述安装槽的内部设置有螺纹杆，所述螺纹杆表面的两侧均套设有螺纹块，所述螺纹块的右侧固定连接有连接板。

优选的，所述连接板底部的两侧均固定安装有万向轮，所述连接板的顶部固定安装有电动伸缩杆。

优选的，所述电动伸缩杆的输出端固定安装有连接架，所述连接架内侧底部的两侧均固定连接有凸块。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子具有如下有益效果：

本实用新型提供一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，通过电机安装座、电机、电机齿轮、定位传感器、齿轮、上壳、座式传动件、曲形连接件、上支撑架、传感器触发件、套筒等结构之间的相互配合从而能够使得上支撑架实现伪六自由度运动，即仅用三个电机基本实现六个电机的运动效果，从而一定程度的降低了使用成本以及使用空间，而三套电机可单独或配合运行，结构稳定可靠，灵活度更好，逼真度更强。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子的第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的电机齿轮和齿轮传动的结构示意图；

图3为图1所示的电机齿轮外部立体的结构示意图；

图4为图1所示的上支撑架示意图；

图5为图2所示的套筒和座式传动件安装的结构示意图；

图6为图5所示的套筒与座式传动件爆炸的结构示意图；

图7为图6所示的座式传动件外部立体的示意图；

图8为本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子的第二实施例的结构示意图；

图9为图8所示的固定板顶部的结构示意图。

图中标号：1、电机安装座，2、电机，3、电机齿轮，4、定位传感器，5、齿轮，6、上壳，7、座式传动件，8、曲形连接件，9、上支撑架，10、传感器触发件，11、销键口，12、销键块，13、连接固定孔，14、套筒，

15、凹槽，16、固定板，17、安装槽，18、螺纹杆，19、螺纹块，20、连接板，21、万向轮，22、电动伸缩杆，23、连接架，24、凸块。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，其中，图1为本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的电机齿轮和齿轮传动的结构示意图；

图3为图1所示的电机齿轮外部立体的结构示意图；图4为图1所示的上支撑架示意图；图5为图2所示的套筒和座式传动件安装的结构示意图；图6 为图5所示的套筒与座式传动件爆炸的结构示意图；图7为图6所示的座式传动件外部立体的示意图。基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，包括：电机安装座1；

电机2，所述电机2固定安装于所述电机安装座1的内部，所述电机2的数量为三个，所述电机2的输出端固定安装有电机齿轮3，所述电机2为伺服电机；

定位传感器4，所述定位传感器4固定安装于所述电机安装座1的内部且位于所述电机2顶部的外侧，所述电机2的顶部且位于所述电机齿轮3的底部通过连接件固定安装有传感器触发件10；

电机2的数量为三个从而使得电机齿轮3的数量以及定位传感器4和传感器触发件10的数量为三个，而三个电机2传动组通过电机齿轮3和齿轮5 的高低错落的方式分布在齿轮5周围。

齿轮5的数量为三个，从而使得套筒14的数量为三个且彼此长度和直径不同，共轴嵌套在一起，同时运转互不干扰。

上壳6，所述上壳6固定安装于所述电机安装座1的顶部且位于所述电机 2的顶部，所述上壳6的顶部设置有座式传动件7，所述座式传动件7的顶部设置有套筒14，所述套筒14的底部固定连接有齿轮5，所述齿轮5与所述电机齿轮3啮合；

上壳6的空心设置有孔洞，而套筒的顶部从上壳中的孔洞穿过与座式传动件7的底部通过销键结构安装在一起。

曲形连接件8，所述曲形连接件8固定安装于所述座式传动件7的顶部，所述曲形连接件8的顶部设置有上支撑架9。

所述套筒14顶部的背面开设有销键口11，所述套筒14内部的三侧以及座式传动件7内部的三侧均开设有连接固定孔13，所述座式传动件7内部的背面固定连接有销键块12。

销键口11和销键块12二者配合后，通过形成销键结构，从而能够传递转动力矩；螺丝一次穿过两个部件的连接固定孔13，保证两部件不会分离，从而完成座式传动件7和套筒14之间的安装。

电机安装座1上安装有电机罩，用来固定电机2。

传感器触发件10在电机轴的带动下，随着电机齿轮3一起转动，触发定位传感器4实现对电机轴旋转位置的定位。

电机齿轮3在驱动电机轴的带动下，带动对应的齿轮5转动。

齿轮3通过键销结构与座式传动件7相连，实现同步转动。

座式传动件7与曲形连接件8一端相连，两者连接处间距固定，可发生共轴相对转动。

曲形连接件8一端与座式传动件7相连，另一端与上支撑架9的下部相连，两端与连接部位都可发生共轴相对转动。

上支撑架9底部与三个曲形连接件8相连，在三个电机2的驱动下做出动作，上支撑架9顶部与身体上半部相连接。

整体结构处理脖子活动方式与腰部类似，也可作为腰部运动的驱动装置。

本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子的工作原理如下：

当需要进行脖子的转动时，通过根据实际的转动情况进行转动相对应的电机2，通过电机2的转动从而带动电机齿轮3进行转动，再通过电机齿轮3 的转动从而带动与其啮合的齿轮5进行转动，而再通过齿轮5的转动从而带动套筒14进行转动，再通过套筒14的转动从而带动座式传动件7进行转动，再通过座式传动件7的转动从而带动曲形连接件8进行转动，而再通过曲形连接件8的转动从而带动上支撑架9进行相对应的转动。

三个电机2对应着三种不同的转动，三个电机2分别为第一电机和第二电机以及第三电机，当其三个电机2进行相互配合着工作时，如第一电机和第二电机进行转动时从而能够带动相对应的结构进行转动从而使得上支撑架 9进行不同的方向转动，而第一电机和第三电机配合着则又是不同的转向，再通过第二电机和第三电机之间的配合从而又能够带动上支撑架9进行新的不同的转向。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子具有如下有益效果：

通过电机安装座1、电机2、电机齿轮3、定位传感器4、齿轮5、上壳6、座式传动件7、曲形连接件8、上支撑架9、传感器触发件10、套筒14等结构之间的相互配合从而能够使得上支撑架9实现伪六自由度运动，即仅用三个电机2基本实现六个电机2的运动效果，从而一定程度的降低了使用成本以及使用空间，而三套电机2可单独或配合运行，结构稳定可靠，灵活度更好，逼真度更强。

第二实施例

请结合参阅图7和图8，基于本申请的第一实施例提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，本申请的第二实施例提出另一种基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的第二实施例提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子的不同之处在于基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，所述电机安装座1正面和背面的两侧均开设有凹槽15。

所述电机安装座1的底部设置有固定板16，所述固定板16的右侧开设有安装槽17。

所述安装槽17的内部设置有螺纹杆18，所述螺纹杆18表面的两侧均套设有螺纹块19，所述螺纹块19的右侧固定连接有连接板20。

固定板16的顶部固定安装有把手，通过把手从而能够方便进行推动整体结构移动，螺纹杆18的底部且位于固定板16的底部固定安装有转盘，通过转盘从而能够方便进行转动螺纹杆18。

所述连接板20底部的两侧均固定安装有万向轮21，所述连接板20的顶部固定安装有电动伸缩杆22。

通过电动伸缩杆22、连接架23以及凸块24等结构之间的相互配合从而能够方便进行向上抬动电机安装座1，从而不需要人工进行搬抬等操作。

所述电动伸缩杆22的输出端固定安装有连接架23，所述连接架23内侧底部的两侧均固定连接有凸块24。

凸块24和凹槽15的形状以及大小相适配，配合着螺纹杆18和螺纹块19 以及连接板20等结构之间的相互配合从而能够方便将其凸块24插进凹槽15 的内部且能够处于稳定的状态。

本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子的工作原理如下：

当需要进行搬运移动的工作时，可通过根据电机安装座1实际情况的宽度进行转动螺纹杆18，通过螺纹杆18的转动从而使得套设在螺纹杆18表面两侧的螺纹块19以相对的方向在螺纹杆18的表面且处于安装槽17的内部进行向外侧移动，再通过螺纹块19的移动从而带动连接板20进行移动，再通过连接板20的移动从而带动万向轮21以及电动伸缩杆22、连接架23以及凸块24进行移动，从而扩大了连接架23等结构之间的间距，直至该间距大于电机安装座1的宽度即可，再通过移动固定板16，配合着万向轮21等结构使得连接板20移动到电机安装座1的两侧而此时的电机安装座1处于连接板20 的内侧，再通过启动电动伸缩杆22，通过电动伸缩杆22的缩回工作从而向下带动连接架23以及凸块24进行向下移动，直至其凸块24向下移动到与开设在电机安装座1正面和背面两侧的凹槽15外侧在水平的状态下处于相互持平的状态再通过移动连接板20带动相对应的结构进行移动。

从而带动凸块24进行移动，使得凸块24移动到凹槽15的外侧与凹槽15 对应即可，再通过反向的转动螺纹杆18，促使其螺纹块19在螺纹杆18的表面进行向内侧移动，从而带动连接板20等结构进行向内侧移动，缩小连接板 20等结构之间的间距即可，促使其凸块24插进凹槽15的内部即可，直至完成的插入凹槽15的内部后，再通过启动电动伸缩杆22，通过电动伸缩杆22 的伸出工作从而向上带动连接架23和凸块24进行向上移动，再通过由于凸块24插在凹槽15的内部从而向上抬动电机安装座1，使得电机安装座1以及安装在电机安装座1上的所有零部件进行同步向上抬动，直至其电机安装座1 脱离地面即可，再通过推动把手，通过把手的受力从而带动固定板16以及连接板20进行受力移动，再配合着万向轮21从而使得整体结构进行移动到合适的位置即可。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子具有如下有益效果：

通过凹槽15、固定板16、安装槽17、螺纹杆18、螺纹块19、连接板20、万向轮21、电动伸缩杆22、连接架23、凸块24等结构之间的相互配合从而能够在进行搬运电机安装座1避免其电机安装座1的体积或者重量较大，而导致工作人员无法较为轻便的搬运，该结构简单操作方便，可实现对其电机安装座1或者智能仿生脖子整体结构进行抬升搬运，从而降低了工作人员的劳动量，提高搬运的工作效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，包括：电机安装座；

电机，所述电机固定安装于所述电机安装座的内部，所述电机的数量为三个，所述电机的输出端固定安装有电机齿轮，所述电机为伺服电机；

定位传感器，所述定位传感器固定安装于所述电机安装座的内部且位于所述电机顶部的外侧，所述电机的顶部且位于所述电机齿轮的底部通过连接件固定安装有传感器触发件；

上壳，所述上壳固定安装于所述电机安装座的顶部且位于所述电机的顶部，所述上壳的顶部设置有座式传动件，所述座式传动件的顶部设置有套筒，所述套筒的底部固定连接有齿轮，所述齿轮与所述电机齿轮啮合；

曲形连接件，所述曲形连接件固定安装于所述座式传动件的顶部，所述曲形连接件的顶部设置有上支撑架。

2.根据权利要求1所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，所述套筒顶部的背面开设有销键口，所述套筒的顶部的外侧均开设有连接固定孔，所述座式传动件内部的背面固定连接有销键块。

3.根据权利要求1所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，所述电机安装座正面和背面的两侧均开设有凹槽。

4.根据权利要求3所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，所述电机安装座的底部设置有固定板，所述固定板的右侧开设有安装槽。

5.根据权利要求4所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，所述安装槽的内部设置有螺纹杆，所述螺纹杆表面的两侧均套设有螺纹块，所述螺纹块的右侧固定连接有连接板。

6.根据权利要求5所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，所述连接板底部的两侧均固定安装有万向轮，所述连接板的顶部固定安装有电动伸缩杆。

7.根据权利要求6所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生脖子，其特征在于，所述电动伸缩杆的输出端固定安装有连接架，所述连接架内侧底部的两侧均固定连接有凸块。

Images