CN110744521A - 一种仿生机器人的伸展收纳结构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种仿生机器人的伸展收纳结构及其控制方法，仿生机器人的伸展收纳结构包括机器人躯体、机器人移动底座和机械臂；所述机器人躯体铰接于机器人移动底座上，机器人躯体与机器人移动底座之间设置有躯体摆动动力组件，躯体摆动动力组件驱动机器人躯体绕铰接点摆动在机器人移动底座上；所述机械臂铰接于机器人躯体上，机器人躯体与机械臂之间设置有手臂转动动力组件，手臂转动动力组件驱动机械臂绕铰接点转动在机器人躯体上。本仿生机器人的伸展收纳结构能大大缩小仿生机器人行走和/或包装时的整体体积。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体是一种仿生机器人的伸展收纳结构及其控制方法。
背景技术
市场上现有仿生机器人的体积是按照人类身体比例 1:1 来生产制造的，由于现有仿生机器人普遍没有伸展功能，所以当仿生机器人移动时处于日常工作状态的手臂和/或躯体会容易撞到物件或墙体等障碍物，这样会存在以下问题：1.会对障碍物造成破坏，2.会阻碍仿生机器人的正常行走，甚至会造成仿生机器人的损坏或人员受伤，3.会对仿生机器人的包装、运输等方面造成诸多不方便，如包装、运输占据的空间较大，拆装仿生机器人时会对仿生机器人造成较大损耗。
因此，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种仿生机器人的伸展收纳结构及其控制方法，本伸展收纳结构能大大缩小仿生机器人行走和/或包装时的整体体积。
本发明的目的是这样实现的：
一种仿生机器人的伸展收纳结构，其特征在于：包括机器人躯体、机器人移动底座和机械臂；所述机器人躯体铰接于机器人移动底座上，机器人躯体与机器人移动底座之间设置有躯体摆动动力组件，躯体摆动动力组件驱动机器人躯体绕铰接点摆动在机器人移动底座上；所述机械臂铰接于机器人躯体上，机器人躯体与机械臂之间设置有手臂转动动力组件，手臂转动动力组件驱动机械臂绕铰接点转动在机器人躯体上。
所述躯体摆动动力组件包括电动推拉杆，电动推拉杆一端与机器人躯体铰接，电动推拉杆另一端与机器人移动底座铰接；工作时，电动推拉杆处于伸张状态，机器人躯体立式稳定于机器人移动底座上；行走或包装时，电动推拉杆处于收缩状态，机器人躯体卧式稳定于机器人移动底座上。
所述手臂转动动力组件包括动力舵机，动力舵机固定设置于机器人躯体上，动力舵机的电机轴固定连接机械臂；工作时，动力舵机驱动机械臂转动至机器人躯体侧部；行走或包装时，动力舵机驱动机械臂转动至机器人躯体前侧或后侧。
所述动力舵机通过舵机支架固定于机器人躯体上；所述动力舵机的电机轴通过电机舵盘固定连接机械臂。
所述机器人躯体上设置有摆动部件，机器人移动底座上设置有摆动座，摆动部件与摆动座相铰接，实现机器人躯体与机器人移动底座的铰接；所述机器人躯体或机器人移动底座上设置有支撑部件；当机器人躯体立式稳定于机器人移动底座上时，机器人躯体通过支撑部件支撑于机器人移动底座上。
上述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，其特征在于：
收纳动作包括以下步骤：（a）伸展状态下，操作员通过机器人控制器向仿生机器人上的控制主板发送收纳指令；（b）控制主板收到收纳指令后，控制主板控制机械臂转动至机器人躯体前侧或后侧；（c）机械臂完成收纳动作后，控制主板控制机器人躯体摆动至卧式稳定于机器人移动底座上；
伸展动作包括以下步骤：①收纳状态下，操作员通过机器人控制器向仿生机器人上的控制主板发送伸展指令；②控制主板收到伸展指令后，控制主板控制机器人躯体摆动至立式稳定于机器人移动底座上；③机器人躯体完成伸展工作后，控制主板控制机械臂转动至机器人躯体外侧。
所述机器人躯体相对机器人移动底座的摆动范围为0°-90°。
所述机械臂相对机器人躯体的转动范围为0°-90°。
所述机器人躯体和/或机器人移动底座上设置有开关键。
所述机器人控制器包括佩戴于操作员身上的动作传感控制器、遥控器、智能手机、平板电脑和/或PC电脑等。
本发明的有益效果如下：
本发明通过设置机器人躯体相对机器人移动底座可摆动，机械臂相对机器人躯体可转动；当行走或包装时，机器人躯体卧式设置于机器人移动底座上，机械臂转动时机器人躯体前侧或后侧，通过对机器人躯体和机械臂的活动可有效缩小仿生机器人的整体体积，确保收纳状态下的仿生机器人可顺利通过狭窄的地方或转弯角的地方，且有效降低仿生机器人与物件或人员发生碰撞的几率，避免仿生机器人损坏；此外，收纳状态的仿生机器人能有效降低包装成本，运输方面可节省空间，使运输方便，运输成本低。
附图说明
图1为本发明一实施例中仿生机器人的分解图。
图2为本发明一实施例中仿生机器人的伸展状态立体图。
图3为本发明一实施例中机械臂转动至机器人躯体前侧的立体图。
图4为本发明一实施例中机器人躯体向下摆动的立体图。
图5为本发明一实施例中仿生机器人的收纳状态立体图。
图6为本发明一实施例中仿生机器人的伸展状态俯视图。
图7为本发明一实施例中机械臂转动至机器人躯体前侧的俯视图。
图8为本发明一实施例中仿生机器人的伸展状态侧视图。
图9为本发明一实施例中机器人躯体向下摆动的侧视图。
图10为本发明一实施例中仿生机器人的收纳状态侧视图。
图11为本发明一实施例中机械臂与手臂转动动力组件的装配图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图11，本仿生机器人的伸展收纳结构，包括机器人躯体1、机器人移动底座2和机械臂，机械臂包括左机械臂4和右机械臂5；机器人躯体1铰接于机器人移动底座2顶部，机器人移动底座2由操作员控制行走，进而使仿生机器人实现行走效果，机器人躯体1与机器人移动底座2之间设置有躯体摆动动力组件，躯体摆动动力组件驱动机器人躯体1绕铰接点摆动在机器人移动底座2顶部，以便对机器人躯体1完成伸展或收纳等动作；左机械臂4和右机械臂5分别铰接于机器人躯体1左侧和右侧，机器人躯体1与相应的机械臂之间设置有手臂转动动力组件，手臂转动动力组件驱动机械臂绕铰接点转动在机器人躯体1侧部。
进一步地，躯体摆动动力组件包括两副电动推拉杆3，电动推拉杆3的活塞杆端与机器人躯体1铰接，电动推拉杆3的缸体端与机器人移动底座2铰接，电动推拉杆3为气缸或油缸；仿生机器人工作时，电动推拉杆3处于伸张状态，机器人躯体1立式稳定于机器人移动底座2顶部，以便完成相关的工作；仿生机器人行走、包装或闲置时，电动推拉杆3处于收缩状态，机器人躯体1卧式稳定于机器人移动底座2顶部，此状态下仿生机器人的纵向体积（高度）大大减小，进而便于行走、包装或收纳。
进一步地，参见图11，手臂转动动力组件包括动力舵机601，动力舵机601固定设置于机器人躯体1顶部一侧，动力舵机601的电机轴固定连接相应的机械臂；仿生机器人工作时，动力舵机601驱动机械臂转动至机器人躯体1侧部，以便完成相关工作；仿生机器人行走、包装或收纳时，动力舵机601驱动机械臂转动至机器人躯体1前侧（或后侧），此状态下仿生机器人的横向体积（宽度）大大减小，进而便于行走、包装或收纳。
进一步地，动力舵机601通过舵机支架602固定于机器人躯体1上；动力舵机601的电机轴通过电机舵盘603固定连接机械臂。
进一步地，机器人躯体1底部设置有摆动部件7，机器人移动底座2顶部设置有摆动座9，摆动部件7通过转轴8与摆动座9相铰接，实现机器人躯体1与机器人移动底座2的铰接；机器人躯体1底部（或机器人移动底座2顶部）设置有支撑部件10；当机器人躯体1立式稳定于机器人移动底座2顶部时，机器人躯体1通过支撑部件10支撑于机器人移动底座2顶部。
上述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，
收纳动作包括以下步骤：（a）伸展状态下，操作员通过机器人控制器向仿生机器人上的控制主板发送收纳指令；（b）控制主板收到收纳指令后，控制主板控制机械臂向内侧转动至（转动大概90°）机器人躯体1前侧；（c）机械臂完成收纳动作后，控制主板控制机器人躯体1向下摆动至（摆动大概90°）卧式稳定于机器人移动底座2顶部，与机器人移动底座2顶部贴近；
伸展动作包括以下步骤：①收纳状态下，操作员通过机器人控制器向仿生机器人上的控制主板发送伸展指令；②控制主板收到伸展指令后，控制主板控制机器人躯体1向上摆动至（摆动大概90°）立式稳定于机器人移动底座2上；③机器人躯体完成伸展工作后，控制主板控制机械臂向外侧转动至（摆动大概90°）机器人躯体1外侧。
进一步地，机器人躯体1和/或机器人移动底座2上分别设置有开关键。
进一步地，机器人控制器包括佩戴于操作员身上的动作传感控制器、遥控器、智能手机、平板电脑和/或PC电脑等；机器人控制器通过4G讯号、5G讯号、蓝牙或WIFI等通讯技术与仿生机器人无线沟通互联。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种仿生机器人的伸展收纳结构，其特征在于：包括机器人躯体（1）、机器人移动底座（2）和机械臂；所述机器人躯体（1）铰接于机器人移动底座（2）上，机器人躯体（1）与机器人移动底座（2）之间设置有躯体摆动动力组件，躯体摆动动力组件驱动机器人躯体（1）摆动在机器人移动底座（2）上；所述机械臂铰接于机器人躯体（1）上，机器人躯体（1）与机械臂之间设置有手臂转动动力组件，手臂转动动力组件驱动机械臂转动在机器人躯体（1）上。
2.根据权利要求1所述仿生机器人的伸展收纳结构，其特征在于：所述躯体摆动动力组件包括电动推拉杆（3），电动推拉杆（3）一端与机器人躯体（1）铰接，电动推拉杆（3）另一端与机器人移动底座（2）铰接；工作时，电动推拉杆（3）处于伸张状态，机器人躯体（1）立式稳定于机器人移动底座（2）上；行走或包装时，电动推拉杆（3）处于收缩状态，机器人躯体（1）卧式稳定于机器人移动底座（2）上。
3.根据权利要求1所述仿生机器人的伸展收纳结构，其特征在于：所述手臂转动动力组件包括动力舵机（601），动力舵机（601）固定设置于机器人躯体（1）上，动力舵机（601）的电机轴固定连接机械臂；工作时，动力舵机（601）驱动机械臂转动至机器人躯体（1）侧部；行走或包装时，动力舵机（601）驱动机械臂转动至机器人躯体（1）前侧或后侧。
4.根据权利要求3所述仿生机器人的伸展收纳结构，其特征在于：所述动力舵机（601）通过舵机支架（602）固定于机器人躯体（1）上；所述动力舵机（601）的电机轴通过电机舵盘（603）固定连接机械臂。
5.根据权利要求1所述仿生机器人的伸展收纳结构，其特征在于：所述机器人躯体（1）上设置有摆动部件（7），机器人移动底座（2）上设置有摆动座（9），摆动部件（7）与摆动座（9）相铰接，实现机器人躯体（1）与机器人移动底座（2）的铰接；所述机器人躯体（1）或机器人移动底座（2）上设置有支撑部件（10）；当机器人躯体（1）立式稳定于机器人移动底座（2）上时，机器人躯体（1）通过支撑部件（10）支撑于机器人移动底座（2）上。
6.如权利要求1-5任一项所述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，其特征在于：
收纳动作包括以下步骤：（a）伸展状态下，操作员通过机器人控制器向仿生机器人上的控制主板发送收纳指令；（b）控制主板收到收纳指令后，控制主板控制机械臂转动至机器人躯体（1）前侧或后侧；（c）机械臂完成收纳动作后，控制主板控制机器人躯体（1）摆动至卧式稳定于机器人移动底座（2）上；
伸展动作包括以下步骤：①收纳状态下，操作员通过机器人控制器向仿生机器人上的控制主板发送伸展指令；②控制主板收到伸展指令后，控制主板控制机器人躯体（1）摆动至立式稳定于机器人移动底座（2）上；③机器人躯体（1）完成伸展工作后，控制主板控制机械臂转动至机器人躯体（1）外侧。
7.根据权利要求6所述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，其特征在于：所述机器人躯体（1）相对机器人移动底座（2）的摆动范围为0°-90°。
8.根据权利要求6所述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，其特征在于：所述机械臂相对机器人躯体（1）的转动范围为0°-90°。
9.根据权利要求6所述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，其特征在于：所述机器人躯体（1）和/或机器人移动底座（2）上设置有开关键。
10.根据权利要求6所述仿生机器人的伸展收纳结构的控制方法，其特征在于：所述机器人控制器包括佩戴于操作员身上的动作传感控制器、遥控器、智能手机、平板电脑和/或PC电脑。
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