一种仿生机器人转让专利

申请号 : CN202210647782.2

文献号 : CN114802528B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 黄炫煜王凤昕侯欣甘泉谌振宇

申请人 : 北京哈崎机器人科技有限公司

摘要 :

本发明公开了一种仿生机器人,涉及机器人领域。该仿生机器人包括机身、腿部结构、电池和控制电路模组,腿部结构设置有多个,多个腿部结构分布于机身的周向;机身内设置有第一容纳腔和第二容纳腔,第一容纳腔和第二容纳腔沿机身的高度方向依次设置,腿部结构连接于第一容纳腔和第二容纳腔的周向;电池用于为仿生机器人提供电能,控制电路模组用于接收外界信息,并根据接收的外界信息控制仿生机器人;第一容纳腔和第二容纳腔二者中,其中一个用于容纳电池,另一个用于容纳控制电路模组。第一容纳腔和第二容纳腔的连接处设置有进线槽,用于连接电池和外部元件的第一导线与用于连接控制电路模组和外部元件的第二导线均穿过进线槽。

权利要求 :

1.一种仿生机器人,其特征在于,包括:

机身(1)和腿部结构(2),所述腿部结构(2)设置有多个,多个所述腿部结构(2)分布于所述机身(1)的周向;所述机身(1)内设置有第一容纳腔(11)和第二容纳腔(12),所述第一容纳腔(11)和所述第二容纳腔(12)沿所述机身(1)的高度方向依次设置,所述腿部结构(2)连接于所述第一容纳腔(11)和所述第二容纳腔(12)的周向;

电池(4)和控制电路模组(5),所述电池(4)用于为所述仿生机器人提供电能,所述控制电路模组(5)用于接收外界信息,并根据接收的所述外界信息控制所述仿生机器人;所述第一容纳腔(11)和所述第二容纳腔(12)二者中,其中一个用于容纳所述电池(4),另一个用于容纳所述控制电路模组(5);

所述第一容纳腔(11)和所述第二容纳腔(12)的连接处设置有进线槽(14),用于连接所述电池(4)和外部元件的第一导线与用于连接所述控制电路模组(5)和所述外部元件的第二导线均穿过所述进线槽(14)。

2.根据权利要求1所述的仿生机器人,其特征在于,所述第一容纳腔(11)和所述第二容纳腔(12)之间设置有多个连接位(13),多个所述连接位(13)围绕所述第一容纳腔(11)和所述第二容纳腔(12)中体积较小的容纳腔设置,且位于体积较大的容纳腔上;多个所述腿部结构(2)和多个所述连接位(13)一一对应连接。

3.根据权利要求2所述的仿生机器人,其特征在于,所述第一容纳腔(11)的体积大于所述第二容纳腔(12)的体积,所述第一容纳腔(11)设置于所述第二容纳腔(12)的上方,所述电池(4)置于所述第一容纳腔(11)内,所述第一容纳腔(11)内设置有快拆结构,通过所述快拆结构安装与拆卸所述电池(4),多个所述连接位(13)设置于所述第一容纳腔(11)的底部。

4.根据权利要求2所述的仿生机器人,其特征在于,每个所述腿部结构(2)均设置有一个驱动组件(6),通过所述驱动组件(6)驱动所述腿部结构(2)相对所述机身(1)转动;所述驱动组件(6)通过安装架(7)固定于所述连接位(13)。

5.根据权利要求4所述的仿生机器人,其特征在于,所述安装架(7)包括第一连接部和第二连接部(73),所述第一连接部与所述驱动组件(6)连接,所述第二连接部(73)与所述连接位(13)连接,所述第一连接部与所述第二连接部(73)呈第一预设夹角设置。

6.根据权利要求5所述的仿生机器人,其特征在于,所述驱动组件(6)包括第一动力单元(61)和第二动力单元(62),所述第一动力单元(61)包括第一固定部(611)和第一转动部(612),所述第二动力单元(62)包括第二固定部(621)和第二转动部(622),所述第一连接部与所述第一固定部(611)连接,所述第二连接部(73)与所述连接位(13)连接;所述第一转动部(612)和所述第二固定部(621)通过第一连接件(64)连接,所述第二转动部(622)与所述腿部结构(2)连接,所述第一转动部(612)用于驱动所述腿部结构(2)绕第一轴线运动,所述第二转动部(622)用于驱动所述腿部结构(2)绕第二轴线运动,所述第一轴线与所述第二轴线呈第二预设夹角设置。

7.根据权利要求6所述的仿生机器人,其特征在于,所述第一连接部包括弧形板(71)和连接于所述弧形板(71)两侧的两个连接臂(72),所述弧形板(71)与所述第一固定部(611)的周向相适配,两个所述连接臂(72)均与所述第一固定部(611)连接,所述弧形板(71)远离所述第一固定部(611)的一侧设置有所述第二连接部(73)。

8.根据权利要求6所述的仿生机器人,其特征在于,所述第一连接件(64)包括第一连接圈(641)和第二连接圈(642),所述第一连接圈(641)和所述第二连接圈(642)连接,所述第一连接圈(641)的轴线垂直于所述第二连接圈(642)的轴线,所述第一连接圈(641)与所述第一转动部(612)连接,所述第二连接圈(642)与所述第二固定部(621)连接。

9.根据权利要求6所述的仿生机器人,其特征在于,所述驱动组件(6)还包括第三动力单元(63),所述腿部结构(2)包括大腿组件(21)和小腿组件(22),所述小腿组件(22)与所述大腿组件(21)转动连接,所述第一动力单元(61)用于驱动所述大腿组件(21)绕所述第一轴线转动,所述第二动力单元(62)用于驱动所述大腿组件(21)绕所述第二轴线转动,所述第三动力单元(63)与所述第二动力单元(62)连接,所述第三动力单元(63)用于驱动所述小腿组件(22)绕第三轴线转动,所述第二轴线和所述第三轴线平行设置。

10.根据权利要求9所述的仿生机器人,其特征在于,所述第三动力单元(63)包括第三固定部(631)和第三转动部(632),所述第二转动部(622)和所述第三固定部(631)通过第二连接件(65)连接,所述第三转动部(632)与所述小腿组件(22)连接;

所述第二连接件(65)包括第三连接圈(651)和连接板(652),所述第三连接圈(651)连接于所述连接板(652)的周向,所述连接板(652)与所述第二转动部(622)连接,所述第三连接圈(651)套设于所述第三固定部(631)的周向,与所述第三固定部(631)连接。

11.根据权利要求1所述的仿生机器人,其特征在于,所述仿生机器人还包括头部结构(3),所述头部结构(3)转动设置于所述机身(1)上;所述头部结构(3)包括显示模块(31)、仿生肌肉模块(32)和运动模块,所述显示模块(31)、所述仿生肌肉模块(32)和所述运动模块均与所述控制电路模组(5)电连接,所述显示模块(31)用于显示其内存储的预设表情;所述仿生肌肉模块(32)围设于所述显示模块(31)的周向构成头部轮廓,所述仿生肌肉模块(32)能够随所受外力发生形变,并将所述形变发送给所述控制电路模组(5),所述控制电路模组(5)根据所述仿生肌肉模块(32)的形变控制所述显示模块(31)显示对应的预设表情;所述控制电路模组(5)控制所述运动模块动作,能驱动所述头部结构实现翻滚、俯仰和偏航三个自由度的转动。

12.根据权利要求1所述的仿生机器人,其特征在于,所述仿生机器人还包括视觉感知模块(9)和信号辅助检测模块(10),所述视觉感知模块(9)和所述信号辅助检测模块(10)均与所述控制电路模组(5)电连接,所述视觉感知模块(9)用于对外部环境或人体进行图像采集,所述信号辅助检测模块(10)用于检测人体对应的特征信号,所述控制电路模组(5)能处理所述视觉感知模块(9)采集的图像信息和所述信号辅助检测模块(10)检测的人体的特征信号。

13.根据权利要求1所述的仿生机器人,其特征在于,所述仿生机器人还包括表达模块,所述表达模块与所述控制电路模组(5)电连接,所述控制电路模组(5)控制所述表达模块对外界输入信息作出反馈。

说明书 :

一种仿生机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种仿生机器人。

背景技术

[0002] 多足仿生机器人为近年新型的产品类型,但其应用场景尚未十分明确,目前主要集中在巡检、安防等工业场景;基于此类应用场景,多足机器人则不需过多考虑易于生产性(产品需求量不大),也无需过多考虑产品的紧凑性和轻量化。
[0003] 但对于面向个人用户的多足机器人,例如基于家庭陪伴、协同办公等场景的多足机器人,其紧凑性和轻量化则不可忽略;而现有技术中的多足机器人,尤其是四足机器人,其结构排布和连接方式较为单一固定,组装复杂度高,有严格的装配顺序且十分繁琐,不利于组装与维护,这样的排布方式难以实现紧凑性和轻量化的目标。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种仿生机器人,不仅易于组装维护,而且能够实现紧凑性和轻量化的目标。
[0005] 为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] 一种仿生机器人,包括:
[0007] 机身和腿部结构,所述腿部结构设置有多个,多个所述腿部结构分布于所述机身的周向;所述机身内设置有第一容纳腔和第二容纳腔,所述第一容纳腔和所述第二容纳腔沿所述机身的高度方向依次设置,所述腿部结构连接于所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的周向;
[0008] 电池和控制电路模组,所述电池用于为所述仿生机器人提供电能,所述控制电路模组用于接收外界信息,并根据接收的所述外界信息控制所述仿生机器人;所述第一容纳腔和所述第二容纳腔二者中,其中一个用于容纳所述电池,另一个用于容纳所述控制电路模组;
[0009] 所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的连接处设置有进线槽,用于连接所述电池和外部元件的第一导线与用于连接所述控制电路模组和所述外部元件的第二导线均穿过所述进线槽。
[0010] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述第一容纳腔和所述第二容纳腔之间设置有多个连接位,多个所述连接位围绕所述第一容纳腔和所述第二容纳腔中体积较小的容纳腔设置,且位于体积较大的容纳腔上;多个所述腿部结构和多个所述连接位一一对应连接。
[0011] 通过在体积较小的容纳腔的周围设置多个连接位,将多个腿部结构连接于较大体积的容纳腔上,合理利用空间,布局更紧凑。
[0012] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述第一容纳腔的体积大于所述第二容纳腔的体积,所述第一容纳腔设置于所述第二容纳腔的上方,所述电池置于所述第一容纳腔内,所述第一容纳腔内设置有快拆结构,通过所述快拆结构安装与拆卸所述电池,多个所述连接位设置于所述第一容纳腔的底部。
[0013] 将腿部结构连接于第一容纳腔的下方,且围绕第二容纳腔设置,不仅使得机身内的布局更紧凑,而且将腿部结构布局于机身靠下的位置,结构布局更合理,仿生机器人的协调性更好。通过设置快拆结构,无需工具即可将电池从第一容纳腔内取出,更便于腿部结构的拆装维护。
[0014] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,每个所述腿部结构均设置有一个驱动组件,通过所述驱动组件驱动所述腿部结构相对所述机身转动;所述驱动组件通过安装架固定于所述连接位。
[0015] 将腿部结构通过驱动其转动的驱动组件连接于连接位。多个驱动组件均位于较小体积的容纳腔的周围。这样的设置布局更紧凑,且多个腿部结构能够实现独立安装和拆卸。
[0016] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述安装架包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与所述驱动组件连接,所述第二连接部与所述连接位连接,所述第一连接部与所述第二连接部呈第一预设夹角设置。
[0017] 将第一连接部和第二连接部呈第一预设夹角设置,能够合理利用较小体积的容纳腔的周围的空间,极大地提高了空间利用率。
[0018] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述驱动组件包括第一动力单元和第二动力单元,所述第一动力单元包括第一固定部和第一转动部,所述第二动力单元包括第二固定部和第二转动部,所述第一连接部与所述第一固定部连接,所述第二连接部与所述连接位连接;所述第一转动部和所述第二固定部通过所述第一连接件连接,所述第二转动部与所述腿部结构连接,所述第一转动部用于驱动所述腿部结构绕第一轴线转动,所述第二转动部用于驱动所述腿部结构绕第二轴线转动,所述第一轴线和所述第二轴线呈第二预设夹角设置。
[0019] 第一动力单元驱动腿部结构绕第一轴线转动,使得腿部结构能够实现髋关节内收或外展。第二动力单元驱动腿部结构绕第二轴线转动,使得腿部结构能够实现髋关节前屈和后伸。将第一轴线和第二轴线呈夹角设置,不仅便于驱动组件驱动腿部结构,而且能够合理利用第二容纳腔四周的空间,使得驱动组件的占用空间更小,更紧凑。
[0020] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述第一连接部包括弧形板和连接于所述弧形板两侧的两个连接臂,所述弧形板与所述第一固定部的周向相适配,两个所述连接臂均与所述第一固定部连接,所述弧形板上远离所述第一固定部的一侧设置有所述第二连接部。
[0021] 第一动力单元和第二动力单元均为伺服电机,第一固定部和第二固定部均为伺服电机的机体,第一转动部和第二转动部均为伺服电机的输出轴。弧形板与圆柱体的机体的圆周面相适配,两个连接臂卡接于圆柱体机体的两端。连接臂上间隔设置有多个第一连接孔,机体上对应第一连接孔的位置设置有第一螺纹孔,第一紧固螺钉穿过第一连接孔与第一螺纹孔螺接。将第一连接部套设于机体上,第二连接部设置于弧形板远离机体的一侧,节省了安装架的占用空间,使得机身内的布局更紧凑。
[0022] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述第一连接件包括第一连接圈和第二连接圈,所述第一连接圈和所述第二连接圈连接,所述第一连接圈的轴线垂直于所述第二连接圈的轴线,所述第一连接圈与所述第一转动部连接,所述第二连接圈与所述第二固定部连接。
[0023] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述驱动组件还包括第三动力单元,所述腿部结构包括大腿组件和小腿组件,所述小腿组件与所述大腿组件转动连接,所述第一动力单元用于驱动所述大腿组件绕所述第一轴线运动,所述第二动力单元用于驱动所述大腿组件绕所述第二轴线运动,所述第三动力单元与所述第二动力单元连接,所述第三动力单元用于驱动所述小腿组件绕第三轴线运动,所述第二轴线和所述第三轴线平行设置。
[0024] 将三个动力单元采用串联连接的方式布置在较小体积的容纳腔的周向,串联连接的方式占用空间小,合理利用较小体积的容纳腔周围的空间,使得机身内的空间利用率高,紧凑性更好。
[0025] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述第三动力单元包括第三固定部和第三转动部,所述第二转动部和所述第三固定部通过第二连接件连接,所述第三转动部与所述小腿组件连接;
[0026] 所述第二连接件包括第三连接圈和连接板,所述第三连接圈连接于所述连接板的周向,所述连接板与所述第二转动部固定连接,所述第三连接圈套设于所述第三固定部的周向,与所述第三固定部固定连接。
[0027] 第三动力单元驱动小腿组件绕第三轴线转动,使得腿部结构能够实现膝关节的前屈和后伸,使得腿部结构的灵活性更好。而且将第三动力单元与第二动力单元连接,且第二轴线和第三轴线平行设置,驱动组件的紧凑性更好,占用空间小。
[0028] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述仿生机器人还包括头部结构,所述头部结构转动设置于所述躯干结构上;所述头部结构包括显示模块、仿生肌肉模块和运动模块,所述显示模块、所述仿生肌肉模块和所述运动模块均与所述控制电路模组电连接,所述显示模块用于显示其内存储的预设表情;所述仿生肌肉模块围设于所述显示模块的周向构成头部轮廓,所述仿生肌肉模块能够随所受外力发生形变,并将所述形变发送给所述控制电路模组,所述控制电路模组根据所述仿生肌肉模块的形变控制所述显示模块显示对应的预设表情;所述控制电路模组控制所述运动模块动作,能驱动所述头部结构实现翻滚、俯仰和偏航三个自由度的转动。
[0029] 头部结构能够感知人类的行为活动和外部环境,并根据人类的行为活动和外部环境作出反馈,触感柔软,表情丰富;而且能够实现头部动作的多样性,极大地增强了人机互动性,提升了用户的体验感。
[0030] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述仿生机器人还包括视觉感知模块和信号辅助检测模块,所述视觉感知模块和所述信号辅助检测模块均与所述控制电路模组电连接,所述视觉感知模块用于对外部环境或人体进行图像采集,所述信号辅助检测模块用于检测人体对应的特征信号,所述控制电路模组能处理所述视觉感知模块采集的图像信息和所述信号辅助检测模块检测的人体的特征信号。
[0031] 通过视觉感知模块和信号辅助检测模块采集人体特征信息和人体对应的特征信号,以便做出相应反馈,提高人机互动性。
[0032] 作为所述的仿生机器人的一个可选方案,所述仿生机器人还包括表达模块,所述表达模块与所述控制电路模组电连接,所述控制电路模组控制所述表达模块对外界输入信息作出反馈。
[0033] 控制电路模组根据接收到的视觉感知模块和信号辅助检测模块的信息,控制表达模块做出反馈,人机互动性更好。
[0034] 本发明的有益效果:
[0035] 本发明提供的仿生机器人,通过沿机身的高度方向依次设置第一容纳腔和第二容纳腔,第一容纳腔和第二容纳腔二者中,其中一个用于容纳电池,另一个用于容纳控制电路模组。在第一容纳腔和第二容纳腔的连接处设置进线槽,便于通过导线连接腔体内外的元件,以实现腿部结构与电池和控制电路模组的电连接。将多个腿部结构连接于第一容纳腔和第二容纳腔的周向,便于对每个腿部结构进行独立的安装和拆除。本发明提供的仿生机器人,将电池和控制电路模组沿机身的高度方向依次设置,多个腿部结构分布于第一容纳腔和第二容纳腔的周向,不仅便于腿部结构与电池和控制电路模组的电连接,实现了紧凑性和轻量化的目标;而且便于组装和维护,易于生产制造,提高了产品的优良率。

附图说明

[0036] 图1是本发明实施例提供的仿生机器人的结构示意图;
[0037] 图2是本发明实施例提供的仿生机器人的机身的剖视图;
[0038] 图3是本发明实施例提供的第一容纳腔和第二容纳腔的剖视图;
[0039] 图4是本发明实施例提供的机身和腿部结构的爆炸图;
[0040] 图5是本发明实施例提供的腿部结构的爆炸示意图;
[0041] 图6是本发明实施例提供的安装架的结构示意图;
[0042] 图7是本发明实施例提供的第一连接件的结构示意图;
[0043] 图8是本发明实施例提供的第二连接件的结构示意图。
[0044] 图中:
[0045] 1、机身;2、腿部结构;3、头部结构;4、电池;5、控制电路模组;6、驱动组件;7、安装架;8、防护结构;9、视觉感知模块;10、信号辅助检测模块;
[0046] 11、第一容纳腔;12、第二容纳腔;13、连接位;14、进线槽;21、大腿组件;22、小腿组件;31、显示模块;32、仿生肌肉模块;61、第一动力单元;62、第二动力单元;63、第三动力单元;64、第一连接件;65、第二连接件;71、弧形板;72、连接臂;73、第二连接部;81、防护壳;82、固定件;
[0047] 611、第一固定部;612、第一转动部;621、第二固定部;622、第二转动部;631、第三固定部;632、第三转动部;641、第一连接圈;642、第二连接圈;643、连接支耳;651、第三连接圈;652、连接板。

具体实施方式

[0048] 下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0049] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
[0050] 除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051] 除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触,也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0052] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0053] 如图1‑图4所示,本实施例提供了一种仿生机器人,包括头部结构3、机身1、腿部结构2、电池4和控制电路模组5,机身1用于连接头部结构3和腿部结构2,头部结构3转动设置于机身1上,腿部结构2设置有多个,多个腿部结构2分布于机身1的周向。机身1内设置有第一容纳腔11和第二容纳腔12,第一容纳腔11和第二容纳腔12沿机身1的高度方向依次设置,腿部结构2连接于第一容纳腔11和第二容纳腔12的周向。电池4用于为仿生机器人提供电能,控制电路模组5用于接收外界信息,并根据接收的外界信息控制仿生机器人。第一容纳腔11和第二容纳腔12二者中,其中一个用于容纳电池4,另一个用于容纳控制电路模组5。第一容纳腔11和第二容纳腔12的连接处设置有进线槽14,用于连接电池4和外部元件的第一导线与用于连接控制电路模组5和外部元件的第二导线均穿过进线槽14。
[0054] 头部结构3包括显示模块31、仿生肌肉模块32和运动模块,显示模块31、仿生肌肉模块32和运动模块均与控制电路模组5电连接,显示模块31用于显示其内存储的预设表情;仿生肌肉模块32围设于显示模块31的周向构成头部轮廓,仿生肌肉模块32能够随所受外力发生形变,并将形变发送给控制电路模组5,控制电路模组5根据仿生肌肉模块32的形变控制显示模块31显示对应的预设表情。同时,控制电路模组5还能控制运动模块动作,驱动头部结构3实现翻滚、俯仰和偏航三个自由度的转动。
[0055] 仿生肌肉模块32包括仿生肌肉部、信号触发填充物和检测传感器,仿生肌肉部围设于显示模块31的周向形成机器人的头部轮廓;信号触发填充物设于仿生肌肉部的内侧,当外力作用于仿生肌肉部时,信号触发填充物的压强发生变化,同时仿生肌肉部的外形也发生变化;检测传感器用于检测信号触发填充物的压强变化和/或仿生肌肉部的外形变化;显示模块31根据信号触发填充物的压强变化和/或仿生肌肉部的外形变化显示对应的预设表情。
[0056] 可选地,检测传感器为压强传感器,压强传感器用于检测信号触发填充物的压强变化;和/或,检测传感器为形变检测传感器,形变检测传感器用于检测仿生肌肉部的外形变化。
[0057] 可选地,仿生肌肉模块32还包括支撑件,仿生肌肉部与支撑件围设成容纳腔,信号触发填充物设置于容纳腔内。仿生肌肉部由柔性材质制成,触感柔软,位于头部结构的表层,用于提供柔软、仿生的触感。
[0058] 显示模块31包括显示屏和存储介质,显示屏的周向与支撑件连接。存储介质内存储有多种预设表情,包括高兴、悲伤、调皮等多种表情。
[0059] 在机身1的外侧或头部结构3上还设置有视觉感知模块9、信号辅助检测模块10和表达模块,视觉感知模块9为RGB‑D摄像头或广角摄像头,用于对外部环境或人体进行图像采集,以便做出避障或步态的调整,也能收集人体特征信息,以便作出相应反馈。信号辅助检测模块10包含麦克风、触摸传感器、手势识别传感器或热释电传感器中的一种或几种,用于检测人体对应的特征信号,以便做出相应反馈。表达模块包含扬声器、显示屏、灯光模块中的一种或几种,用于机器人对外界信息的输入作出反馈。头部结构3和腿部结构2也能用于机器人对外界信息的输入作出反馈。
[0060] 视觉感知模块9、信号辅助检测模块10和表达模块均与控制电路模组5通过有线或无线的方式电连接,有线连接的导线通过进线槽14连接腔体内外的元件。控制电路模组5用于处理视觉感知模块9和信号辅助检测模块10的反馈信号,然后根据设定程序控制表达模块、腿部结构2和头部结构3动作。同时,控制电路模组5对电池4的充放电进行管理。
[0061] 将电池4和控制电路模组5沿机身1的高度方向依次设置,多个腿部结构2分布于第一容纳腔11和第二容纳腔12的周向,不仅便于腿部结构2、视觉感知模块9、信号辅助检测模块10和表达模块与电池4和控制电路模组5的电连接,实现了紧凑性和轻量化的目标;而且便于组装和维护,易于生产制造,提高了产品的优良率。
[0062] 作为仿生机器人的一个可选方案,第一容纳腔11和第二容纳腔12之间设置有多个连接位13,多个连接位13围绕第一容纳腔11和第二容纳腔12中体积较小的容纳腔设置,且位于体积较大的容纳腔上。多个腿部结构2和多个连接位13一一对应连接。
[0063] 作为的仿生机器人的一个可选方案,第一容纳腔11的体积大于第二容纳腔12的体积,第一容纳腔11设置于第二容纳腔12的上方,电池4置于第一容纳腔11内,第一容纳腔11内设置有快拆结构,通过快拆结构安装与拆卸电池,多个连接位13设置于第一容纳腔11的底部。
[0064] 将腿部结构2连接于第一容纳腔11的下方,且围绕第二容纳腔12设置,不仅使得机身1内的布局更紧凑,而且将腿部结构2布局于机身1靠下的位置,结构布局更合理,仿生机器人的协调性更好。
[0065] 第一容纳腔11用于放置电池4,第二容纳腔12用于放置控制电路模组5。由于电池4的体积大于控制电路模组5的体积,因此第一容纳腔11的体积大于第二容纳腔12的体积。第一容纳腔11和第二容纳腔12可以为长方体形状、异形或是局部有凸起的形状。
[0066] 第一容纳腔11和第二容纳腔12可以为一体结构,也可以为分体结构,分体结构的第一容纳腔11和第二容纳腔12通过卡接或插接等方式可拆卸连接。
[0067] 可选地,快拆结构包括弹性卡扣,在第一容纳腔11的承载底面设置有多个弹性卡扣,多个弹性卡扣围设于电池4的周围,在安装电池4时,电池4的四周能够撑开多个弹性卡扣置于承载底面,弹性卡扣在弹力作用下将电池4的四周卡接固定。在拆卸电池4时,电池4再将弹性卡扣撑开即可取出。通过设置快拆结构,无需工具即可将电池4从第一容纳腔11内取出,更便于腿部结构2的拆装维护。
[0068] 当然,在其他实施例中,快拆结构也可以为卡接块与卡接槽配合或插接孔与插接柱配合等结构。
[0069] 示例性地,腿部结构2有四个,第一容纳腔11的底部设置有四个连接位13,四个连接位13围设于第二容纳腔12的四周,布置于机身1的前后方向。在安装时,先将控制电路模组5放置于第二容纳腔12内,再将腿部结构2连接于连接位13,最后将电池4放置于第一容纳腔11内。在拆卸时,先将电池4从第一容纳腔11内取出,便可露出腿部结构2的连接位13,然后将腿部结构2从连接位13拆除,即可对每个腿部结构2进行独立维护。
[0070] 在本实用新型提供的仿生机器人的另一个实施例中,第一容纳腔11的体积小于第二容纳腔12的体积,控制电路模组5放置于第一容纳腔11,将电池4放置于第二容纳腔12。第二容纳腔12的底部设置有多个连接位13,多个连接位13分布于第二容纳腔12的周向,腿部结构2连接于连接位13。当位于机身1上部的第一容纳腔11的体积小于位于机身1下部的第二容纳腔12的体积时,则将四个连接位13分别设置于第二容纳腔12顶部的四周。
[0071] 作为仿生机器人的一个可选方案,每个腿部结构2均设置有一个驱动组件6,通过驱动组件6驱动腿部结构2相对机身1转动;驱动组件6通过安装架7固定于连接位13。
[0072] 将腿部结构2通过驱动其转动的驱动组件6连接于连接位13。四个驱动组件6均位于第一容纳腔11下方,且分布于第二容纳腔12的四周。这样的设置布局更紧凑,且能多个腿部结构2能够实现独立安装和拆卸。
[0073] 作为仿生机器人的一个可选方案,安装架7包括第一连接部和第二连接部73,第一连接部与驱动组件6连接,第二连接部73与连接位13连接,第一连接部与第二连接部73呈第一预设夹角设置。
[0074] 示例性地,第一预设夹角为90°。将第一连接部和第二连接部73垂直设置,能够合理利用较小体积的容纳腔的周围的空间,极大地提高了空间利用率。
[0075] 如图5所示,作为仿生机器人的一个可选方案,驱动组件6包括第一动力单元61和第二动力单元62,第一动力单元61包括第一固定部611和第一转动部612,第二动力单元62包括第二固定部621和第二转动部622,第一连接部与第一固定部611连接,第二连接部73与连接位13连接;第一转动部612和第二固定部621通过第一连接件64连接,第二转动部622与腿部结构2连接。第一转动部612用于驱动腿部结构2绕第一轴线运动,第二转动部622用于驱动腿部结构2绕第二轴线运动,第一轴线和第二轴线呈第二预设夹角设置。
[0076] 示例性地,第二预设夹角为90°,第一轴线和第二轴线垂直设置,第一动力单元61驱动腿部结构2绕第一轴线转动,使得腿部结构2能够实现髋关节内收或外展。第二动力单元62驱动腿部结构2绕第二轴线转动,使得腿部结构2能够实现髋关节前屈和后伸。将第一轴线和第二轴线垂直设置,不仅便于驱动组件6驱动腿部结构2,而且能够合理利用第二容纳腔12四周的空间,使得驱动组件6的占用空间更小,更紧凑。
[0077] 作为仿生机器人的一个可选方案,驱动组件6还包括第三动力单元63,腿部结构2包括大腿组件21和小腿组件22,小腿组件22与大腿组件21转动连接,第一动力单元61用于驱动大腿组件21绕第一轴线运动,第二动力单元62用于驱动大腿组件21绕第二轴线运动,第三动力单元63与第二动力单元62连接,第三动力单元63用于驱动小腿组件22绕第三轴线运动,第二轴线和第三轴线平行设置。
[0078] 具体地,第三动力单元63包括第三固定部631和第三转动部632,第二转动部622和第三固定部631通过第二连接件65连接,第三转动部632与小腿组件22连接。
[0079] 第三转动部632驱动小腿组件22绕第三轴线转动,使得腿部结构2能够实现膝关节的前屈和后伸,使得腿部结构2的灵活性更好。而且将第三动力单元63与第二动力单元62连接,且第二轴线和第三轴线平行设置,驱动组件6的紧凑性更好,占用空间小。
[0080] 将三个动力单元采用串联连接的方式布置在第二容纳腔12的周向,串联连接的方式占用空间小,合理利用第二容纳腔12周向的空间,使得机身1内的空间利用率高,紧凑性更好。
[0081] 示例性地,第一动力单元61、第二动力单元62和第三动力单元63均为伺服电机,第一固定部611、第二固定部621和第三固定部631均为伺服电机的机体,机体为圆柱体;第一转动部612、第二转动部622和第三转动部632均为伺服电机的输出轴。
[0082] 如图6所示,作为仿生机器人的一个可选方案,第一连接部包括弧形板71和连接于弧形板71两侧的两个连接臂72,弧形板71与第一固定部611的周向相适配,两个连接臂72均与第一固定部611连接,弧形板71远离第一固定部611的一侧设置有第二连接部73。
[0083] 第二连接部73所在平面与连接臂72所在平面垂直,弧形板71与圆柱体的机体的圆周面相适配,两个连接臂72卡接于圆柱体机体的两端。
[0084] 连接臂72上间隔设置有多个第一连接孔,机体上对应第一连接孔的位置设置有第一螺纹孔,第一紧固螺钉穿过第一连接孔与第一螺纹孔螺接。将安装架7套设于机体上,节省了安装架7的占用空间,使得机身1内的布局更紧凑。
[0085] 可选地,第二连接部73和连接位13通过焊接或紧固螺钉连接等方式固定连接。示例性地,第二连接部73上设置有四个第二螺纹孔,每个连接位13上对应设置有四个第二连接孔,第二紧固螺钉穿过第二连接孔与第二螺纹孔螺接。
[0086] 如图5和图7所示,作为仿生机器人的一个可选方案,第一连接件64包括第一连接圈641和第二连接圈642,第一连接圈641和第二连接圈642连接,第一连接圈641的轴线垂直于第二连接圈642的轴线,第一连接圈641与第一转动部612连接,第二连接圈642与第二固定部621连接。
[0087] 第一连接圈641和第二连接圈642的圆周均间隔设置有多个第三连接孔,第一转动部612和第二固定部621的圆周均间隔设置有与多个第三连接孔一一对应设置的多个第三螺纹孔,第三紧固螺钉穿过第三连接孔与第三螺纹孔螺接。当然,第一连接圈641与第一转动部612和第二连接圈642与第二固定部621也可以通过卡接或焊接等方式固定。
[0088] 作为仿生机器人的一个可选方案,腿部结构2与机身1之间还设置有防护结构8,用于防护腿部结构2与机身1的连接位置,以提高仿生机器人的防护性和安全性。
[0089] 防护结构8包括防护壳81和固定件82,机身1与腿部结构2连接处均设置有第一避让部,防护壳81的一端与第一避让部相适配,另一端与腿部结构2相适配,以保证防护壳81与机身1和腿部结构2的紧密配合。
[0090] 固定件82固设于防护壳81的内壁上,且自防护壳81的内壁向驱动组件6所在的方向延伸,与第一连接件64固定连接,以使防护壳81能绕第一动力单元61的第一轴线回转,使得腿部结构2具有较大的活动角度,而且防护壳81还能对机身1和腿部结构2内的部件起到很好的防护作用。
[0091] 第二连接圈642的周向设置有连接支耳643,连接支耳643上设置有第四连接孔,固定件82为固定柱,固定柱的端面上设置有第四螺纹孔,第四紧固螺钉穿过第四连接孔与第四螺纹孔螺接。
[0092] 示例性地,固定件82和连接支耳643均设置有两个,两个固定件82和两个连接支耳643一一对应设置,通过两个固定件82将防护壳81固定于第一转动部612,保证了防护壳81连接的稳定性。每个固定件82上设置有两个第四螺纹孔;相应地,每个连接支耳643上均设置有两个第四连接孔。
[0093] 如图5和图8所示,可选地,第二连接件65包括第三连接圈651和连接板652,第三连接圈651连接于连接板652的周向,连接板652与第二转动部622连接,第三连接圈651套设于第三固定部631的周向,与第三固定部631连接。连接板652为圆板,圆板的中心设置有通孔,通孔的周向设置有第五连接孔,第二转动部622上设置有第五螺纹孔,第五紧固螺钉穿过第五连接孔与第五螺纹孔螺接。第三连接圈651套设于第三固定部631的外周,第三连接圈651的周壁设有第六连接孔,第三固定部631的一侧周向设置有第六螺纹孔,第六紧固螺钉穿过第六连接孔与第六螺纹孔螺接。第三固定部631的另一侧周向设置有第七螺纹孔,大腿组件21上设置有第七连接孔,第七紧固螺钉穿过第七连接孔与第七螺纹孔螺接,这样的设置,使得第二转动部622转动时,带动第三固定部631转动,第三固定部631带动大腿组件21转动。
[0094] 第一连接孔、第二连接孔、第三连接孔、第四连接孔、第五连接孔、第六连接孔和第七连接孔的具体数量不作限定,可根据需求设置。第一螺纹孔的数量和第一连接孔的数量相同,且一一对应设置;第二螺纹孔的数量和第二连接孔的数量相同,且一一对应设置;第三螺纹孔的数量和第三连接孔的数量相同,且一一对应设置;第四螺纹孔的数量和第四连接孔的数量相同,且一一对应设置;第五螺纹孔的数量和第五连接孔的数量相同,且一一对应设置;第六螺纹孔的数量和第六连接孔的数量相同,且一一对应设置;第七螺纹孔的数量和第七连接孔的数量相同,且一一对应设置。
[0095] 第三转动部632通过传动组件与小腿组件22固定连接,用于驱动小腿组件22转动。关于大腿组件21、小腿组件22和传动组件的具体结构以及连接方式已是现有技术,在此不再赘述。
[0096] 以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。