本實用新型涉及一種機器人,具體的說是一種模塊化機器人。
背景技術:
隨著科技迅猛發展,人民生活和工作的自動化、智能化程度越來越高,在工業制造、醫學治療、娛樂服務、軍事、航空航天等各領域,越來越多的機器人為人類服務。
隨著人力成本的不斷增加,越來越多的服務性崗位將被服務機器人取代。國外,服務機器人的發展較早,成果較多,出現了像Pepper人形機器人,其具有較多的功能,因此應用場合更廣;國內對服務型機器人的研究起步較遲,但是近年來,在第四次產業革命的良好環境及國家政策大力扶持下,各種各樣的機器人層次不窮,在餐飲行業,送餐機器人發展尤為迅速,出現了大量的送餐機器人,然而現在的送餐機器人的結構簡單,無法滿足未來機器人多功能、多應用場合的發展要求。
現有機器人自由度不盡相同,形態各異,但他們都有一個共同的特點:它們針對特定的應用場合而設計,機器人的自由度數量固定;它們只能在特定的場合完成特定的任務,不能隨著應用場合的變化而簡便改裝;難以滿足多種場合、多種任務的應用要求。
技術實現要素:
為解決已有技術的不足,本實用新型的目的在于提供一種模塊化機器人。該模塊化機器人具有多個部位,每個部位均具有多種不同結構的模塊,各部位采用不同模塊組合,可得到滿足不同應用場合的不同自由度的機器人,組裝簡單方便。該模塊化機器人的自由度可調,可滿足多種場合、多種任務的需求,可使機器人廣泛應用于各行各業。
本實用新型采用如下技術方案:
本實用新型的一種模塊化機器人,包括一個底盤、一個軀干、兩個機械臂、一個頸部、一個頭部及一套外殼;所述軀干包括肩骨架、胸部及腰部,所述胸部頂端與肩骨架鉸接,所述胸部低端與腰部的頂端固接;所述肩骨架的兩端分別與兩個機械臂鉸接,所述肩骨架的中部與頸部的底端鉸接,所述頸部的頂端與頭部鉸接;所述底盤與軀干鉸接。
所述的一種模塊化機器人,其底盤、軀干、機械臂、頸部及頭部,各個部位模塊化,并且每個部位均有多種不同結構的模塊;各部位采用不同模塊組合,得到滿足不同應用場合的不同自由度的機器人。
所述一種模塊化機器人,還包括H個攝像頭、I個投影儀、J個液晶屏,其中H、I、J≥0;所述H個攝像頭固定在頭部、軀干及底盤中的一個或多個部位中;所述I個投影儀固定在頭部、軀干及底盤中的一個或多個部位中;所述J個液晶屏固定在頭部、軀干及底盤中的一個或多個部位中;所述攝像頭包括安放于頭部的頭部攝像頭、安放于軀干的胸部攝像頭及安放于底盤的底盤攝像頭,所述頭部攝像頭包括第一攝像頭及第二攝像頭;所述投影儀包括安放于頭部的頭部投影儀、安放于軀干的胸部投影儀及安放于底盤的底盤投影儀,所述頭部投影儀包括第一投影儀;所述液晶屏包括安放于頭部的頭部液晶屏、安放于軀干的液晶屏及安放于底盤的液晶屏,所述頭部液晶屏包括第一液晶屏及第二液晶屏;
分處不同位置的多個攝像頭,能從不同位置拍攝環境,利于識別和重建立體環境;分處不同位置的多個投影儀,能實現三維立體投影。
所述頭部具有一個頭部固定座;所述頭部固定座固接在所述頸部頂端;所述頭部固定座設有與頭部攝像頭數目相同的攝像頭固定座,設有與頭部投影儀數目相同的投影儀固定座,設有與頭部液晶屏數目相同的液晶屏固定座;
所述頭部具有多種模塊,分別是第一種頭部、第二種頭部、第三種頭部及第四種頭部;同時,可根據應用場合的需求,依據安放于頭部的攝像頭、投影儀及液晶屏的數量對頭部固定座稍作改變,即可獲得新的模塊;
所述第一頭部,包括第一種頭部固定座、第一液晶屏、第二液晶屏、擋板電機、第一投影儀、第一攝像頭及頭部滑塊;所述第一種頭部固定座上開設有第一液晶屏、擋板電機、第一投影儀、第一攝像頭的固定座,還開設有頭部滑塊的安放座;所述頭部滑塊加工有第二液晶屏的安裝座,第二液晶屏通過螺釘與頭部滑塊固定,頭部滑塊還具有與所述擋板電機上的齒輪配合的齒條結構,所述擋板電機轉動帶動頭部滑塊運動,從而帶動第二液晶屏的移動,所述第二液晶屏位于第一投影儀的前面,作投影儀擋板使用;當第二液晶屏處于第一投影儀正前方時,即可擋住投影;當第二液晶屏處于第一投影儀的下方時,投影儀即可正常工作;所述第一攝像頭安放于第一液晶屏與第二液晶屏的中間后方的攝像頭安放座上;
所述第二種頭部,包括第二種頭部固定座、第一液晶屏、第二液晶屏及第一攝像頭;所述第二種頭部固定座開設有第一液晶屏、第二液晶屏及第一攝像頭的安放座,所述第一攝像頭安放于第一液晶屏與第二液晶屏中間后方的位置;
所述第三種頭部,包括第三種頭部固定座、第一攝像頭及第二攝像頭;所述第三種頭部固定座開設有安放第一攝像頭及第二攝像頭的安放座;
所述第四種頭部,包括第四種頭部固定座、第一攝像頭及第一投影儀;所述第四種頭部固定座開設有安放第一攝像頭及第一投影儀的安放座。
所述頸部包括一頸部底盤、至少一塊頸骨、一頸部頂座及若干頸骨電機;所述頸部具有K個頸部自由度,其中K≥0;所述頸部自由度為0時,所述頸部底盤與所述肩骨架固接,所述頸部頂座與頭部固接;
所述頸部具有多種模塊,分別是第一種頸部、第二種頸部及第三種頸部,同時,可根據應用場合的需求,對頸部的某些部件進行修改,即可獲得新的模塊;
所述第一種頸部,包括第一種頸部底盤、.第一種頸骨、第一種頸部頂座及第一種拉桿;所述第一種頸部底盤與第一種頸骨固接,第一種頸骨與第一種頸部頂座鉸接,所述第一種頸骨及第一種頸部頂座上均設有第一種拉桿的固定座,所述第一種拉桿的兩端分別與第一種頸骨及第一種頸部頂座鉸接;
所述第二種頸部,包括第二種頸部底盤、.第二種頸骨、.第二種頸部頂座及兩個第二種拉桿;所述第二種頸部底盤與第二種頸骨固接,第二種頸骨與第二種頸部頂座鉸接,所述第二種頸部底盤及第二種頸部頂座上均開設有安裝第二種拉桿的連接座;
所述第三種頸部,包括第一種頸部底盤、第三種頸骨、第四種頸骨、第三種頸部頂座及兩個電機;所述第三種頸骨底端與第一種頸部底盤固接,與第四種頸骨底端鉸接;所述第四種頸骨頂端與第三種頸部頂座鉸接;一電機與第三種頸骨頂端固接,其轉軸與第四種頸骨低端緊配,電機轉動帶動第四種頸骨轉動;另一電機與第四種頸骨頂端固接,其轉軸與第三種頸部頂座的低端緊配,電機轉動帶動第三中頸部頂座轉動。
所述的肩骨架具有多種模塊,分別是第一種肩骨架及第二種肩骨架,同時,可根據應用場合的需求,對肩骨架進行修改,即可獲得新的模塊;
所述第一種肩骨架,包括第一種肩結構、.第一肩電機、.第二肩電機及第三肩電機;所述第一種肩結構開設有安裝第一肩電機、第二肩電機及第三肩電機的電機座,第一種肩結構的兩端還開設有安裝兩個所述機械臂的支架,所述第一肩電機與第二肩電機分別帶動與之連接的機械臂的轉動;第一種肩結構的中部開設有頸部安裝座,安裝于肩結構低端的第三肩電機與頸部固接,第三肩電機轉動帶動頸部轉動;
所述第二種肩骨架,包括第二種肩結構、.第一肩電機、.第二肩電機及第三肩電機;所述第二種肩結構開設有安裝第一肩電機、第二肩電機及第三肩電機的電機座,第二種肩結構的兩端還開設有安裝兩個所述機械臂的支架,所述第一肩電機與第二肩電機分別帶動與之連接的機械臂的轉動;第二種肩結構的中部開設有頸部安裝座,安裝于肩結構頂端的第三肩電機與頸部固接,第三肩電機轉動帶動頸部轉動。
所述機械臂,包括至少一個臂;臂的數量超過一個時,各個臂依次首尾鉸接;所述機械臂具有M個自由度,其中M≥0;當自由度數為0時,所述臂均固接,機械臂與所述肩骨架的一端固接;所述機械臂還包括末端執行機構,所述末端執行機構采用沒有自由度的機器人手掌;優選的,所述末端執行機構采用具有至少一個自由度的夾緊裝置;優選的,所述末端執行機構采用具有至少兩個自由度的靈巧手;
所述機械臂具有多種模塊,分別是有自由度的第一種機械臂及沒有自由度的第二種機械臂;所述第一種機械臂包括第一臂、第二臂及靈巧手,第一臂與肩骨架連接處有一關節自由度,第二臂與第一臂的連接處有一關節自由度,第二臂與靈巧手的連接處有一關節自由度;所述第二種機械臂包括依次固接的第三臂、第四臂及機器人手掌,第三臂與肩骨架固接,機器人手掌沒有自由度,所述第二種機械臂沒有自由度;所述機械臂的末端執行機構更換成夾持裝置時,即獲得新的機械臂,所述夾持裝置包括夾持運動端、夾持固定端及夾持電機,夾持電機固定于夾持固定端,夾持電機軸與夾持運動端緊配,夾持電機轉動帶動夾持運動端的轉動,實現夾持裝置開合動作;
優選的,可根據應用場合的需求,對機械臂的臂數量及末端執行機構進行修改,即可獲得新的模塊。
所述胸部具有胸骨架;優選的,所述胸骨架中設有安裝胸部攝像頭、胸部投影儀、胸部液晶屏的胸部多媒體座;
所述胸骨架具有多種模塊,分別是第一種胸骨架及第二種胸骨架;所述第一種胸骨架為不帶胸部多媒體座的第一種胸骨支撐結構;所述第二種胸骨架包括第二種胸骨支撐結構、胸部多媒體座、胸部攝像頭、胸部投影儀及胸部液晶屏,所述第二種胸骨支撐結構上設有安裝胸部多媒體座的安裝孔,所述胸部多媒體座上設有安放胸部攝像頭、胸部投影儀及胸部液晶屏的支架;所述胸部攝像頭、胸部投影儀及胸部液晶屏的數量不盡相同,根據應用場合的需求而定;同時,根據應用場合的需求,改變胸部多媒體座上安放的胸部攝像頭、胸部投影儀及胸部液晶屏的數量或者改變胸部多媒體座在第二種胸骨支撐結構的安裝位置,即可獲得新的模塊。
所述腰部至少包括一個腰關節;所述腰關節包括至少一個水平方向或垂直方向的自由度;所述腰部的底端與底盤鉸接;
所述腰關節具有多個模塊,分別是第一種腰關節、第二種腰關節、第三種腰關節、第四種腰關節、第五種腰關節及第六種腰關節;同時,可根據應用場合的需求,對所述第一、第二、第三、第四、第五及第六種腰關節進行修改,即可獲得新的模塊;
所述第一種腰關節包括第一腰關節轉動座、.第一腰關節固定座及第一腰關節電機,所述第一腰關節轉動座底部開設有軸孔,所述第一腰關節固定座頂部開設有軸孔,所述第一腰關節電機的轉軸穿過第一腰關節固定座及第一腰關節轉動座的軸孔將第一腰關節固定座與第一腰關節轉動座連接在一起,所述第一腰關節電機固定在第一腰關節固定座上,所述第一腰關節電機的轉軸與第一腰關節轉動座的軸孔緊配,第一腰關節電機轉動帶動第一腰關節轉動座旋轉;所述第一種腰關節具有一個垂直方向的自由度;
所述第二種腰關節包括第一種腰關節轉動座、第二種腰關節固定座、第一腰關節齒輪、第二腰關節齒輪及第一腰關節電機;所述第二種腰關節固定座上開設有安裝第一腰關節電機的支架,所述第二種腰關節固定座頂部開設有軸孔,一轉軸通過第二種腰關節固定座的軸孔、第一種腰關節轉動座的軸孔將第二種腰關節固定座與第一種腰關節轉動座連接在一起;所述轉軸上套設有第一腰關節齒輪,所述第一種腰關節電機軸上套設有第二腰關節齒輪,所述第一腰關節齒輪與第二腰關節齒輪配合傳動,所述第一腰關節電機轉動,通過第一腰關節齒輪與第二腰關節齒輪配合傳動,帶動第一種腰關節轉動座旋轉;所述第二種腰關節具有一個垂直方向的自由度;
所述第三種腰關節包括第二種腰關節旋轉座、第三種腰關節固定座、第二腰關節電機及第一腰關節旋轉軸;所述第二種腰關節旋轉座上開設有軸孔,所述第三種腰關節固定座上開設有軸孔及安裝第二腰關節電機的支架,所述第二腰關節電機安裝于第三種腰關節固定座上,所述第一腰關節旋轉軸穿過第二種腰關節旋轉座及第三種腰關節固定座的軸孔將第二種腰關節旋轉座與第三種腰關節固定座連接在一起,其中第一腰關節旋轉軸與第二種腰關節旋轉座的軸孔緊配;所述第二腰關節電機的軸與第一腰關節旋轉軸配合傳動,實現第二腰關節電機轉動帶動第二種腰關節旋轉座轉動;所述第三種腰關節具有一個水平方向的自由度;
所述第四種腰關節包括第三種腰關節旋轉座、第四種腰關節固定座、第三腰關節齒輪、第四腰關節齒輪、第二腰關節旋轉軸及第二腰關節電機;所述第三種腰關節旋轉座上設有安裝第二腰關節電機的支架,底部開設有軸孔;所述第四種腰關節固定座上設有軸孔;所述第二腰關節旋轉軸穿過第三中腰關節旋轉座及第四種腰關節固定座上的軸孔將第二腰關節旋轉座與第四腰關節固定座連接在一起;所述第二腰關節旋轉軸上緊配有第四腰關節齒輪,并且第二腰關節旋轉軸與第四種腰關節固定座緊配;所述第二腰關節電機的軸上緊配有第三腰關節齒輪,所述第三腰關節齒輪與第四腰關節齒輪配合傳動;所述第二腰關節電機轉動帶動所述第三種腰關節旋轉座轉動;所述第四種腰關節具有一個水平方向的自由度;
所述第五種腰關節包括第一種腰關節轉動座、第五種腰關節固定座、第三種腰關節固定座、第一腰關節電機、第二腰關節電機及第二腰關節旋轉軸;所述第五種腰關節固定座頂部及底部均開設有軸孔;所述第一腰關節電機的軸穿過第五種腰關節固定座頂部及第一種腰關節轉動座底部的軸孔將第五種腰關節固定座與第一種腰關節轉動座連接在一起,其中,第一腰關節電機固定在第五種腰關節固定座上,第一腰關節電機的軸與第一種腰關節轉動座底部的軸孔緊配,第一腰關節電機轉動帶動第一種腰關節轉動座轉動;所述第二腰關節旋轉軸穿過第五種腰關節固定座底部及第三腰關節固定座的軸孔將第五腰關節固定座與第三腰關節固定座連接在一起,其中第二腰關節旋轉軸與第五腰關節固定座固接,第二腰關節旋轉軸與第二腰部電機的軸配合傳動,所述第二腰部電機轉動帶動第五腰關節固定座轉動;所述第五種腰關節在垂直方向及水平方向的各具有一個自由度;
所述第六種腰關節,其結構與所述第二種頸部的結構類似,包括第六腰關節底盤、.一腰骨、.第六腰關節頂座及兩個拉桿;所述第六腰關節底盤與腰骨固接,腰骨與第六腰關節頂座鉸接,所述第六腰關節底盤及第六腰關節頂座上均開設有安裝兩個拉桿的連接座;
應用中,根據不同的應用場合要求,采用不同的腰關節組合成不同自由的腰部。
所述底盤采用固定底盤;或者,所述底盤采用移動底盤;所述移動底盤包括一移動平臺,所述移動平臺至少具有一個平移或旋轉自由度;
所述底盤具有多個模塊,分別是固定底盤、滑臺及移動小車;同時,可根據應用場合的需求,對所述固定底盤、滑臺及移動小車進行修改,即可獲得新的模塊;采用不同底盤模塊,組成不同的機器人,分別是固定座機器人、滑臺機器人及小車機器人;
所述固定座機器人的底盤采用固定底盤;優選的,所述固定底盤開設有底盤多媒體座的安放孔;所述底盤多媒體座設有安裝底盤攝像頭、底盤投影儀及底盤液晶屏的固定座;所述固定底盤還包括底盤攝像頭、底盤投影儀及底盤液晶屏;
所述滑臺機器人的底盤采用至少一個自由度的滑臺,其包括滑臺座及滑塊;所述滑塊上開設有安裝孔,所述模塊化機器人的腰部安裝于滑塊上;所述滑臺具有動力裝置,所述動力裝置帶動滑塊移動,從而改變機器人的姿態;
所述小車機器人的底盤采用內置動力裝置的移動小車;所述移動小車上開設有安裝孔,所述模塊化機器人的腰部安裝于移動小車上;
本實用新型中,采用底盤、軀干、機械臂、頸部及頭部的不同模塊組合,可得到滿足不同應用場合的不同自由度的機器人。
本實用新型與現有技術相比,具有的有益效果是:
1.本實用新型的模塊化機器人,各個部位模塊化,每個部位均有多種模塊,不同部位的不同模塊組合,可以獲得各種不同的機器人,擴大了機器人的應用范圍;
2.本實用新型的模塊化機器人,可以根據實際需要,采用不同模塊組合,能實現不同功能的機器人;
3.本實用新型的模塊化機器人,組裝簡單,更換模塊簡便;
4.本實用新型的模塊化機器人,其自由度數可變,可根據實際需要改變機器人的靈活性;
5.本實用新型的模塊化機器人,采用模塊化結構,一個模塊化機器人可以替代多個功能及自由度固定的機器人,能減少資源消耗及浪費;
6.本實用新型的模塊化機器人,各個部位的模塊只需稍加修改就可得到新的模塊,可擴展性強;
7.本實用新型的模塊化機器人,采用多個分處機器人的不同部位的攝像頭時,利于機器人識別及重建外部立體環境;
8.本實用新型的模塊化機器人,采用多個分處機器人的不同部位的投影儀時,機器人可進行立體投影,給人帶來立體感官享受;
附圖說明:
圖1是本實用新型機器人的具體實施例的小車機器人的整體結構示意圖;
圖2a~2c是具體實施例第一種頭部的結構示意圖,圖2d為具體實施例的第二種頭部的結構示意圖,圖2e是具體實施例的第三種頭部的結構示意圖,圖2f是具體實施例的第四種頭部的結構示意圖;
圖3a是本實用新型中具體實施例的第一種頸部的結構示意圖,圖3b是本實用新型中具體實施例的第二種頸部的結構示意圖,圖3c是本實用新型中具體實施例的第三種頸部的結構示意圖;
圖4a是本實用新型中具體實施例的第一種肩骨架與第一種頸部配合的結構示意圖,圖4b是本實用新型中具體實施例的第二種肩骨架與第一種頸部配合的結構示意圖;
圖5a是本實用新型中具體實施例的第一種機械臂的結構示意圖,圖5b是本發明中具體實施例的第二種機械臂的結構示意圖,圖5c是本發明中具體實施例的夾持裝置的結構示意圖;
圖6a是本發明中具體實施例的第一種胸骨架的結構示意圖,圖6b是本實用新型中具體實施例的第二種胸骨架的結構示意圖;
圖7a是本實用新型中具體實施例的第一種腰關節的結構示意圖,圖7b是本實用新型中具體實施例的第二種腰關節的結構示意圖;
圖8a是本實用新型中具體實施例的第三種腰關節的結構示意圖,圖8b是本實用新型中具體實施例的第四種腰關節的結構示意圖,圖8c是本實用新型中具體實施例的第五種腰關節裝配的結構示意圖;
圖9a是本實用新型中具體實施例的第一種腰關節與第三中腰關節裝配的結構示意圖,圖9b是本實用新型中具體實施例的第二種腰關節與第四種腰關節裝配的結構示意圖;
圖10是本實用新型中具體實施例的固定座機器人的整體結構示意圖;
圖11是本實用新型中具體實施例的滑臺機器人的整體結構示意圖;
圖中:1.移動底盤,2.軀干,3.機械臂,4.頸部,5.頭部,6.外殼,101.固定底盤,102.滑臺座,103.滑塊,104.底盤多媒體座,105.底盤攝像頭,106.底盤投影儀,210.第一種肩骨架,211.第一種肩結構,212.第一肩電機,213.第二肩電機,214.第三肩電機,220.第二種肩骨架,221.第二種肩結構,240.第一種胸骨架,241.第一種胸骨支撐結構,250.第二種胸骨架,251.第二種胸骨支撐結構,252.胸部多媒體座,253.胸部攝像頭,254.胸部投影儀,260.第一種腰關節,261.第一腰關節轉動座,262.第一腰關節固定座,263.第一腰關節電機,270.第二種腰關節,271.第二種腰關節固定座,272.第一腰關節齒輪,273.第二腰關節齒輪,280.第三種腰關節,281.第二種腰關節旋轉座,282.第三種腰關節固定座,283.第二腰關節電機,284.第一腰關節旋轉軸,290.第四種腰關節,291.第三種腰關節旋轉座,292.第四種腰關節固定座,293.第三腰關節齒輪,294.第四腰關節齒輪,295.第二腰關節旋轉軸,296.第五種腰關節固定座,298.第五種腰關節,310.第一種機械臂,311,第一臂,312.第二臂,313.靈巧手,320.第二種機械臂,321.第三臂,322.第四臂,323.機器人手掌,330.夾持裝置,331夾持運動端,332.夾持固定端,333.夾持電機,410.第一種頸部,411.第一種頸部底盤,412.第一種頸骨,413.第一種頸部頂座,414.第一種拉桿;420.第二種頸部,421.第二種頸部底盤,422.第二種頸骨,423.第二種頸部頂座,424.第二種拉桿,430.第三種頸部,431.第三種頸骨,432.第四種頸骨,433.第三種頸部頂座,510.第一種頭部,511.第一種頭部固定座,512.第一液晶屏,513.第二液晶屏,514.擋板電機,515.第一投影儀,516.第一攝像頭,517.頭部滑塊,520.第二種頭部,521.第二種頭部固定座,530.第三種頭部,531.第三種頭部固定座,532.第二攝像頭,540.第四種頭部,541.第四種頭部固定座,1000.小車機器人,2000.固定座機器人,3000.滑臺機器人。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型中的具體實施例作進一步詳細說明。
實施例一
參見圖1,本實施例的一種模塊化機器人,包括一個底盤1、一個軀干2、兩個機械臂3、一個頸部4、一個頭部5及一套外殼6;所述軀干2包括肩骨架、胸部及腰部,所述胸部頂端與肩骨架鉸接,所述胸部低端與腰部的一端固接;所述肩骨架的兩端分別與兩個機械臂3鉸接,所述肩骨架的中部與頸部4的底端鉸接,所述頸部4的頂端與頭部5鉸接;所述底盤1與軀干2鉸接。
請結合圖1~11,所述的一種模塊化機器人,其底盤1、軀干2、機械臂3、頸部4及頭部5,各個部位模塊化,并且每個部位均有多種不同結構的模塊;各部位采用不同模塊組合,得到滿足不同應用場合的不同自由度的機器人。
所述一種模塊化機器人,還包括H個攝像頭、I個投影儀、J個液晶屏,其中H、I、J≥0;所述H個攝像頭固定在頭部5、軀干2及底盤1中的一個或多個部位中;所述I個投影儀固定在頭部5、軀干2及底盤1中的一個或多個部位中;所述J個液晶屏固定在頭部5、軀干2及底盤1中的一個或多個部位中;本實施例中,攝像頭、投影儀及液晶屏的數量組成機器人的模塊決定;請結合圖2b~2f、6b及10,所述攝像頭包括安放于頭部的頭部攝像頭、安放于軀干的胸部攝像253頭及安放于底盤的底盤攝像頭105,所述頭部攝像頭包括第一攝像頭516及第二攝像頭532;所述投影儀包括安放于頭部的頭部投影儀、安放于軀干的胸部投影儀254及安放于底盤的底盤投影儀106,所述頭部投影儀包括第一投影儀515;所述液晶屏包括安放于頭部的頭部液晶屏、安放于軀干的液晶屏及安放于底盤的液晶屏,所述頭部液晶屏包括第一液晶屏512及第二液晶屏513;
分處不同位置的多個攝像頭,能從不同位置拍攝環境,利于識別和重建立體環境;分處不同位置的多個投影儀,能實現三維立體投影。
所述頭部具有一個頭部固定座;所述頭部固定座固接在所述頸部頂端;所述頭部固定座設有與頭部攝像頭數目相同的攝像頭固定座,設有與頭部投影儀數目相同的投影儀固定座,設有與頭部液晶屏數目相同的液晶屏固定座;
請結合圖2b~2f,所述頭部具有多種模塊,分別是第一種頭部510、第二種頭部520、第三種頭部530及第四種頭部540;同時,可根據應用場合的需求,依據安放于頭部的攝像頭、投影儀及液晶屏的數量對頭部固定座稍作改變,即可獲得新的模塊;
請結合圖2a~2c,所述第一頭部510,包括第一種頭部固定座511、第一液晶屏512、第二液晶屏513、擋板電機514、第一投影儀515、第一攝像頭516及頭部滑塊517;所述第一種頭部固定座511上開設有第一液晶屏512、擋板電機514、第一投影儀515、第一攝像頭516的固定座,還開設有頭部滑塊517的安放座;所述頭部滑塊517加工有第二液晶屏513的安裝座,第二液晶屏513通過螺釘與頭部滑塊517固定,頭部滑塊517還具有與所述擋板電機514上的齒輪配合的齒條結構,所述擋板電機514轉動帶動頭部滑塊517運動,從而帶動第二液晶屏513的移動,所述第二液晶屏513位于第一投影儀515的前面,作投影儀擋板使用;當第二液晶屏513處于第一投影儀515正前方時,即可擋住投影;當第二液晶屏513處于第一投影儀515的下方時,投影儀即可正常工作;所述第一攝像頭516安放于第一液晶屏512與第二液晶屏513的中間后方的攝像頭安放座上;
請結合圖2d,所述第二種頭部520,包括第二種頭部固定座521、第一液晶屏512、第二液晶屏513及第一攝像頭516;所述第二種頭部固定座521開設有第一液晶屏512、第二液晶屏513及第一攝像頭516的安放座,所述第一攝像頭516安放于第一液晶屏512與第二液晶屏513中間后方的位置;
請結合圖2e,所述第三種頭部530,包括第三種頭部固定座531、第一攝像頭516及第二攝像頭532;所述第三種頭部固定座531開設有安放第一攝像頭516及第二攝像頭532的安放座;
請結合圖2f,所述第四種頭部540,包括第四種頭部固定座541、第一攝像頭516及第一投影儀515;所述第四種頭部固定座541開設有安放第一攝像頭516及第一投影儀515的安放座。
所述頸部4包括一頸部底盤、至少一塊頸骨、一頸部頂座及若干頸骨電機;所述頸部4具有K個頸部自由度,其中K≥0;所述頸部自由度為0時,所述頸部底盤與所述肩骨架固接,所述頸部4頂座與頭部5固接;
請結合圖3a~3c,所述頸部4具有多種模塊,分別是第一種頸部410、第二種頸部420及第三種頸部430,同時,可根據應用場合的需求,對頸部4的某些部件進行修改,即可獲得新的模塊;本實施例中,頸部4的自由度由采用的模塊決定;
請結合圖3a,所述第一種頸部410,包括第一種頸部底盤411、.第一種頸骨412、第一種頸部頂座413及.第一種拉桿414;所述第一種頸部底盤411與第一種頸骨固接412,第一種頸骨412與第一種頸部頂座413鉸接,所述第一種頸骨412及第一種頸部頂座413上均設有第一種拉桿414的固定座,所述第一種拉桿414的兩端分別與第一種頸骨412及第一種頸部頂座413鉸接;
請結合圖3b,所述第二種頸部420,包括第二種頸部底盤421、.第二種頸骨422、.第二種頸部頂座423及兩個第二種拉桿424;所述第二種頸部底盤421與第二種頸骨422固接,第二種頸骨422與第二種頸部頂座423鉸接,所述第二種頸部底盤421及第二種頸部頂座423上均開設有安裝第二種拉桿424的連接座;
請結合圖3c,所述第三種頸部430,包括第一種頸部底盤411、第三種頸骨431、第四種頸骨432、第三種頸部頂座433及兩個電機;所述第三種頸骨底端431與第一種頸部底盤411固接,與第四種頸骨432底端鉸接;所述第四種頸骨432頂端與第三種頸部頂座433鉸接;一電機與第三種頸骨431頂端固接,其轉軸與第四種頸骨432低端緊配,電機轉動帶動第四種頸骨432轉動;另一電機與第四種頸骨432頂端固接,電機轉軸與第三種頸部頂座433的低端緊配,電機轉動帶動第三種頸部頂座433轉動。
請結合圖4a及4b,所述的肩骨架具有多種模塊,分別是第一種肩骨架210及第二種肩骨架220,同時,可根據應用場合的需求,對肩骨架進行修改,即可獲得新的模塊;
請結合圖4a,所述第一種肩骨架210,包括第一種肩結構211、.第一肩電機212、.第二肩電機213及第三肩電機214;所述第一種肩結構211開設有安裝第一肩電機212、第二肩電機213及第三肩電機214的電機座,第一種肩結構211的兩端還開設有安裝兩個所述機械臂3的支架,所述第一肩電機212與第二肩電機213分別帶動與之連接的機械臂3的轉動;第一種肩結構211的中部開設有頸部4安裝座,安裝于肩結構低端的第三肩電機214與頸部固接,第三肩電機轉動帶動頸部4轉動;
請結合圖4b,所述第二種肩骨架220,包括第二種肩結構221、.第一肩電機212、.第二肩電機213及第三肩電機214;所述第二種肩結構221開設有安裝第一肩電機212、第二肩電機213及第三肩電機214的電機座,第二種肩結構221的兩端還開設有安裝兩個所述機械臂3的支架,所述第一肩電機212與第二肩電機213分別帶動與之連接的機械臂3的轉動;第二種肩結構221的中部開設有頸部4安裝座,安裝于肩結構頂端的第三肩電機214與頸部固接,第三肩電機轉動帶動頸部4轉動。
請結合圖5a~5c,所述機械臂3,包括至少一個臂;臂的數量超過一個時,各個臂依次首尾鉸接;所述機械臂具有M個自由度,其中M≥0;當自由度數為0時,所述臂均固接,機械臂2與所述肩骨架的一端固接;所述機械臂還包括末端執行機構,所述末端執行機構采用沒有自由度的機器人手掌323;優選的,所述末端執行機構采用具有至少一個自由度的夾緊裝置330;優選的,所述末端執行機構采用具有至少兩個自由度的靈巧手313;
請結合圖5a~5c,所述機械臂具有多種模塊,分別是有自由度的第一種機械臂310及沒有自由度的第二種機械臂320;所述第一種機械臂310包括第一臂311、第二臂312及靈巧手313,第一臂311與肩骨架連接處有一關節自由度,第二臂312與第一臂311的連接處有一關節自由度,第二臂312與靈巧手313的連接處有一關節自由度;所述第二種機械臂320包括依次固接的第三臂321、第四臂322及機器人手掌323,第三臂321與肩骨架固接,機器人手掌323沒有自由度,所述第二種機械臂320沒有自由度;所述機械臂3的末端執行機構更換成夾持裝置330時,即獲得新的機械臂,所述夾持裝置330包括夾持運動端331、夾持固定端332及夾持電機333,夾持電機333固定于夾持固定端332,夾持電機333軸與夾持運動端331緊配,夾持電機333轉動帶動夾持運動端331的轉動,實現夾持裝置330開合動作;優選的,可根據應用場合的需求,對機械臂3的臂數量及末端執行機構進行修改,即可獲得新的模塊。
請結合圖6a及6b,所述胸部具有胸骨架;優選的,所述胸骨架中設有安裝胸部攝像頭253、胸部投影儀254及胸部液晶屏的胸部多媒體座252;
所述胸骨架具有多種模塊,分別是第一種胸骨架240及第二種胸骨架250;所述第一種胸骨架240為不帶胸部多媒體座的第一種胸骨支撐結構241;本實施例中,所述第二種胸骨架250包括第二種胸骨支撐結構251、胸部多媒體座252、胸部攝像頭253及胸部投影儀254,所述第二種胸骨支撐結構251上設有安裝胸部多媒體座252的安裝孔,所述胸部多媒體座252上設有安放胸部攝像頭253及胸部投影儀254的支架;在其它實施例中,所述胸部攝像頭253、胸部投影儀254及胸部液晶屏的數量不盡相同,根據應用場合的需求而定;同時,根據應用場合的需求,改變胸部多媒體座252上安放的胸部攝像頭253、胸部投影儀254及胸部液晶屏的數量或者改變胸部多媒體座在第二種胸骨支撐結構的安裝位置,即可獲得新的模塊。
請結合圖7a、7b、8a、8b、8c、9a及9b,所述腰部至少包括一個腰關節;所述腰關節包括至少一個水平方向或垂直方向的自由度;所述腰部的低端與底盤1鉸接;
請結合圖7a、7b、8a、8b及8c,所述腰關節具有多個模塊,分別是第一種腰關節260、第二種腰關節270、第三種腰關節280、第四種腰關節290、第五種腰關節298及第六種腰關節;同時,可根據應用場合的需求,對所述第一、第二、第三、第四、第五及第六種腰關節進行修改,即可獲得新的模塊;
請結合圖7a,所述第一種腰關節260包括第一腰關節轉動座261、.第一腰關節固定座262及第一腰關節電機263,所述第一腰關節轉動座261底部開設有軸孔,所述第一腰關節固定座262頂部開設有軸孔,所述第一腰關節電機263的轉軸穿過第一腰關節固定座262及第一腰關節轉動座261的軸孔將第一腰關節固定座262與第一腰關節轉動座261連接在一起,所述第一腰關節電機263固定在第一腰關節固定座262上,所述第一腰關節電機263的轉軸與第一腰關節轉動座261的軸孔緊配,第一腰關節電機263轉動帶動第一腰關節轉動座261旋轉;所述第一種腰關節260具有一個垂直方向的自由度;
請結合圖7b,所述第二種腰關節270包括第一種腰關節轉動座261、第二種腰關節固定座271、第一腰關節齒輪272、第二腰關節齒輪273及第一腰關節電機263;所述第二種腰關節固定座271上開設有安裝第一腰關節電機263的支架,所述第二種腰關節固定座271頂部開設有軸孔,一轉軸通過第二種腰關節固定座271的軸孔、第一種腰關節轉動座261的軸孔將第二種腰關節固定座271與第一種腰關節轉動座261連接在一起;所述轉軸上套設有第一腰關節齒輪272,所述第一種腰關節電機263軸上套設有第二腰關節齒輪273,所述第一腰關節齒輪272與第二腰關節齒輪273配合傳動,所述第一腰關節電機263轉動,通過第一腰關節齒輪272與第二腰關節齒輪273配合傳動,帶動第一種腰關節轉動座261旋轉;所述第二種腰關節270具有一個垂直方向的自由度;
請結合圖8a,所述第三種腰關節280包括第二種腰關節旋轉座281、第三種腰關節固定座282、第二腰關節電機283及第一腰關節旋轉軸284;所述第二種腰關節旋轉座281上開設有軸孔,所述第三種腰關節固定座282上開設有軸孔及安裝第二腰關節電機283的支架,所述第二腰關節電機283安裝于第三種腰關節固定座282上,所述第一腰關節旋轉軸284穿過第二種腰關節旋轉座281及第三種腰關節固定座282的軸孔將第二種腰關節旋轉座281與第三種腰關節固定座282連接在一起,其中第一腰關節旋轉軸284與第二種腰關節旋轉座281的軸孔緊配;所述第二腰關節電機283的軸與第一腰關節旋轉軸284配合傳動,實現第二腰關節電機283轉動帶動第二種腰關節旋轉座281轉動;所述第三種腰關節280具有一個水平方向的自由度;
請結合圖8b,所述第四種腰關節280包括第三種腰關節旋轉座291、第四種腰關節固定座292、第三腰關節齒輪293、第四腰關節齒輪294、第二腰關節旋轉軸295及第二腰關節電機283;所述第三種腰關節旋轉座291上設有安裝第二腰關節電機283的支架,底部開設有軸孔;所述第四種腰關節固定座292上設有軸孔;所述第二腰關節旋轉軸295穿過第三中腰關節旋轉座291及第四種腰關節固定座292上的軸孔將第二腰關節旋轉座291與第四腰關節固定座292連接在一起;所述第二腰關節旋轉軸295上緊配有第四腰關節齒輪294,并且第二腰關節旋轉軸295與第四種腰關節固定座292緊配;所述第二腰關節電機283的軸上緊配有第三腰關節齒輪293,所述第三腰關節齒輪293與第四腰關節齒輪294配合傳動;所述第二腰關節電機283轉動帶動所述第三種腰關節旋轉座291轉動;所述第四種腰關節290具有一個水平方向的自由度;
請結合圖8c,所述第五種腰關節298包括第一種腰關節轉動座261、第五種腰關節固定座296、第三種腰關節固定座282、第一腰關節電機263、第二腰關節電機283及第一腰關節旋轉軸284;所述第五種腰關節固定座296頂部及底部均開設有軸孔;所述第一腰關節電機263的軸穿過第五種腰關節固定座296頂部及第一種腰關節轉動座261底部的軸孔將第五種腰關節固定座296與第一種腰關節轉動座261連接在一起,其中,第一腰關節電機263固定在第五種腰關節固定座296上,第一腰關節電機263的軸與第一種腰關節轉動座261底部的軸孔緊配,第一腰關節電機263轉動帶動第一種腰關節轉動座261轉動;所述第二腰關節旋轉軸297穿過第五種腰關節固定座296底部及第三腰關節固定座282的軸孔將第五腰關節固定座296與第三腰關節固定座282連接在一起,其中第二腰關節旋轉軸297與第五腰關節固定座296固接,第二腰關節旋轉軸297與第二腰部電機283的軸配合傳動,所述第二腰部電機283轉動帶動第五腰關節固定座296轉動;所述第五種腰關節298在垂直方向及水平方向的各具有一個自由度;
所述第六種腰關節,其結構與所述第二種頸部的結構類似,包括第六腰關節底盤、.一腰骨、.第六腰關節頂座及兩個拉桿;所述第六腰關節底盤與腰骨固接,腰骨與第六腰關節頂座鉸接,所述第六腰關節底盤及第六腰關節頂座上均開設有安裝兩個拉桿的連接座;
應用中,根據不同的應用場合要求,采用不同的腰關節組合成不同自由的腰部;請結合圖9a及9b,圖9a為采用第一種腰關節260及第三中腰關節280組合成腰部,圖9b為采用第二種腰關節270及第四種腰關節290組合成腰部;在其它實施例中,還可有其它組合。
請結合他1、10及11,所述底盤1具有多個模塊,分別是固定底101、滑臺及移動小車;同時,可根據應用場合的需求,對所述固定底盤101、滑臺及移動小車進行修改,即可獲得新的模塊;采用不同底盤模塊,組成不同的機器人,分別是固定座機器人2000、滑臺機器人3000及小車機器人1000;
請結合圖10,所述固定座機器人2000的底盤1采用固定底盤101;本實施例中,所述固定底盤101開設有底盤多媒體座104的安放孔;所述底盤多媒體座104設有安裝底盤攝像頭105及底盤投影儀106的固定座;所述固定底盤101還包括底盤攝像頭105及底盤投影儀106;
請結合圖11,所述滑臺機器人3000的底盤1采用一個自由度的滑臺,其包括滑臺座102及滑塊103;所述滑塊103上開設有安裝孔,所述模塊化機器人的腰部安裝于滑塊103上;所述滑臺具有動力裝置,所述動力裝置帶動滑塊103移動,從而改變機器人的姿態;圖11所示為滑臺機器人3000;
本實施例中,所述腰部還包括一平板電腦支撐架。
請結合圖1,所述小車機器人1000的底盤采用內置動力裝置的移動小車;所述移動小車上開設有安裝孔,所述模塊化機器人的腰部安裝于移動小車上;
本實施例中,采用底盤1、軀干2、機械臂3、頸部4及頭部5的不同模塊組合,可得到滿足不同應用場合的不同自由度的機器人。雖然上面已經示出了示例性實施例,但本領域的技術人員將理解,在不脫離本實用新型的原理或精神的情況下,可以對這示例性實施例的某些部件作出改變,本實用新型的范圍由權利要求及其同等物限定。