本發(fā)明涉及一種仿生機(jī)器人，具體涉及一種仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，仿生機(jī)器人作為機(jī)器人發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)學(xué)科，也越來(lái)越受到人們的重視，發(fā)展也越來(lái)越快，應(yīng)用生活中的多個(gè)場(chǎng)所或領(lǐng)域。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的仿生機(jī)器人大都受驅(qū)動(dòng)元件的影響，導(dǎo)致仿生機(jī)器人的左右擺動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)角度不夠靈活或者是無(wú)法滿(mǎn)足一些使用要求，在滿(mǎn)足使用要求的基礎(chǔ)上會(huì)難免增加仿生機(jī)器人的復(fù)雜化程度，從而使得仿生機(jī)器人的生產(chǎn)成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供了一種仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)，具有這樣的特征，包括：頭部，具有頭上顎支架；上頸部，與頭部活動(dòng)連接，具有上頸部支架與第一步進(jìn)電機(jī)；下頸部，與上頸部活動(dòng)連接，具有下頸部支架與第二步進(jìn)電機(jī)；以及固定部，與下頸部活動(dòng)連接，具有固定部支架與第三步進(jìn)電機(jī)，其中，上頸部支架的一端與頭上顎支架活動(dòng)連接，第一步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在頭上顎支架上，用于驅(qū)動(dòng)頭部進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，下頸部支架的一端與上頸部支架的另一端連接，第二步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在下頸部支架上，用于驅(qū)動(dòng)上頸部進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，固定部支架的一端與下頸部支架的另一端連接，第三步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在固定部支架上，用于驅(qū)動(dòng)下頸部進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，頭部還具有下巴，該下巴與頭上顎支架活動(dòng)連接，頭上顎支架上還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)下巴進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的第四步進(jìn)電機(jī)以及與該第四電機(jī)連接的第四曲柄，下巴通過(guò)第四連桿與第四曲柄連接，在第四步進(jìn)電機(jī)以及第四曲柄的帶動(dòng)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，頭上顎支架上還設(shè)置有頭部連桿支座，該頭部連桿支座上設(shè)置有第一連桿，該第一連桿通過(guò)第一曲柄與第一步進(jìn)電機(jī)連接，頭部通過(guò)第一連桿在第一步進(jìn)電機(jī)以及第一曲柄的帶動(dòng)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，上頸部支架本體上還設(shè)置有上頸部連桿支座，該上頸部連桿支座上設(shè)置有第二連桿，該第二連桿通過(guò)第二曲柄與第二步進(jìn)電機(jī)連接，上頸部通過(guò)第二連桿在第二步進(jìn)電機(jī)以及第二曲柄的帶動(dòng)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，下頸部支架本體上還設(shè)置有下頸部連桿支座，該下頸部連桿支座上設(shè)置有第三連桿，該第三連桿通過(guò)第三曲柄與第三步進(jìn)電機(jī)連接，下頸部通過(guò)第三連桿在第三步進(jìn)電機(jī)以及第三曲柄的帶動(dòng)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，上頸部與頭部、下頸部與上頸部以及固定部與下頸部之間的連接方式均為鉸連接。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，第一步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在上頸部支架上靠近頭部的1/6～1/3處。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，第二步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在下頸部支架上靠近上頸部的1/3～1/2處。

在本發(fā)明提供的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中，還可以具有這樣的特征：其中，第三步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在固定部支架上靠近下頸部的1/6～1/3處。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴捎昧嘶顒?dòng)連接的頭部、上頸部、下頸部以及固定部，還分別設(shè)置了驅(qū)動(dòng)頭部運(yùn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)上頸部的第二步進(jìn)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)下頸部的第三步進(jìn)電機(jī)，所以，本發(fā)明的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)利用了的步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過(guò)合理的設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)速比以及各步進(jìn)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速比可以使得仿生機(jī)器人的頭頸部的擺動(dòng)角度更大，旋轉(zhuǎn)角度不受控制。另外，相對(duì)于傳統(tǒng)仿生機(jī)器人頭頸部的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的仿生機(jī)器人頭頸部結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，操作更加方便，同時(shí)節(jié)省了仿生機(jī)器人的生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中頭部、上頸部以及下頸部的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中上頭上顎支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例中上頸部支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中下頸部支架的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中固定部支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)作具體闡述。

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖以及圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中頭部、上頸部以及下頸部的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1、2所示，仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)100包括頭部10、上頸部20、下頸部30以及固定部40。

頭部10包括頭上顎支架11、第四步進(jìn)電機(jī)12以及下巴13。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中上頭上顎支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖3所示，頭上顎支架11上設(shè)置有嘴巴鉸支座111、頭部鉸支座112以及頭部連桿支座113。

如圖2中a處的局部放大所示，第四步進(jìn)電機(jī)12設(shè)置在頭上顎支架11上且連接有第四曲柄121，用于驅(qū)動(dòng)下巴13。

如圖1、2所示，下巴13通過(guò)嘴巴鉸支座111與頭上顎支架11鉸連接，下巴13上設(shè)置有第四連桿131，第四連桿131與第四曲柄121連接。下巴13通過(guò)第四連桿131在第四步進(jìn)電機(jī)12以及第四曲柄121的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行左右擺動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

頭部連桿支座113上設(shè)置有第一連桿1131。

上頸部20具有上頸部支架21以及第一步進(jìn)電機(jī)22。

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例中上頸部支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖4所示，上頸部支架21上設(shè)置有上頸部前段鉸支座211、上頸部連桿支座212以及上頸部后段鉸支座213。

如圖1、2所示，上頸部前段鉸支座211與頭部鉸支座112鉸連接。

上頸部連桿支座212上設(shè)置有第二連桿2121。

第一步進(jìn)電機(jī)22設(shè)置在上頸部支架21的靠近頭部10的1/6～1/3處，通過(guò)第一曲柄221與第一連桿1131連接。

頭部10通過(guò)第一連桿1131在第一步進(jìn)電機(jī)22以及第一曲柄221的帶動(dòng)下進(jìn)行左右擺動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，第一步進(jìn)電機(jī)22設(shè)置在上頸部支架21的靠近頭部10的1/6處。

下頸部30具有下頸部支架31以及第二步進(jìn)電機(jī)32。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中下頸部支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖5所示，下頸部支架31下設(shè)置有下頸部前段鉸支座311、下頸部連桿支座312以及下頸部后段鉸支座313。

如圖1、2所示，下頸部前段鉸支座311與上頸部后段鉸支座213鉸連接。

下頸部連桿支座312下設(shè)置有第三連桿3121。

第二步進(jìn)電機(jī)32設(shè)置在下頸部支架31的靠近上頸部20的1/3～1/2處，通過(guò)第二曲柄321與第二連桿2121連接。

上頸部20通過(guò)第二連桿2121在第二步進(jìn)電機(jī)32以及第二曲柄321的帶動(dòng)下進(jìn)行左右擺動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，第二步進(jìn)電機(jī)32設(shè)置在下頸部支架31的靠近上頸部30的1/3處。

固定部40具有固定部支架41以及第三步進(jìn)電機(jī)42。

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中固定部支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，固定部支架41上設(shè)置有固定部前段鉸支座411，固定部前段鉸支座411與下頸部后段鉸支座313鉸連接。

如圖1、2所示，第三步進(jìn)電機(jī)42設(shè)置在固定部支架41上靠近下頸部30的1/6～1/3處，通過(guò)第三曲柄421與第三連桿3121連接。

下頸部30通過(guò)第三連桿3121在第三步進(jìn)電機(jī)42以及第三曲柄421的帶動(dòng)下進(jìn)行左右擺動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，第三步進(jìn)電機(jī)42設(shè)置在固定部支架41的靠近下頸部30的1/6處。

仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)100的工作過(guò)程為：下巴13通過(guò)嘴巴鉸支座111連接于頭上顎支架11；頭上顎支架11通過(guò)頭部鉸支座112和上頸部前段鉸支座211配合形成一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接于上頸部20；上頸部20通過(guò)上頸部后端鉸支座213、下頸部前段鉸支座311連接于下頸部30；下頸部30通過(guò)下頸部后端鉸支座313、固定部前段鉸支座411連接于固定部支架41；第四步進(jìn)電機(jī)12、第一步進(jìn)電機(jī)22、第二步進(jìn)電機(jī)32、第三步進(jìn)電機(jī)42分別設(shè)置在頭上顎支架11、上頸部支架21、下頸部支架31、固定部支架41上。

第四步進(jìn)電機(jī)12連接第四曲柄121通過(guò)第四連桿131連接下巴13帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一步進(jìn)電機(jī)22連接第一曲柄221通過(guò)第一連桿1131連接頭部鉸支座112帶動(dòng)頭部10轉(zhuǎn)動(dòng)。

第二步進(jìn)電機(jī)32連接第二曲柄321通過(guò)第二連桿2121連接上頸部后端鉸支座213帶動(dòng)上頸部20轉(zhuǎn)動(dòng)。

第三步進(jìn)電機(jī)42連接第三曲柄421通過(guò)第三連桿3121連接下頸部后端鉸支座313帶動(dòng)下頸部30轉(zhuǎn)動(dòng)；該關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)依次連接形成擺動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的柔性運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例中的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴捎昧嘶顒?dòng)連接的頭部、上頸部、下頸部以及固定部，還分別設(shè)置了驅(qū)動(dòng)頭部運(yùn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)上頸部的第二步進(jìn)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)下頸部的第三步進(jìn)電機(jī)，所以，本發(fā)明的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)利用了的步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過(guò)合理的設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)速比以及各步進(jìn)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速比可以使得仿生機(jī)器人的頭頸部的擺動(dòng)角度更大，旋轉(zhuǎn)角度不受控制。另外，相對(duì)于傳統(tǒng)仿生機(jī)器人頭頸部的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的仿生機(jī)器人頭頸部結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，操作更加方便，同時(shí)節(jié)省了仿生機(jī)器人的生產(chǎn)成本。

另外，本實(shí)施例中的仿生機(jī)器人頭頸部柔性結(jié)構(gòu)中頭部與上頸部之間、上頸部與下頸部之間以及下頸部與固定部之間均采用的是鉸連接，這種連接的方式使得整個(gè)柔性結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠更加靈活方便，同時(shí)簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。

上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。