人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機器人領(lǐng)域，具體而言，涉及一種人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]人形機器人，又稱仿人機器人，是具有人形的機器人。1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為“安德羅丁”(android)，就是一種人形機器人。按照利爾亞描述，人形機器人由四部分組成:生命系統(tǒng)(平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動、感覺、表情、調(diào)節(jié)運動等)；造型解質(zhì)(關(guān)節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體，一種盔甲)；肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài))；人造皮膚(含有膚色、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等)。
[0003]人形機器人集機、電、材料、計算機、傳感器、控制技術(shù)等多門學科于一體，是一個國家高科技實力和發(fā)展水平的重要標志，因此，世界發(fā)達國家都不惜投入巨資進行開發(fā)研宄。日、美英等國都在研制仿人形機器人方面做了大量的工作，并已取得突破性的進展。
[0004]日本本田公司于1997年10月推出了仿人形機器人P3，美國麻省理工學院研制出了仿人形機器人科戈(COG)，德國和澳洲共同研制出了裝有52個汽缸，身高2米、體重150公斤的大型機器人。本田公司最新開發(fā)的新型機器人“阿西莫”，身高120厘米，體重43公斤，它的走路方式更加接近人。
[0005]美國麻省理工學院研制出了一種有著像人一樣眼睛的新型機器人，它能與人類進行交流，能對周圍的環(huán)境做出回應(yīng)，并能協(xié)助人類完成許多工作。我國也在這方面作了很多工作，國防科技大學、哈爾濱工業(yè)大學研制出了雙足步行機器人，北京航空航天大學、北京科技大學研制出了多指靈巧手等。
[0006]2010年6月16日日本東京大學和大阪大學組成的科研小組向公眾展示了一款仿真嬰兒機器人，它就是一款最新的人形機器人。這個名叫“野尾”的嬰兒娃娃身高71厘米，在柔軟的仿真皮膚下面共有600個傳感器，可以做出伸手、轉(zhuǎn)頭等動作。當被擁抱時，忽閃著大眼睛好奇地看著世界，十分可愛。
[0007]但是，現(xiàn)有機器人要實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的兩個自由度運動，通常需要在肩部內(nèi)部和上臂內(nèi)部設(shè)置電機和傳動裝置，占據(jù)了手臂上有限的空間，而且造成手臂重量增加，導(dǎo)致手臂的運動要消耗更多的能量。并且，現(xiàn)有機器人的肩關(guān)節(jié)通常采用分體關(guān)節(jié)控制機構(gòu)，零件數(shù)多，組裝拆卸復(fù)雜，結(jié)構(gòu)分布在胸部、肩部、上臂內(nèi)部，維修工作通常需要同時拆開三個部分才能進行。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置，以解決上述的冋題。
[0009]在本實用新型的實施例中提供了一種人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置，包括第一電機、第二電機、第一傳動裝置、第二傳動裝置、前后擺動部、左右擺動部和基座；
[0010]第一電機、第二電機、第一傳動裝置和第二傳動裝置均設(shè)置在基座的同一側(cè)；
[0011]前后擺動部和左右擺動部均設(shè)置在基座的另一側(cè)；
[0012]第一電機連接第一傳動裝置的一側(cè)；
[0013]第一傳動裝置的另一側(cè)前后擺動部連接，用于帶動前后擺動部做前后擺動；
[0014]第二電機連接第二傳動裝置的一側(cè)；
[0015]第二傳動裝置的另一側(cè)連接左右擺動部，用于帶動左右擺動部做左右擺動；
[0016]前后擺動部與左右擺動部轉(zhuǎn)動連接，能使左右擺動部只能在前后擺動部上遠離或靠近基座的方向轉(zhuǎn)動。
[0017]進一步的，第一傳動裝置包括第一主動齒輪和第一從動齒輪；
[0018]第一電機的電機軸與第一主動齒輪同軸固定連接，且同軸設(shè)置；
[0019]第一主動齒輪與第一從動齒輪嗤合；
[0020]第一從動齒輪與前后擺動部固定連接，能帶動前后擺動部轉(zhuǎn)動。
[0021]進一步的，第二傳動裝置包括第二主動齒輪、第二從動齒輪、傳動軸、主動錐齒輪和從動錐齒輪；
[0022]第二電機的電機軸與第二主動齒輪固定連接，且同軸設(shè)置；
[0023]第二主動齒輪與第二從動齒輪嚙合；
[0024]第二從動齒輪固定設(shè)置在傳動軸的一端；
[0025]傳動軸轉(zhuǎn)動設(shè)置在基座上；
[0026]傳動軸的另一端穿過基座固定連接有主動錐齒輪；
[0027]第二主動齒輪、傳動軸和主動錐齒輪同軸設(shè)置；
[0028]主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合；
[0029]從動錐齒輪固定設(shè)置在左右擺動部上，能帶動左右擺動部向遠離或靠近基座的方向轉(zhuǎn)動。
[0030]進一步的，基座上設(shè)置有第一碼盤和第一光電開關(guān)；
[0031]第一碼盤與第一從動齒輪同軸設(shè)置；
[0032]第一碼盤與第一從動齒輪固定設(shè)置；
[0033]第一碼盤與基座轉(zhuǎn)動設(shè)置；
[0034]第一光電開關(guān)固定設(shè)置在第一碼盤的周側(cè)，用于監(jiān)測第一碼盤的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。
[0035]進一步的，前后擺動部上設(shè)置有第二碼盤和第二光電開關(guān)；
[0036]第二碼盤與從動錐齒輪同軸設(shè)置；
[0037]第二碼盤與從動錐齒輪固定設(shè)置；
[0038]第二碼盤與前后擺動部轉(zhuǎn)動設(shè)置；
[0039]第二光電開關(guān)固定設(shè)置在第二碼盤的周側(cè)，用于監(jiān)測第二碼盤的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。
[0040]進一步的，第二光電開關(guān)的導(dǎo)線穿過第二傳動裝置進入基座的另一側(cè)，用于與機器人內(nèi)部的電源連接。
[0041]進一步的，前后擺動部包括驅(qū)動部和齒輪連接部；
[0042]驅(qū)動部為球臺狀；
[0043]驅(qū)動部的上底半徑和下底半徑相同；
[0044]齒輪連接部設(shè)置在驅(qū)動部的周側(cè)；
[0045]齒輪連接部為有臺階的圓柱體；
[0046]齒輪連接部的軸線與驅(qū)動部的軸線垂直；
[0047]齒輪連接部穿過基座與第一傳動裝置連接；
[0048]驅(qū)動部設(shè)置在左右擺動部內(nèi)，能驅(qū)動左右擺動部繞齒輪連接部的軸線轉(zhuǎn)動。
[0049]進一步的，齒輪連接部上設(shè)置有傳動孔；
[0050]傳動孔與齒輪連接部同軸設(shè)置，用于第二傳動裝置穿過后驅(qū)動左右擺動部轉(zhuǎn)動。
[0051]進一步的，左右擺動部包括球形殼體和連接軸；
[0052]前后擺動部設(shè)置在球形殼體內(nèi)；
[0053]球形殼體上設(shè)置有開口槽，用于使前后擺動部通過開口槽與第一傳動裝置連接，并能夠使球形殼體與前后擺動部沿開口槽的方向轉(zhuǎn)動；
[0054]連接軸穿過前后擺動部設(shè)置在球形殼體內(nèi)；
[0055]連接軸的軸線與開口槽的軸線方向垂直。
[0056]進一步的，左右擺動部上設(shè)置有手臂連接部；
[0057]手臂連接部設(shè)置在左右擺動部的外側(cè)，用于連接機器人手臂。
[0058]本實用新型提供的人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置，將電機和傳動裝置設(shè)置在機器人的胸部和肩部，且通過兩個電機和兩個傳動裝置分別控制手臂的兩個自由度的運動，進而減少了肩關(guān)節(jié)內(nèi)的零件，且使上臂內(nèi)部沒有了零件，從而使整個控制機構(gòu)更為簡單，組裝拆卸方便，檢修只需拆開胸部和肩部即可，減少了工作量，節(jié)省了人力成本。
【附圖說明】
[0059]圖1為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖2為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的不顯示前后擺動部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖3為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的前后擺動的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖4為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的左右擺動的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖5為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的第一碼盤的安裝位置示意圖；
[0064]圖6為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的第二碼盤的安裝位置示意圖；
[0065]圖7為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的前后擺動部的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]圖8為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的左右擺動部的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖9為本實用新型人形機器人肩關(guān)節(jié)運動控制裝置的左右擺動部的正視圖。
[0068]附圖標記:
[0069]1:第二電機 2:第一電機 3:第一傳動裝置
[0070]4:機器人手臂 5:左右擺動部 6:前后擺動部
[0071]7:第二傳動裝置8:基座9:第一從動齒輪
[0072]10:第一主