一种具有体感功能的助残机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有体感功能的助残机器人，包括电动小车、六自由度机械臂和主机端。六自由度机械臂安装在电动小车顶部，电动小车上固定有定位传感器、控制器、电源模块和用于采集场景图像数据的第一Kinect体感摄像头。主机端包括依次相连的图形适配器、计算机和第二Kinect体感摄像头，第二Kinect体感摄像头用于采集手臂关节图像数据，计算机与控制器无线连接。本实用新型专利技术的助残机器人可通过体感功能，快速响应使用者手臂动作，实现物体抓取等操作。操作方便，使用者与机器人不直接接触，安全可靠。本实用新型专利技术的助残机器人可提高残疾人的生活便利度。

【技术实现步骤摘要】
一种具有体感功能的助残机器人
本技术属于机器人
，具体涉及一种具有体感功能的助残机器人。
技术介绍
据统计，我国残疾人总数达8000万以上，其中，肢体残疾人数占比超过25％。肢体残疾，尤其是腿脚残疾的人，行动能力差或完全丧失行动能力。现有的助残设备，诸如拐杖、义肢等，虽能帮助腿脚残疾的人获得一定程度的行动能力，但需要使用者通过身体直接接触控制，耗费体力，如若操作不当，使用者很容易受伤。
技术实现思路
本技术提出一种具有体感功能的助残机器人。本技术所采用的方案为：一种具有体感功能的助残机器人，包括电动小车、六自由度机械臂和主机端；所述电动小车包括上下相对设置的底板和顶板，所述底板和所述顶板间通过若干支撑杆固连，所述底板下端面外缘沿着周向均匀固定三个编码直流电机，每一编码直流电机的输出轴均朝向外侧，且每一编码直流电机的输出轴端部均安装有麦克纳姆轮；所述六自由度机械臂安装在所述顶板上端面上，所述底板上端面固定有定位传感器、控制器、电源模块和用于采集场景图像数据的第一Kinect体感摄像头，所述定位传感器、所述六自由度机械臂、所述第一Kinect体感摄像头和三个编码直流电机分别与所述控制器相连，所述电源模块为所述助残机器人除所述主机端以外的部件供电；所述主机端包括图形适配器、计算机和用于采集手臂关节图像数据的第二Kinect体感摄像头，所述第二Kinect体感摄像头、所述图形适配器和所述计算机依次相连，所述计算机与所述控制器通过无线方式信号连接。进一步地，所述六自由度机械臂包括：第一大臂关节、第二大臂关节、第一小臂关节、第二小臂关节、腕关节和机械爪；所述第一大臂关节包括第一舵机、第一舵机固定架、第一U型连接件和第一L型连接件，所述第一舵机固定架水平固定在所述顶板上端面中间位置，所述第一舵机安装在所述第一舵机固定架上，所述第一舵机的输出轴朝向右侧，所述第一舵机的输出轴端部安装有第一舵盘；所述第一U型连接件自上而下跨设在所述第一舵机上，所述第一U型连接件的一侧板与所述第一舵盘固定相连，另一侧板与所述第一舵机固定架转动连接；所述第一L型连接件固定在所述第一U型连接件顶部；所述第二大臂关节包括第二舵机、第二舵机固定架、第二U型连接件和第二L型连接件；所述第二舵机固定架竖直固定在所述第一L型连接件上，所述第二舵机安装在所述第二舵机固定架上，所述第二舵机的输出轴朝向左侧，所述第二舵机的输出轴端部安装有第二舵盘；所述第二U型连接件自上而下跨设在所述第二舵机上，所述第二U型连接件的一侧板与所述第二舵盘固定相连，另一侧板与所述第二舵机固定架转动连接；所述第二L型连接件固定在所述第二U型连接件顶部；所述第一小臂关节包括第三舵机、第三舵机固定架和第三L型连接件；所述第三舵机固定架横向固定在所述第二L型连接件上，所述第三舵机安装在所述第三舵机固定架上，所述第三舵机的输出轴朝上，所述第三舵机的输出轴端部安装有第三舵盘，所述第三L型连接件与所述第三舵盘固定相连；所述第二小臂关节包括第四舵机、第四舵机固定架、第三U型连接件和第四L型连接件；所述第四舵机固定架竖直固定在所述第三L型连接件上，所述第四舵机安装在所述第四舵机固定架上，所述第四舵机的输出轴朝向右侧，所述第四舵机的输出轴端部安装有第四舵盘；所述第三U型连接件自上而下跨设在所述第四舵机上，所述第三U型连接件的一侧板与所述第四舵盘固定相连，另一侧板与所述第四舵机固定架转动连接；所述第四L型连接件固定在所述第三U型连接件顶部；所述腕关节包括第五舵机、直角连接件、第一夹板和第二夹板；所述直角连接件与所述第四L型连接件固定连接，所述第五舵机固定在所述直角连接件上，所述第五舵机的输出轴朝上，所述第五舵机的输出轴端部安装有第一十字舵盘，所述第一夹板和所述第二夹板分别竖直固定在所述第一十字舵盘上，两夹板相对，且留有间隙；所述机械爪包括机械爪固定板、第六舵机、左齿柄连接件、右齿柄连接件、左夹爪、右夹爪、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；所述机械爪固定板底部竖直插接在所述两夹板间，并与所述两夹板固定连接；所述第六舵机固定安装在所述机械爪固定板背面，所述第六舵机的输出轴向前穿过所述机械爪固定板，所述第六舵机的输出轴端部安装有第二十字舵盘，所述右齿柄连接件的齿部与所述第二十字舵盘固定连接，所述左齿柄连接件的齿部与所述机械爪固定板通过第一销轴转动连接，所述右齿柄连接件的齿部和所述左齿柄连接件的齿部啮合；所述左夹爪的尾端与所述左齿柄连接件的柄部通过第二销轴转动连接，所述右夹爪的尾端与所述右齿柄连接件的柄部通过第三销轴转动连接；所述第一连杆和所述第二连杆各自的一端分别与所述左夹爪中间位置通过第四销轴转动连接，第一、第二连杆分别位于所述左夹爪前、后侧，所述第一连杆和所述第二连杆各自的另一端分别与所述机械爪固定板前部通过第五销轴转动连接；所述第三连杆和所述第四连杆各自的一端分别与所述右夹爪中间位置通过第六销轴转动连接，第三、第四连杆分别位于所述右夹爪前、后侧，所述第三连杆和所述第四连杆各自的另一端分别与所述机械爪固定板前部通过第七销轴转动连接；第一、第二、第三、第四、第五、第六舵机分别与所述控制器相连。进一步地，侧板与舵机固定架转动连接方式为：侧板与舵机固定架通过螺栓相连，螺栓上套有一轴承，侧板套在轴承上，舵机固定架和螺栓端部共同限制侧板作轴向移动。进一步地，所述控制器包括STM32f103主控制器和与所述STM32f103主控制器相连的树莓派3B+，所述树莓派3B+集成有无线网卡，所述树莓派3B+与所述计算机通过TCP无线通信。进一步地，所述电源模块为12V锂电池。进一步地，所述底板、所述顶板和多个支撑杆均为亚克力材质。本技术的有益效果在于：本技术的助残机器人可通过体感功能，快速响应使用者手臂动作，实现物体抓取等操作。操作方便，使用者与机器人不直接接触，安全可靠。本技术的助残机器人可提高残疾人的生活便利度。附图说明图1为本技术的助残机器人的结构示意图；图2为主机端的结构示意图；图3为电动小车的结构示意图；图4为第一大臂关节的结构示意图；图5为第二大臂关节的结构示意图；图6为第一小臂关节的结构示意图；图7为第二小臂关节的结构示意图；图8为腕关节的结构示意图；图9为机械爪的结构示意图；附图标记：1-电动小车，101-底板，102-顶板，103-支撑杆，104-编码直流电机，105-麦克纳姆轮；2-第一Kinect体感摄像头，3-第一大臂关节，301-第一舵机，302-第一舵盘，303-第一舵机固定架，304-第一U型连接件，305-第一L型连接件；4-第二大臂关节，401-第二舵机，402-第二舵盘，403-第二舵机固定架，404-第二U型连接件，405-第二L型连接件；5-第一小臂关节，501-第三舵机，502-第三舵盘，503-第三舵机固定架，504-第三L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有体感功能的助残机器人，其特征在于，包括电动小车(1)、六自由度机械臂和主机端；/n电动小车(1)包括上下相对设置的底板(101)和顶板(102)，底板(101)和顶板(102)间通过若干支撑杆(103)固连，底板(101)下端面外缘沿着周向均匀固定三个编码直流电机(104)，每一编码直流电机(104)的输出轴均朝向外侧，且每一编码直流电机(104)的输出轴端部均安装有麦克纳姆轮(105)；所述六自由度机械臂安装在顶板(102)上端面上，底板(101)上端面固定有定位传感器、控制器、电源模块和用于采集场景图像数据的第一Kinect体感摄像头(2)，所述定位传感器、所述六自由度机械臂、第一Kinect体感摄像头(2)和三个编码直流电机(104)分别与所述控制器相连，所述电源模块为所述助残机器人除所述主机端以外的部件供电；/n所述主机端包括图形适配器(10)、计算机(11)和用于采集手臂关节图像数据的第二Kinect体感摄像头(9)，第二Kinect体感摄像头(9)、图形适配器(10)和计算机(11)依次相连，计算机(11)与所述控制器通过无线方式信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有体感功能的助残机器人，其特征在于，包括电动小车(1)、六自由度机械臂和主机端；
电动小车(1)包括上下相对设置的底板(101)和顶板(102)，底板(101)和顶板(102)间通过若干支撑杆(103)固连，底板(101)下端面外缘沿着周向均匀固定三个编码直流电机(104)，每一编码直流电机(104)的输出轴均朝向外侧，且每一编码直流电机(104)的输出轴端部均安装有麦克纳姆轮(105)；所述六自由度机械臂安装在顶板(102)上端面上，底板(101)上端面固定有定位传感器、控制器、电源模块和用于采集场景图像数据的第一Kinect体感摄像头(2)，所述定位传感器、所述六自由度机械臂、第一Kinect体感摄像头(2)和三个编码直流电机(104)分别与所述控制器相连，所述电源模块为所述助残机器人除所述主机端以外的部件供电；
所述主机端包括图形适配器(10)、计算机(11)和用于采集手臂关节图像数据的第二Kinect体感摄像头(9)，第二Kinect体感摄像头(9)、图形适配器(10)和计算机(11)依次相连，计算机(11)与所述控制器通过无线方式信号连接。


2.根据权利要求1所述的具有体感功能的助残机器人，其特征在于，所述六自由度机械臂包括：第一大臂关节(3)、第二大臂关节(4)、第一小臂关节(5)、第二小臂关节(6)、腕关节(7)和机械爪(8)；
第一大臂关节(3)包括第一舵机(301)、第一舵机固定架(303)、第一U型连接件(304)和第一L型连接件(305)，第一舵机固定架(303)水平固定在顶板(102)上端面中间位置，第一舵机(301)安装在第一舵机固定架(303)上，第一舵机(301)的输出轴朝向右侧，第一舵机(301)的输出轴端部安装有第一舵盘(302)；第一U型连接件(304)自上而下跨设在第一舵机(301)上，第一U型连接件(304)的一侧板与第一舵盘(302)固定相连，另一侧板与第一舵机固定架(303)转动连接；第一L型连接件(305)固定在第一U型连接件(304)顶部；
第二大臂关节(4)包括第二舵机(401)、第二舵机固定架(403)、第二U型连接件(404)和第二L型连接件(405)；第二舵机固定架(403)竖直固定在第一L型连接件(305)上，第二舵机(401)安装在第二舵机固定架(403)上，第二舵机(401)的输出轴朝向左侧，第二舵机(401)的输出轴端部安装有第二舵盘(402)；第二U型连接件(404)自上而下跨设在第二舵机(401)上，第二U型连接件(404)的一侧板与第二舵盘(402)固定相连，另一侧板与第二舵机固定架(403)转动连接；第二L型连接件(405)固定在第二U型连接件(404)顶部；
第一小臂关节(5)包括第三舵机(501)、第三舵机固定架(503)和第三L型连接件(504)；第三舵机固定架(503)横向固定在第二L型连接件(405)上，第三舵机(501)安装在第三舵机固定架(503)上，第三舵机(501)的输出轴朝上，第三舵机(501)的输出轴端部安装有第三舵盘(502)，第三L型连接件(504)与第三舵盘(502)固定相连；
第二小臂关节(6)包括第四舵机(601)、第四舵机固定架(603)、第三U型连接件(604)和第四L型连接件(605)；第四舵机固定架(603)竖直固定在第三L型连接件(504)上，第四舵机(601)安装在第四舵机固定架...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢欣，杨承斌，张乃欣，宗大兴，陆伟，张雨杰，任福瑞，茅耀辉，刘晨旭，王阳阳，杨雪，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32