机器人头部俯仰系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种机器人的头部俯仰系统，该系统包括立柱、水平设置在立柱上方的主轴、固定在立柱上的齿轮和固定在机器人头部上的齿条，其中，齿轮和齿条啮合，所述齿条呈弧形，由齿轮带动齿条绕着主轴旋转，从而带动机器人头部绕着主轴旋转，进而实现机器人头部的俯仰运动，该系统能够提高俯仰运动的平稳性，还能够保证俯仰运动过程中机器人重心的稳定，提高机器人的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人驱动系统，具体涉及一种机器人的头部俯仰系统。
技术介绍
机器人技术是当今社会的一个重要发展研究方向，人们为了各自目的、实现各种功能而设计出多种机器人，其中，能够执行多种动作的机器人备受人们的青睐，然而，机器人具有其独特的构造特点，当机器人做动作时，往往不够自然，显得比较生硬，尤其是比较拟人化的点头动作，需要通过控制机器人的头部执行俯仰作业，而当对头部的俯仰具有更高的要求时，如头部比较大的卡通机器人，由于头部重量大，难以实现平稳地俯仰，同时由于头部旋转，其重心容易偏移，进而降低机器人的稳定性，容易造成安全隐患，为此，如何使得机器人头部旋转的更为稳定、准确是困扰机器人发展的一个较大问题。由于上述原因，本专利技术人对现有的机器人驱动构造做了深入研究，以便设计出一种机器人头部驱动系统，尤其是适合于头部较大的机器人的头部驱动系统。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种机器人的头部俯仰系统，该系统包括立柱、水平设置在立柱上方的主轴、固定在立柱上的齿轮和固定在机器人头部上的齿条，其中，齿轮和齿条啮合，所述齿条呈弧形，由齿轮带动齿条绕着主轴旋转，从而带动机器人头部绕着主轴旋转，并且由
于所述旋转是往复的，每个方向只能旋转预定角度，从机器人的外部看来就是机器人的头部在做俯仰运动，从而完成本技术。具体来说，本技术的目的在于提供以下方面：(1)一种机器人的头部俯仰系统，其特征在于，该系统包括立柱1和水平设置在立柱上方的主轴2，所述主轴2设置在所述机器人的头部中，并且所述头部可绕着所述主轴2旋转，在所述立柱上设置有可旋转的齿轮3，在所述齿轮下方设置有齿条4，所述齿轮3与所述齿条4互相啮合，所述齿条4与所述机器人的头部固结。(2)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，在所述立柱顶部设置有支架5，所述支架5用于支撑所述主轴并将其可旋转地固定在立柱的正上方。(3)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述主轴经过机器人头部重心所在的铅垂线。(4)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述齿轮3的轴线与主轴2的轴线平行。(5)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述齿条4呈弧形。(6)根据上述(5)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述主轴2的轴线经过所述齿条4的弧形所在圆的中心。(7)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，在齿轮3的带动下所述齿条4可绕着所述主轴2旋转。(8)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，在所述立柱上还设置有与所述齿轮3相连的电机。(9)根据上述(8)所述的机器人的头部俯仰系统，其特
征在于，所述齿轮3只能在电机的带动下旋转，不能因受到其他外力而旋转。(10)根据上述(1)所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述齿轮可以向两个方向往复旋转，向每个方向旋转的圈数都是预定的。本技术所具有的有益效果包括：(1)根据本技术提供的机器人的头部俯仰系统上的头部俯仰通过齿轮齿条传递动力，其俯仰运动更为平稳、安全；(2)根据本技术提供的机器人的头部俯仰系统的机器人头部绕着其重心旋转，在俯仰的过程中重心稳定，不易发生侧翻事故。附图说明图1示出根据本技术一种优选实施方式的机器人头部俯仰系统整体结构示意图；图2示出根据本技术一种优选实施方式的涡轮电机内部结构示意图。附图标号说明：1-立柱2-主轴3-齿轮4-齿条5-支架6-头部7-电位器8-输出轴具体实施方式下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。根据本技术提供的机器人的头部俯仰系统，如图1中所示，该系统包括立柱1和水平设置在立柱上方的主轴2，优选的为正上方，且所述立柱和主轴之间的相对距离和相对位置不变，在所述立柱顶部设置有支架5，所述支架用于支撑所述主轴并将其固定在立柱的正上方；在机器人头部6俯仰的过程中，所述立柱是不动的，立柱1主要用于支撑所述主轴，同时也用于支撑机器人的头部。所述主轴2是可旋转的，且优选地，其旋转是被动旋转，自身没有旋转的动力，其主要用于支撑所述机器人的头部6，为机器人的头部提供一个能起到支撑作用的旋转中心；优选地，所述主轴2设置在所述机器人的头部中，优选地，所述主轴经过机器人头部重心所在的铅垂线；更优选地该主轴经过所述机器人头部的重心，该主轴与机器人的头部固结，优选地与机器人头部中需要做俯仰动作的部件固结。在所述立柱上设置有轴线与所述主轴平行的齿轮3，所述齿轮可旋转地固定在所述立柱上，在所述齿轮下方设置有齿条4，所述齿轮与所述齿条互相啮合，所述齿轮的转动能够带动齿条移动，优选地，所述齿条呈弧形，在齿轮的带动下所述齿条绕着所述主轴旋转，优选地，所述齿条固定在所述机器人的头部
上，进一步地，所述齿条与机器人头部中需要做俯仰动作的部件固结，以齿轮的旋转作为动力，齿条带动所有需要做俯仰动作的部件一同绕着所述主轴旋转，从而完成了机器人头部的俯仰作业。在一个优选的实施方式中，所述齿条4呈弧形，所述主轴2的轴线经过所述齿条4的弧形所在圆的中心，也可以表述为齿条4弧形的半径长度与所述齿条到所述主轴中心的距离相等。即，所述齿条的弧形外形是圆一部分的形状，是圆周上任意的一段，所述半径即为该弧形所在圆的半径。在一个优选的实施方式中，所述齿条位于齿轮的正下方，在所述立柱上还设置有与所述齿轮相连的电机，其用于给所述齿轮提供旋转的动力，本技术中优选地，所述齿轮或电机上设置有自锁系统，齿轮只能通过所述电机带动旋转，不能通过齿条上的作用力带动齿轮旋转，而且所述齿轮向两个方向旋转的圈数/转数是预定的，即当所述齿条的边缘旋转到齿轮下方时，齿轮单方向锁死，不能继续沿着该方向旋转，只能向相反的方向旋转，从而保证齿轮和齿条一直接触，不会脱离，进而确保了机器人头部俯仰系统的安全和稳定。在一个优选的实施方式中，如图2中所示，所述电机优选地为涡轮电机，在所述电机的内部，在输出轴8上安装有电位器7，其用于对运动的位置进行反馈，从而精确地控制机器人头部的运动幅度。在一个优选的实施方式中，所述机器人头部6整体呈球形，所述立柱从所述头部的底部伸入到所述球形头部内，并且在所述外壳上留有预定的空隙供所述外壳相对于立柱俯仰移动，避免在机器人头部俯仰过程中外壳与立柱刮碰。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、
“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于本技术工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。以上结合了优选的实施方式对本技术进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本技术进行多种替换和改进，这些均落入本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的头部俯仰系统，其特征在于，该系统包括立柱(1)和水平设置在立柱上方的主轴(2)，所述主轴(2)设置在所述机器人的头部中，并且所述头部可绕着所述主轴(2)旋转，在所述立柱上设置有可旋转的齿轮(3)，在所述齿轮下方设置有齿条(4)，所述齿轮(3)与所述齿条(4)互相啮合，所述齿条(4)与所述机器人的头部固接。

【技术特征摘要】
1.一种机器人的头部俯仰系统，其特征在于，该系统包括立柱(1)和水平设置在立柱上方的主轴(2)，所述主轴(2)设置在所述机器人的头部中，并且所述头部可绕着所述主轴(2)旋转，在所述立柱上设置有可旋转的齿轮(3)，在所述齿轮下方设置有齿条(4)，所述齿轮(3)与所述齿条(4)互相啮合，所述齿条(4)与所述机器人的头部固接。2.根据权利要求1所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，在所述立柱顶部设置有支架(5)，所述支架(5)用于支撑所述主轴并将其可旋转地固定在立柱的正上方。3.根据权利要求1所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述主轴经过机器人头部重心所在的铅垂线。4.根据权利要求1所述的机器人的头部俯仰系统，其特征在于，所述齿轮(3)的轴线与主轴(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，
申请(专利权)人：王帅，
类型：新型
国别省市：北京;11