一种非金属柔性拟人机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种非金属柔性拟人机器人。其特征主要为根据人体解剖学原理，仿照人类生物形态及结构而设计的机器人，非金属柔性拟人机器人具有活生生的外表，逼真的运动形态，超越常人的触觉，非常适合在人类生活、工作的环境中与人类协同作业，或代替人类工作。

【技术实现步骤摘要】
一种非金属柔性拟人机器人
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种非金属柔性拟人机器人。
技术介绍
人类制造机器人的目的是为了帮助或者辅助服务于人类的。在机器人领域中，类人型的机器人可以给人一种亲切感，一些类人型机器人的研制可以帮助残疾人士的义肢更加实用完善。类人型机器人比起工业机器人有着更高的通用性及适用性，比如：一条汽车生产线的工业机器人只能生产汽车，但是类人机器人还可以调到其他生产线上进行其他产品的生产作业，因此类人机器人有着更高的性价比。为了大力发展及完善类人机器人，在机器人领域中衍生出一个仿人机器人的分支。仿人机器人是通过参照人类基本特征进行设计制造出来的，其研究集机械、电子、材料及控制系统等多门科学于一体。但目前仿人机器人的研究还存在着对生物运动机理研究不深，结构设计、材料应用都与生物体征存在较大差异，致使目前的仿人机器人还无法使用人类工具，不能代替人类操作机械设备。传统的机械结构导致动作僵硬不够自然，集成传感器太少，或者性能不够，不能很好的感知外界物体状态，因此当前的仿人机器人还远未达到真正仿真的程度，无法进入理想的实用阶段。
技术实现思路
为解决目前仿生机器人在模仿人类动作形态以及身体特征方面的不足，本专利技术根据解剖学原理，按照人类生物结构及运动特征等创造一种非金属柔性拟人机器人。其可完美的在民用、军用、工业以及科考探险等领域代替人类发挥更好的作用。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：非金属柔性拟人机器人根据人体解剖学原理，仿照人类的生物形态及结构制作的仿生骨骼，仿生骨骼包括仿造各人体骨制作的仿生骨(4)以及连接各仿生骨(4)的仿生韧带，相邻仿生骨(4)的关联部位设有仿生关节囊(5)，仿生关节囊(5)内填充润滑液。还包括包裹连接于各仿生骨(4)之间的仿生肌肉(7)，仿生肌肉(7)两端设有与仿生骨(4)连接的仿生肌腱(8)。优选的，包括仿生皮肤(10)，仿生皮肤(10)包覆在仿生骨(4)与仿生肌肉(7)的外侧。仿生骨骼包括仿生颅骨(35)，包裹仿生颅骨(35)的仿生皮肤(10)上设置有面部，面部设有由仿生眉、仿生眼、仿生耳、仿生鼻、仿生口构成的仿生五官。仿生鼻包括由仿生鼻软骨(22)构成的仿生鼻腔(23)，仿生鼻腔(23)设有与外部连通的仿生鼻孔(24)。仿生耳为设置在仿生颅骨(35)两侧的扇形仿生耳软骨(31)构成，扇形软骨靠近中心位置设有仿生耳孔(32)。仿生口内设有仿生舌、仿生齿及带有扬声器的仿生咽喉。仿生眼为一对嵌入仿生颅骨(35)表面的仿生眼球构成，仿生眼球所对应面部仿生皮肤(10)设有由上眼皮及下眼皮构成的开口，开口边缘设有向外垂直仿生皮肤(10)的睫毛。仿生眉为上眼皮上部设置的毛发。优选的，仿生骨骼还包括仿生躯干骨。仿生躯干骨内部还设有网关、中央电脑、信息采集单元、运动控制单元、电源管理单元、通讯单元。中央电脑、信息采集单元、运动控制单元、电源管理单元、通讯单元分别通过总线与网关电性连接。仿生躯干骨背部设有接口(51)，接口(51)分别与中央电脑、电源管理单元、运动控制单元、信息采集单元、网关、通讯单元电性连接。优选的，仿生骨(4)包括用于行走并支撑非金属柔性拟人机器人的下肢仿生骨(4A)和用于执行工作任务的上肢仿生骨(4B)。仿生肌肉(7)包括用于关联控制下肢仿生骨(4A)做行走运动的仿生大肌(7A)和用于关联控制上肢执行工作任务的仿生小肌(7B)。仿生小肌(7B)内设有与仿生小肌(7B)同轴的第一直线电机(9)，第一直线电机(9)的底座及伸缩杆分别与仿生小肌(7B)两端的仿生肌腱(8)连接。下肢仿生骨(4A)上设有第二直线电机(39)。仿生大肌(7A)内部设有一端连通仿生肌腱(8)，另一端与仿生大肌(7A)外部连通的通道(40)。通道(40)内设有拉链(41)，拉链(41)的一端与仿生大肌(7A)一端的仿生肌腱(8)连接，拉链(41)另一端经通道(40)穿出仿生大肌(7A)，并与设置在下肢仿生骨(4A)上的第二直线电机(39)的伸缩杆连接。第一直线电机(9)和第二直线电机(39)分别与运动控制单元电性连接。优选的，仿生眼球内部设有摄像头、结构光投影器及红外摄像头。仿生耳孔(32)内部设有麦克风(33)、气压传感器(34)及GPS定位模块。仿生鼻腔(23)内还设有粉尘传感器(25)、气体成分传感器(26)、湿度传感器(27)及空气循环泵(28)。仿生皮肤(10)内部设有温度传感器(12)、压力传感器(13)。仿生颅骨(35)内部设有信息采集单元，压力传感器(13)、温度传感器(12)、粉尘传感器(25)、气体成分传感器(26)、湿度传感器(27)、空气循环泵(28)、麦克风(33)、气压传感器(34)、GPS定位模块、摄像头、结构光投影器、红外摄像头、麦克风均与信息采集单元电性连接。仿生颅骨(35)表面均匀分布若干电磁体阵列，包裹仿生颅骨(35)的仿生皮肤(10)与颅骨(35)表面的电磁体阵列之间设置有磁性流体层。电磁体阵列与运动控制单元电性连接。下肢仿生骨(4A)和上肢仿生骨(4B)的末端，设有分别与运动控制单元电性连接的加速度传感器、超声波传感器、红外线避障传感器。优选的，仿生躯干骨躯干内设有第一电源、第二电源，以及分别与第一电源和第二电源电性连接的电源管理单元，仿生躯干骨背部的仿生皮肤(10)与仿生肌肉(7)之间设有第一线圈(48)，第一线圈(48)与电源管理单元电性连接。电源管理单元还设有充电接口。优选的，还包括与无线通信模块及调试接口。无线通信模块与调试接口均与通讯单元电性连接。优选的，还包括维护平台(52)，维护平台(52)主要由平板构成，平板上侧设有第二线圈(53)，第二线圈(53)与充电电路电性连接。第二线圈(53)上侧设有弹性支撑层(54)。维护平台(52)还包括数据接头(55)，数据接头(55)与控制主机(56)电性连接。优选的，仿生骨(4)为PVC材质制成，其密度、硬度与人类仿生骨骼一致。仿生骨(4)外表面还包覆有钛钢的加强层。仿生骨(4)关节处外表面包覆类似人体关节弹性的复合材料层。仿生肌肉(7)由硅胶材料制成，其密度、弹性与人类仿生肌肉一致。仿生韧带及仿生关节囊为复合材料制成，其韧性、强度与人类仿生韧带一致。本专利技术的有益效果：非金属柔性拟人机器人具有活生生的外表，并可以改变自身容貌，可模仿熟人与人交流，提高好感度及亲近感，并能满足情感认同。仿生肌肉及躯体中的电机可安静的驱动非金属柔性拟人机器人做人类能做的各种动作，通过灵活强劲的运动性能，表现出逼真的运动形态。非金属柔性拟人机器人配备多种类型的传感器，因此具有超越常人的触觉及感知力。同时通过内部网络传输模块，可直接对身边无线网络设备进行访问控制。非金属柔性拟人机器人，周身上下少有数据接口，最大限度的接近真人。为确保正常运转，其内部设有两组电池，并通过电源管理单元进行不间断切换。其内部配有总线数据传输网络，在抗干扰及容错率上要比传统机器人更先进。非金属柔性拟人机器人还配有维护平台，可通过无线充电技术进行自我充电。通过无线数据模块进行固件更新。非金属柔性拟人机器人还可将自身位置报告给远程的监控中心。基于以上众多优点，本专利技术提供的非金属柔性拟人机器人可友好的与人类交流沟通，在家用领域中可完成基本家本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非金属柔性拟人机器人，其特征在于：包括仿造人体骨骼制作的仿生骨骼，所述仿生骨骼包括仿造各人体骨制作的仿生骨(4)以及连接各所述仿生骨(4)的仿生韧带，相邻仿生骨(4)的关联部位设有仿生关节囊(5)，仿生关节囊(5)内填充润滑液；还包括包裹连接于各仿生骨(4)之间的仿生肌肉(7)，仿生肌肉(7)两端设有与仿生骨(4)连接的仿生肌腱(8)。

【技术特征摘要】
1.一种非金属柔性拟人机器人，其特征在于：包括仿造人体骨骼制作的仿生骨骼，所述仿生骨骼包括仿造各人体骨制作的仿生骨(4)以及连接各所述仿生骨(4)的仿生韧带，相邻仿生骨(4)的关联部位设有仿生关节囊(5)，仿生关节囊(5)内填充润滑液；还包括包裹连接于各仿生骨(4)之间的仿生肌肉(7)，仿生肌肉(7)两端设有与仿生骨(4)连接的仿生肌腱(8)。2.根据权利要求1所述的非金属柔性拟人机器人，其特征在于：还包括仿生皮肤(10)，所述仿生皮肤(10)包覆在仿生骨(4)与仿生肌肉(7)的外侧；所述仿生骨骼包括仿生颅骨(35)，包裹仿生颅骨(35)的仿生皮肤(10)上设置有面部，所述面部设有由仿生眉、仿生眼、仿生耳、仿生鼻、仿生口构成的仿生五官；所述仿生鼻包括由仿生鼻软骨(22)构成的仿生鼻腔(23)，仿生鼻腔(23)设有与外部连通的仿生鼻孔(24)；所述仿生耳为设置在仿生颅骨(35)两侧的扇形仿生耳软骨(31)构成，扇形软骨靠近中心位置设有仿生耳孔(32)；仿生口内设有仿生舌、仿生齿及带有扬声器的仿生咽喉；所述仿生眼为一对嵌入仿生颅骨(35)表面的仿生眼球构成，仿生眼球所对应面部仿生皮肤(10)设有由上眼皮及下眼皮构成的开口，所述开口边缘设有向外垂直仿生皮肤(10)的睫毛；所述仿生眉为上眼皮上部设置的毛发。3.根据权利要求1所述的非金属柔性拟人机器人，其特征在于：所述仿生骨骼还包括仿生躯干骨；所述仿生躯干骨内部还设有网关、中央电脑、信息采集单元、运动控制单元、电源管理单元、通讯单元；中央电脑、信息采集单元、运动控制单元、电源管理单元、通讯单元分别通过总线与网关电性连接；所述仿生躯干骨背部设有接口(51)，所述接口(51)分别与中央电脑、电源管理单元、运动控制单元、信息采集单元、网关、通讯单元电性连接。4.根据权利要求1所述的非金属柔性拟人机器人，其特征在于：所述仿生骨(4)包括用于行走并支撑所述非金属柔性拟人机器人的下肢仿生骨(4A)和用于执行工作任务的上肢仿生骨(4B)；所述仿生肌肉(7)包括用于关联控制下肢仿生骨(4A)做行走运动的仿生大肌(7A)和用于关联控制上肢执行工作任务的仿生小肌(7B)；所述仿生小肌(7B)内设有与仿生小肌(7B)同轴的第一直线电机(9)，所述第一直线电机(9)的底座及伸缩杆分别与仿生小肌(7B)两端的仿生肌腱(8)连接；下肢仿生骨(4A)上设有第二直线电机(39)；仿生大肌(7A)内部设有一端连通仿生肌腱(8)，另一端与仿生大肌(7A)外部连通的通道(40)；通道(40)内设有拉链(41)，拉链(41)的一端与仿生大肌(7A)一端的仿生肌腱(8)连接，拉链(41)另一端经通道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅其珍，
申请(专利权)人：梅其珍，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23