一种轮式运动的人形机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种轮式运动的人形机器人，包括：主连接件，其设置在所述机器人顶部；起始舵机，其一端与所述主连接件底部固定连接；起始活动件，其具有起始活动开口，所述起始舵机的另一端可转动的设置在所述起始活动开口内；支撑件；驱动电机，其与所述支撑件固定连接，且动力输出端连接所述机器人的驱动轮；其中，所述支撑件与所述起始活动件可拆卸连接；或者在所述起始活动件和所述支撑件之间设置多个活动连接部；所述活动连接部包括：活动舵机；U型固定件；U型活动件；其中，所述活动连接部的起始U型固定件与所述起始活动件可拆卸的连接，结束U型活动件与所述支撑件可拆卸的连接。使机器人能够适应不同地形的变化。

A humanoid robot for wheeled locomotion

The invention discloses a wheeled humanoid robot, which comprises a main connecting piece arranged at the top of the robot, a starting steering gear, one end of which is fixed connected with the bottom of the main connecting piece, and an initiating moving piece which has an initiating movable opening and the other end of the initiating steering gear is rotatably arranged at the initiating movable part. In the movable opening, a supporting member, a driving motor, which is fixedly connected with the supporting member and the driving wheel of the robot is connected at the power output end, wherein the supporting member is detachably connected with the starting movable member, or a plurality of movable connecting parts are arranged between the starting movable member and the supporting member, and the movable connecting part. The connecting part comprises a movable steering gear, a U-shaped fixture and a U-shaped movable part, wherein the starting U-shaped fixture of the movable connecting part is detachable connected with the starting movable part, and the detachable connection between the U-shaped movable part and the supporting part is ended. The robot can adapt to the changes of different terrain.

【技术实现步骤摘要】
一种轮式运动的人形机器人
本专利技术涉及一种轮式运动的人形机器人，属于机器人领域。
技术介绍
目前，机器人已被广泛的研究，且机器人的运动方式是研究的主要内容。在机器人的应用领域，机器人的运动方式也是其实用性和适应性的重要影响因素。机器人采用单一的足式运动，无法满足快速运动的需求，而采用轮式运动则无法适应多变的地面状况。现有的轮腿结合机器人其关节使用直流电机或步进电机加上减速器等机构，增加了其结构的复杂程度，并且使得机器人的整体尺寸和重量较大，且小型化的难度较大。随着机器人应用领域的拓展，越来越多的地方需要用到小型化的机器人，并且对于机器人的适应性和运动速度都有较高的要求。在一些人员无法进入的空间内，小型化的机器人具有很高的使用价值，但是对于机器人的运动速度、精度以及对于地形的适应性都有较高的要求。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种轮式运动的人形机器人，通过舵机提供关节驱动力驱动机器人双腿收缩，并与驱动机构配合使机器人能够适应不同地形的变化。本专利技术提供的技术方案为：一种轮式运动的人形机器人，包括：主连接件，其设置在所述机器人顶部；起始舵机，其一端与所述主连接件底部固定连接；起始活动件，其具有起始活动开口，所述起始舵机的另一端可转动的设置在所述起始活动开口内；支撑件；驱动电机，其与所述支撑件固定连接，且动力输出端连接所述机器人的驱动轮；其中，所述支撑件与所述起始活动件可拆卸连接；或者在所述起始活动件和所述支撑件之间设置多个可拆卸连接的活动连接部；所述活动连接部包括：活动舵机；U型固定件，其具有U型固定开口，所述活动舵机的一端固定在所述U型固定开口内；U型活动件，其具有U型活动开口，所述活动舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口内；其中，所述活动连接部的起始U型固定件与所述起始活动件可拆卸的连接，结束U型活动件与所述支撑件可拆卸的连接。优选的是，所述活动部还包括：第二舵机；第二U型固定件，其具有U型固定开口，所述第二舵机的一端可转动的设置在所述U型固定开口内；第二U型活动件，其具有U型活动开口，所述第二舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口内；第三舵机；第三U型固定件，其具有U型固定开口，所述第三舵机的一端可转动的设置在所述U型固定开口内；第三U型活动件，其具有U型活动开口，所述第三舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口中；其中，所述第二U型固定件和所述起始活动件可拆卸连接，所述第三U型固定件与所述第二U型活动件可拆卸连接，所述第三U型活动件与所述支撑件可拆卸连接。优选的是，所述驱动电机的动力输出端通过齿轮减速器与所述驱动轮连接，用于驱动机器人腿部运动。优选的是，所述支撑件包括第一连接板，其与所述U型活动件可拆卸连接；主支撑板，其垂直连接在所述第一连接板的一侧；轮轴支撑板，其垂直连接在所述第一连接板的另一侧，与所述主支撑板平行设置；旋转轴，其依次穿过所述轮轴支撑板和所述主支撑板，连接所述驱动轮。优选的是，还包括固定连接板，用于固定连接所述主连接件和所述起始舵机。优选的是，所述齿轮减速器包括：主动齿轮，其连接所述驱动电机的动力输出端；从动齿轮，其与所述驱动轮同轴设置在所述旋转轴上，且与所述主动齿轮啮合，用于驱动所述驱动轮转动。优选的是，所述机器人还包括：控制面板，其上设置有两个控制区，用于对机器人的双腿分别控制。优选的是，所述机器人的重心位置P0满足：P0＝∑Pi*Gi/G0；机器人的重心偏角为θ，sin(θ)＝MXG/G0*l0；其中，Gi为机器人运动时各部分的重力，pi为机器人运动时各部分相对于轮轴的位置，G0为机器人的总重力，MXG为机器人整体所受的重力矩。优选的是，所述机器人运动时腿部长度变化ΔH满足：其中，为所述机器人一侧起始关节与第二关节的长度，为所述机器人一侧第二关节与第三关节的长度，为所述机器人另一侧起始关节与第二关节的长度，为所述机器人另一侧第二关节与第三关节的长度；为所述机器人一侧起始关节转角，为所述机器人一侧第二关节转角，为所述机器人一侧第三关节转角；为所述机器人另一侧起始关节转角，为所述机器人另一侧第二关节转角，为所述机器人另一侧第三关节转角。优选的是，所述驱动轮的转速V满足：为及机器人整体在水平方向运动的速度矢量，为驱动轮相对于机器人在水平方向运动的速度矢量，为机器人整体在竖直方向运动的速度矢量，为驱动轮相对于机器人在竖直方向运动的速度矢量。本专利技术所述的有益效果：1、通过使用舵机提供机器人的关节驱动力，响应速度快并且精度较高，可根据机器人状况进行关节位置的实时调整，能够对机器人双腿分别进行控制，控制结构简单。2、机器人的主要运动使用脚部驱动轮进行驱动，并且脚部驱动轮由小型直流电机驱动，占用空间小且驱动简单。3、机器人的驱动使用舵机和小型直流电机，控制响应速度快，运动精度较高，并且其机械结构简单，工作可靠。附图说明图1为本专利技术所述的轮式运动的人形机器人的结构示意图。图2为本专利技术所述的髋关节组件示意图。图3为本专利技术所述的膝关节组件及踝关节组件示意图。图4为本专利技术所述的足部驱动轮示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1-4所示，本专利技术提供一种轮式运动的人形机器人，包括：腿间主连接件100，腿间主连接件100上固定有两条机械腿，两条机械腿镜像对称设置。对称设置的起始舵机一端固定连接在主连接件100的底部，起始活动件具有起始活动开口，起始舵机的另一端可转动的设置在起始活动开口内；支撑件；驱动电机，其与支撑件固定连接，且动力输出端连接机器人的驱动轮；其中，所述支撑件与起始活动件可拆卸连接；或者在起始活动件和支撑件之间设置多个活动连接部；活动连接部包括：活动舵机；U型固定件，其具有U型固定开口，活动舵机的一端固定在所述U型固定开口内；U型活动件，其具有U型活动开口，活动舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口内；其中，活动连接部的起始U型固定件与起始活动件可拆卸的连接，结束U型活动件与支撑件可拆卸的连接。在另一实施例中，机械腿包括固定在腿间主连接件100上的髋关节固定连接板210，与髋关节固定连接板210连接的髋关节舵机220，髋关节舵机220的一端固定连接在主连接件100的底部，另一端通过第一舵盘240可转动的连接在髋关节活动件230的U型活开口中；膝关节固定件310与髋关节活动件230可拆卸连接，膝关节舵机320的一端固定在膝关节固定件310的U型固定开口中，另一端通过第二舵盘340可转动的连接在膝关节活动件330的U型活动开口中；踝关节固定件410与膝关节活动件330可拆卸连接，踝关节舵机420的一端固定连接在踝关节固定件410的U型固定开口中，另一端通过第三舵盘可转动的连接在膝关节活动件430的U型活动开口中。膝关节活动件430与支撑件可拆卸连接，支撑件与足部驱动轮510固定连接。足部驱动机构500的结构如图4所示，包括足部驱动轮510、减速齿轮副520、主支撑板530、轮轴支撑板540、踝关节连接板550、直流电机560。支撑件包括主支撑板530、轮轴支撑板540以及踝关节连接板550；主支撑板530垂直连接在踝关节连接板550的一侧；轮轴支撑板540垂直连接在踝关节连接板550的另一侧，并与主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式运动的人形机器人，其特征在于，包括：主连接件，其设置在所述机器人顶部；起始舵机，其一端与所述主连接件底部固定连接；起始活动件，其具有起始活动开口，所述起始舵机的另一端可转动的设置在所述起始活动开口内；支撑件；驱动电机，其与所述支撑件固定连接，且动力输出端连接所述机器人的驱动轮；其中，所述支撑件与所述起始活动件可拆卸连接；或者在所述起始活动件和所述支撑件之间设置多个可拆卸连接的活动连接部；所述活动连接部包括：活动舵机；U型固定件，其具有U型固定开口，所述活动舵机的一端固定在所述U型固定开口内；U型活动件，其具有U型活动开口，所述活动舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口内；其中，所述活动连接部的起始U型固定件与所述起始活动件可拆卸的连接，结束U型活动件与所述支撑件可拆卸的连接。

【技术特征摘要】
1.一种轮式运动的人形机器人，其特征在于，包括：主连接件，其设置在所述机器人顶部；起始舵机，其一端与所述主连接件底部固定连接；起始活动件，其具有起始活动开口，所述起始舵机的另一端可转动的设置在所述起始活动开口内；支撑件；驱动电机，其与所述支撑件固定连接，且动力输出端连接所述机器人的驱动轮；其中，所述支撑件与所述起始活动件可拆卸连接；或者在所述起始活动件和所述支撑件之间设置多个可拆卸连接的活动连接部；所述活动连接部包括：活动舵机；U型固定件，其具有U型固定开口，所述活动舵机的一端固定在所述U型固定开口内；U型活动件，其具有U型活动开口，所述活动舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口内；其中，所述活动连接部的起始U型固定件与所述起始活动件可拆卸的连接，结束U型活动件与所述支撑件可拆卸的连接。2.根据权利要求1所述的轮式运动的人形机器人，其特征在于，所述活动部还包括：第二舵机；第二U型固定件，其具有U型固定开口，所述第二舵机的一端可转动的设置在所述U型固定开口内；第二U型活动件，其具有U型活动开口，所述第二舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口内；第三舵机；第三U型固定件，其具有U型固定开口，所述第三舵机的一端可转动的设置在所述U型固定开口内；第三U型活动件，其具有U型活动开口，所述第三舵机的另一端可转动的设置在所述U型活动开口中；其中，所述第二U型固定件和所述起始活动件可拆卸连接，所述第三U型固定件与所述第二U型活动件可拆卸连接，所述第三U型活动件与所述支撑件可拆卸连接。3.根据权利要求1或2所述的轮式运动的人形机器人，其特征在于，所述驱动电机的动力输出端通过齿轮减速器与所述驱动轮连接，用于驱动机器人腿部运动。4.根据权利要求3所述的轮式运动的人形机器人，其特征在于，所述支撑件包括第一连接板，其与所述U型活动件可拆卸连接；主支撑板，其垂直连接在所述第一连接板的一侧；轮轴支撑板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，陈一豪，韩俊泽，王展，杨梓巍，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22