一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，包括肩部、肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和手掌部，所述肩部、大臂和小臂内设置均有伺服电机驱动装置，所述肩关节、肘关节和腕关节内均设置有关节旋转装置，所述关节旋转装置包括设置在肩关节内的微型电机和与微型电机的输出轴固定连接的传动螺杆，所述传动螺杆上螺纹连接有螺纹座，本发明专利技术中驱动结构利用关节旋转装置和伺服电机驱动装置驱动机械臂，使得婴儿服务机器人执行抱婴动作更加灵活和多样，且关节旋转装置结构稳定，驱动机械臂执行动作时更加稳定，婴儿使用更加安全，且驱动系统能够依据婴儿的状态对机械臂的动作进行实时调整和优化，使婴儿获得更好的使用体验。

A joint variable force driving structure and system of infant service robot

【技术实现步骤摘要】
一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构和系统
本专利技术涉及服务机器人
，具体涉及一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构和系统。
技术介绍
随着科技的发展，信息化与智能化向制造业、服务业等领域融入，越来越多的智能服务机器人走进人们的生活，从应用场景划分，智能服务机器人可以分为家庭服务机器人以及面向公共商用环境的商用服务机器人两大类，在商用领域，智能服务机器人一般用于辅助迎宾、送餐和安保，帮助传统行业智能升级，在家庭领域智能服务机器人用于提供家庭清洁、看护陪伴和娱乐互动等服务。家庭服务机器人一般可进行简单的语音互动交流，肢体行为上的动作较少，且用于婴儿服务领域的机器人较少，现有的婴儿服务机器人大多是进行重复动作的机器人，依靠机器人的固定外形，完成简单动作，服务限制较大，无法满足日益增长的服务需求。且婴儿服务机器人由于自身结构限制只能提供简单的抱婴动作，缺少针对性，实际应用中难以满足服务需求，且不能根据婴儿身体活动的需求进行动作调整，并进行机械臂的动作优化，使得婴儿没有舒适的体验。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构和系统，解决了现有的婴儿服务机器人在进行抱婴动作时不能根据婴儿的身体需求来调整机械臂的动作以及对机械臂动作的优化的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，包括肩部、肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和手掌部，所述肩部、大臂和小臂内均设置有伺服电机驱动装置，且所述肩关节、肘关节和腕关节均通过伺服电机驱动装置驱动进行轴向转动，所述肩关节、肘关节和腕关节内均设置有关节旋转装置，且所述大臂、小臂和手掌部均通过关节旋转装置驱动进行摆动；所述关节旋转装置包括设置在肩关节内的微型电机和与微型电机的输出轴固定连接的传动螺杆，所述传动螺杆上螺纹连接有螺纹座，所述肩关节的一端开设有U型槽，所述U型槽相对的两个侧壁上通过轴承安装有用于固定连接大臂的安装轴，且所述螺纹座和安装轴的端面共同活动连接有驱动杆。作为本专利技术的一种优选方案，所述伺服电机驱动装置包括伺服电机和与伺服电机输出轴连接的减速机，所述减速机的输出端安装有传动杆，且所述肩部、大臂和小臂的一端均与对应的传动杆固定连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述手掌部包括与对应的安装轴固定连接的连接座和通过转轴安装在连接座上的活动掌心，所述转轴上固定安装有蜗轮，所述蜗轮啮合有通过驱动电机驱动的蜗杆，且所述驱动电机安装在连接座内。作为本专利技术的一种优选方案，所述肩关节、肘关节和腕关节内设置的关节旋转装置的数量均为个，所述肩关节、肘关节和腕关节内对称设置有两个侧室，且每个所述关节旋转装置安装在对应的侧室内。作为本专利技术的一种优选方案，两个对应的所述螺纹座相背的一侧所在的平面与安装轴的端部所在的平面共面，且每个所述驱动杆均安装在对应的两个螺纹座相背的侧壁上。作为本专利技术的一种优选方案，对应的两个所述侧室距离相近的侧壁上均固定连接有两个用于安装传动螺杆的方形支架，且所述方形支架与传动螺杆连接的一端的端面与对应的安装轴的端面共面。作为本专利技术的一种优选方案，同一所述侧室内设置的方形支架之间安装有导向杆，且所述螺纹座套设在导向杆上。一种婴儿服务机器人关节变力驱动系统，包括中控模块、信息采集模块和执行模块，信息采集模块，通过传感器组采集执行模块工作时的婴儿状态数据和机器人状态数据，并将婴儿状态数据和机器人状态数据发送至中控模块；中控模块，包括用于输入信息的显示屏和对接收的数据进行分析处理的主机，并依据分析处理结果发出指令；执行模块，通过机器人的机械臂执行相关动作，并依据接收的指令对执行的动作进行实时调整。作为本专利技术的一种优选方案，所述中控模块还包括存储有来自于云端大数据的婴儿状态数据和对应状态的机器人状态数据的数据库，且所述数据库内的数据通过云端大数据进行更新，所述数据库还用于存储信息采集模块发送的婴儿状态数据和机器人状态数据，且所述数据库内的数据在中控模块对接收的数据进行分析处理时进行调用匹配。作为本专利技术的一种优选方案，所述中控模块接收的婴儿状态数据和机器人状态数据存储在数据库中，并用于对数据库内的数据进行匹配优化。本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术中驱动结构利用关节旋转装置和伺服电机驱动装置驱动机械臂，使得婴儿服务机器人执行抱婴动作更加灵活和多样，且关节旋转装置结构稳定，驱动机械臂执行动作时更加稳定，婴儿使用更加安全，且驱动系统能够依据婴儿的状态对机械臂的动作进行实时调整和优化，使婴儿获得更好的使用体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施方式中一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构的结构示意图；图2为本专利技术实施方式中手掌部的结构示意图；图3为本专利技术实施方式中关节旋转装置的结构示意图；图4为本专利技术实施方式中关节驱动系统的结构框图；图5为本专利技术实施方式中驱动系统的原理示意图。图中：1-肩部；2-肩关节；3-大臂；4-肘关节；5-小臂；6-腕关节；7-手掌部；8-伺服电机驱动装置；9-关节旋转装置；10-侧室；11-方形支架；12-导向杆；701-连接座；702-活动掌心；703-蜗轮；704-蜗杆；705-驱动电机；801-伺服电机；802-传动杆；901-微型电机；902-传动螺杆；903-螺纹座；904-U型槽；905-安装轴；906-驱动杆。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、图2和图3所示，本专利技术提供了一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，包括肩部1、肩关节2、大臂3、肘关节4、小臂5、腕关节6和手掌部7，肩部1、大臂3和小臂5内均设置有伺服电机驱动装置8，且肩关节2、肘关节4和腕关节6均通过伺服电机驱动装置8驱动进行轴向转动，肩关节2、肘关节4和腕关节6内均设置有关节旋转装置9，且大臂3、小臂5和手掌部7均通过关节旋转装置9驱动进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，其特征在于，包括肩部(1)、肩关节(2)、大臂(3)、肘关节(4)、小臂(5)、腕关节(6)和手掌部(7)，所述肩部(1)、大臂(3)和小臂(5)内均设置有伺服电机驱动装置(8)，且所述肩关节(2)、肘关节(4)和腕关节(6)均通过伺服电机驱动装置(8)驱动进行轴向转动，所述肩关节(2)、肘关节(4)和腕关节(6)内均设置有关节旋转装置(9)，且所述大臂(3)、小臂(5)和手掌部(7)均通过关节旋转装置(9)驱动进行摆动；/n所述关节旋转装置(9)包括设置在肩关节(2)内的微型电机(901)和与微型电机(901)的输出轴固定连接的传动螺杆(902)，所述传动螺杆(902)上螺纹连接有螺纹座(903)，所述肩关节(2)的一端开设有U型槽(904)，所述U型槽(904)相对的两个侧壁上通过轴承安装有用于固定连接大臂(3)的安装轴(905)，且所述螺纹座(903)和安装轴(905)的端面共同活动连接有驱动杆(906)。/n

【技术特征摘要】
1.一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，其特征在于，包括肩部(1)、肩关节(2)、大臂(3)、肘关节(4)、小臂(5)、腕关节(6)和手掌部(7)，所述肩部(1)、大臂(3)和小臂(5)内均设置有伺服电机驱动装置(8)，且所述肩关节(2)、肘关节(4)和腕关节(6)均通过伺服电机驱动装置(8)驱动进行轴向转动，所述肩关节(2)、肘关节(4)和腕关节(6)内均设置有关节旋转装置(9)，且所述大臂(3)、小臂(5)和手掌部(7)均通过关节旋转装置(9)驱动进行摆动；
所述关节旋转装置(9)包括设置在肩关节(2)内的微型电机(901)和与微型电机(901)的输出轴固定连接的传动螺杆(902)，所述传动螺杆(902)上螺纹连接有螺纹座(903)，所述肩关节(2)的一端开设有U型槽(904)，所述U型槽(904)相对的两个侧壁上通过轴承安装有用于固定连接大臂(3)的安装轴(905)，且所述螺纹座(903)和安装轴(905)的端面共同活动连接有驱动杆(906)。


2.根据权利要求1所述的一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，其特征在于，所述伺服电机驱动装置(8)包括伺服电机(801)和与伺服电机(801)输出轴连接的减速机，所述减速机的输出端安装有传动杆(802)，且所述肩部(1)、大臂(3)和小臂(5)的一端均与对应的传动杆(802)固定连接。


3.根据权利要求1所述的一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，其特征在于，所述手掌部(7)包括与对应的安装轴(905)固定连接的连接座(701)和通过转轴安装在连接座(701)上的活动掌心(702)，所述转轴上固定安装有蜗轮(703)，所述蜗轮(703)啮合有通过驱动电机(705)驱动的蜗杆(704)，且所述驱动电机(705)安装在连接座(701)内。


4.根据权利要求1所述的一种婴儿服务机器人关节变力驱动结构，其特征在于，所述肩关节(2)、肘关节(4)和腕关节(6)内设置的关节旋转装置(9)的数量均为2个，所述肩关节(2)、肘关节(4)和腕关节(6)内对称设置有两个侧室(10)，且每个所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴继春，张宁，胡帅，张明超，陈昱嘉，吴子鹏，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43