仿生机器人肢体的单臂结构和机器鼠制造技术

本实用新型专利技术涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生机器人肢体的单臂结构和机器鼠，旨在解决小型机器人肢体结构自由度少带来的灵活性不足的问题。为此目的，本实用新型专利技术的仿生机器人肢体的单臂结构包括执行机构和驱动机构，执行机构通过驱动机构与机器人本体连接，执行机构可上下伸缩运动；驱动机构包括第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置与执行机构连接实现执行机构沿所述机器人本体的纵向摆动，第二驱动装置与所述第一驱动装置连接实现执行机构沿所述机器人本体的横向摆动，第二驱动装置固定连接于所述机器人本体。通过本实用新型专利技术的技术方案，解决了小型机器人肢体结构自由度少带来的灵活性不足的问题，实现小型机器人的结构灵活。

Single arm structure and robot mouse of bionic robot limb

【技术实现步骤摘要】
仿生机器人肢体的单臂结构和机器鼠
本技术涉及仿生机器人
，具体涉及一种仿生机器人肢体的单臂结构和机器鼠。
技术介绍
仿生机器人是指模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的系统，能从事生物特点的工作，仿生机器人飞速发展的今天，仿生机器人在运动与结构层面上的技术日益成熟，各种四足结构和执行末端机构涌现，旨在实现仿生机器人肢体的灵巧与不同功能。仿生机器鼠是指模仿自然界中生物鼠的外部形状、运动原理和行为方式的系统，能从事生物特点工作的机器鼠。目前，仿生机器鼠虽然能满足最基本的观赏，但在生物学家、神经科学家以及脑研究者对鼠类的运动与行为等交互研究上，仿生机器鼠存在整体装置灵活性不高与体型笨重的问题。一方面，为了确保仿生机器鼠的灵活性，常常通过关节电机直驱的方式来实现肢体的灵活，这样的设计带来的不便在于，所能达到要求的配选电机及其设置导致整体机器鼠体型笨重不灵活，另一方面，对于小型仿生机器人，由于现有技术中的电机尺寸以及功率参数的匹配，不适合完全使用电机直驱，为了确保仿生机器鼠的体型小型化，在现有技术下的仿生机器鼠是通过牺牲一部分前肢结构的自由度来满足体型要求，造成整体的灵活性降低。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决小型机器人肢体结构自由度少带来的灵活性不足的问题，根据本技术的第一方面，本技术提供了一种仿生机器人肢体的单臂结构，所述单臂结构装设于所述机器人的本体，所述单臂结构包括执行机构和驱动机构，其中，所述执行机构为伸缩可控的骨架结构；所述驱动机构包括第一驱动装置和第二驱动装置；所述执行机构的一端装设于所述第一驱动装置，在所述第一驱动装置的驱动下所述执行机构可以沿所述机器人的本体纵向摆动；所述第一驱动装置装设于所述第二驱动装置，在所述第二驱动装置的驱动下所述第一驱动装置可以沿所述机器人的本体横向摆动；所述第二驱动装置设置有固定装设部，所述固定装设部用于将所述第二驱动装置固设于所述机器人的本体。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述执行机构为伸缩可控的菱形结构，所述菱形结构的上枢转连接部和下枢转连接部之间设置有伸缩可控的弹性复位机构。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述弹性复位机构包括弹簧复位机构和伸缩控制机构，所述伸缩控制机构为舵机，所述舵机固定装设于所述本体，并通过拉线驱动所述弹簧复位机构伸缩运动。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述弹簧复位机构包括复位内滑杆、弹簧和限位弹簧槽，所述限位弹簧槽设置有容纳所述弹簧的空腔，所述复位内滑杆通过所述弹簧可在所述空腔中沿着所述弹簧复位机构的轴线方向运动；所述复位内滑杆与所述下枢转连接部连接，所述限位弹簧槽与所述上枢转连接部连接。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述菱形结构包括平行设置的前肢大臂和前肢前臂，所述前肢大臂与所述第一驱动装置连接，所述前肢前臂与所述前肢大臂通过一对平行设置的连杆枢转连接，所述前肢大臂和所述前肢前臂的长度均大于所述连杆的长度。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述前肢大臂包括所述上枢转连接部，所述前肢大臂上端与所述上枢转连接部之间呈第一阶梯状结构设置，所述第一阶梯状结构用于限制所述连杆的上极限位置；所述前肢前臂包括所述下枢转连接部，所述前肢前臂下端与所述下枢转连接部之间呈第二阶梯状结构设置，所述第二阶梯状结构用于限制所述连杆的下极限位置。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置均为电机。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述仿生机器人肢体的单臂结构还包括减速装置，所述第二驱动装置通过所述减速装置与所述第一驱动装置相连，所述第二驱动装置通过所述减速装置以驱动所述第一驱动装置并带动所述执行机构沿所述机器人的本体横向摆动。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述减速装置包括第一减速齿轮和第二减速齿轮，其中，所述第一减速齿轮与所述第一动力装置的动力输出端传动连接；所述第二减速齿轮与所述第二动力装置的动力输入端传动连接；所述第一减速齿轮和所述第二减速齿轮彼此啮合传动。在上述仿生机器人肢体的单臂结构的优选实例中，所述第一驱动装置与所述第二驱动装置的输出轴连接。根据本技术的第二方面，还提供了一种机器鼠，包括本体、前肢和后肢，该机器鼠还包括第一方面的仿生机器人肢体的单臂结构。本技术的有益效果为：1)本技术通过第一驱动装置、第二驱动装置，及以执行机构伸缩可控的骨架结构，使小型机器人的单臂结构具有三个自由度，与目前出现的机器鼠相比，前肢末端的运动范围从平面扩展到三维，使得仿生机器鼠的前肢结构在动作时具有更好的柔性，同时增加的自由度使得仿生机器鼠可以模仿的形态更加丰富，更加逼近真实老鼠动作。2)本技术执行机构的骨架结构在刚性传动的基础上，通过舵机及拉线结构加入了线传动，采用舵机线驱动将动力源与执行机构分离，优化了体积分布，有效解决了整体机构体积过大的问题。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本技术一实施例的机器鼠前肢结构的结构示意图；图2是本技术一实施例中的肩部传动机构示意图；图3是图2的俯视图；图4是本技术一实施例中的腿部机构示意图；图5是本技术一实施例中的弹簧复位机构示意图；图6是本技术一实施例中的机器鼠前肢本体结构的立体示意图。附图标记说明：1、本体；2、舵机，21、舵机安装口；3、腿部机构，31、前肢大臂，311、上枢转连接部，312、第一枢转连接部，32、连杆，33、前肢前臂，331、下枢转连接部，332、第二枢转连接部，；4、弹簧复位机构，41、复位内滑杆，42、弹簧，43、限位弹簧槽；5、大齿轮；6、小齿轮；7、大电机；8、小电机，81、第一安装孔；9、电机座，91、第二安装孔；10、拉线。具体实施方式为使本专利技术的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。在本使用新型中公开的一种仿生机器人肢体的单臂结构和机器鼠，所述仿生机器人肢体的单臂结构为所述机器鼠的肢体结构，所述仿生机器人肢体的单臂结构的设计为了解决现有技术中机器鼠的肢体结构自由度少带来的灵活性不足问题，尤其是小型机器鼠前肢结构自由度少灵活性不足的问题。本技术公开了一种仿生机器人肢体的单臂结构，所述单臂结构装设于所述机器人的本体，所述单臂结构可为前肢和/或后肢，所述单臂结构包括执行机构和驱动机构；所述执行机构为伸缩可控的骨架结构，并用于实现所述机器鼠前肢结构的运动；所述驱动机构包括第一驱动装置和第二驱动装置；所述执行机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生机器人肢体的单臂结构，所述单臂结构装设于所述机器人的本体，其特征在于，所述单臂结构包括执行机构和驱动机构；/n所述执行机构为伸缩可控的骨架结构；/n所述驱动机构包括第一驱动装置和第二驱动装置；/n所述执行机构的一端装设于所述第一驱动装置，在所述第一驱动装置的驱动下所述执行机构可以沿所述机器人的本体纵向摆动；所述第一驱动装置装设于所述第二驱动装置，在所述第二驱动装置的驱动下所述第一驱动装置可以沿所述机器人的本体横向摆动；所述第二驱动装置设置有固定装设部，所述固定装设部用于将所述第二驱动装置固设于所述机器人的本体。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生机器人肢体的单臂结构，所述单臂结构装设于所述机器人的本体，其特征在于，所述单臂结构包括执行机构和驱动机构；
所述执行机构为伸缩可控的骨架结构；
所述驱动机构包括第一驱动装置和第二驱动装置；
所述执行机构的一端装设于所述第一驱动装置，在所述第一驱动装置的驱动下所述执行机构可以沿所述机器人的本体纵向摆动；所述第一驱动装置装设于所述第二驱动装置，在所述第二驱动装置的驱动下所述第一驱动装置可以沿所述机器人的本体横向摆动；所述第二驱动装置设置有固定装设部，所述固定装设部用于将所述第二驱动装置固设于所述机器人的本体。


2.根据权利要求1所述的一种仿生机器人肢体的单臂结构，其特征在于，所述执行机构为伸缩可控的菱形结构，所述菱形结构的上枢转连接部和下枢转连接部之间设置有伸缩可控的弹性复位机构。


3.根据权利要求2所述的一种仿生机器人肢体的单臂结构，其特征在于，所述弹性复位机构包括弹簧复位机构和伸缩控制机构，所述伸缩控制机构为舵机，所述舵机固定装设于所述本体，并通过拉线驱动所述弹簧复位机构伸缩运动。


4.根据权利要求3所述的一种仿生机器人肢体的单臂结构，其特征在于，所述弹簧复位机构包括复位内滑杆、弹簧和限位弹簧槽，所述限位弹簧槽设置有容纳所述弹簧的空腔，所述复位内滑杆通过所述弹簧可在所述空腔中沿着所述弹簧复位机构的轴线方向运动；所述复位内滑杆与所述下枢转连接部连接，所述限位弹簧槽与所述上枢转连接部连接。


5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦渊，李豪煌，李纯，乔红，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11