本实用新型专利技术提供了一种两自由度机器人颈部结构及具有该颈部结构的机器人，其中，两自由度机器人颈部结构包括：安装底板；点头操作机构，点头操作机构包括舵机、圆柱导轨、滑移套筒、传动连杆组件和头部连接件，舵机和圆柱导轨并排地固定安装在安装底板上，滑移套筒套在圆柱导轨上，舵机与滑移套筒驱动连接，滑移套筒与头部连接件之间通过传动连杆组件连接；转头操作机构，转头操作机构包括带编码器减速器和传动齿轮副，带编码器减速器固定安装在安装底板上，带编码器减速器的动力输出端与传动齿轮副连接，头部连接件与传动齿轮副之间通过转动销轴连接。应用本技术方案能够旨在解决现有技术中机器人的颈部结构所占体积较大的问题。
【技术实现步骤摘要】
两自由度机器人颈部结构及具有该颈部结构的机器人
本技术属于机器人研发
，尤其涉及一种两自由度机器人颈部结构及具有该颈部结构的机器人。
技术介绍
20世纪90年代以来，随着计算机技术、微电子技术和人工智能技术的飞速发展，机器人技术也得到了迅速发展。机器人的应用已经从最初的工业控制扩展到了各行各业，从军用到民用，从天空到海洋，从工业到农业，从生产到服务，甚至到医疗保健，几乎无处不在。从机器人的发展历史可以看出，机器人的应用范围广泛，发展迅速，国际竞争激烈，前景广阔，科研任务紧迫。目前，在人形机器人的研究中，对其仿真性要求越来越高。因此，增加了许多类人的结构部件，如颈部结构等。传统的机器人颈部虽然在功能上能够满足要求，但是随着机器人结构与功能的不断复杂化，目前机器人的颈部结构所占体积依然较大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种两自由度机器人颈部结构及具有该颈部结构的机器人，旨在解决现有技术中机器人的颈部结构所占体积较大的问题。为解决上述技术问题，本技术是这样实现的，一种两自由度机器人颈部结构，包括：安装底板；点头操作机构，点头操作机构包括舵机、圆柱导轨、滑移套筒、传动连杆组件和头部连接件，舵机和圆柱导轨并排地固定安装在安装底板上，滑移套筒套在圆柱导轨上，舵机与滑移套筒驱动连接，滑移套筒与头部连接件之间通过传动连杆组件连接；转头操作机构，转头操作机构包括带编码器减速器和传动齿轮副，带编码器减速器固定安装在安装底板上，圆柱导轨中空，且带编码器减速器位于圆柱导轨的中空通孔内，带编码器减速器的动力输出端与传动齿轮副连接，头部连接件与传动齿轮副之间通过转动销轴连接。进一步地，安装底板上设有多个第一装配凸起，滑移套筒上设有一一对应于多个第一装配凸起的多个第二装配凸起，每个第一装配凸起与相应的第二装配凸起之间装配有螺旋弹簧。进一步地，滑移套筒上设有导向滑块，圆柱导轨上设有导向槽，导向滑块插入导向槽中。进一步地，安装底板上设有限位凸起，限位凸起对应于导向滑块设置，且当导向滑块与限位凸起相抵接时螺旋弹簧处于弹性压缩状态。进一步地，转头操作机构还包括减速器套筒，减速器套筒固定连接于安装底板，且减速器套筒位于圆柱导轨的中空通孔内，带编码器减速器固定连接于减速器套筒内，且带编码器减速器的动力输出端穿出减速器套筒后与传动齿轮副连接。进一步地，传动齿轮副包括主动齿轮和从动齿套，主动齿轮与带编码器减速器的动力输出端连接，从动齿套套在主动齿轮上且两者之间相互啮合，从动齿套的端部设有第一滚珠槽，减速器套筒的顶部设有与第一滚珠槽配合的第二滚珠槽，第一滚珠槽与第二滚珠槽之间嵌入有滚珠而形成滚珠副，头部连接件与从动齿套之间通过转动销轴连接，转动销轴的中心轴线与从动齿套的中心轴线相垂直。根据本技术的另一方面，提供了一种机器人。该机器人包括控制器以及如前所述的两自由度机器人颈部结构，其中，两自由度机器人颈部结构的舵机与带编码器减速器均与控制器电连接。本技术与现有技术相比，有益效果在于：将本技术提供的两自由度机器人颈部结构装配在机器人上应用，分别通过执行点头操作机构和转头操作机构，从而实现对机器人头部的点头控制与转头控制两个自由度的控制行为，并且，该两自由度机器人颈部结构的构成简单，体积小巧，稳定性与安全性好，可广泛用于人形机器人领域。附图说明图1是本技术实施例的两自由度机器人颈部结构的装配结构图；图2是本技术实施例的两自由度机器人颈部结构的内部连接结构图。在附图中，各附图标记表示：10、安装底板；11、第一装配凸起；12、限位凸起；13、舵机安装槽；21、舵机；22、圆柱导轨；221、导向槽；23、滑移套筒；231、第二装配凸起；232、导向滑块；24、传动连杆组件；241、第一连杆；242、第二连杆；25、头部连接件；251、连接耳；26、驱动连杆组件；261、第一驱动连杆；262、第二驱动连杆；31、带编码器减速器；32、传动齿轮副；321、主动齿轮；322、从动齿套；33、转动销轴；34、减速器套筒；35、滚珠；40、螺旋弹簧；51、连接螺钉。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1和图2所示，本技术实施例提供了一种两自由度机器人颈部结构。该两自由度机器人颈部结构包括安装底板10、点头操作机构和转头操作机构。其中，点头操作机构包括舵机21、圆柱导轨22、滑移套筒23、传动连杆组件24和头部连接件25，转头操作机构包括带编码器减速器31和传动齿轮副32，舵机21和圆柱导轨22并排地固定安装在安装底板10上(安装底板10上开设有舵机安装槽13，将舵机21放置在舵机安装槽13内，然后通过螺钉将舵机21固定在安装底板10上)，滑移套筒23套在圆柱导轨22上，舵机21与滑移套筒23通过驱动连杆组件26驱动连接，滑移套筒23与头部连接件25之间通过传动连杆组件24连接，带编码器减速器31固定安装在安装底板10上，圆柱导轨22中空，且带编码器减速器31位于圆柱导轨22的中空通孔内，带编码器减速器31的动力输出端与传动齿轮副32连接，头部连接件25与传动齿轮副32之间通过转动销轴33连接。将本技术提供的两自由度机器人颈部结构装配在机器人上应用，分别通过执行点头操作机构和转头操作机构，从而实现对机器人头部的点头控制与转头控制两个自由度的控制行为。在执行点头操作过程中，舵机21输出动力，通过驱动连杆组件26带动滑移套筒23沿着圆柱导轨22上下滑移，滑移套筒23通过传动连杆组件24带动头部连接件25绕转动销轴33转动，从而带动机器人的头部执行点头动作；在执行转头操作过程中，带编码器减速器31输出转动扭矩带动传动齿轮副32动作，传动齿轮副32将转动扭矩传递至头部连接件25，从而带动机器人的头部执行转动动作。如图1所示，驱动连杆组件26由第一驱动连杆261和第二驱动连杆262组成，第一驱动连杆261的第一端与舵机21的动力输出端固定连接，第一驱动连杆261的第二端与第二驱动连杆262的第一端铰接，第二驱动连杆262的第二端与滑移套筒23之间可转动地连接。如此，舵机21的动力输出端输出转动扭矩之后，便能够通过第一驱动连杆261和第二驱动连杆262的传动以带动滑移套筒23实现沿圆柱导轨22上下滑移。头部连接件25的两侧分别设置了连接耳251，通过这些连接耳251使得头部连接件25能够与不同类型的机器人的头部进行连接。如图2所示，传动连杆组件24由第一连杆241和第二连杆242组成，第一连杆241的第一端与滑移套筒23固定连接，第一连杆241的第二端与第二连杆242的第一端铰接，第二连杆242的第二端与头部连接件25铰接。在本实施例中，安装底板10上设有多个第一装配凸起11，多个第一装配凸起11本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种两自由度机器人颈部结构，其特征在于，包括：/n安装底板(10)；/n点头操作机构，所述点头操作机构包括舵机(21)、圆柱导轨(22)、滑移套筒(23)、传动连杆组件(24)和头部连接件(25)，所述舵机(21)和所述圆柱导轨(22)并排地固定安装在所述安装底板(10)上，所述滑移套筒(23)套在所述圆柱导轨(22)上，所述舵机(21)与所述滑移套筒(23)驱动连接，所述滑移套筒(23)与所述头部连接件(25)之间通过所述传动连杆组件(24)连接；/n转头操作机构，所述转头操作机构包括带编码器减速器(31)和传动齿轮副(32)，所述带编码器减速器(31)固定安装在所述安装底板(10)上，所述圆柱导轨(22)中空，且所述带编码器减速器(31)位于所述圆柱导轨(22)的中空通孔内，所述带编码器减速器(31)的动力输出端与所述传动齿轮副(32)连接，所述头部连接件(25)与所述传动齿轮副(32)之间通过转动销轴(33)连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种两自由度机器人颈部结构，其特征在于，包括：
安装底板(10)；
点头操作机构，所述点头操作机构包括舵机(21)、圆柱导轨(22)、滑移套筒(23)、传动连杆组件(24)和头部连接件(25)，所述舵机(21)和所述圆柱导轨(22)并排地固定安装在所述安装底板(10)上，所述滑移套筒(23)套在所述圆柱导轨(22)上，所述舵机(21)与所述滑移套筒(23)驱动连接，所述滑移套筒(23)与所述头部连接件(25)之间通过所述传动连杆组件(24)连接；
转头操作机构，所述转头操作机构包括带编码器减速器(31)和传动齿轮副(32)，所述带编码器减速器(31)固定安装在所述安装底板(10)上，所述圆柱导轨(22)中空，且所述带编码器减速器(31)位于所述圆柱导轨(22)的中空通孔内，所述带编码器减速器(31)的动力输出端与所述传动齿轮副(32)连接，所述头部连接件(25)与所述传动齿轮副(32)之间通过转动销轴(33)连接。
2.如权利要求1所述的两自由度机器人颈部结构，其特征在于，所述安装底板(10)上设有多个第一装配凸起(11)，所述滑移套筒(23)上设有一一对应于多个所述第一装配凸起(11)的多个第二装配凸起(231)，每个所述第一装配凸起(11)与相应的所述第二装配凸起(231)之间装配有螺旋弹簧(40)。
3.如权利要求2所述的两自由度机器人颈部结构，其特征在于，所述滑移套筒(23)上设有导向滑块(232)，所述圆柱导轨(22)上设有导向槽(221)，所述导向滑块(232)插入所述导向槽(221)中。
4.如权利要求3所述的两自由度机器人颈...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴枫，曹祥飞，张家铭，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：新型
国别省市：广东;44
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