机器人附件致动制造技术

在各种实施方式中，机器人的可移除附件能够允许稳定的俯仰和偏航，同时减轻对机器人的其他移动的干扰。机器人的颈部能够包括至少两个线性致动器，每个线性致动器耦接到杆，杆被驱动以从线性致动器线性地移动。机器人的附件能够被耦接到颈部。附件能够包括至少两个轨道，其中每个轨道接纳杆的端部以能滑动地接合杆。杆。杆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人附件致动

技术介绍

[0001]万向节已经被利用于机器人中以致动诸如相机、头部等的附件的俯仰和偏航。然而，万向节电机可能很重。例如，万向节的重量通常能够超过40克，这对于较小或较轻的机器人设计来说可能并不理想。万向节还可能需要直接放置在移动的位置处(例如在头部、相机等的枢轴点处)，这能够将重型万向节的整个质量放置在机器人的最长杠杆上。这可能导致机器人不平衡并且容易倾倒。进一步地，万向节可能需要机器人外壳或壳体内的大量空的空间，以便具有足够的空间来致动多个轴。容纳这种大量空的空间能够需要用于机器人外壳的大量材料和/或能够防止在较小机器人设计的约束内利用万向节。

技术实现思路

[0002]本文描述的实施方式涉及用于铰接机器人的附件(例如可移除附件)以允许附件的稳定俯仰和偏航同时减轻对机器人的其他移动的干扰的装置和方法。例如，本文描述的实施方式能够实现附件的致动，而无需致动器被直接定位于移动的位置处，这能够得到机器人的更好的稳定性(例如通过使得致动器能够更靠近机器人的质心定位)。作为另一示例，本文描述的实施方式提供了用于致动附件的轻量级和/或紧凑设计，这能够得到机器人的更好的稳定性和/或使得能够集成到更小和/或更轻重量的机器人中。例如，实施方式能够提供在附件由万向节控制的情况下将被提供的附件的一些或全部移动自由度，但能够利用总重量比万向节轻、总占用空间比万向节少和/或能够被定位为减轻对机器人的质心的任何不利影响(从而促进机器人的稳定性)的组件来实现。
[0003]当视觉组件(例如相机)被设置在附件上或作为附件的一部分并入时，一些实施方式能够通过附件的受控致动提供有效视场的增加(例如相对于不可致动附件或单轴可致动附件)。例如，根据本文公开的实施方式的附件的致动能够允许对视觉组件的当前视场的对应动态调整，从而增加有效视场，并且使得机器人能够处理共同地捕获机器人的环境的大区域的图像，并且对这种处理采取行动。例如，增加的有效视场能够允许机器人选择性地致动附件，使得在机器人的足部或轮子处或附近的区域选择性地在当前视场内、机器人上方的区域选择性地在视场中、等等。
[0004]一些实施方式能够附加地或备选地使得机器人能够选择性地致动其附件，以向与机器人处于环境中的人类用户提供对应的视觉反馈，从而实现有效的人类
‑
机器人交互。例如，机器人能够向附近的人类用户发信号通知机器人通过向致动器提供控制命令以使附件在特定方向上转动而在特定方向上移动的意图。作为另一示例，机器人能够向附近的人类用户发信号通知机器人已经通过向致动器提供控制命令以使附件点头或摇动来识别出人类用户的存在和/或理解由人类用户规定的命令。
[0005]本文描述的用于致动附件(例如头部、尾部或其他附件)的移动的装置能够包括设置在机器人的颈部(例如，从机器人的主体延伸的颈部)中的至少两个线性致动器。线性致动器中的每个线性致动器都能够被耦接到杆，该杆将在杆的第一端部处的线性致动器连接到在杆的第二端部处的附件。换句话说，每个杆能够在杆的第一端部处被耦接到对应的线
性致动器，并且在杆的相反的第二端部处被耦接到附件。在一些实例中，杆中的每个杆的一个或两个端部能够是半球形端部，但是杆的端部不受此限制(即，非半球形端部能够代替地被提供在杆上，诸如金字塔形端部)。附件能够包括接纳并能滑动地接合杆中的每个杆的第二端部的轨道。例如，轨道能够各自是通道，诸如“V”或“U”形通道，杆的第二端部能够位于其中。在一些实施方式中，杆的第二端部能够以被轨道俘获的这种方式来构造。例如，第二端部能够具有比杆的主体更大的直径。这种配置能够允许杆在附件的定向改变时维持与轨道的接触。同时(相对于颈部)向内移动两个杆或(相对于颈部)向外移动两个杆致动附件的倾斜；而以基本上相等的速率(相对于颈部)向内移动杆中的一个杆并(相对于颈部)向外移动另一个杆致动偏航。在一个杆向内和一个杆向外的移动的速率不相等的情况下，俯仰和偏航两者都被致动。在这样的实施方式中，俯仰的程度对应于移动不相等的程度。进一步地，在只有一个杆被(向内或向外)移动而另一个杆保持固定的情况下，附件的偏航和倾斜两者都被致动。杆的移动由线性致动器驱动。
[0006]在一些实施方式中，一个或多个杠杆能够被用于将线性致动器连接到杆。在许多实施方式中，机器人的颈部可能较小，并且因此具有空间约束，并且使用杠杆能够允许线性致动器被放置为与杆不对准，以利用颈部中的较少空间和/或使得颈部能够更短(即，附件靠近机器人主体)。在一些实施方式中，挠曲件能够进一步将杠杆连接到杆。挠曲件能够允许在杠杆旋转时上下挠曲的附加范围(例如，约2毫米或其他范围)。借助于挠曲件提供的特定挠曲范围能够基于挠曲件的几何形状和/或尺寸而变化。在各种实施方式中，挠曲组件本身能够包含薄的、柔性的水平棒，该水平棒具有两个刚性弹起(一个被设置在棒上方，并且一个被设置在棒下方)。当挠曲件的薄的、柔性的水平棒已经挠曲到其最大值时，这些刚性弹起能够接合棒以防止它进一步挠曲和折断。
[0007]在一些实施方式中，颈部能够进一步包括固定杆。与本文描述的其他杆类似，该固定杆还可以具有能够位于附件的第三成角度轨道中的端部。与其他杆不同，固定杆不与线性致动器耦接，而是被固定或锚定到颈部(例如通过螺钉等)。当固定或锚定到颈部时，固定杆将与第三成角度轨道能滑动地接合。在其他实施方式中，颈部能够进一步包括第三线性致动器和第三杆。在这样的实施方式中，第三线性致动器能够驱动第三杆的线性移动，类似于所描述的其他杆。具有第三线性致动器能够增加附件的移动的范围和/或增加附件的控制的粒度。
[0008]附件能够与颈部耦接，例如利用一个或多个弹簧、橡胶带和/或其他偏置耦接组件。当利用弹簧耦接时，弹簧能够各自在一个端部处连接到附件，并且在另一端部处连接在颈部处。在一些实施方式中，弹簧能够被解耦，以允许附件从颈部拆离。例如，经由弹簧耦接附件可以允许更坚固和/或稳健的机器人装配件。作为示例，如果使机器人的附件与环境中的某物接触，则弹簧能够防止附件掉落到地面上和/或允许它从颈部挠曲而不会折断或断裂。
[0009]在一些实施方式中，附件能够附加地包括与机器人中的对应电连接耦接的电连接，以便为附件内包含的各种电子设备供电。例如，附件能够包括视觉组件和/或其他传感器以促进对机器人的控制。机器人控制系统能够从附件的视觉组件和/或传感器接收各种信号，以做出关于附件的目标定位的确定和/或关于机器人的其他组件的目标路径和/或轨迹的确定。例如，来自附件的视觉组件的视觉数据能够由控制系统处理，以确定机器人的导
航路径和/或确定机器人的其他组件的机器人手臂的路径。在一些实施方式中，可能期望基于由控制系统接收到的一个或多个信号和/或基于由控制系统做出的一个或多个确定将附件移动到特定定位中。对线性致动器的控制能够实现杆的移动以达到该特定定位。例如，在一些实施方式中，机器人控制系统可以单独允许附件的注视控制和俯仰
‑
偏航控制。利用注视控制，机器人控制系统和/或用户可以指定三维空间中的点；机器人控制系统然后能够将三维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人组件，包括：颈部，所述颈部包括：耦接到第一杆的第一端部的第一线性致动器，其中，所述第一线性致动器线性地驱动所述第一杆；耦接到第二杆的第一端部的第二线性致动器，其中，所述第二线性致动器线性地驱动所述第二杆；耦接到所述颈部的附件，所述附件包括：第一轨道，所述第一轨道接纳所述第一杆的第二端部以能滑动地接合所述第一杆；以及第二轨道，所述第二轨道接纳所述第二杆的第二端部以能滑动地接合所述第二杆。2.根据权利要求1所述的机器人组件，其中，所述颈部进一步包括耦接到第三杆的第一端部的第三线性致动器，并且其中，所述附件进一步包括接纳所述第三杆的第二端部以能滑动地接合所述第三杆的第三轨道。3.根据权利要求1所述的机器人组件，其中，所述颈部进一步包括具有第一端部和第二端部的固定杆，其中，所述固定杆的所述第一端部被锚定到所述颈部，并且所述第二端部耦接到所述附件。4.根据权利要求1所述的机器人组件，其中，所述附件通过弹簧被耦接到所述颈部，所述弹簧包括耦接到所述附件的弹簧第一端部和耦接到所述颈部的弹簧第二端部。5.根据权利要求4所述的机器人组件，其中，所述附件能通过将所述弹簧与所述颈部或所述附件解耦而移除。6.根据权利要求1所述的机器人组件，其中，所述附件进一步包括大小和定位被设计为与机器人上的对应电连接耦接的电连接。7.根据权利要求6所述的机器人组件，其中，所述附件进一步包括至少将信号选择性地传输到所述机器人的控制器的一个或多个相机或传感器。8.根据权利要求1所述的机器人组件，其中，所述第一杆和第二杆线性地移动以致动所述附件，并且其中，所述至少两个轨道中的一个轨道与所述第一杆或所述第二杆的所述第二端部之间的接触角度基于所述附件的定位而变化。9.根据权利要求1所述的机器人组件，其中，所述第一线性致动器通过杠杆被耦接到所述第一杆的所述第一端部。10.根据权利要求9所述的机器人组件，其中，所述第一线性致动器通过挠曲件被进一步耦接到所述第一杆的所述第一端部，所述挠曲件将所述杠杆连接到所述第一杆的所述第一端部。11.根据权利要求9所述的机器人组件，其中，所述第一杆和第二杆的延伸或缩回由所述杠杆致动。12.一种机器人颈部，包括：耦接到第一杆的第一端部的第一线性致动器；耦接到第二杆的第一端部的第二线性致动器；其中，所述第一杆的第二端部和所述第二杆的第二端部的大小和定位被设计为接触附件的第一轨道和第二轨道以使所述第一杆和第二杆与所述第一轨道和第二轨道中的相应
轨道能滑动地接合；以及大小和定位被设计为能移除地接合连杆以将所述附件与颈部耦接的一个或多个结构。13.根据权利要求12所述的机器人颈部，其中，所述颈部进一步包括耦接到第三杆的第一端部的第三线性致动器，并且其中，所述第三杆的大小和定位被设计为接触所述附件的第三轨道以能滑动地接合所述第三杆。14.根据权利要求12所述的机器人颈部，其中，所述颈部进一步包括具有第一端部和第二端部的固定杆，其中，所述固定杆的所述第一端部被锚定到所述颈部，并且所述第二端部的大小和定位被设计为耦接到所述附件。15.根据权利要求12所述的机器人颈部，其中，所述第一杆和第二杆线性地移动以致动所述附件。16.根据权利要求15所述的机器人颈部，其中，所述第一线性致动器通过杠杆被耦接到所述第一杆的第一端部，并且所述第一杆的延伸或缩回由所述杠杆致动。17.根据权利要求16所述的机器人颈部，其中，所述第一线性致动器通过挠曲件被进一步耦接到所述第一杆的第一端部，所述挠曲件将所述杠杆连接到所述第一杆的所述第一端部。18.一种机器人附件，包括：第一轨道，所述第一轨道的大小和定位被设计为能滑动地接合耦接到第一线性致动器的第一杆的第二端部；第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：