本实用新型涉及一种仿生机器人技术领域,特别是一种用于增强情绪表达效果的服务机器人翅片系统。
背景技术:
服务机器人是机器人家族中一个年轻的成员,它能完成有益于人类健康的服务工作,如维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等方面的工作。目前的数据显示,世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个国家已涉足服务机器人的开发。在日本、北美和欧洲,迄今已有7种类型共计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。“人形服务机器人”可以被定义为具有人类的外观和功能(例如头部、躯干、手臂、腿部)的某些属性,使用语音、面部特征、肢体动作等方式来与人类进行沟通的一种服务机器人。由于人类的手臂具有多个运动自由度,能够实现前后摆动、旋内、旋外、内收、外展等模式运动,能够灵活的执行日常生活中的各种工作。传统的服务机器人的手臂动作往往具有一个或者2个运动自由度,并且执行的动作模式类似于企鹅的翅膀。如
可遥控的机动玩具企鹅(CN201310005539.1)采用下半身中的动力电机,经齿轮、同步轮、齿弧板、上半身杆组件等传动机构,使得企鹅快跑时低头弯腰举翅,漫步时昻头挺胸收翅。另外,展翅/收翅动作,两边的翅膀都是同时动作。
亲子企鹅(CN201320473870.1)采用凸轮和连杆的机制,来实现企鹅的展翅、收翅动作。其展翅/或者收翅也是在连杆的带动下同时动作。
机器人(CN201620796022.8)其手臂组件通过驱动装置驱动转动轴而实现手臂的前后摆动,而企鹅翅膀的动作是展翅、收翅。
智能迎宾机器人的高灵活性手臂组件(201620830802.X)各个关节由肩部舵机,大臂舵机,小臂舵机,手腕舵机组成,来实现各个关节的转动动作。
一种企鹅仿生机器人(201610810988.7)采用安装于手臂支撑横板上的手臂舵机,来驱动手臂的伸展与回收。
以上这些企鹅玩具或者机器人的臂部结构所需的零件较多,采用的电机大多安装于肩部的手臂上,并且肩部手臂都是平直的连杆,使得机构整体的结构不紧凑,空间利用率较低。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种通过将驱动电机安装于机器人的胸部内,肩部采用“钩”状连杆,极大地减小了肩部的回转半径,使得机器人肩部机构的结构变得更为紧凑,空间利用率较高的服务机器人翅片系统。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
一种服务机器人翅片系统,其特征在于:它包括颈部支撑座,两组结构相同的翅膀组件、驱动电机、翅膀支架关于颈部支撑座的中轴左右对称设置;所述颈部支撑座包括平面和立面,所述翅膀支架固定于所述立面上,所述翅膀支架与立面之间设置钩状的翅膀骨架;所述翅膀骨架的连接端可相对所述翅膀支架与立面转动,所述驱动电机的转矩输出轴连接所述连接端;所述翅膀骨架的自由端连接所述翅膀组件。
所述翅膀组件呈扁平的扇形。
所述翅膀组件包括翅片、翅膀支架和翅膀盖板,所述翅膀支架和翅膀盖板的一端均设置连接槽,所述自由端与所述连接槽。
所述翅片内侧设置触摸感应器,所述触摸感应器连接设置在翅膀支架上的翅膀PCB板。
所述触摸感应器为铜箔。
所述翅膀支架的一侧设置弧形槽,所述翅膀骨架设置在所述弧形槽内。
所述翅膀骨架的连接端与翅膀支架和颈部支撑座之间为销接。
所述翅膀骨架为两个钩状部件相互扣合的结构,钩状部件内设置有格栅形的加强筋。
所述翅膀骨架的销孔两侧分别设置第一轴承和第二轴承,一销轴依次从第一轴承、销孔和第二轴承中部穿过。
一限位隔套安装于所述驱动电机的输出端,计数器板、限位板安装在所述限位隔套的外侧面上。
本实用新型的优点和有益效果为:
本实用新型的一种服务机器人翅片系统,包括颈部支撑座,两组结构相同的翅膀组件、驱动电机、翅膀支架关于颈部支撑座的中轴左右对称设置;颈部支撑座包括平面和立面,翅膀支架固定于立面上,翅膀支架与立面之间设置钩状的翅膀骨架;翅膀骨架的连接端可相对翅膀支架与立面转动,驱动电机的转矩输出轴连接连接端;翅膀骨架的自由端连接翅膀组件。较一般的机器人肩部结构相比,连接肩部和翅膀的翅膀骨架采用“钩”状特征,极大的减小了肩部的回转半径,在保证机器人肩部的功能能够实现的情况下,使得机器人肩部机构的结构变得更为紧凑,空间利用率较高。
本实用新型的翅膀骨架、翅膀组件内部设置格栅形的加强筋,在增加结构的机械强度的同时,减轻了结构的整体重量。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图
图2为本实用新型的安装示意图
图3为本实用新型的翅膀组件整体结构示意图
图4为本实用新型的翅膀组件的安装示意图
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本实用新型的保护范围。
如图1所示,本实用新型的机器人翅片系统,包含颈部支撑座1、右翅膀组件2、左翅膀组件3、右驱动电机4、左驱动电机5、右翅膀支架6、左翅膀支架7。其中右翅膀组件2、右驱动电机4、右翅膀支架6居于支撑座1一侧,左翅膀组件3、左驱动电机5、左翅膀支架7居于支撑座1另一侧,且左、右为对称结构。下面以左侧结构为例进行描述。
如图2所示,颈部支撑座1包括水平的平面11和垂直于平面的立面12。右翅膀支架6通过螺钉固定在颈部支撑座1的立面12上,其位于机器人前进方向的一侧设置弧形槽,弧形槽内设置钩状的翅膀骨架8。翅膀骨架8一端为连接端,另一端为自由端,其中连接端设置用于穿过销钉的圆形销孔,翅膀骨架8的连接端可在右翅膀支架6和颈部支撑座1的立面12之间由弧形槽廓定的范围内转动,起到对连接在自由端上的右翅膀组件2运动进行限位的作用。本实施例优选翅膀骨架8为两个钩状部件相互扣合的结构,钩状部件内设置有格栅形的加强筋,以增加翅膀骨架8的机械强度。
翅膀骨架8的销孔两侧分别设置第一轴承9和第二轴承10,销轴依次从第一轴承9、销孔和第二轴承10中部穿过。其中第一轴承9安装在颈部支撑座1的立面12上的凹槽中,第二轴承10安装在右翅膀支架6内的凹槽中。
右驱动电机4的输出端通过螺丝固定安装于右翅膀支架6位于机器人后退方向的一侧上,输出轴13连接翅膀骨架8的销轴。右驱动电机4的主体放置于颈部支撑座1的平面11的方形槽中。限位隔套14安装于右驱动电机4的输出端,计数器板15、限位板16安装在限位隔套14的外侧面上。
如图3所示,右翅膀组件2整体呈扇形,表面光滑,形状扁平。如图4所示,右翅膀组件2包括翅片17、翅膀支架18、翅膀盖板19,其中翅片17设置在远离机器人本体一侧,翅膀盖板19设置在靠近机器人本体一侧,翅膀支架18设置在翅片17和翅膀盖板19之间。翅膀支架18和翅膀盖板19与机器人本体连接的一端均设置连接槽20,翅膀骨架8的自由端通过螺钉与连接槽20固定。翅片17内侧设置触摸感应器21,用于感受是否有生物体靠近翅膀组件2。本实施例的触摸感应器21优选铜箔,触摸感应器21通过导线连接设置在翅膀支架18上的翅膀PCB板22,将感应信号输入PCB板22中进行预处理,之后输入位于机器人本体内的主控制板。
本实施例优选在翅膀支架18上设置有格栅形的加强筋,以增加翅膀支架18的机械强度。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。