机器人头部运动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人头部运动系统，该系统包括立轴，所述立轴的上部伸入到所述头部内，所述立轴的下部可旋转地固定在所述躯干上，从而实现机器人头部的水平旋转，在所述立轴的上方，在所述头部内设置有横轴，且所述头部可绕着所述横轴旋转，从而实现机器人头部的俯仰运动，其中，立轴通过轴承固定在机器人的躯干上，通过立轴上的齿轮带动固定在头部上的齿条转动而带动机器人头部旋转，通过该运动系统能够调整机器人头部上的投影仪的方向和角度。

【技术实现步骤摘要】
机器人头部运动系统
本专利技术涉及一种机器人上的运动系统，具体涉及一种机器人头部运动系统。
技术介绍
机器人技术是当今社会的一个重要发展研究方向，人们为了各自目的、实现各种功能而设计出多种机器人，而机器人是否能够执行一些特定的动作和执行动作的数量及质量是衡量机器人性能的一个重要指标，其中，机器人头部的灵活程度既能反应机器人的拟人化程度，也能够便于机器人执行一些特殊的工作，如通过设置在其头部的投影仪播放视频文件时，可以通过机器人头部的移动来调节播放的效果，然而现有技术中尚未有该类型的机器人。由于上述原因，本专利技术人对现有的机器人头部构造做了深入研究，以便设计出一种能够解决上述问题的机器人头部运动系统。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种机器人头部运动系统，该系统包括立轴，所述立轴的上部伸入到所述头部内，所述立轴的下部可旋转地固定在所述躯干上，从而实现机器人头部的水平旋转，在所述立轴的上方，在所述头部内设置有横轴，且所述头部可绕着所述横轴旋转，从而实现机器人头部的俯仰运动，其中，立轴通过轴承固定在机器人的躯干上，通过立轴上的齿轮带动固定在头部上的齿条转动而带动机器人头部旋转，从而完成本专利技术。具体来说，本专利技术的目的在于提供以下方面：(1)一种机器人头部运动系统，所述机器人包括躯干和头部，其特征在于，该系统包括立轴1，所述立轴的上部伸入到所述头部内，所述立轴的下部可旋转地固定在所述躯干上，在所述立轴1的上方，在所述头部内设置有横轴2，且所述头部可绕着所述横轴2旋转。(2)根据上述(1)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，在所述立轴上设置有可旋转的齿轮3，在所述齿轮下方设置有齿条4，所述齿轮3与所述齿条4互相啮合，所述齿条4与所述机器人的头部固定连接。(3)根据上述(1)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，所述齿条4呈弧形，所述横轴2的轴线经过所述齿条4的弧形所在圆的中心。(4)根据上述(1)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，在所述立轴1顶部设置有支架5，所述支架5用于支撑所述横轴2并将其可旋转地固定在立轴1的正上方；所述齿轮3的轴线与横轴2的轴线平行。(5)根据上述(1)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，所述立轴1为阶梯轴，在所述立轴上设置有至少三段直径不同的轴段，且从下向上，该阶梯轴上轴段的直径依次增大。(6)根据上述(5)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，所述立轴1通过第一轴承6和第二轴承65可旋转地固定在机器人的躯干上，所述第一轴承6包括外圈61、内圈62和带有滚动体的保持架63。(7)根据上述(6)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，所述第一轴承6的内圈62套在所述立轴的一个轴段外侧，并且该内圈62顶在立轴的另一个轴段底部。(8)根据上述(7)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，在所述内圈和外圈的侧壁上都沿着该轴承的轴线方向开设有螺栓孔64；在所述第一轴承上设置有穿过螺栓孔64的螺栓，穿过外圈上螺栓孔的螺栓将所述外圈与机器人的躯干固定在一起，穿过内圈上螺栓孔的螺栓将所述内圈与立轴固定在一起。(9)根据上述(1)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述头部中的投影仪7、反射镜8和显示屏9，其中，在所述头部的侧壁上开设有供所述投影仪上光束通过的投影孔81，所述反射镜8是可移动的，其可以移动至所述投影孔81处并将所述投影仪上光束反射至显示屏9。(10)根据上述(1)所述的机器人头部运动系统，其特征在于，所述显示屏是透光的，优选地，所述显示屏为机器人的眼睛；优选地，所述显示屏具有预定的弧度。本专利技术所具有的有益效果包括：(1)根据本专利技术提供的运动系统中通过齿轮齿条传递动力实现头部俯仰，其俯仰运动更为平稳、安全；(2)根据本专利技术提供的运动系统中机器人头部绕着其重心旋转俯仰，在俯仰的过程中重心稳定，不易发生侧翻事故；(3)根据本专利技术提供的运动系统中电机的旋转圈数固定，从而限定了该机器人头部的运动幅度，避免各个部件因为头部运动幅度过大而互相干扰，提高了机器人的可靠性，同时也能提高该机器人的拟人度；(4)根据本专利技术提供的运动系统中投影仪控制系统既能通过供投影播放视频文件，又可以通过显示屏显示视频文件，而且其内部构造简单，生产成本低，两种播放方式切换方便快捷，操作简单。附图说明图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的机器人头部运动系统整体结构示意图；图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的机器人头部运动系统中第一轴承结构示意图；图3示出根据本专利技术一种优选实施方式的通过显示屏播放视频文件时的结构示意图；图4示出根据本专利技术一种优选实施方式的通过投影仪播放视频文件时的结构示意图；图5示出根据本专利技术一种优选实施方式的涡轮电机内部结构示意图。附图标号说明：1-立轴2-横轴3-齿轮4-齿条5-支架6-第一轴承61-外圈62-内圈63-保持架64-螺栓孔65-第二轴承7-投影仪71-风扇8-反射镜81-投影孔9-显示屏10-电位器11-头部12-躯干13-驱动电机14-第二减速齿轮15-第一减速齿轮16-输出轴具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。根据本专利技术提供的机器人头部运动系统，如图1中所示，所述机器人包括躯干12和头部11，该系统包括立轴1，所述立轴的上部伸入到所述头部11内，所述立轴1的下部可旋转地固定在所述躯干12上，在所述立轴1的上方，在所述头部内设置有横轴2，且所述头部可绕着所述横轴2旋转。在一个优选的实施方式中，如图1中所示，在所述立轴上设置有轴线与所述横轴平行的齿轮3，所述齿轮可旋转地固定在所述立轴上，在所述齿轮下方设置有齿条4，所述齿轮3与所述齿条4互相啮合，所述齿轮的转动能够带动齿条移动，优选地，所述齿条呈弧形，在齿轮的带动下所述齿条绕着所述横轴旋转，优选地，所述齿条固定在所述机器人的头部上，进一步地，所述齿条与机器人头部中需要做俯仰动作的部件固结，以齿轮的旋转作为动力，齿条带动所有需要做俯仰动作的部件一同绕着所述横轴旋转，从而完成了机器人头部的俯仰作业。在一个优选的实施方式中，如图1中所示，所述齿条4呈弧形，所述横轴2的轴线经过所述齿条4的弧形所在圆的中心，即，其弧形的半径长度与所述齿条到所述横轴中心的距离相等。所述齿条的弧形外形是圆一部分的形状，是圆周上任意的一段，所述半径即为该弧形所在圆的半径。在一个优选的实施方式中，在所述立轴上还设置有与所述齿轮相连的电机，其用于给所述齿轮提供旋转的动力，所述齿轮向两个方向旋转的圈数/转数是预定的，即当所述齿条的边缘旋转到齿轮下方时，齿轮单方向锁死，不能继续沿着该方向旋转，只能向相反的方向旋转，从而保证齿轮和齿条一直接触，不会脱离，进而确保了机器人头部在俯仰过程中的安全和稳定。在一个优选的实施方式中，如图1中所示，在所述立轴1顶部设置有支架5，所述支架5用于支撑所述横轴2并将其可旋转地固定在立轴1的正上方，且所述立柱和立轴之间的相对距离和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人头部运动系统，所述机器人包括躯干和头部，其特征在于，该系统包括立轴(1)，所述立轴的上部伸入到所述头部内，所述立轴的下部可旋转地固定在所述躯干上，在所述立轴(1)的上方，在所述头部内设置有横轴(2)，且所述头部可绕着所述横轴(2)旋转。

【技术特征摘要】
1.一种机器人头部运动系统，所述机器人包括躯干和头部，其特征在于，该系统包括立轴(1)，所述立轴的上部伸入到所述头部内，所述立轴的下部可旋转地固定在所述躯干上，在所述立轴(1)的上方，在所述头部内设置有横轴(2)，且所述头部可绕着所述横轴(2)旋转，在所述立轴上设置有可旋转的齿轮(3)，在所述齿轮下方设置有齿条(4)，所述齿轮(3)与所述齿条(4)互相啮合，所述齿条(4)与所述机器人的头部固定连接，在所述立轴(1)顶部设置有支架(5)，所述支架(5)用于支撑所述横轴(2)并将其可旋转地固定在立轴(1)的正上方；所述立轴(1)为阶梯轴，在所述立轴上设置有至少三段直径不同的轴段，且从下向上，该阶梯轴上轴段的直径依次增大，所述立轴(1)通过第一轴承(6)和第二轴承(65)可旋转地固定在机器人的躯干上；所述系统还包括设置在所述头部中的投影仪(7)、反射镜(8)和显示屏(9)，其中，在所述头部的侧壁上开设有供所述投影仪上光束通过的投影孔(81)，所述反射镜(8)是可移动的，其可以移动至所述投影孔(81)处并将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：单建强，
申请(专利权)人：单建强，
类型：发明
国别省市：北京;11