一种微型舵机机器人手臂制造技术

本实用新型专利技术提供一种微型舵机机器人手臂，通过在机器人手臂设置四个关节，且四个关节设置微型舵机，使得机器人手臂能够多方向、多关节点运动，增加了机器人手臂的灵活度，使得机器人在格斗过程中能够实现多个方向、多个角度的攻击，并且能够针对近距离格斗迅速做出反应，本实用新型专利技术舵机通过整组齿轮的交错、集中布置，以及将所述电位器的电位器轴向上穿过变速齿轮组的第三、第四变速齿轮，使得本实用新型专利技术模型舵机结构紧凑、体积较小，进而提高转动的灵敏度及衍接力度，从而更能有效的完成机器人手臂各关节转向任务。

【技术实现步骤摘要】
一种微型舵机机器人手臂
本专利技术属于机器人
，具体涉及一种微型舵机机器人手臂。
技术介绍
小型机器人，特别是格斗型机器人，是目前非常热门的机器人类型，也有多种针对不同类型格斗机器人的比赛，激发了研发人员的兴趣，也打开了一个新的市场。随着科技的发展，越来越多的企业公司进入格斗机器人领域，各类格斗机器人产品功能推陈出新，十分丰富。且随着人工智能技术与互联网的发展，以语音互动、人脸识别、App互联等为主的多功能机器人逐渐进入大家的视线。舵机作为运动方向的控制部件，最早出现在航空模型领域。之后，伴随科学技术的不断发展，舵机的应用越来越广泛。不仅在航空模型中，在其它的模型中亦可看到它的应用：船模上用来控制尾舵，车模中用来转向等。由此可见，凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。目前，在业界常见的模型舵机基本包括如下部件：小型直流马达、变速齿轮组、反馈可调电位器及电控线路板。该等元件固设于一舵机主体内，彼此之间并以一定的方式进行连接。其中，小型直流马达用以提供原始动力，并将该原始动力传输给变速齿轮组；变速齿轮组用以调节扭力大小，并传输该扭力给外部模型的摆杆，进而通过该摆杆实现模型的转向动作；反馈可调电位器用以将模型摆杆的旋转信号反馈至电控线路板；电控线路板一方面用于接受外部信号，从而启动小型直流马达运动，另一方面用于接受反馈可调电位器地反馈信号，由此控制小型直流马达的正反转及旋转角度，进而使整个舵机精确定位。然而，上述传统的模型舵机直接将反馈可调电位器与所述外部模型的摆杆上、下固结在变速齿轮组一侧，使得该传统模型舵机整体的结构比较松散，体积较大，进而影响转动的灵敏性。机器人手臂在机器人格斗过程中起到非常重要的作用，手部关节的灵活性可对机器人格斗的胜负起决定性的作用，且手臂的设计可以增加武器设备、激光设备等元素，丰富了机器人格斗的乐趣，也使机器人格斗类型多样化，因此机器人手臂的设计及灵活度非常重要。且机器人手臂关节的运动主要靠舵机带动完成，然而市面上现有的机器人玩具只能完成简单的运动，无法实现多样的游戏功能。而且现有的玩具机器人自由度少、动作协调性差、运动精度低等缺陷，无法达到拟人态动作，难以满足目前的市场需求。针对机器人手臂，目前小型机器人在手臂的设计方面，手臂活动不够灵活，关节伸曲不便，使得机器人在格斗过程中无法带来更好的用户体验。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小体积、多关节转动的微型舵机机器人手臂。为实现上述目的，本专利技术提供一种机器人手臂，设置在机器人主体上，机器人主体包括前/后面和左/右两侧面，所述手臂包括依次连接的第一关节、肩部、第二关节、后臂、第三关节、前臂、第四关节以及手部，所述肩部通过第一关节与机器人主体连接，所述后臂通过第二关节与肩部连接，所述前臂通过第三关节与后臂连接，所述手部通过第四关节与前臂连接，所述前臂和后臂形成手臂轴线；所述肩部基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；所述后臂基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体两个方向；所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节相对于前臂摆动，摆动轴垂直手臂轴线；所述第一关节、第二关节、第三关节和第四关节各内置一个舵机，所述舵机中至少有一种舵机结构包括舵机主体，该舵机主体下部收容线路板，上部收容变速齿轮组，中部收容马达及电位器，该马达电性连接于所述线路板一侧，顶面连接马达轴，该电位器电性连接于所述线路板另一侧，顶面连接电位器轴；所述舵机主体下部一侧收容线缆连接界面元件，所述变速齿轮组包括对应马达所在一侧布置的马达齿轮、对应电位器所在一侧布置的第三、第四变速齿轮及布置于该两侧之间的第一、第二变速齿轮，所述第一、二、三、四变速齿轮均包括大齿及固结于该大齿顶面的小齿，所述马达齿轮架设于所述马达轴上；所述第一、第二变速齿轮架设于一齿轮轴上，且该第二变速齿轮位于第一变速齿轮的上方；所述第三、第四变速齿轮架设于所述电位器轴上，且该第四变速齿轮位于第三变速齿轮的上方；所述马达齿轮与第一变速齿轮的大齿啮合；所述第一变速齿轮的小齿与第三变速齿轮的大齿啮合；所述第三变速齿轮的小齿与第二变速齿轮的大齿啮合；所述第二变速齿轮的小齿与第四变速齿轮的大齿啮合。所述机器人主体为机器人手臂外其他部位的总称，所述机器人主体可根据不同的需要进行设计，对于格斗型机器人，可在机器人头部设置类似人类眼睛的摄像头，通过摄像头传达的图像，观察对方的攻击进程，从而分析自身的应对方式，增加格斗趣味性。本专利技术机器人手臂类似于人类手臂，包括四个部分，肩部、后臂、前臂和手部，每个部分都通过关节连接。机器人主体包括前后面和两侧面，类似于人体的胸部、背部以及身体的两侧面，其中手臂安装在侧面，为了更好的理解手臂的转动方向，定义机器人前后面为一个平面，两侧面为另一个平面，两个平面相互垂直，另外机器人手臂的前臂和后臂连接成一个轴，形成手臂轴向。所述第一关节的一端与肩部固定，另一端与机器人主体转动连接，使得肩部能够基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；并且肩部能够带动肩部下端的后臂、前臂以及手部一起运动，类似人手臂，实现机器人整个手臂的前后摆动，形成以第一关节为圆心手臂长度为半径的圆形活动范围。所述第二关节两端连接在肩部的前后面对称位置处，使得后臂能够基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体，同时后臂能够带动前臂和手部一起运动，形成以第二关节为圆心，以后臂、前臂和手部长度为直径的四分之一的圆形活动范围。所述第三关节一端连接后臂，一端连接前臂，使得所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动，并能够带动手部一起运动。形成以第三关节为中心，以手部所持武器为半径的圆形活动范围。所述第四关节两端设置在前臂左右对称位置上，使得所述手部能够沿前臂前后摆动。通过四个关节的设置，使得机器人手臂能够多方向、多关节点运动，增加了机器人手臂的灵活度，使得机器人在格斗过程中能够实现多个方向、多个角度的攻击。四个关节的设置能够实现机器人手臂不同方向的活动范围，使活动范围达到最大化，并且各个关节相互配合，手臂能够多角度多方位伸展，增加了手臂的灵活度。舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。伴随科学技术的不断发展，舵机的应用越来越广泛。不仅在航空模型中，在机器人模型中亦可看到它的应用。所述四个关节主要由舵机的转动带动手臂的运动，通过紧凑型舵机的设置，使得机器人手臂能够多方向、多关节点运动，增加了机器人手臂的灵活度，使得机器人在格斗过程中能够实现多个方向、多个角度的攻击。进一步的，所述舵机主体自下而上包括下盖、中盖及上盖，三者锁盖为一体，其中在下盖与中盖盖合后的空间中组装所述线路板、马达及电位器；在上盖与中盖盖合后的空间中组装所述变速齿轮组。进一步的，所述线缆连接界面元件为一牙箱胶头，嵌设于所述下盖一侧。进一步的，所述马达齿轮架设于所述马达轴的顶端，并与该马达轴同步旋转。进一步的，所述第四变速齿轮的小齿向上凸伸出所述舵机主体。进一步的，所述第一关节包括设于机器人主体内的第一舵机、设于机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型舵机机器人手臂，设置在机器人主体上，机器人主体包括前/后面和左/右两侧面，所述手臂包括依次连接的第一关节、肩部、第二关节、后臂、第三关节、前臂、第四关节以及手部，所述肩部通过第一关节与机器人主体连接，所述后臂通过第二关节与肩部连接，所述前臂通过第三关节与后臂连接，所述手部通过第四关节与前臂连接，所述前臂和后臂形成手臂轴线；其特征在于：所述肩部基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；所述后臂基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体两个方向；所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节相对于前臂摆动，摆动轴垂直手臂轴线；所述第一关节、第二关节、第三关节和第四关节各内置一个舵机，所述舵机中至少有一种舵机结构包括舵机主体，该舵机主体下部收容线路板，上部收容变速齿轮组，中部收容马达及电位器，该马达电性连接于所述线路板一侧，顶面连接马达轴，该电位器电性连接于所述线路板另一侧，顶面连接电位器轴；所述舵机主体下部一侧收容线缆连接界面元件，所述变速齿轮组包括对应马达所在一侧布置的马达齿轮、对应电位器所在一侧布置的第三、第四变速齿轮及布置于该两侧之间的第一、第二变速齿轮，所述第一、二、三、四变速齿轮均包括大齿及固结于该大齿顶面的小齿，所述马达齿轮架设于所述马达轴上；所述第一、第二变速齿轮架设于一齿轮轴上，且该第二变速齿轮位于第一变速齿轮的上方；所述第三、第四变速齿轮架设于所述电位器轴上，且该第四变速齿轮位于第三变速齿轮的上方；所述马达齿轮与第一变速齿轮的大齿啮合；所述第一变速齿轮的小齿与第三变速齿轮的大齿啮合；所述第三变速齿轮的小齿与第二变速齿轮的大齿啮合；所述第二变速齿轮的小齿与第四变速齿轮的大齿啮合。...

【技术特征摘要】
1.一种微型舵机机器人手臂，设置在机器人主体上，机器人主体包括前/后面和左/右两侧面，所述手臂包括依次连接的第一关节、肩部、第二关节、后臂、第三关节、前臂、第四关节以及手部，所述肩部通过第一关节与机器人主体连接，所述后臂通过第二关节与肩部连接，所述前臂通过第三关节与后臂连接，所述手部通过第四关节与前臂连接，所述前臂和后臂形成手臂轴线；其特征在于：所述肩部基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；所述后臂基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体两个方向；所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节相对于前臂摆动，摆动轴垂直手臂轴线；所述第一关节、第二关节、第三关节和第四关节各内置一个舵机，所述舵机中至少有一种舵机结构包括舵机主体，该舵机主体下部收容线路板，上部收容变速齿轮组，中部收容马达及电位器，该马达电性连接于所述线路板一侧，顶面连接马达轴，该电位器电性连接于所述线路板另一侧，顶面连接电位器轴；所述舵机主体下部一侧收容线缆连接界面元件，所述变速齿轮组包括对应马达所在一侧布置的马达齿轮、对应电位器所在一侧布置的第三、第四变速齿轮及布置于该两侧之间的第一、第二变速齿轮，所述第一、二、三、四变速齿轮均包括大齿及固结于该大齿顶面的小齿，所述马达齿轮架设于所述马达轴上；所述第一、第二变速齿轮架设于一齿轮轴上，且该第二变速齿轮位于第一变速齿轮的上方；所述第三、第四变速齿轮架设于所述电位器轴上，且该第四变速齿轮位于第三变速齿轮的上方；所述马达齿轮与第一变速齿轮的大齿啮合；所述第一变速齿轮的小齿与第三变速齿轮的大齿啮合；所述第三变速齿轮的小齿与第二变速齿轮的大齿啮合；所述第二变速齿轮的小齿与第四变速齿轮的大齿啮合。2.根据权利要求1所述微型舵机机器人手臂，其特征在于，所述舵机主体自下而上包括下盖、中盖及上盖，三者锁盖为一体，其中在下盖与中盖盖合后的空间中组装所述线路板、马达及电位器；在上盖与中盖盖合后的空间中组装所述变速齿轮组。3.根据权利要求2所述微型舵机机器人手臂，其特征在于，所述线缆连接界面元件为一牙箱胶头，嵌设于所述下盖一侧。4.根据权利要求1所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗之洪，夏烨，曾嘉想，罗强，
申请(专利权)人：广州市华科尔科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44