一种服务机器人躯干及其服务机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种服务机器人躯干，包括胸部机构、腰部机构、膝部机构和基座，腰部俯仰关节包括腰俯驱动机构、腰俯传动机构、腰俯上板和腰俯下板，腰俯上板与胸部机构固定连接，腰俯传动机构能够带动所述腰俯上板运动；腰部旋转关节包括腰转支撑机构和腰转驱动机构，腰转驱动机构与腰转支撑机构固定连接，腰俯下板与所述腰转驱动机构固定连接，膝部机构包括膝部俯仰关节，膝部俯仰关节包括膝俯驱动机构、膝俯传动机构、膝俯上板和膝俯下板，膝俯下板与基座固定连接，膝俯上板与腰转支撑机构固定连接，本发明专利技术可以多个自由度的调节机器人的躯干，这样提高了机器人的稳定性；本发明专利技术躯干设计结构简单，性能可靠，较好的和服务机器人其他要素进行组合。

A service robot trunk and its service robot

【技术实现步骤摘要】
一种服务机器人躯干及其服务机器人
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种服务机器人躯干。
技术介绍
服务机器人发展迅猛，应用越来越广泛多样，服务机器人从事的服务性工作能使人类生存得更好。仿人服务机器人的关节机构和分布与人体较为接近，能够较好地模仿人体自然平滑的运动，完成一些复杂而又灵活的肢体动作，实现服务和陪护功能。随着老龄化社会的发展,具有助老陪护功能的仿人服务机器人需求不断增长，发展潜力巨大。现有的服务机器人的躯干机构基本由支撑件及外壳组成，没有自由度，限制机器人运动性能，在实际应用中实用性不强。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种服务机器人躯干，解决了服务机器人躯干没有自由度问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种服务机器人躯干，从上到下依次包括胸部机构、腰部机构、膝部机构和基座，腰部机构包括腰部俯仰关节和腰部旋转关节，腰部俯仰关节包括腰俯驱动机构、腰俯传动机构、腰俯上板和腰俯下板，腰俯上板与胸部机构固定连接，腰俯驱动机构与腰俯传动机构固定连接，腰俯传动机构能够带动腰俯上板运动；腰部旋转关节包括腰转支撑机构和腰转驱动机构，腰转驱动机构与腰转支撑机构固定连接，腰俯下板与腰转驱动机构固定，腰转驱动机构能够带动所述腰部俯仰关节运动；膝部机构包括膝部俯仰关节，膝部俯仰关节包括膝俯驱动机构、膝俯传动机构、膝俯上板和膝俯下板，所述膝俯下板与所述基座固定连接，膝俯电机与所述膝俯传动机构固定连接，膝俯上板与所述腰转支撑机构固定连接，膝俯传动机构能够带动膝俯上板运动。优选地，腰俯传动机构包括腰俯轴端旋转法兰和腰俯输出法兰，腰俯驱动机构包括腰俯电机、腰俯固定法兰、腰俯轴端固定法兰、第一深沟球轴承、腰俯芯轴、第二深沟球轴承和腰俯轴端旋转法兰，腰俯下板设置腰俯固定法兰和腰俯轴端固定法兰，腰俯上板设置腰俯输出法兰和腰俯轴端旋转法兰，腰俯电机的谐波减速器刚轮和腰俯输出法兰固定连接，腰俯电机的谐波减速器柔轮和腰俯固定法兰固定连接，腰俯芯轴穿过腰俯轴端固定法兰和腰俯轴端旋转法兰，腰俯芯轴靠近腰俯电机的一端设置第一深沟球轴承，腰俯芯轴远离腰俯电机的一端设置第二深沟球轴承。优选地，腰部俯仰关节还包括腰俯限位结构，腰俯轴端旋转法兰设置第一腰俯挡块，所述腰俯轴端固定法兰设置第二腰俯挡块和第三腰俯挡块，所述第一腰俯挡块、第二腰俯挡块和第三腰俯挡块相配合能够限制腰部俯仰关节运动。优选地，腰转驱动机构包括腰转电机、腰转支撑机构，所述腰转支撑机构包括腰转固定板、第一H架和第二H架，腰转电机设置在所述第一H架和第二H架之间，第一H架一端与腰转固定板固定连接，另一端与膝部上板固定连接，第二H架一端与腰转固定板固定连接，另一端与膝部上板固定连接，腰转固定板和腰转电机的谐波减速器柔轮固定连接，腰转电机的谐波减速器刚轮和腰俯下板固定连接。优选地，膝俯传动机构包括膝俯轴端旋转法兰和膝俯输出法兰，膝俯驱动机构包括膝俯电机、膝俯固定法兰、膝俯轴端固定法兰、第三深沟球轴承、膝俯芯轴、第四深沟球轴承和膝俯轴端旋转法兰，膝俯下板设置膝俯固定法兰和膝俯轴端固定法兰，膝俯上板设置膝俯输出法兰和膝俯轴端旋转法兰，膝俯电机的谐波减速器刚轮和膝俯输出法兰固定连接，膝俯电机的谐波减速器柔轮和膝俯固定法兰固定连接，膝俯芯轴穿过膝俯轴端固定法兰和膝俯轴端旋转法兰，膝俯芯轴远离电机的一端设置第四深沟球轴承，膝俯芯轴另一端设置第三深沟球轴承。优选地，腰部俯仰关节还包括膝俯限位结构，膝俯轴端旋转法兰设置第一膝俯挡块，膝俯轴端固定法兰设置第二膝俯挡块和第三膝俯挡块，第一膝俯挡块、第二膝俯挡块和第三膝俯挡块相配合能够限制腰部俯仰关节运动。优选地，胸部机构包括上支撑板、第一上侧板、中支撑板、第一下侧板、第二下侧板和第二上侧板，上支撑板、第一上侧板、中支撑板和第二上侧板首尾相连形成方形框体，第一下侧板一端与中支撑板固定连接，另一端与腰俯上板固定连接，第二下侧板一端与中支撑板固定连接，另一端与腰俯上板固定连接。本专利技术还提供了一种机器人，包括前述任一项所述的服务机器人躯干。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过在躯干中设置多个活动关节，具有多个自由度；在腰部设置腰部俯仰关节和腰部旋转关节，使得腰部能够实现前后俯仰运动和左右回转运动；通过设置膝部俯仰关节使得膝部可以实现前后俯仰运动，如此方便调节机器人的重心，方便机器人适应更多的工况环境；同时可以扩展机器人的工作空间，提高机器人运用效率；可以多个自由度的调节机器人的躯干，这样提高了机器人的稳定性；本专利技术躯干设计结构简单，性能可靠，可较好的和服务机器人其他要素进行组合。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的正视图；图3是本专利技术的右视图；图4是本专利技术的胸部示意图；图5是本专利技术的腰部俯仰关节示意图；图6是本专利技术的是腰俯轴端旋转法兰结构示意图；图7是本专利技术的是腰俯轴端固定法兰结构示意图；图8是本专利技术的腰部旋转关节示意图；图9是本专利技术的膝部俯仰关节示意图；图10是本专利技术的是膝府轴端旋转法兰结构示意图；图11是本专利技术的是膝府轴端固定法兰结构示意图；附图标记的含义：1.胸部机构；1.1上支撑板；1.2第一上侧板；1.3中支撑板；1.4第一下侧板；1.5第二下侧板；1.6第二上侧板；2.腰部机构；2.1腰俯上板；2.2腰俯电机；2.3腰俯输出法兰；2.4腰俯固定法兰；2.5腰俯下板；2.6腰俯轴端固定法兰；2.7第一深沟球轴承；2.8腰俯芯轴；2.9第二深沟球轴承；2.10腰俯轴端旋转法兰；2.11腰转电机；2.12腰转固定板；2.13第一H架；2.14第二H架；2.15第一腰俯挡块；2.16第二腰俯挡块；2.17第三腰俯挡块；3.膝部机构；3.1膝俯上板；3.2膝俯电机；3.3第三深沟球轴承；3.4膝俯轴端固定法兰；3.5膝俯芯轴；3.6膝俯轴端旋转法兰；3.7第四深沟球轴承；3.8膝俯下板；3.9膝俯固定法兰；3.10膝俯输出法兰；3.11第一膝俯挡块；3.12第二膝俯挡块；3.13第三膝俯挡块；4.基座。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种服务机器人躯干，其特征在于：从上到下依次包括胸部机构（1）、腰部机构（2）、膝部机构（3）和基座（4），所述腰部机构（2）包括腰部俯仰关节和腰部旋转关节，所述腰部俯仰关节包括腰俯驱动机构、腰俯传动机构、腰俯上板（2.1）和腰俯下板（2.5），所述腰俯上板（2.1）与所述胸部机构（1）固定连接，所述腰俯驱动机构与所述腰俯传动机构固定连接，所述腰俯传动机构能够带动所述腰俯上板（2.1）运动；/n所述腰部旋转关节包括腰转支撑机构和腰转驱动机构，所述腰转驱动机构与所述腰转支撑机构固定连接，所述腰俯下板（2.5）与所述腰转驱动机构固定连接，所述腰转驱动机构能够带动所述腰部俯仰关节运动；/n所述膝部机构（3）包括膝部俯仰关节，膝部俯仰关节包括膝俯驱动机构、膝俯传动机构、膝俯上板（3.1）和膝俯下板（3.8），所述膝俯下板（3.8）与所述基座（4）固定连接，所述膝俯电机（3.2）与所述膝俯传动机构固定连接，所述膝俯上板（3.1）与所述腰转支撑机构固定连接，所述膝俯传动机构能够带动所述膝俯上板（3.1）运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种服务机器人躯干，其特征在于：从上到下依次包括胸部机构（1）、腰部机构（2）、膝部机构（3）和基座（4），所述腰部机构（2）包括腰部俯仰关节和腰部旋转关节，所述腰部俯仰关节包括腰俯驱动机构、腰俯传动机构、腰俯上板（2.1）和腰俯下板（2.5），所述腰俯上板（2.1）与所述胸部机构（1）固定连接，所述腰俯驱动机构与所述腰俯传动机构固定连接，所述腰俯传动机构能够带动所述腰俯上板（2.1）运动；
所述腰部旋转关节包括腰转支撑机构和腰转驱动机构，所述腰转驱动机构与所述腰转支撑机构固定连接，所述腰俯下板（2.5）与所述腰转驱动机构固定连接，所述腰转驱动机构能够带动所述腰部俯仰关节运动；
所述膝部机构（3）包括膝部俯仰关节，膝部俯仰关节包括膝俯驱动机构、膝俯传动机构、膝俯上板（3.1）和膝俯下板（3.8），所述膝俯下板（3.8）与所述基座（4）固定连接，所述膝俯电机（3.2）与所述膝俯传动机构固定连接，所述膝俯上板（3.1）与所述腰转支撑机构固定连接，所述膝俯传动机构能够带动所述膝俯上板（3.1）运动。


2.根据权利要求1所述的一种服务机器人躯干，其特征在于，所述腰俯传动机构包括腰俯轴端旋转法兰（2.10）和腰俯输出法兰（2.3），所述腰俯驱动机构包括腰俯电机（2.2）、腰俯固定法兰（2.4）、腰俯轴端固定法兰（2.6）、第一深沟球轴承（2.7）、腰俯芯轴（2.8）、第二深沟球轴承（2.9）和腰俯轴端旋转法兰（2.10），所述腰俯下板（2.5）设置所述腰俯固定法兰（2.4）和所述腰俯轴端固定法兰（2.6），所述腰俯上板（2.1）设置所述腰俯输出法兰（2.3）和所述腰俯轴端旋转法兰（2.10），所述腰俯电机（2.2）的谐波减速器刚轮和所述腰俯输出法兰（2.3）固定连接，所述腰俯电机（2.2）的谐波减速器柔轮和所述腰俯固定法兰（2.4）固定连接，所述腰俯芯轴（2.8）穿过所述腰俯轴端固定法兰（2.6）和所述腰俯轴端旋转法兰（2.10），所述腰俯芯轴（2.8）靠近所述腰俯电机（2.2）的一端设置所述第一深沟球轴承（2.7），所述腰俯芯轴（2.8）远离腰俯电机（2.2）的一端设置所述第二深沟球轴承（2.9）。


3.根据权利要求2所述的一种服务机器人躯干，其特征在于，所述腰部俯仰关节还包括腰俯限位结构，所述腰俯轴端旋转法兰（2.10）设置第一腰俯挡块（2.15），所述腰俯轴端固定法兰（2.6）设置第二腰俯挡块（2.16）和第三腰俯挡块（2.17），所述第一腰俯挡块（2.15）、第二腰俯挡块（2.16）和第三腰俯挡块（2.17）相配合能够限制腰部俯仰关节运动。


4.根据权利要求1所述的一种服务机器人躯干，其特征在于，所述腰转驱动机构包括腰转电机（2.11）、腰转支撑机构，所述腰转支撑机构包括腰转固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆敏舟，柏永华，庞风麟，赵鸣晖，徐孝彬，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32