一种五自由度联合动作机构制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，特别涉及一种五自由度联合动作机构

【技术实现步骤摘要】
一种五自由度联合动作机构


[0001]本专利技术属于机器人
，特别涉及一种五自由度联合动作机构
。

技术介绍

[0002]随着机器人技术的日益成熟，尤其是在仿人机器人领域的运动控制
、
语音语义识别
、
图像识别
、
智能交互等技术的开发应用，使仿人形机器人可以做的更加逼真形象，同时也越发凸显出仿人服务型机器人未来市场的前景广阔，仿人机器人的头部需要完成转头
、
点头
、
张嘴闭嘴
、
眼珠的转动和眨眼等一系列动作
。
[0003]专利申请号为
CN202220048539.4
的专利共开了一种机器人头颈部机构及机器人，包括：脖子电机组
、
脖子电机末端输出
、
脖子拉杆壳
、
脖子俯仰座
、
脖子第一舵盘
、
脖子拉杆以及脖子第二舵盘；脖子拉杆壳上转动安装脖子第一舵盘和脖子第二舵盘；脖子拉杆一端转动连接脖子第一舵盘，脖子拉杆另一端转动连接脖子第二舵盘；脖子拉杆壳上安装脖子俯仰座，脖子俯仰座固定连接脖子第一舵盘；脖子电机组包括：脖子第一电机和脖子第二电机；脖子第一电机安装在脖子拉杆壳上并传动连接脖子第二舵盘；脖子第二电机安装在脖子俯仰座上并传动连接脖子电机末端输出，脖子电机末端输出转动安装在脖子俯仰座上
。
本装置通过脖子并联拉杆结构避免颈部长度过长，方便走线，防止电线磨损
。
[0004]但是，上述装置仅能进行前后俯仰动作和左右摆动动作，并且该装置未区分头部动作和颈部动作，对人体头颈部的动作的仿真度较低
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种五自由度联合动作机构
。
[0006]本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种五自由度联合动作机构，包括连接于身体基座上的十字关节，十字关节的输出端的两侧分别连接有一个颈部驱动机构，颈部驱动机构的另一端安装于身体基座上，两个颈部驱动机构用于驱动颈部摆动或俯仰动作；所述十字关节的输出端上还连接有头部摆动机构，头部摆动机构的输出端连接有头部俯仰机构，头部俯仰机构的输出端连接有头部扭动机构
。
[0008]本专利技术的两个颈部驱动机构同向驱动时，十字关节的输出端前后俯仰动作，模拟人体颈部连同头部前倾或后仰
。
两个颈部驱动机构反向驱动时，十字关节的输出端左右摆动，模拟人体颈部连同头部左右摆动
。
头部摆动机构驱动头部俯仰机构左右摆动时，模拟人体头部左右摆动
。
头部俯仰机构驱动头部扭动机构前后俯仰动作，模拟人体头部点头或仰头
。
头部扭动机构驱动头部模型扭转，模拟人体头部扭转
。
[0009]本专利技术可模拟人体头颈部五个自由度的运动，完成头颈部姿态控制，提高仿真性
。
特别是，头部摆动机构驱动头部俯仰机构左右摆动，可模拟新疆舞中头部左右摆动但脖子不动的动作
。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述十字关节包括十字转轴
、
固定于身体基座上的固定轴承座和作为输出端且与头部摆动机构固定的转动轴承座，十字转轴包括两根相互垂直且相对固定的转动轴，十字转轴的其中一根转动轴与固定轴承座转动连接，十字转轴的另一根转动轴与转动轴承座转动连接，两个颈部驱动机构分别连接于转动轴承座位于转动轴的两侧的区域
。
[0011]固定轴承座与转动轴承座通过十字转轴转动连接，则转动轴承座能相对于固定轴承座前后俯仰动作
、
左右摆动或二者的复合运动
。
当两个颈部驱动机构同向驱动
、
输出转速相同且输出端高度位置相同时，转动轴承座相对于固定轴承座前后俯仰动作
。
当两个颈部驱动机构反向驱动
、
输出端转速相同且输出端高度位置始终相同时，转动轴承座相对于固定轴承座左右摆动
。
其余驱动状态下，转动轴承座可相对于固定轴承座做前后俯仰和左右摆动的复合运动
。
[0012]作为本专利技术的优选方案，两个颈部驱动机构相对于转动轴承座对称设置
。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述颈部驱动机构包括颈部驱动减速电机，颈部驱动减速电机安装于身体基座上，颈部驱动减速电机的输出法兰的外圈转动连接有颈部驱动连杆，颈部驱动连杆的另一端连接有十字转动接头，十字转动接头的另一端与十字关节的输出端连接
。
[0014]颈部驱动减速电机的输出法兰带动颈部驱动连杆动作，颈部驱动连杆通过十字转接头带动十字关节的转动轴承座动作，模拟人体颈部连同头部前后俯仰动作或左右摆动或二者的复合运动
。
十字转动连接头能适应颈部驱动连杆的位置变化，避免运动干涉，保证动力准确传递
。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述十字转动接头包括转动叉，转动叉转动连接有中间转动头，中间转动头转动连接有固定头，固定头与十字关节的输出端固定，转动叉与中间转动头之间的转轴
、
中间转动头与固定头之间的转轴相互垂直
。
转动叉随颈部驱动连杆一起动作，转动叉驱动中间转动头动作，中间转动头带动固定头动作
。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述颈部驱动减速电机的输出法兰的外圈通过鱼眼轴承与颈部驱动连杆连接
。
鱼眼轴承能适应颈部驱动连杆相对于颈部驱动减速电机的位置变化，避免发生运动干涉
。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述头部摆动机构包括头部摆动减速电机，头部摆动减速电机固定于十字关节的输出端上，头部摆动减速电机的输出法兰的外圈转动连接有摆动杆，头部驱动减速电机的壳体上固定有摆动支架，头部俯仰机构的壳体与摆动支架转动连接，摆动杆的另一端与头部俯仰机构的壳体转动连接，头部俯仰机构上的摆动支架连接位置与摆动杆连接位置错开
。
头部摆动减速电机的输出法兰带动摆动杆动作，摆动杆拉动头部俯仰机构前后转动，模拟人体头部前后俯仰动作，即模拟新疆舞中头部左右摆动但脖子不动的动作
。
[0018]作为本专利技术的优选方案，所述头部俯仰机构包括头部俯仰减速电机，头部俯仰减速电机的壳体与头部摆动机构的输出端连接，头部俯仰减速电机的输出法兰上连接有俯仰支架，头部扭动机构与俯仰支架连接
。
头部俯仰减速电机的输出法兰带动俯仰支架前后转动，模拟人体头部的点头或仰头动作
。
[0019]作为本专利技术的优选方案，所述头部扭动机构包括头部扭动减速电机，头部扭动减
速电机的输出法兰与头部俯仰机构的输出端连接
。
头部扭动减速电机的壳体相对于其输出法兰转动时，头部扭动减速电机带动头部模型扭转
。
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种五自由度联合动作机构，其特征在于：包括连接于身体基座上的十字关节
(1)
，十字关节
(1)
的输出端的两侧分别连接有一个颈部驱动机构
(2)
，颈部驱动机构
(2)
的另一端安装于身体基座上，两个颈部驱动机构
(2)
用于驱动颈部摆动或俯仰动作；所述十字关节
(1)
的输出端上还连接有头部摆动机构
(3)
，头部摆动机构
(3)
的输出端连接有头部俯仰机构
(4)
，头部俯仰机构
(4)
的输出端连接有头部扭动机构
(5)。2.
根据权利要求1所述的一种五自由度联合动作机构，其特征在于：所述十字关节
(1)
包括十字转轴
(11)、
固定于身体基座上的固定轴承座
(12)
和作为输出端且与头部摆动机构
(3)
固定的转动轴承座
(13)
，十字转轴
(11)
包括两根相互垂直且相对固定的转动轴，十字转轴
(11)
的其中一根转动轴与固定轴承座
(12)
转动连接，十字转轴
(11)
的另一根转动轴与转动轴承座
(13)
转动连接，两个颈部驱动机构
(2)
分别连接于转动轴承座
(13)
位于转动轴的两侧的区域
。3.
根据权利要求2所述的一种五自由度联合动作机构，其特征在于：两个颈部驱动机构
(2)
相对于转动轴承座
(13)
对称设置
。4.
根据权利要求1所述的一种五自由度联合动作机构，其特征在于：所述颈部驱动机构
(2)
包括颈部驱动减速电机
(21)
，颈部驱动减速电机
(21)
安装于身体基座上，颈部驱动减速电机
(21)
的输出法兰
(a8)
的外圈转动连接有颈部驱动连杆
(22)
，颈部驱动连杆
(22)
的另一端连接有十字转动接头
(23)
，十字转动接头
(23)
的另一端与十字关节
(1)
的输出端连接
。5.
根据权利要求4所述的一种五自由度联合动作机构，其特征在于：所述十字转动接头
(23)
包括转动叉
(231)
，转动叉
(231)
转动连接有中间转动头
(232)
，中间转动头
(232)
转动连接有固定头
(233)
，固定头
(233)
与十字关节
(1)
的输出端固定，转动叉...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡天链，
申请(专利权)人：四川福德机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：