【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体涉及一种大负载工业级人形机器人上半身模块及人形机器人。
技术介绍
1、人形机器人是机器人领域最具前景和吸引力的分支之一，拥有与人类外形相似的结构布局，其能适应更加复杂的地形条件，拥有更加灵活的作业空间以及快速运动能力，能够实现更加复杂的任务，如搬运、精确抓取、接触式检测等细分场景。
2、人形机器人上半身及多传感系统在学习和执行操作任务时其操作技能尤为关键，人形机器人上半身的智能程度高，能够进行双手、眼、大脑的协调操作，同时，其拟人化设计使其能更好的模拟人类真实行为，使其能够适应多种应用场景，如工业场景、家庭场景等。
3、目前市场上有多种人形机器人及上肢组件，基本用于消费及服务领域，双臂负载能力及作业自适应能力均较弱，无法胜任工业大负载或生活中真实作业需求。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种大负载工业级人形机器人上半身模块及人形机器人，通过全新构建的上半身骨架结构和双臂结构，可以实现上半身大负载功能，胜任多场景工作需求。
2、技术方案：本专利技术所述一种大负载工业级人形机器人上半身模块，包括头部、上半身躯体、左手臂和右手臂，方形胸腔上半身躯体的上部转动连接方形胸腔头部，方形胸腔上半身躯体的左右两侧分别转动连接左手臂和右手臂，方形胸腔上半身躯体包括胸腔结构、腰部结构、腰部旋转驱动关节、腰部关节安装件、躯体双目深度相机、相机雷达安装件、360度激光雷达、相机安装件、机器人电池系统；
3、上半身模块包括可转动的头部、左手臂、右手臂以及腰部结构，可以使得机器人上半身模块在多个方向上进行操作，增加了其灵活性和适应性。相机安装件和雷达安装件的设计允许机器人根据需要安装不同的传感器和设备，以适应不同的工业应用。躯体双目深度相机和360度激光雷达的配备，使得机器人能够精确地感知周围环境，进行物体识别、距离测量和避障。通过相机雷达安装件和激光雷达，机器人可以更好地进行导航和定位，提高其在复杂环境中的自主移动能力。
4、进一步地，胸腔结构后侧安装有机器人集成电池；电池通常较重，将其安装在胸腔后侧有助于均匀分布重量，避免因重量集中而导致的不平衡或灵活性降低，同时，将电池组放置在胸腔后侧有助于降低机器人的重心，提高其稳定性，尤其是在进行弯腰或倾斜等动作。
5、进一步地，腰部结构整体为镂空圆柱环结构，使得腰部旋转关节303本体可嵌入其内部，通过内嵌式设计，可以更有效地利用机器人内部空间，使得腰部结构更加紧凑，从而减少整体尺寸和重量，这对于提高机器人的灵活性和减轻能源消耗有积极作用；镂空设计减少了材料的使用，从而减轻了腰部结构的重量，这不仅有助于提高机器人的能效比，还能减少对驱动器的负担，提高其响应速度和寿命；圆柱环结构可以提供良好的支撑和结构强度，同时保持结构的稳定性，这对于承受机器人在运动过程中产生的力和扭矩至关重要。
6、进一步地，胸腔结构包括上部梯形胸腔和下部方形胸腔；方形胸腔上部梯形胸腔包括左手臂安装件、手臂前板、右手臂安装件、手臂后板，上述结构采用隼接加螺栓的连接方式形成一个截面为梯形的胸腔结构。下部方形胸腔包括胸腔架左板、胸腔架前板、胸腔架右板、胸腔架后板、胸腔架上板和胸腔架下板，由上述部件采用隼接加螺栓的连接方式围成一个方形的胸腔结构。手臂前板和胸腔架前板为一体成型的，手臂后板和胸腔架后板为一体成型的。由于胸腔结构采用板材稳定制成，并且通过隼接和螺栓连接，可以提供更高的刚性和强度，在保证负载重量的前提下还能有效的降低了其整体重量以及加工难度。模块化的胸腔结构设计意味着在需要维修或升级个别部件时，可以快速拆卸和更换，无需更换整个结构，这降低了维护成本并提高了机器人的可用性。
7、进一步地，左手臂安装件安装有左手臂，方形胸腔右手臂安装件安装有右手臂，方形胸腔左手臂和右手臂结构一致，呈镜像对称布置。
8、进一步地，头部设置有头部外壳，外壳的内部设置有头部第一安装件、头部第二安装件、头部第三安装件、头部第四安装件、以及头部第一驱动关节、头部第二驱动关节、头部第三驱动关节，还有头部第二安装件前覆盖件、头部第二安装件后覆盖件和头部双目深度相机；方形胸腔头部第一安装件转动连接在方形胸腔上半身躯体上，方形胸腔头部第一安装件朝上转动连接有头部第一驱动关节，方形胸腔头部第一驱动关节上部转动连接有头部第二安装件，方形胸腔头部第二安装件的前侧固定连接有头部第二安装件前覆盖件，方形胸腔头部第二安装件的后侧固定连接有头部第二安装件后覆盖件，方形胸腔头部第二安装件上部转动连接有头部第二驱动关节，方形胸腔头部第二驱动关节上部转动连接有头部第三安装件，方形胸腔头部第三安装件上固定连接有头部第三驱动关节，方形胸腔头部第三驱动关节上转动连接有头部第四安装件，方形胸腔头部第四安装件上固定连接有头部双目深度相机，方形胸腔头部外壳上设置有机器人语音模块。
9、进一步地，左手臂包括与方形胸腔结构连接的左手臂第一驱动关节，方形胸腔左手臂第一驱动关节转动连接有第一安装件的一侧，方形胸腔第一安装件的另一侧转动连接有第二驱动关节的一侧，方形胸腔第二驱动关节的另一侧转动连接有第二安装件的一侧，方形胸腔第二安装件的另一侧转动连接有第三驱动关节的一侧，方形胸腔第三驱动关节的另一侧转动连接有第三安装件的一侧，方形胸腔第三安装件的另一侧转动连接有第四驱动关节的一侧，方形胸腔第四驱动关节的另一侧转动连接有第四安装件的一侧，方形胸腔第四安装件的另一侧转动连接有第五驱动关节的一侧，方形胸腔第五驱动关节的另一侧转动连接有第五安装件的一侧，方形胸腔第五安装件的另一侧转动连接有第六驱动关节的一侧，方形胸腔第六驱动关节的另一侧转动连接有第六安装件的一侧，方形胸腔第六安装件的另一侧转动连接有第七驱动关节。
10、进一步地，第七驱动关节的另一安装侧安装有六维力传感器，方形胸腔六维力传感器的另一侧与末端执行器连接。
11、本专利技术还提供一种人形机器人，包括本专利技术所述的上半身模块。
12、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
13、(1)本专利技术中的上半身模块包括可转动的头部、左手臂、右手臂以及腰部结构，可以使得机器人上半身模块在多个方向上进行操作，增加了其灵活性和适应性；
14、(2)本专利技术中双臂具有14自由度，胸腔及腰部具有2自由度，头部具有3自由度，创造性的将人形机器人的上半身模块形成19自由度，不仅保证了作业强度和灵活度，而且扩大了作业半径；
15、(3)本专利技术设计的胸腔结构采用板材稳定制成，并且通过隼接和螺栓连接，可以提供更高的刚性和强度，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大负载工业级人形机器人上半身模块，包括头部(2)、上半身躯体(3)、左手臂(1)和右手臂(4)，所述上半身躯体(3)的上部转动连接所述头部(2)，所述上半身躯体(3)的左右两侧分别转动连接左手臂(1)和右手臂(4)，其特征在于：所述上半身躯体(3)包括胸腔结构(301)、腰部结构(302)、腰部旋转驱动关节(303)、腰部关节安装件(304)、躯体双目深度相机(305)、相机雷达安装件(306)、360度激光雷达(307)、相机安装件(308)、机器人电池系统(309)；所述胸腔结构(301)的底部转动连接有柱状腰部结构(302)，所述柱状腰部结构(302)的底部固定连接有腰部旋转驱动关节(303)，所述腰部旋转驱动关节(303)的底部固定连接有腰部关节安装件(304)，所述上部梯形胸腔上安装有相机雷达安装件(306)，所述相机雷达安装件(306)上设置有弧形槽口，分别安装有360度激光雷达(307)和相机安装件(308)，所述相机安装件(308)上安装有躯体双目深度相机(305)。
2.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所
3.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述腰部结构(302)整体为镂空圆柱环结构。
4.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述胸腔结构(301)包括上部梯形胸腔和下部方形胸腔；所述上部梯形胸腔包括左手臂安装件(301a)、手臂前板(301i)、右手臂安装件(301h)、手臂后板(301b)；所述下部方形胸腔包括胸腔架左板(301c)、胸腔架前板(301f)、胸腔架右板(301e)、胸腔架后板(301j)、胸腔架上板(301g)和胸腔架下板(301d)；所述手臂前板(301i)和胸腔架前板(301f)为一体成型的，所述手臂后板(301b)和胸腔架后板(301j)为一体成型的。
5.根据权利要求4所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述左手臂安装件(301a)安装有左手臂(1)，所述右手臂安装件(301h)安装有右手臂(4)，所述左手臂(1)和右手臂(4)结构一致，呈镜像对称布置。
6.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述头部(2)设置有头部外壳，外壳的内部设置有头部第一安装件(201)、头部第二安装件(208)、头部第三安装件(203)、头部第四安装件(205)、以及头部第一驱动关节(209)、头部第二驱动关节(207)、头部第三驱动关节(206)，还有头部第二安装件前覆盖件(202)、头部第二安装件后覆盖件(210)和头部双目深度相机(204)；所述头部第一安装件(201)转动连接在所述上半身躯体(3)上，所述头部第一安装件(201)朝上转动连接有头部第一驱动关节(209)，所述头部第一驱动关节(209)上部转动连接有头部第二安装件(208)，所述头部第二安装件(208)的前侧固定连接有头部第二安装件前覆盖件(202)，所述头部第二安装件(208)的后侧固定连接有头部第二安装件后覆盖件(210)，所述头部第二安装件(208)上部转动连接有头部第二驱动关节(207)，所述头部第二驱动关节(207)上部转动连接有头部第三安装件(203)，所述头部第三安装件(203)上固定连接有头部第三驱动关节(206)，所述头部第三驱动关节(206)上转动连接有头部第四安装件(205)，所述头部第四安装件(205)上固定连接有头部双目深度相机(204)，所述头部外壳上设置有机器人语音模块(211)。
7.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述左手臂(1)包括与所述胸腔结构(301)连接的左手臂第一驱动关节(101)，所述左手臂第一驱动关节(101)转动连接有第一安装件(104)的一侧，所述第一安装件(104)的另一侧转动连接有第二驱动关节(105)的一侧，所述第二驱动关节(105)的另一侧转动连接有第二安装件(106)的一侧，所述第二安装件(106)的另一侧转动连接有第三驱动关节(125)的一侧，所述第三驱动关节的另一侧转动连接有第三安装件(108)的一侧，所述第三安装件(108)的另一侧转动连接有第四驱动关节(126)的一侧，所述第四驱动关节(126)的另一侧转动连接有第四安装件(110)的一侧，所述第四安装件(110)的另一侧转动连接有第五驱动关节(130)的一侧，所述第五驱动关节(130)的另一侧转动连接有第五安装件(111)的一侧，所述第五安装件(111)的另一侧转动连接有第六驱...
【技术特征摘要】
1.一种大负载工业级人形机器人上半身模块，包括头部(2)、上半身躯体(3)、左手臂(1)和右手臂(4)，所述上半身躯体(3)的上部转动连接所述头部(2)，所述上半身躯体(3)的左右两侧分别转动连接左手臂(1)和右手臂(4)，其特征在于：所述上半身躯体(3)包括胸腔结构(301)、腰部结构(302)、腰部旋转驱动关节(303)、腰部关节安装件(304)、躯体双目深度相机(305)、相机雷达安装件(306)、360度激光雷达(307)、相机安装件(308)、机器人电池系统(309)；所述胸腔结构(301)的底部转动连接有柱状腰部结构(302)，所述柱状腰部结构(302)的底部固定连接有腰部旋转驱动关节(303)，所述腰部旋转驱动关节(303)的底部固定连接有腰部关节安装件(304)，所述上部梯形胸腔上安装有相机雷达安装件(306)，所述相机雷达安装件(306)上设置有弧形槽口，分别安装有360度激光雷达(307)和相机安装件(308)，所述相机安装件(308)上安装有躯体双目深度相机(305)。
2.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述胸腔结构(301)后侧安装有机器人集成电池(309)。
3.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述腰部结构(302)整体为镂空圆柱环结构。
4.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述胸腔结构(301)包括上部梯形胸腔和下部方形胸腔；所述上部梯形胸腔包括左手臂安装件(301a)、手臂前板(301i)、右手臂安装件(301h)、手臂后板(301b)；所述下部方形胸腔包括胸腔架左板(301c)、胸腔架前板(301f)、胸腔架右板(301e)、胸腔架后板(301j)、胸腔架上板(301g)和胸腔架下板(301d)；所述手臂前板(301i)和胸腔架前板(301f)为一体成型的，所述手臂后板(301b)和胸腔架后板(301j)为一体成型的。
5.根据权利要求4所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述左手臂安装件(301a)安装有左手臂(1)，所述右手臂安装件(301h)安装有右手臂(4)，所述左手臂(1)和右手臂(4)结构一致，呈镜像对称布置。
6.根据权利要求1所述的一种大负载工业级人形机器人上半身模块，其特征在于：所述头部(2)设置有头部外壳，外壳的内部设置有头部第一安装件(201)、头部第二安装件(208)、头部第三安装件(203)、头部第四安装件(205)、以及头部第一驱动关节(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，张志杰，向天伟，刘爽，闵济海，
申请(专利权)人：南京天创电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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