【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人形机器人，特别是涉及一种模块化头部总成和具有该模块化头部总成的人形机器人。
技术介绍
1、目前，人形机器人由于在面对复杂地形时仍具有良好机动性，因此近些年来人形机器人的研发得到了越来越多的重视。在人形机器人模仿人体的外形和运动姿态中，人形机器人需要使用头部视觉摄像头进行辅助视觉定位，那么人形机器人的头部模块的结构设计尤其重要。
2、现有技术中的头部通常通过内部骨架连接各处电机，之后再安装包覆外壳，头部外壳沿单一方向连接，连接不够稳定，还存在装配程序复杂、测试调配替换反复、位置采样不准确和成本增加的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种模块化头部总成和具有该模块化头部总成的人形机器人。
2、为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种模块化头部总成，包括：
4、头部外壳，包括顶壳、头壳以及颈部壳体，所述顶壳、头壳和颈部壳体依次对接形成中空的头部外壳；
5、头部总成，固定设置在所述头部外壳内；
6、其中，所述顶壳与所述头壳对接后，所述顶壳与所述头壳之间形成第一对接面和第二对接面，且所述第一对接面与所述第二对接面之间的夹角大于或等于90°；所述头壳与所述颈部外壳对接后，所述头壳与所述颈部外壳之间形成第三对接面和第四对接面，且所述第一对接面与所述第二对接面之间的夹角大于或等于90°
7、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方
8、所述顶壳与所述头壳对接后，所述第一开口部与所述第二开口部之间的对接间隙位于所述第一环状凸缘的外侧，所述头壳与所述颈部壳体对接后，所述第三开口部与所述第四开口部之间的对接间隙位于所述第二环状凸缘的外侧。
9、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述头部总成包括固定安装在所述头部外壳内的安装座、固定安装在安装座上的立柱、固定安装在立柱上的第一安装架以及设置在第一安装架上的视觉摄像头组件；
10、所述头壳的一侧设置为面部，且所述面部开设有放置槽，所述视觉摄像头组件的端部位于所述放置槽内。
11、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述立柱的外侧同轴固定安装有传动齿轮，所述安装座上转动安装有磁编码齿轮，且所述磁编码齿轮与所述传动齿轮相啮合。
12、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述第一安装架的上端铰接有第二安装架，且所述第二安装架与所述第一安装架之间的铰接轴沿水平方向延伸，所述视觉摄像头组件固定安装在所述第二安装架上，所述第一安装架内设置有用于驱动所述第二安装架绕铰接轴翻转的翻转驱动组件；
13、所述翻转驱动组件包括固定安装在所述第一安装架内的伺服电机、与伺服电机驱动连接的传动盘、固定设置在传动盘上的第一铰接部、固定设置在第二安装架下端的第二铰接部以及传动杆；所述传动盘的轴线沿水平方向延伸，所述第一铰接部位于所述传动盘的非圆心位置，所述传动杆的一端与所述第一铰接部铰接，所述传动杆的另一端与所述第二铰接部铰接。
14、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述第二安装架与所述第一安装架之间的铰接轴上设置有用于检测自身旋转角度的磁编转轴读数装置。
15、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述第二安装架上固定安装有支撑架，所述视觉摄像头组件固定安装在所述支撑架上，且所述视觉摄像头组件的拍摄方向与所述第二安装架所在平面之间的夹角为锐角。
16、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述安装座固定安装在所述颈部壳体的下端，所述安装座由位于所述头部外壳外的驱动装置驱动，并绕立柱的轴线旋转。
17、作为本专利技术所述模块化头部总成的一种优选方案，其中：所述颈部壳体包括颈部胶皮，所述颈部胶皮远离所述头壳面部的一侧和/或朝向所述头壳面部的一侧开设有若干个形变槽，若干个所述形变槽沿竖直方向依次布设。
18、本专利技术还提供了一种人形机器人，包括上述任一项所述的模块化头部总成。
19、本专利技术的有益效果是：
20、（1）本专利技术通过在顶壳与头壳之间以及头壳与颈部外壳之间均形成两个不同方向的连接面，不仅增加了相邻两个壳体之间的接触面积，提高了壳体之间的连接稳定性，而且避免了沿单一方向连接而导致的连接稳定性较差的问题。
21、（2）本专利技术在颈部胶皮远离头壳面部的一侧和/或朝向头壳面部的一侧开设有若干个形变槽，这些形变槽用于对头部总成俯仰转动时的形变进行形体伸缩释放。
22、（3）本专利技术通过位于头部外壳外的驱动装置驱动安装座绕立柱的轴线旋转，从而带动头部总成和头部外壳同步左右旋转，实现人形机器人头部总成左右转头的动作。同时，在安装座上转动安装有磁编码齿轮，且该磁编码齿轮与传动齿轮相啮合。立柱在旋转时会带动传动齿轮同步旋转，并带动磁编码齿轮同步旋转，进而实现头部总成的转动反馈，使模块化头部总成位置采样准确度更高。
23、（4）本专利技术通过翻转驱动组件带动第二安装架绕铰接轴上下摆动，带动头壳上下摆动，进而带动整个头部外壳上下摆动，实现人形机器人头部总成抬头和低头的动作。同时，在第二安装架与第一安装架之间的铰接轴上设置有用于检测自身旋转角度的磁编转轴读数装置。该磁编转轴读数装置可检测该铰接轴的旋转角度，从而精确获取人形机器人头部总成的俯仰角度。
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1.一种模块化头部总成，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的模块化头部总成，其特征在于：所述第二开口部设置有向外突出的第一环状凸缘(125)，所述第三开口部设置有向外突出的第二环状凸缘(126)；
3.根据权利要求1所述的模块化头部总成，其特征在于：所述头部总成(200)包括固定安装在所述头部外壳(100)内的安装座(210)、固定安装在安装座(210)上的立柱(220)、固定安装在立柱(220)上的第一安装架(230)以及设置在第一安装架(230)上的视觉摄像头组件(240)；
4.根据权利要求3所述的模块化头部总成，其特征在于：所述立柱(220)的外侧同轴固定安装有传动齿轮(221)，所述安装座(210)上转动安装有磁编码齿轮(211)，且所述磁编码齿轮(211)与所述传动齿轮(221)相啮合。
5.根据权利要求3所述的模块化头部总成，其特征在于：所述第一安装架(230)的上端铰接有第二安装架(250)，且所述第二安装架(250)与所述第一安装架(230)之间的铰接轴沿水平方向延伸，所述视觉摄像头组件(240)固定安装在
6.根据权利要求5所述的模块化头部总成，其特征在于：所述第二安装架(250)与所述第一安装架(230)之间的铰接轴上设置有用于检测自身旋转角度的磁编转轴读数装置(290)。
7.根据权利要求5所述的模块化头部总成，其特征在于：所述第二安装架(250)上固定安装有支撑架(252)，所述视觉摄像头组件(240)固定安装在所述支撑架(252)上，且所述视觉摄像头组件(240)的拍摄方向与所述第二安装架(250)所在平面之间的夹角为锐角。
8.根据权利要求3所述的模块化头部总成其特征在于：所述安装座(210)固定安装在所述颈部壳体的下端，所述安装座(210)由位于所述头部外壳(100)外的驱动装置驱动，并绕立柱(220)的轴线旋转。
9.根据权利要求1所述的模块化头部总成，其特征在于：所述颈部壳体包括颈部胶皮，所述颈部胶皮远离所述头壳(120)面部的一侧和/或朝向所述头壳(120)面部的一侧开设有若干个形变槽(133)，若干个所述形变槽(133)沿竖直方向依次布设。
10.一种人形机器人，其特征在于：包括权利要求1~9任一项所述的模块化头部总成。
...【技术特征摘要】
1.一种模块化头部总成，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的模块化头部总成，其特征在于：所述第二开口部设置有向外突出的第一环状凸缘(125)，所述第三开口部设置有向外突出的第二环状凸缘(126)；
3.根据权利要求1所述的模块化头部总成，其特征在于：所述头部总成(200)包括固定安装在所述头部外壳(100)内的安装座(210)、固定安装在安装座(210)上的立柱(220)、固定安装在立柱(220)上的第一安装架(230)以及设置在第一安装架(230)上的视觉摄像头组件(240)；
4.根据权利要求3所述的模块化头部总成，其特征在于：所述立柱(220)的外侧同轴固定安装有传动齿轮(221)，所述安装座(210)上转动安装有磁编码齿轮(211)，且所述磁编码齿轮(211)与所述传动齿轮(221)相啮合。
5.根据权利要求3所述的模块化头部总成，其特征在于：所述第一安装架(230)的上端铰接有第二安装架(250)，且所述第二安装架(250)与所述第一安装架(230)之间的铰接轴沿水平方向延伸，所述视觉摄像头组件(240)固定安装在所述第二安装架(250)上，所述第一安装架(230)内设置有用于驱动所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卞林祥，臧家炜，孙天宇，王啟俊，李远平，
申请(专利权)人：南京埃斯顿酷卓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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