[实用新型]一种仿人型舞蹈机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人制造技术领域，涉及一种仿人型舞蹈机器人。

背景技术

目前仿人型机器人一般未解决运动规划算法和动力学问题以及未解决关键部位如腰部与颈部的自由度问题，不但不能稳定行走，而且还不能完成包含各种复杂运动的舞蹈动作。不但如此，为了降低价格而采用国产化零部件来设计仿人机器人，就由于零点调整和平衡问题很难实现仿人机器人的基本动作，当然更不能实现舞蹈动作。仿人机器人的最大特点是其结构如同人类由双臂、双腿、躯体、头部四大部位组成，而每部位都通过若干个关节运动来实现各种复杂运动。现有机器人大部分是在每个臂和腿上设置了3至5个关节来实现各种运动。但由于机器人的稳定性问题至今在腰部和颈部上都不敢设置关节，从而使现有机器人像残疾人似的无法实现各种复杂动作。另外，从运动控制角度考虑，每增加一个关节就必须增加驱动关节用的电机及其配套的驱动电路，而这个电机对机器人来说不但增加体积，而且还增加重量，使机器人运动时失去平衡而倒下去，这就需要克服由于增加体积和重量所带来的不平衡问题。现在仿人型机器人存在的问题是，由于头部、腰部、胯部都连成刚性结构，不存在腰关节与颈关节，使机器人像残疾人似地不能完成腰部动作与颈部动作而无法实现各种美丽的舞蹈动作。

仿人机器人中自由度问题是很重要的关键技术之一，这是因为自由度决定机器人的动作的稳定性和动作灵活性。它涉及到机器人的运动学与动力学。自由度可以理解为人的一个关节，它决定人的各部位运动方向和坐标。人类大概有78个关节，机器人的自由度越多，机器人运动能力越接近于人类，越像一个真正的人。而我们的跳舞机器人的自由度受到机器人价格、体积及技术与具体用途等的限制，一般16个左右。

针对这些问题，本方案是通过增加腰关节与颈关节使机器人增强各种运动能力，从而实现各种跳舞动作，但随即而来的问题是由于增加了腰关节和颈部关节使机器人失去平衡、稳定性被破坏，因此如何通过运动规划算法和机器人ZMP零点调整算法，使机器人在做各种腰部转弯动作与颈部动作时仍然保持稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在提供一种仿人形舞蹈机器人。

本实用新型所采用的技术方案是包括头部，头部与躯体连接，躯体通过肩部关节模块连接臂部，躯体通过胯部关节模块连接腿部，躯体与胯部关节模块之间还连接有可以活动的腰部关节，头部与躯体之间还连接有可以活动的颈部关节。

本实用新型的特点还在于腰部关节由腰部轴承和腰部舵机组成，躯体通过腰部轴承与腰部舵机活动相连，腰部舵机固定安装在胯部关节模块内；头部由头部舵机构成，颈部关节由颈部舵机构成，头部舵机通过头部连接器与颈部舵机活动相连。胯部关节模块包括安装在一个水平面上的左胯部舵机和右胯部舵机，腿部包括安装在一个水平面上的左腿部舵机和右腿部舵机，左胯部舵机活动连接左边第一U型连接器，左边第一U型连接器与左边第二U型连接器十字交叉型状固定连接，左边第二U型连接器活动连接左腿部舵机；右胯部舵机活动连接右边第一U型连接器，右边第一U型连接器与右边第二U型连接器十字交叉型状固定连接，右边第二U型连接器活动连接右腿部舵机。

本实用新型的有益效果是在机器人身上增加了腰部关节与颈部关节，使机器人在稳定条件下能完成各种复杂动作。

附图说明

图1是本实用新型一种仿人形舞蹈机器人的腰部结构示意图；

图2是本实用新型一种仿人形舞蹈机器人的颈部结构示意图；

图3是本实用新型一种仿人形舞蹈机器人的胯部结构示意图。

图中，1.头部连接器，2.躯体，3.胯部关节模块，4.头部舵机，5.颈部舵机，6.腰部轴承，7.腰部舵机，8.左胯部舵机，9.右胯部舵机，10.左边第一U型连接器，11.左边第二U型连接器，12.右边第一U型连接器，13.右边第二U型连接器，14.左腿部舵机，15.右腿部舵机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。