[实用新型]一种十自由度自由体操机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种十自由度机器人，特别涉及一种十自由度自由体操机器人。

背景技术

人形机器人的机械结构和控制相对复杂。一个能完成倒立、滚翻、侧翻、劈叉等自由体操动作的人形机器人，最少需要10个电机来控制10个关节，才能保证机器人动作过程中的平稳性和可靠性。由于机器人结构和自由体操动作都比较复杂，其力学分析和运动控制也相对困难。一般在制作自由体操机器人时，在自由度比较少的情况下，机器人部件的可靠性与精简轻巧设计难以同时实现。过多的附件，会引起机器人自重增加，导致其平衡性与稳定性下降，对机器人动作执行的流畅性和平稳性有较大的影响。因此，需要一种十自由度机器人结构，使其在简单的结构和控制前提下可以完成比较复杂的体操动作，并在力学、步态规划和行走控制等方面具有良好的可操作性。发明内容

实用新型公开了一种十自由度自由体操机器人，本实用新型包括头型部件、控制器、肩部电机、肩部U型件、手部电机、手臂架、电池、躯干支架、腰部电机、腰部U型件、回形固定夹件、膝部电机、腿部U型件、U型固定夹件、脚部U型件、脚部电机、直角固定件与底板；其中，头型部件构成机器人头部；肩部电机、肩部U型件构成机器人肩部；手部电机、手臂架构成机器人手部；腰部电机、躯干支架、腰部U型件构成机器人腰部；回型固定夹件，膝部电机、腿部U型件、U型固定夹件构成机器人腿部；脚部U型件、脚部电机、直角固定件、脚底板构成机器人脚部。本实用新型充分利用躯干支架的外形结构达到连接和固定的目的，从而较大程度的简化了机器人的结构和重量。头部通过头型部件弯折的两个伸长端与肩部电机采用螺纹连接，肩部电机扭力输出轴外侧端与肩部U型件连接，并使得肩部电机扭力输出轴方向与机器人前进方向垂直；手部的手部电机通过螺纹连接固定在手臂架上，并与肩部U型件连接；腰部电机通过躯干支架底面上折的两个伸长端采用螺纹连接固定在躯干支架上，其扭力输出轴方向与机器人前进方向一致，并各与一腰部U型件连接；膝部电机通过十字固定的回型固定夹件和U型固定夹件与腰部U型件连接，其扭力输出轴方向与机器人前进方向垂直；脚部电机通过脚部U型件与腿部U型件连接，通过直角固定件固定在脚底板上，其扭力输出轴方向与机器人前进方向一致。肩部电机和手部电机配合实现机器人手部在前进平面内的旋转和竖直平面内的摆动；腰部电机和膝部电机的配合实现腿部在竖直平面内的左右摆动和在前进平面内的前后摆动；脚部电机实现脚底板在竖直平面内的旋转；控制器放置在头型部件内；电池放置在躯干支架内。所述躯干支架成矩形筒状，且没有前面和左右两侧面，上面左右两侧上折的两个伸长端固定肩部电机，底面前端上折的两个伸长端固定肩部电机，后面钻有两个孔，保证肩部电机扭力输出轴可以伸出，并不产生干涉；所述脚底板采用矩形铝合金板；所述电机为双轴舵机。本实用新型靠重心的左右移动实现前进，即脚部电机扭力输出轴方向与机器人前进方向平行，其结构简单，控制方便，能顺利完成倒立、滚翻、侧翻、劈叉等自由体操动作，且力学分析以及运动控制相对简单。

附图说明

图1为一种十自由度自由体操机器人的结构剖视图

附图标记表

1、头型部件  2、电机控制器  3、肩部电机  4、肩部U型件  5、手部电机  6、手臂架

7、电池  8、躯干支架  9、腰部电机  10、腰部U型件  11、回形固定夹件

12、膝部电机13、腿部U型件  14、U型固定夹件  15、脚部U型件  16、脚部电机

17、直角固定件  18、脚底板 

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。

具体实施方式