[发明专利]一种基于气缸的仿人型机器人系统

说明书

本发明公开一种基于气缸的仿人型机器人系统，以气缸作为驱动元件模拟人的躯干关节以及四肢运动，具有完全模拟人运动的功能。所述的基于气缸仿人型机器人主要由直线运动气缸、摆动气缸、椎骨、固定板、股骨、腓骨、脚、气爪等组成，具有38个自由度。其中模拟的躯干关节具有6个自由度，模拟下肢的髋关节、膝关节、踝关节分别具有3、3、3个自由度，模拟上肢的肩关节、肘关节、腕关节分别具有4、1、2个自由度。本发明专利以气缸驱动，具有清洁、结构紧凑、防爆性能好的特点，可用于工位零件抓取与搬运、展会展览、迎宾等领域。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种基于气缸的仿人型机器人系统。

背景技术

目前以电机作为动力源的仿人机器人已经相对成熟，气缸以清洁的气源作为介质，具有较大的运动空间，并且气缸已经在工业领域得到广泛的运用，气缸又分为直线型运动气缸和旋转型运动气缸，均可以驱动机器人关节运动，在机器人领域必将具有较为广阔的应用前景。目前气缸驱动的仿人型机器人研究基本处于空白状态，除中国专利201711099824.9提出基于气缸的仿人型机器人，但是一些关节的运动自由度较少。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种基于气缸的仿人型机器人系统，本发明清洁、结构紧凑、防爆性能好等。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于气缸的仿人型机器人系统，该机器人系统包括上肢、躯干和下肢，所述的上肢、下肢分别与所述的躯干相连；

所述的躯干包括腰关节第一层板、椎骨一、腰关节第二层板、椎骨二、椎骨三、椎骨四、椎骨五、腰关节第三层板、椎骨六、骨盆、气缸十一、气缸十三、气缸十六、气缸十七、气缸十、气缸十二、气缸十四、气缸十五，所述的腰关节第一层板与椎骨一的一端可转动连接，椎骨一的另一端与腰关节第二层板固定连接，腰关节第二层板、椎骨二、椎骨三、椎骨四、椎骨五依次可转动连接，椎骨五的下端与腰关节第三层板的上表面固定连接，椎骨六的两端分别与腰关节第三层板的下表面、骨盆可转动连接；气缸十一、气缸十三、气缸十六、气缸十七的两端分别与骨盆、腰关节第二层板可转动连接；气缸十、气缸十二、气缸十四、气缸十五的两端分别与腰关节第一层板、腰关节第三层板可转动连接；

所述的上肢包括上肢支撑件以及对称连接在所述的上肢支撑件两侧的左上肢和右上肢，左上肢和右上肢结构相同，所述的左上肢包括上肢连接件、手臂连接件一、摆动气缸一、手臂连接件二、摆动气缸二、手臂连接件三、摆动气缸三、手臂连接件四、气爪、气缸十八、气缸十九，所述的上肢连接件一端与上肢支撑件固定连接，另一端与手臂连接件一可转动连接，摆动气缸一的底座与手臂连接件一固定连接，摆动气缸一的转动轴与手臂连接件二固定连接，摆动气缸二的底座与手臂连接件二固定连接，其转动轴与手臂连接件三固定连接，摆动气缸三的底座与手臂连接件三固定连接，其转动轴与手臂连接件四固定连接，气缸十八、气缸十九的一端均固定在手臂连接件一的下端，另一端均与所述的腰关节第一层板可转动连接；

所述的下肢包括左下肢和右下肢，所述的左下肢和右下肢结构相同，且左右对称分布，所述的左下肢包括股骨第一段、气缸一、气缸二、气缸三、髋关节气缸连接板、股骨第二段、气缸四、气缸五、气缸六、膝关节气缸连接板、腓骨、气缸七、气缸八、气缸九、脚，所述的股骨第一段一端与骨盆可转动连接，另一端与髋关节气缸连接板固定连接，股骨第二段的一端与髋关节气缸连接板固定连接，另一端与膝关节气缸连接板可转动连接，腓骨一端与膝关节气缸连接板固定连接，另一端与脚可转动连接；气缸一、气缸二、气缸三两端分别与骨盆、髋关节气缸连接板可转动连接；气缸四、气缸五、气缸六两端分别与髋关节气缸连接板、膝关节气缸连接板可转动连接；气缸七、气缸八、气缸九两端分别与膝关节气缸连接板、脚可转动连接。

优选地，所述的手臂连接件一为U形。

优选地，骨盆、椎骨一、椎骨二、椎骨三、椎骨四、椎骨五、椎骨六由塑料制成或由金属D打印制成。

优选地，所述的气缸可采用液压缸或电缸代替。