[发明专利]具有自锁结构的机器人及其控制方法

说明书

一种具有自锁结构的机器人及其控制方法，涉及一种机器人及其控制方法，机器人包括具有多自由度的机器人本体、控制系统，机器人本体的四肢具有与人体运动关节一致的机器人运动关节，机器人本体的每个关节电机、头部控制电机和四肢控制电机均采用自锁电机。方法是机器人运行通电后所有电机都处在自锁状态；当主电机正转时，棘爪A关闭、棘爪B打开，当自锁电机的主电机反转时，棘爪A打开、棘爪B关闭，当机器人回零点后，所有电机都自动锁住。本发明可解决机器人通电状态静止不动时受人为掰动关节烧坏电机，或者机器人电机在反转过程中受到反向人为掰动而使电机损坏的问题，具有安全性好、智能化程度高、结构简单、成本低的特点，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种机器人及其控制方法，特别是一种具有自锁结构的机器人及其控制方法。

背景技术

随着工业4.0、人工智能技术、5G通信技术的快速发展，机器人产业得到迅猛发展，尤其是商用、服务、教育机器人的普及已经成为了趋势，市面上随处可见运动机器人、服务机器人、教育机器人、唱歌跳舞机器人、对话机器人等。但是，市场上常见的机器人都存在一系列的缺陷，特别是双足机器人、人形机器人，主要存在以下不足：机器人在通电状态下静止不动，受到人为的来回掰动机器人各个关节，各关节伺服电机一直处在供电状态下，很容易造成伺服电机负载过大而烧坏。或者机器人电机在反转过程中受到反方向人为掰动而使电机烧坏，甚至容易使机器人倒地摔坏。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：提供一种具有自锁结构的机器人及其控制方法，以解决现有机器人存在机器人通电状态静止不动时受人为掰动关节、或者是机器人电机在反转过程中受到反方向人为掰动而烧坏伺服电机的不足之处。

本发明要解决的进一步技术问题是：解决机器人电机在反转过程中受到反方向人为掰动而使机器人倒地摔坏的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种具有自锁结构的机器人，包括具有多自由度的机器人本体、控制系统、机器人电源系统，机器人本体的四肢具有与人体运动关节一致的机器人运动关节，每个机器人运动关节均包括有一个关节电机，机器人本体的机身内分别设置有头部控制电机和四肢控制电机、控制系统、机器人电源系统；每个关节电机、头部控制电机和四肢控制电机均采用自锁电机。

本发明的进一步技术方案是：所述的自锁电机包括电机主动轮、棘轮A、棘爪A、棘爪A电机、第一转动轴、棘爪B电机、棘爪B、棘轮B、电机从动轮、第一齿轮、第二转动轴、第二齿轮、第三齿轮、主电机、第四齿轮、伺服电机驱动模块、电机外壳，其中伺服电机驱动模块的输入端与控制系统的输出端相连，伺服电机驱动模块的输出端分别与主电机、棘爪A电机、棘爪B电机的输入端连接，主电机的输出轴与第三齿轮连接，第三齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮固定在第二转动轴上，第二转动轴的两端还分别固定连接有所述的第一齿轮、第四齿轮，第一齿轮与棘轮A 啮合，第四齿轮与棘轮B 啮合，电机主动轮、棘轮A、棘轮B分别固定在第一转动轴上，电机从动轮固定在电机支架上，棘爪A的一端与棘轮A相配合，棘爪A的另一端固定在棘爪A电机的输出轴上，棘爪B的一端与棘轮B相配合，棘爪B的另一端固定在棘爪B电机的输出轴上。

本发明的再进一步技术方案是：该机器人还包括有保护系统；所述的机器人本体的机身上还设置有用于安装保护系统的U型槽，所述的保护系统包括气囊袋、拉绳、保护电机、真空泵，气囊袋的底端安装在U型槽内，拉绳底端固定在保护电机的输出端，拉绳顶端内置固定在气囊袋顶端，保护电机、真空泵分别安装在U型槽的底部，且保护电机、真空泵的输入端分别与控制系统的输出端连接。

本发明的另一个技术方案是：一种具有自锁结构的机器人控制方法，其特征在于：该方法是机器人本体内的每个关节电机、头部控制电机和四肢控制电机均采用自锁电机，机器人运行通电后所有电机都处在自锁状态；当自锁电机的主电机正转时，棘爪A关闭、棘爪B打开，当自锁电机的主电机反转时，棘爪A打开、棘爪B关闭，防止机器人正反转过程受到人为反方向掰动而使电机烧坏，当机器人回零点后，所有电机都自动锁住，防止机器人关节被人为的掰动而使电机驱动电流过大导致电机驱动烧坏。