[發明專利]一種高級仿人舞蹈機器人

有效

• 申請號: 201610326701.3
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105881550B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 洪炳镕;劉沅秩;張彤;倪志達;王鵬;侯宗昇;弓一健
• 申請（專利權）人: 洪炳镕
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 劉景祥

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種高級仿人舞蹈機器人。

背景技術

長期以來機器人技術主要用在生產過程自動化，為提高生產效率和加工精密而發展起來的，這類機器人統稱為工業機器人。與此同時發展起來的另一類機器人就是仿人機器人(Humanoid Robot)，這種機器人雖然發展的比較晚，但由于其長相和人類相似，如具有雙臂、雙腿、軀體及頭部，同時還具備人工智能，能夠在家庭可以完成各種各樣的服務，如清掃、娛樂、保姆、家庭安保等事情，將成為人類伙伴，改變人類生活方式。在2012年，一批舞蹈機器人首次在中央電視臺主持的“春晚”上登臺表演成功。隨后機器人舞蹈在中央電視臺以及各地方電視臺陸續演出二十多場次，從而逐步形成了本發明人提出的機器人文化藝術新研究領域。

如今舞蹈機器人大多是在韓國制造的MF型仿人機器人上用程序設計方法實現的，但是這種舞蹈機器人價格昂貴，雖然有17個自由度(關節)，但由于缺乏重要的腰關節與腳尖關節而無法完成復雜而高難度舞蹈動作。而原仿人舞蹈機器人(Ⅰ型機，專利授權號為CN 203612098 U)也存在如下不足：第一，其由于驅動舵機與U型連接器舵盤之間接觸面積小，肩部關節會出現運動不穩固、晃動現象，從而縮短工作壽命短問題；第二，只有一個遙控器，為工作帶來不便；第三，舞蹈程序的編制比較落后，需采用手工方法逐個編制，逐個調試；第四，雖然增加了腰關節，但由于無腳尖關節而不能跳像芭蕾那樣的旋轉動作，其工作效率很低。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種高級仿人舞蹈機器人，其腰部與腳部關節設計，使機器人在完成一些復雜的舞蹈動作的同時，還能保證其動作的穩定性與協調性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案予以解決。

一種高級仿人舞蹈機器人，包括頭部、軀體、上肢、下肢，全身共20個關節；所述頭部通過3D打印技術制備，其內部掏空，并連接在頭部連接架上；所述軀體中間設有腰關節，所述腰關節連接胸部結構和臀部結構；所述上肢分布在軀體的兩側面，并在雙臂U型連接架與雙臂驅動舵機軸之間安裝安全墊片；所述下肢下端設有腳尖關節，所述腳尖關節連接腿部和腳板。

所述腰關節設有交叉滾子軸承，并在腰關節舵盤與胸板中間加入連接軸，將所述連接軸插入所述交叉滾子軸承里面且壓在腰關節舵機軸上，軸承支座位于臀部外殼上。

所述腳尖關節上設有U型連接件，所述U型連接件下方連接腳尖關節舵盤，將所述腳尖關節舵盤插入腳尖驅動舵機軸上，平面推力球軸承位于所述腳尖關節舵盤與支架中間，使全身重量通過所述軸承壓在所述支架上，所述支架位于所述腳板上。

所述高級仿人舞蹈機器人的運行主要通過主控系統、電量顯示系統、陀螺傳感器系統完成。

所述主控系統包括遙控器模塊、手機控制模塊和語音識別模塊，所述遙控器模塊包含手柄，所述手機控制模塊包含智能手機，所述語音識別模塊是將人的聲音通過麥克風傳入計算機并識別出相應的音頻信號，這些輸入裝置的輸入信息通過Arduino USB單片機的藍牙系統進入到計算機。這些功能模塊的作用是使本舞蹈機器人通過手機隨時隨地聯系，增強了人—機交互能力，同時可通過人的自然語言直接溝通，為未來機器人真正進入千家萬戶提供關健技術。

本發明的一種高級仿人形舞蹈機器人，具有以下有益效果：

(1)在原來的小型仿人機器人(簡稱MF型機)上安裝腰關節與腳尖關節，使機器人不但能跳起基本的舞蹈動作，而且還能跳起交際舞與芭蕾舞等動作復雜且具藝術性的舞蹈；

(2)由于全部采用國產零部件，機器人成本不到3000元，遠低于韓國進口的機器人1.0-1.5萬，能滿足一般客戶的需求，為今后機器人的普及與維修帶來極大的便利；

(3)設計一個安全墊片，使得機器人結構牢靠，使機器人工作壽命比原型機增加2-3倍時間；

(4)采用新的TR007型單片計算機通過藍牙通信能通過手機或聲音識別模塊控制機器人動作，有助于實現人—機交互的人性化。

附圖說明

以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是高級仿人舞蹈機器人總裝配圖的主視圖；

圖2是高級仿人舞蹈機器人總裝配圖的正視圖；

圖3是高級仿人舞蹈機器人總裝配圖的后視圖；

圖4是高級仿人舞蹈機器人腰關節結構剖面圖；

圖5是高級仿人舞蹈機器人腳尖關節結構剖面圖；

圖6是高級仿人舞蹈機器人主控系統框圖；