[發(fā)明專利]機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610485517.3
• 申請(qǐng)日: 2016-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN107538496B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬壯;劉曉帆;李學(xué)威;王禹;歐陽(yáng)國(guó)帥;朱洪彪;趙鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、頭部俯仰電機(jī)、頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)、俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、俯仰軸，以及頭部安裝法蘭；頭部俯仰電機(jī)及頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)呈上下正交垂直設(shè)置，均固定設(shè)置于機(jī)架上；俯仰軸與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與頭部俯仰電機(jī)及俯仰軸連接，所述頭部俯仰電機(jī)通過(guò)所述俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳送至所述俯仰軸，使俯仰軸相對(duì)于機(jī)架進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)及頭部安裝法蘭連接，頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)相對(duì)于頭部安裝法蘭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的頭部機(jī)構(gòu)完全模塊化設(shè)計(jì)，采用頭部安裝法蘭，接口統(tǒng)一，互換性增強(qiáng)的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

靈活的頭部機(jī)構(gòu)是機(jī)器人(服務(wù)機(jī)器人等)的重要組成部分，對(duì)外界人和其他事物的識(shí)別與認(rèn)知并作出相應(yīng)的反應(yīng)均通過(guò)機(jī)器人的頭部機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，作為機(jī)器人與環(huán)境相互作用的重要環(huán)節(jié)，服務(wù)機(jī)器人的靈活性及智能化會(huì)直接影響機(jī)器人的可操作能力與應(yīng)用范圍。安裝帶有雙自由度頭部的智能型服務(wù)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)與人的交流溝通，并通過(guò)頭部的點(diǎn)頭、搖頭等動(dòng)作對(duì)與外界事物之間的溝通作出反應(yīng)，此外，機(jī)器人頭部機(jī)構(gòu)在機(jī)器人視覺(jué)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，除了能夠擴(kuò)大機(jī)器人的視覺(jué)范圍外，還能通過(guò)調(diào)整頭部的運(yùn)動(dòng)配合相關(guān)視覺(jué)系統(tǒng)完成不同物體的識(shí)別或跟隨等功能，實(shí)現(xiàn)真正意義上的擬人化，實(shí)用性及娛樂(lè)性更強(qiáng)，可應(yīng)用在家庭清潔、醫(yī)療陪護(hù)、教育娛樂(lè)、超市商場(chǎng)等各種應(yīng)用場(chǎng)合。

目前，市面上常見的服務(wù)機(jī)器人大多沒(méi)有頭部機(jī)構(gòu)，只由本體框架構(gòu)成，還有一少部分服務(wù)機(jī)器人安裝有固定頭部或單一自由度的頭部，靈活性差，擬人化程度低。市場(chǎng)上可見的雙自由度頭部服務(wù)機(jī)器人種類較少，部分結(jié)構(gòu)笨拙難于安裝及調(diào)試，同時(shí)互換性及模塊化程度較低，接口不能做到統(tǒng)一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人頭部自由度低且互換性及模塊性差的技術(shù)的缺陷，提供一種新型機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、頭部俯仰電機(jī)、頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)、俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、俯仰軸，以及用于安裝所述機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)的頭部安裝法蘭；

所述頭部俯仰電機(jī)及所述頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)呈上下正交垂直設(shè)置，均固定設(shè)置于所述機(jī)架上；

所述俯仰軸與所述機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與所述頭部俯仰電機(jī)及所述俯仰軸連接，所述頭部俯仰電機(jī)通過(guò)所述俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳送至所述俯仰軸，使所述俯仰軸相對(duì)于所述機(jī)架進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)；

所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與所述頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)及所述頭部安裝法蘭連接，所述頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述頭部安裝法蘭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

一些實(shí)施例中，所述俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪及齒形帶；所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪、旋轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪。

一些實(shí)施例中，所述主動(dòng)帶輪與所述頭部俯仰電機(jī)的輸出軸固定連接，所述從動(dòng)帶輪與所述俯仰軸固定連接；所述旋轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪安裝于所述頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上，所述從動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪固定于所述頭部安裝法蘭上。

一些實(shí)施例中，所述機(jī)器人雙自由度頭部機(jī)構(gòu)還包括用于進(jìn)行內(nèi)部走線的中空旋轉(zhuǎn)軸，所述中空旋轉(zhuǎn)軸與所述機(jī)架固定連接，所述中空旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)支撐軸承與軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并采用軸承固定卡簧對(duì)支撐軸承進(jìn)行軸向定位，所述軸承座與所述頭部安裝法蘭及從動(dòng)齒輪固定連接。

一些實(shí)施例中，述頭部旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)偏心法蘭與所述機(jī)架固定連接，通過(guò)改變所述偏心法蘭的安裝孔位調(diào)整所述主動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪的中心距。

一些實(shí)施例中，所述頭部俯仰電機(jī)通過(guò)帶輪張緊法蘭安裝在所述機(jī)架上，所述機(jī)架上安裝有帶輪張緊塊，所述帶輪張緊塊上安裝有兩個(gè)帶輪張緊釘，所述帶輪張緊釘頂在所述帶輪張法蘭上，所述帶輪張緊釘通過(guò)固定螺母固定，通過(guò)旋轉(zhuǎn)帶輪張緊釘可調(diào)整帶輪張緊法蘭的松緊度，從而調(diào)整所述主動(dòng)帶輪與所述從動(dòng)帶輪的中心距。