[發明專利]具有自鎖結構的機器人及其控制方法

在審

• 申請號: 201911268560.4
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN111015680A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 潘角;石忠磊;盧炳回;傅天珠;盧森鍇;覃以威
• 申請（專利權）人: 桂林凱歌信息科技有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/00;B25J19/06
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 周小芹

一種具有自鎖結構的機器人及其控制方法，涉及一種機器人及其控制方法，機器人包括具有多自由度的機器人本體、控制系統，機器人本體的四肢具有與人體運動關節一致的機器人運動關節，機器人本體的每個關節電機、頭部控制電機和四肢控制電機均采用自鎖電機。方法是機器人運行通電后所有電機都處在自鎖狀態；當主電機正轉時，棘爪A關閉、棘爪B打開，當自鎖電機的主電機反轉時，棘爪A打開、棘爪B關閉，當機器人回零點后，所有電機都自動鎖住。本發明可解決機器人通電狀態靜止不動時受人為掰動關節燒壞電機，或者機器人電機在反轉過程中受到反向人為掰動而使電機損壞的問題，具有安全性好、智能化程度高、結構簡單、成本低的特點，易于推廣使用。

技術領域

本發明涉及一種機器人及其控制方法，特別是一種具有自鎖結構的機器人及其控制方法。

背景技術

隨著工業4.0、人工智能技術、5G通信技術的快速發展，機器人產業得到迅猛發展，尤其是商用、服務、教育機器人的普及已經成為了趨勢，市面上隨處可見運動機器人、服務機器人、教育機器人、唱歌跳舞機器人、對話機器人等。但是，市場上常見的機器人都存在一系列的缺陷，特別是雙足機器人、人形機器人，主要存在以下不足：機器人在通電狀態下靜止不動，受到人為的來回掰動機器人各個關節，各關節伺服電機一直處在供電狀態下，很容易造成伺服電機負載過大而燒壞。或者機器人電機在反轉過程中受到反方向人為掰動而使電機燒壞，甚至容易使機器人倒地摔壞。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是：提供一種具有自鎖結構的機器人及其控制方法，以解決現有機器人存在機器人通電狀態靜止不動時受人為掰動關節、或者是機器人電機在反轉過程中受到反方向人為掰動而燒壞伺服電機的不足之處。

本發明要解決的進一步技術問題是：解決機器人電機在反轉過程中受到反方向人為掰動而使機器人倒地摔壞的不足之處。

解決上述技術問題的技術方案是：一種具有自鎖結構的機器人，包括具有多自由度的機器人本體、控制系統、機器人電源系統，機器人本體的四肢具有與人體運動關節一致的機器人運動關節，每個機器人運動關節均包括有一個關節電機，機器人本體的機身內分別設置有頭部控制電機和四肢控制電機、控制系統、機器人電源系統；每個關節電機、頭部控制電機和四肢控制電機均采用自鎖電機。

本發明的進一步技術方案是：所述的自鎖電機包括電機主動輪、棘輪A、棘爪A、棘爪A電機、第一轉動軸、棘爪B電機、棘爪B、棘輪B、電機從動輪、第一齒輪、第二轉動軸、第二齒輪、第三齒輪、主電機、第四齒輪、伺服電機驅動模塊、電機外殼，其中伺服電機驅動模塊的輸入端與控制系統的輸出端相連，伺服電機驅動模塊的輸出端分別與主電機、棘爪A電機、棘爪B電機的輸入端連接，主電機的輸出軸與第三齒輪連接，第三齒輪與第二齒輪嚙合，第二齒輪固定在第二轉動軸上，第二轉動軸的兩端還分別固定連接有所述的第一齒輪、第四齒輪，第一齒輪與棘輪A 嚙合，第四齒輪與棘輪B 嚙合，電機主動輪、棘輪A、棘輪B分別固定在第一轉動軸上，電機從動輪固定在電機支架上，棘爪A的一端與棘輪A相配合，棘爪A的另一端固定在棘爪A電機的輸出軸上，棘爪B的一端與棘輪B相配合，棘爪B的另一端固定在棘爪B電機的輸出軸上。

本發明的再進一步技術方案是：該機器人還包括有保護系統；所述的機器人本體的機身上還設置有用于安裝保護系統的U型槽，所述的保護系統包括氣囊袋、拉繩、保護電機、真空泵，氣囊袋的底端安裝在U型槽內，拉繩底端固定在保護電機的輸出端，拉繩頂端內置固定在氣囊袋頂端，保護電機、真空泵分別安裝在U型槽的底部，且保護電機、真空泵的輸入端分別與控制系統的輸出端連接。

本發明的另一個技術方案是：一種具有自鎖結構的機器人控制方法，其特征在于：該方法是機器人本體內的每個關節電機、頭部控制電機和四肢控制電機均采用自鎖電機，機器人運行通電后所有電機都處在自鎖狀態；當自鎖電機的主電機正轉時，棘爪A關閉、棘爪B打開，當自鎖電機的主電機反轉時，棘爪A打開、棘爪B關閉，防止機器人正反轉過程受到人為反方向掰動而使電機燒壞，當機器人回零點后，所有電機都自動鎖住，防止機器人關節被人為的掰動而使電機驅動電流過大導致電機驅動燒壞。