本(ben)發明涉及一(yi)種機(ji)(ji)器人領域，具(ju)體是一(yi)種多連桿式機(ji)(ji)器人頭頸控制(zhi)機(ji)(ji)構(gou)。

背景技術：

目前的(de)仿人(ren)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)頭(tou)頸(jing)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)結構(gou)(gou)(gou)復雜繁瑣(suo)，運動(dong)(dong)靈(ling)活性差(cha)，運動(dong)(dong)精度(du)(du)低，特別是眼(yan)睛眼(yan)瞼運動(dong)(dong)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)不夠靈(ling)活；傳(chuan)動(dong)(dong)過程過于(yu)繁瑣(suo)，運動(dong)(dong)副不合理，機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)運動(dong)(dong)摩擦阻力大(da)、噪聲大(da)，機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)卡(ka)死(si)現象時(shi)有發(fa)生；結構(gou)(gou)(gou)層次性差(cha)，整(zheng)體(ti)結構(gou)(gou)(gou)的(de)可安裝維修(xiu)性差(cha)；整(zheng)體(ti)外觀乃至局部尺寸、以及每個器(qi)官(guan)所能運動(dong)(dong)的(de)幅(fu)度(du)(du)與(yu)速(su)度(du)(du)都(dou)與(yu)人(ren)類的(de)頭(tou)部、頸(jing)部相差(cha)較大(da)，整(zheng)體(ti)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)動(dong)(dong)作協調(diao)性不高。例如，申請(qing)號(hao)為201410106710.2、201502990283.9和201320291262.9的(de)三(san)個專利申請(qing)中，其(qi)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)頸(jing)部機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)自由度(du)(du)只有三(san)個，不能靈(ling)活模擬(ni)小孩子(zi)的(de)萌態，非標(biao)準件較多，加工制造難度(du)(du)大(da)。

因此，需要(yao)一種結構(gou)簡單的多連桿(gan)式機器(qi)人(ren)頭頸控制(zhi)機構(gou)，該控制(zhi)機構(gou)能夠靈(ling)活(huo)真實地模仿小(xiao)孩子的頭頸部動作，使機器(qi)人(ren)更容易被老人(ren)接受。

技術實現要素：

有鑒(jian)于此，本發明的(de)目(mu)的(de)是(shi)克服現有技(ji)術中的(de)缺陷，提供一(yi)種結(jie)構(gou)簡(jian)單的(de)多連(lian)桿式(shi)機(ji)(ji)器人(ren)頭頸控制(zhi)機(ji)(ji)構(gou)，該控制(zhi)機(ji)(ji)構(gou)能夠靈活真(zhen)實(shi)地模(mo)仿小孩子(zi)的(de)頭頸部動作，使機(ji)(ji)器人(ren)更(geng)容易被老人(ren)接受。

本發明(ming)的(de)(de)(de)多連(lian)桿式(shi)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人頭(tou)頸(jing)(jing)控(kong)(kong)制(zhi)機(ji)(ji)構，包(bao)括用(yong)于(yu)與機(ji)(ji)器(qi)(qi)人軀干固(gu)定的(de)(de)(de)底(di)座(zuo)、用(yong)于(yu)與機(ji)(ji)器(qi)(qi)人的(de)(de)(de)頭(tou)部(bu)固(gu)定的(de)(de)(de)頭(tou)部(bu)支撐板(ban)、位(wei)于(yu)頭(tou)部(bu)支撐板(ban)與底(di)座(zuo)之(zhi)間的(de)(de)(de)頸(jing)(jing)部(bu)以及用(yong)于(yu)控(kong)(kong)制(zhi)所(suo)述(shu)(shu)頸(jing)(jing)部(bu)動(dong)作的(de)(de)(de)頸(jing)(jing)部(bu)控(kong)(kong)制(zhi)機(ji)(ji)構，所(suo)述(shu)(shu)頸(jing)(jing)部(bu)下端通過萬向鉸鏈鉸接(jie)(jie)于(yu)所(suo)述(shu)(shu)底(di)座(zuo)；所(suo)述(shu)(shu)頸(jing)(jing)部(bu)控(kong)(kong)制(zhi)機(ji)(ji)構包(bao)括至少(shao)兩(liang)個(ge)與所(suo)述(shu)(shu)頸(jing)(jing)部(bu)連(lian)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)多連(lian)桿機(ji)(ji)構以及一一對應控(kong)(kong)制(zhi)多連(lian)桿機(ji)(ji)構動(dong)作的(de)(de)(de)至少(shao)兩(liang)個(ge)電機(ji)(ji)i；

進(jin)一步(bu)，每個所述多連桿(gan)機構均與所述頸部共同形成曲柄搖桿(gan)機構；

進一(yi)步，所(suo)述(shu)頸(jing)部包(bao)括頸(jing)部支柱和外套固定于所(suo)述(shu)頸(jing)部支柱的(de)連接(jie)板；所(suo)述(shu)多連桿機(ji)(ji)構包(bao)括固定于所(suo)述(shu)電(dian)機(ji)(ji)i輸(shu)出軸的(de)曲柄以(yi)及鉸(jiao)接(jie)于所(suo)述(shu)曲柄與連接(jie)板之(zhi)間的(de)連桿；

進一步(bu)，所(suo)述(shu)連(lian)(lian)接板包括具(ju)有(you)過孔的(de)(de)板體和固定于所(suo)述(shu)板體的(de)(de)u形(xing)叉(cha)體，所(suo)述(shu)多(duo)連(lian)(lian)桿(gan)機(ji)構為兩組(zu)，兩組(zu)多(duo)連(lian)(lian)桿(gan)機(ji)構的(de)(de)所(suo)述(shu)連(lian)(lian)桿(gan)分(fen)別對應鉸接于u形(xing)叉(cha)體的(de)(de)兩個分(fen)叉(cha)的(de)(de)端(duan)部；

進(jin)一步，所述u形叉體與(yu)板體之(zhi)間(jian)形成夾(jia)角；

進(jin)一步，所述連桿通過(guo)十字萬向節鉸接于所述u形叉(cha)體分(fen)叉(cha)的端部；

進一步，兩組所(suo)述(shu)多連桿機構(gou)的尺寸(cun)相等且關于(yu)所(suo)述(shu)頸部支(zhi)柱的軸(zhou)線對稱分布；

本發明的多(duo)連桿式機器人頭(tou)頸(jing)控(kong)制(zhi)(zhi)機構(gou)還(huan)包括用于控(kong)制(zhi)(zhi)所(suo)述頭(tou)部(bu)(bu)支撐板(ban)動(dong)作的頭(tou)部(bu)(bu)控(kong)制(zhi)(zhi)機構(gou)，所(suo)述頭(tou)部(bu)(bu)控(kong)制(zhi)(zhi)機構(gou)包括位于頭(tou)部(bu)(bu)支撐板(ban)與(yu)頸(jing)部(bu)(bu)支柱之(zhi)間(jian)的連接支架(jia)、用于驅(qu)(qu)動(dong)所(suo)述連接支架(jia)繞(rao)頸(jing)部(bu)(bu)支柱軸線(xian)轉動(dong)的電(dian)機ii以(yi)及用于驅(qu)(qu)動(dong)所(suo)述頭(tou)部(bu)(bu)支撐板(ban)相(xiang)對于連接支架(jia)繞(rao)水平方向轉動(dong)的電(dian)機iii。

本(ben)發(fa)明(ming)的(de)有(you)益效果是：本(ben)發(fa)明(ming)的(de)多連(lian)桿(gan)式機(ji)(ji)(ji)器人頭(tou)(tou)(tou)頸控制機(ji)(ji)(ji)構，兩(liang)組(zu)(zu)多連(lian)桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構與(yu)頸部(bu)支(zhi)柱之(zhi)間形成兩(liang)組(zu)(zu)曲(qu)柄(bing)搖桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構，兩(liang)曲(qu)柄(bing)搖桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構的(de)曲(qu)柄(bing)分別通過兩(liang)個電(dian)機(ji)(ji)(ji)i驅動(dong)，當兩(liang)個電(dian)機(ji)(ji)(ji)i同時以相同的(de)轉(zhuan)速同向(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)動(dong)時，則(ze)(ze)頸部(bu)支(zhi)柱向(xiang)(xiang)(xiang)前或向(xiang)(xiang)(xiang)后擺動(dong)，當兩(liang)個電(dian)機(ji)(ji)(ji)i以不同的(de)轉(zhuan)速同向(xiang)(xiang)(xiang)時，則(ze)(ze)頸部(bu)向(xiang)(xiang)(xiang)前偏擺或向(xiang)(xiang)(xiang)后偏擺；當兩(liang)電(dian)機(ji)(ji)(ji)i以相反(fan)方向(xiang)(xiang)(xiang)同時轉(zhuan)動(dong)時，則(ze)(ze)頸部(bu)支(zhi)柱繞(rao)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)產(chan)生轉(zhuan)動(dong)動(dong)作。由此可見，兩(liang)個電(dian)機(ji)(ji)(ji)i分別驅動(dong)的(de)雙(shuang)組(zu)(zu)驅動(dong)搖桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構動(dong)作，可實(shi)現(xian)頸部(bu)的(de)點頭(tou)(tou)(tou)、抬頭(tou)(tou)(tou)、偏頭(tou)(tou)(tou)及轉(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)等(deng)，再配合頭(tou)(tou)(tou)部(bu)與(yu)頸部(bu)間的(de)擺動(dong)自由度，則(ze)(ze)可實(shi)現(xian)復雜的(de)探頭(tou)(tou)(tou)、仰頭(tou)(tou)(tou)及側面打(da)量(liang)等(deng)豐富的(de)擬(ni)人動(dong)作。

附圖說明

下面結合(he)附圖和實(shi)施(shi)例對本發(fa)明作進一步描述(shu)：

圖1為(wei)本發明的軸測圖；

圖2為本發明主視圖；

圖3為(wei)圖2的左視圖。

具體實施方式

圖1為本發明(ming)的(de)軸測(ce)圖。如圖所(suo)(suo)示，本實施例(li)中的(de)多(duo)連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)(gan)式機(ji)(ji)(ji)器人(ren)頭(tou)(tou)(tou)(tou)頸控(kong)制(zhi)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)，包括用于與(yu)(yu)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)軀(qu)干固定(ding)的(de)底(di)座、用于與(yu)(yu)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)的(de)頭(tou)(tou)(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)固定(ding)的(de)頭(tou)(tou)(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)支撐(cheng)板1、位于頭(tou)(tou)(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)支撐(cheng)板1與(yu)(yu)底(di)座之間(jian)的(de)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)以(yi)(yi)及(ji)用于控(kong)制(zhi)所(suo)(suo)述(shu)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)的(de)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)控(kong)制(zhi)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)，所(suo)(suo)述(shu)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)下端通(tong)過(guo)萬向(xiang)(xiang)鉸(jiao)鏈鉸(jiao)接于所(suo)(suo)述(shu)底(di)座；所(suo)(suo)述(shu)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)控(kong)制(zhi)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)包括至(zhi)少(shao)兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)(ge)與(yu)(yu)所(suo)(suo)述(shu)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)連(lian)(lian)(lian)接的(de)多(duo)連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)(gan)7機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)以(yi)(yi)及(ji)一一對應控(kong)制(zhi)多(duo)連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)(gan)7機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)的(de)至(zhi)少(shao)兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)(ge)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)i9；本實施例(li)的(de)多(duo)連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)(gan)式機(ji)(ji)(ji)器人(ren)頭(tou)(tou)(tou)(tou)頸控(kong)制(zhi)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)，兩(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)(zu)(zu)多(duo)連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)(gan)7機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)與(yu)(yu)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)支柱(zhu)3之間(jian)形成(cheng)兩(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)(zu)(zu)曲(qu)柄8搖(yao)桿(gan)(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)，兩(liang)(liang)(liang)(liang)曲(qu)柄8搖(yao)桿(gan)(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)曲(qu)柄8分(fen)別(bie)通(tong)過(guo)兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)(ge)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)i9驅(qu)動(dong)(dong)(dong)，當兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)(ge)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)i9同時(shi)(shi)以(yi)(yi)相同的(de)轉速(su)同向(xiang)(xiang)轉動(dong)(dong)(dong)時(shi)(shi)，則頸部(bu)(bu)(bu)(bu)支柱(zhu)3向(xiang)(xiang)前或向(xiang)(xiang)后擺動(dong)(dong)(dong)，當兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)(ge)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)i9以(yi)(yi)不同的(de)轉速(su)同向(xiang)(xiang)時(shi)(shi)，則頸部(bu)(bu)(bu)(bu)向(xiang)(xiang)前偏(pian)(pian)擺或向(xiang)(xiang)后偏(pian)(pian)擺；當兩(liang)(liang)(liang)(liang)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)i9以(yi)(yi)相反方向(xiang)(xiang)同時(shi)(shi)轉動(dong)(dong)(dong)時(shi)(shi)，則頸部(bu)(bu)(bu)(bu)支柱(zhu)3繞軸向(xiang)(xiang)產生轉動(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)。由(you)(you)此可見，兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)(ge)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)i9分(fen)別(bie)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)的(de)雙組(zu)(zu)(zu)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)搖(yao)桿(gan)(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)，可實現(xian)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)點(dian)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、抬頭(tou)(tou)(tou)(tou)、偏(pian)(pian)頭(tou)(tou)(tou)(tou)及(ji)轉頭(tou)(tou)(tou)(tou)等(deng)(deng)，再配(pei)合頭(tou)(tou)(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)與(yu)(yu)頸部(bu)(bu)(bu)(bu)間(jian)的(de)擺動(dong)(dong)(dong)自由(you)(you)度，則可實現(xian)復(fu)雜的(de)探頭(tou)(tou)(tou)(tou)、仰頭(tou)(tou)(tou)(tou)及(ji)側面打量等(deng)(deng)豐富的(de)擬人(ren)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)

本實施(shi)例中，所述頸(jing)(jing)部(bu)包括頸(jing)(jing)部(bu)支柱3和外套固定(ding)(ding)于所述頸(jing)(jing)部(bu)支柱3的連(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)板(ban)；所述多連(lian)(lian)(lian)(lian)桿7機構(gou)包括固定(ding)(ding)于所述電機i9輸(shu)出軸的曲柄8以及鉸接(jie)(jie)(jie)于所述曲柄8與(yu)連(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)板(ban)之(zhi)間的連(lian)(lian)(lian)(lian)桿7，連(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)板(ban)與(yu)頸(jing)(jing)部(bu)支柱3固定(ding)(ding)連(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)，保證通過(guo)控(kong)制連(lian)(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)板(ban)動作(zuo)能夠帶動頸(jing)(jing)部(bu)支柱3朝任意方向擺動，或(huo)者繞自身軸線轉動。

本實施(shi)例中(zhong)，所(suo)述(shu)(shu)連(lian)接板(ban)包(bao)括具有過(guo)孔(kong)的(de)(de)(de)板(ban)體(ti)4和固定于所(suo)述(shu)(shu)板(ban)體(ti)4的(de)(de)(de)u形叉(cha)體(ti)6，頸(jing)部(bu)支柱(zhu)3可(ke)過(guo)盈配合于連(lian)接板(ban)的(de)(de)(de)過(guo)孔(kong)內(nei)，兩組(zu)多連(lian)桿7機(ji)構的(de)(de)(de)所(suo)述(shu)(shu)連(lian)桿7分別(bie)對應(ying)鉸接于u形叉(cha)體(ti)6的(de)(de)(de)兩個分叉(cha)的(de)(de)(de)端部(bu)。

本實施例中(zhong)，所述u形叉(cha)(cha)體6與(yu)板體4之(zhi)間形成鈍角，當頸部支柱3沿豎(shu)直方向設(she)置時(shi)，u形叉(cha)(cha)體6向下傾(qing)斜，便于(yu)使其兩分叉(cha)(cha)的端部與(yu)連桿7鉸接(jie)。

本(ben)實施(shi)例中(zhong)，所述連桿7通過十字(zi)(zi)萬向(xiang)節鉸接于所述u形(xing)叉(cha)(cha)體(ti)(ti)6分叉(cha)(cha)的(de)端部，十字(zi)(zi)萬向(xiang)節包括兩個垂直交叉(cha)(cha)的(de)鉸軸，連桿7和u形(xing)叉(cha)(cha)體(ti)(ti)6能(neng)夠(gou)繞(rao)兩個鉸軸轉(zhuan)動(dong)，進而實現連桿7與u形(xing)叉(cha)(cha)體(ti)(ti)6直角的(de)萬向(xiang)連接。

本實(shi)施例中，兩(liang)組所(suo)述多連桿(gan)7機構的(de)尺寸相(xiang)等且關于所(suo)述頸(jing)部支(zhi)(zhi)柱(zhu)(zhu)3的(de)軸線對稱分布，這種(zhong)布置方式能夠保證兩(liang)電機i9的(de)輸出軸轉過相(xiang)同的(de)角(jiao)度時，兩(liang)組多連桿(gan)7機構在(zai)頸(jing)部支(zhi)(zhi)柱(zhu)(zhu)3上產(chan)生的(de)位移量相(xiang)同，便于控制機構對整個(ge)頸(jing)部支(zhi)(zhi)柱(zhu)(zhu)3的(de)動作和姿態進行(xing)控制。

本實(shi)施例的(de)多連(lian)桿式機(ji)(ji)器人頭(tou)(tou)頸(jing)控(kong)制機(ji)(ji)構(gou)還包(bao)括用于控(kong)制所述(shu)頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)支撐板1動(dong)作(zuo)的(de)頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)控(kong)制機(ji)(ji)構(gou)，所述(shu)頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)控(kong)制機(ji)(ji)構(gou)包(bao)括位于頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)支撐板1與(yu)頸(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)支柱(zhu)3之(zhi)間的(de)連(lian)接(jie)支架(jia)(jia)5、用于驅動(dong)所述(shu)連(lian)接(jie)支架(jia)(jia)5繞(rao)(rao)頸(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)支柱(zhu)3軸線轉(zhuan)動(dong)的(de)電機(ji)(ji)ii10以及用于驅動(dong)所述(shu)頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)支撐板1相對于連(lian)接(jie)支架(jia)(jia)5繞(rao)(rao)水平方向(xiang)轉(zhuan)動(dong)的(de)電機(ji)(ji)iii2，通過電機(ji)(ji)ii10驅動(dong)連(lian)接(jie)支架(jia)(jia)5繞(rao)(rao)頸(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)支柱(zhu)3軸線轉(zhuan)動(dong)可實(shi)現(xian)機(ji)(ji)器人頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)搖頭(tou)(tou)動(dong)作(zuo)，通過電機(ji)(ji)iii2驅動(dong)頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)支撐板1繞(rao)(rao)水平方向(xiang)轉(zhuan)動(dong)可實(shi)現(xian)機(ji)(ji)器人頭(tou)(tou)部(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)點(dian)頭(tou)(tou)動(dong)作(zuo)。

最后說(shuo)明(ming)的(de)是，以(yi)上實施例(li)僅用以(yi)說(shuo)明(ming)本(ben)發(fa)明(ming)的(de)技(ji)術(shu)(shu)方案(an)而(er)非(fei)限(xian)制，盡管參照較佳實施例(li)對本(ben)發(fa)明(ming)進(jin)行了(le)詳細說(shuo)明(ming)，本(ben)領(ling)域(yu)的(de)普(pu)通技(ji)術(shu)(shu)人(ren)員應當理解，可以(yi)對本(ben)發(fa)明(ming)的(de)技(ji)術(shu)(shu)方案(an)進(jin)行修改或者等同替換，而(er)不脫離本(ben)發(fa)明(ming)技(ji)術(shu)(shu)方案(an)的(de)宗旨和范(fan)圍，其均應涵蓋在(zai)本(ben)發(fa)明(ming)的(de)權(quan)利要求范(fan)圍當中。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種多連桿式機器人頭頸控制機構，包括用于與機器人軀干固定的底座、用于與機器人的頭部固定的頭部支撐板、位于頭部支撐板與底座之間的頸部以及用于控制所述頸部動作的頸部控制機構，所述頸部下端通過萬向鉸鏈鉸接于所述底座；所述頸部控制機構包括至少兩個與所述頸部連接的多連桿機構以及一一對應控制多連桿機構動作的至少兩個電機I，本機構結構簡單，能夠靈活真實地模仿小孩子的頭頸部動作，使機器人更容易被老人接受。

技術研發人員：柏龍;陳永志;龔程;程垣皓;陳曉紅;陳銳;江沛;劉富檣
受保護的技術使用者：重慶大學
技術研發日：2017.05.12
技術公布日：2017.08.11