一种机器人腰部骨架及机器人的制作方法

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人腰部骨架及机器人。

背景技术：

当前，机器人的种类繁多，在不同的领域中，由于机器人所实现的功能不同，其结构上也不近相同，例如：服务于餐饮业或者政务的仿生机器人，该仿生机器人的外形与人类的外形相同。

但是，本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现：目前，在仿生机器人中，仿生机器人的腰部部件作为连接仿生机器人的半身部件和头部部件的过渡部件，大部分仿生机器人的腰部部件是一体化，且是不能运动，仿生机器人的腰部灵活性比较差。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的主要目的在于提供一种机器人腰部骨架及机器人，实现机器人腰部骨架的模块化设计，并且机器人腰部骨架中仿照人类实现三自由度的腰部运动，提高机器人的腰部的灵活性。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种机器人腰部骨架，包括：摆腰执行器；第一支架，其一端与所述摆腰执行器的输出端连接；弯腰执行器，其壳体与所述第一支架的另一端连接；第二支架，其一端与所述弯腰执行器的壳体连接；转腰执行器，其输出端与所述第二支架的另一端连接；第三支架，其一端与所述转腰执行器的壳体连接。

可选的，所述第一支架包括：第一立板和第二立板；所述第一立板的一端与所述摆腰执行器的壳体转动连接，所述第一立板的另一端与所述弯腰执行器的壳体连接；所述第二立板的一端与所述摆腰执行器的输出端连接，所述第二立板的另一端与所述弯腰执行器的壳体连接。

可选的，所述机器人腰部骨架还包括第一轴承；所述摆腰执行器的壳体设有第一凸台，所述第一凸台和所述摆腰执行器的输出端相对设置；所述第一立板的一端设有第一通孔，所述第一轴承固定于所述第一通孔内，所述第一凸台套接于所述第一轴承内。

可选的，所述弯腰执行器的壳体设有第一平面部和第二平面部，所述第一平面部和第二平面部相对设置，所述第一立板的另一端固定于所述第一平面部，所述第二立板的另一端固定于所述第二平面部。

可选的，所述所述第二支架包括：第一连接块、第三立板和第四立板；所述第三立板的一端和所述第四立板的一端分别固定于所述第一连接块相对的两侧，所述第三立板的另一端与所述弯腰执行器的壳体转动连接，所述第四立板的另一端与所述弯腰执行器的输出端连接，所述第一连接块与所述转腰执行器的输出端连接。

可选的，所述机器人腰部骨架还包括第二轴承；所述弯腰执行器的壳体设有第二凸台，所述第二凸台和所述弯腰执行器的输出端相对设置；所述第三立板的另一端设有第二通孔，所述第二轴承固定于第二通孔，所述第二凸台套接于所述第二轴承内。

可选的，所述第一连接块设有第三通孔，所述转腰执行器的输出端设有第三凸台，所述第三凸台插接于所述第三通孔，所述第三凸台与所述第一连接块固定。

可选的，所述第三支架包括:立柱，所述立柱呈中空管状结构；所述转腰执行器壳体设有第四凸台，所述第四凸台与所述立柱的一端插接，所述第四凸台与所述立柱固定。

可选的，所述摆腰执行器为平行执行器，所述弯腰执行器和所述转腰执行器均为同轴执行器。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种机器人，所述机器人包括上述的机器人头部骨架。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例将机器人腰部骨架分为摆腰执行器、第一支架、弯腰执行器、第二支架、转腰执行器和第三支架六个模块，实现机器人腰部骨架的模块化设计。摆腰执行器用于实现机器人腰部骨架的摆腰运动,弯腰执行器用于实现机器人腰部骨架的弯腰运动，转腰执行器用于实现机器人腰部骨架的转腰运动，从而使机器人仿照人类实现三自由度的腰部运动，可以灵活进行弯腰、摆腰和转腰等动作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一种机器人腰部骨架实施例的装配视图；

图2是本发明一种机器人腰部骨架实施例的爆炸视图；

图3是本发明一种机器人腰部骨架实施例的摆腰执行器的立体图；

图4是本发明一种机器人腰部骨架实施例的第一支架的爆炸视图；

图5是本发明一种机器人腰部骨架实施例的弯腰执行器的立体图；

图6是本发明一种机器人腰部骨架实施例的第二支架的爆炸视图；

图7是本发明一种机器人腰部骨架实施例的第三支架的爆炸视图。

具体实施方式的附图标记说明如下：

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，机器人腰部骨架100，包括：摆腰执行器10、第一支架20、第一轴承30、弯腰执行器40、第二支架50、第二轴承60、转腰执行器70和第三支架80。摆腰执行器10的壳体用于固定至机器人其它部件，摆腰执行器10的输出端与第一支架20的一端连接，第一支架20的另一端与弯腰执行器40的壳体连接，第二支架50的一端与弯腰执行器40的输出端连接，第二支架50的另一端与转腰执行器70的输出端连接，转腰执行器70的壳体与第三支架80连接。

对于上述摆腰执行器10，如图2和图3所示，摆腰执行器10的壳体设有第一凸台11，其输出端设有第一螺孔12。其中，摆腰执行器10的第一凸台11与第一螺孔12呈相对设置。

对于上述第一支架20，如图2和图4所示，第一支架20包括：第一立板21和第二立板22。第一立板21的一端设有第一通孔211，另一端设有第一连接孔212。第二立板22的一端设有第二连接孔221，另一端设有第三连接孔222。第一凸台11套接于第一轴承30的内圈内，外圈固定于第一通孔211，以使得第一立板21与摆腰执行器10的壳体转动连接。通过螺钉经第二连接孔221螺接于第一螺孔12，以使得第二立板22的一端与摆腰执行器10的输出端连接。可以理解的是，第二立板22与摆腰执行器10也可以通过卡合或插接等其它方式连接。

在一些实施例中，如图4所示，第一支架20还可设有立板连接块23，立板连接块23位于第一立板21和第二立板22之间，并且其两端通过螺钉螺接或者插销插接等方式分别第一立板21和第二立板22连接。通过在第一立板21和第二立板22之间设置立板连接块23，可以提高第一立板21和第二立板22的连接强度。

对于上述弯腰执行器40，如图2和图5所示，弯腰执行器40的输出端设有第二螺孔41，其壳体设有第二凸台42、第一平面部43和第二平面部44。第二凸台42与弯腰执行器40的输出端相对设置，第一平面部43和第二平面部44相对设置。第一平面部43设有第三螺孔431，第二平面部44设有第四螺孔441。通过螺钉经第一连接孔212螺接于第三螺孔431，以使得第一立板21的另一端固定于弯腰执行器40的壳体的第一平面部43，通过其他螺钉经第三连接孔222螺接于第四螺孔441，以使得第二立板22的另一端固定于弯腰执行器40的壳体的第二平面部44。可以理解的是，第一立板21和第二立板22与弯腰执行器40的壳体的固定方式，不限于上述方式，也可以通过卡合、插接、插接或者螺接组合等其它方式连接。

当摆腰执行器10工作时，摆腰执行器10的壳体相对于第一支架20转动，实现机器人腰部骨架100的摆腰运动。

对于上述第二支架50，如图2和图6所示，第二支架50包括：第三立板51、第四立板52和第一连接块53。第三立板51的一端设有第一凹槽512，另一端设有第二通孔511。第四立板52的一端设有第二凹槽521，另一端设有第四连接孔522。第一连接块53设有第三通孔531、第一凸起532和第二凸起533，第一凸起532和第二凸起533分别位于第一连接块53相对的两侧。第一凹槽512与第一凸起532凹凸配合，并且通过螺钉螺接或者插销插接等可拆卸的方式连接，以使得第三立板51的一端固定于第一连接块53的一侧。第二凹槽521与第二凸起533凹凸配合，并且通过螺钉螺接或者插销插接等可拆卸的方式连接，以使得第四立板52的一端固定于第一连接块53的另一侧，从而实现第三立板51的一端和第四立板52的一端分别固定于第一连接块53相对的两侧。第二轴承60的外圈固定于第二通孔511内，第二轴承60的内圈套接于第二凸台42外，以使得第三立板51的另一端与弯腰执行器40的壳体转动连接。通过螺钉经第四连接孔522螺接于第二螺孔41，以使得第四立板52的另一端与弯腰执行器40的输出端连接，当然，第四立板52与弯腰执行器40的输出端也可以通过卡合或插接与螺接等其它连接方式连接，第三立板51的另一端与弯腰执行器40的壳体转动连接的方式也可以为其它方式。

当弯腰执行器40工作时，弯腰执行器40的壳体相对于第二支架50转动，实机器人腰部骨架100实现弯腰运动。

对于上述转腰执行器70，其输出端设有第三凸台71，其壳体设有第四凸台72，并且第三凸台71与第四凸台72相对设置。第三凸台71插接于第三通孔531，并且通过螺钉螺接或插销插接等可拆卸的连接方式与第一连接块53固定连接，以使得转腰执行器70的输出端与第二支架50固定连接。

当转腰执行器70的输出端驱动第一连接块53转动时，第一连接块53带动第二支架50相对转腰执行器70的输出端转动，从而使机器人腰部骨架100实现转腰运动。

对于上述第三支架80，如图2和图7所示，第三支架80包括:立柱81、第二连接块82、第五立板83和第六立板84。立柱81为中空的圆柱管状结构。第二连接块82设有立柱定位凸起821、第三凸起822和第四凸起823，第三凸起822和第四凸起823相对设置于第二连接块82的两侧。第五立板83的一端设有第三凹槽831，第六立板84的一端设有第四凹槽841。立柱81的一端与第四凸台72插接，再通过螺钉螺接、插销插接或卡合等可拆卸方式连接，使立柱81与转腰执行器70的壳体固定。立柱81的另一端与立柱定位凸起821插接，并且通过螺接、焊接、铆接等方式连接，以使第二连接块82与立柱81连接。第三凸起822与第三凹槽831凹凸配合，第四凸起823与第四凹槽841凹凸配合，再通过螺接、插接或卡合等可拆卸方式连接，以使第五立板83和第六立板84分别固定于第二连接块82相对的两侧。

在一些实施例中，摆腰执行器10可选为平行执行器，其中，平行执行器为电机的转轴与减速器的转轴并列设置的执行器，摆腰执行器10采用平行执行器，可以降低摆腰执行器10在轴向占用的空间。弯腰执行器40和转腰执行器70可选为同轴执行器，其中，同轴执行器为电机的转轴与减速器的转轴在同一轴线的执行器，弯腰执行器40和转腰执行器70采用同轴执行，可以减少弯腰执行器40的和转腰执行器70在径向占用的空间。

在本发明实施例中，通过将机器人腰部骨架100分为：摆腰执行器10、第一支架20、弯腰执行器40、第二支架50、转腰执行器70和第三支架80六个模块，并且六个模块之间通过可拆卸的连接方式直接或者间接的连接在一起，实现机器人腰部骨架100的模块化设计；此外，摆腰执行器10用于实现机器人腰部骨架100的摆腰运动。弯腰执行器40用于实现机器人腰部骨架100的弯腰运动，转腰执行器70用于实现机器人腰部骨架100的转腰运动，从而实现机器人腰部骨架100的摆腰、弯腰、转腰三自由度的运动。

本发明还提供另一种机器人实施例，机器人包括：机器人腰部骨架100，所述机器人腰部骨架100的结构功能与上述实施例中机器人腰部骨架100的结构功能相同，此处不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。