本实用新型涉及智能设备技术领域，更具体地说，涉及一种机器人。
背景技术：
机器人，如家用智能机器人、扫地机器人等智能装置，一般包括头、手臂和其他身体部件等可运动部件。上述可运动部件一般经传动机构与马达相连，通过马达的转动，经传动机构传动后以驱动这些运动部件运动，从而实现智能机器人、扫地机器人等装置的各种动作。其中，头部常见的动作为点头及摇头。
现有技术中常见的机器人其驱动点头动作的马达安装于头部绕身体转动的轴部，马达的驱动轴直接驱动头部转动，因而在驱动头部转动时，需要很大的控制力才能控制头部的动作。另一方面，与驱动马达配合的传动轴在头部转动时受力较大，当外力推动头部时，即使外力较小也会使得传动轴受力较大，易造成传动轴的损坏。
综上所述，如何有效地解决机器人头部动作时需较大的控制力等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种机器人，该机器人的结构设计可以有效地解决机器人头部动作时需较大控制力的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种机器人，包括头部和支撑身体，所述头部的底端与所述支撑身体转动连接；还包括驱动装置和一端与所述头部固定连接的延长连接件，所述延长连接件另一端向远离所述头部的转动轴线的方向延伸，所述驱动装置作用于所述延长连接件的另一端以带动所述延长连接件转动。
优选地，上述机器人中，所述驱动装置包括与所述延长连接件转动连接的齿轮、与所述齿轮啮合的导向件和用于驱动所述齿轮沿所述导向件滚动的电机。
优选地，上述机器人中，所述导向件为圆弧形齿条，所述圆弧形齿条的圆心位于所述转动轴线上，所述圆弧形齿条的曲率半径为所述齿轮的中心至所述转动轴线的距离与所述齿轮的半径之和或二者之差。
优选地，上述机器人中，所述导向件为链条，还包括用于支撑所述链条的圆弧形支撑架，所述圆弧形支撑架的圆心位于所述转动轴线上，所述圆弧形支撑架的曲率半径为所述齿轮的中心至所述转动轴线的距离与所述齿轮的半径之和或二者之差。
优选地，上述机器人中，所述延长连接件的长度方向与所述头部的长度方向共线或平行。
优选地，上述机器人中，所述延长连接件的长度是所述头部长度的0.5-1.5倍。
优选地，上述机器人中，所述头部与所述延长连接件可拆卸的固定连接。
优选地，上述机器人中，所述延长连接件为多节连杆连接而成的杆件。
优选地，上述机器人中，还包括与所述头部同步转动、用于检测所述头部转动速度的码盘。
优选地，上述机器人中，所述码盘为光电码盘。
本实用新型提供的机器人包括头部、支撑身体、延长连接件和驱动装置。其中头部的底端与支撑身体转动连接，进而头部能够相对支撑身体绕转动轴线转动，延长连接件的一端与头部固定连接，另一端向远离转动轴线的方向延伸，驱动装置作用于延长连接件的另一端，带动延长连接件绕转动轴线转动，进而带动头部绕转动。
应用本实用新型提供的机器人时，结合机器人颈部细长、支撑身体相对宽大的结构，驱动装置作用于延长连接件的端部来带动延长连接件绕转动轴线转动，进而带动头部转动。根据杠杆定理，头部转动一定角度所需的力矩为F1L1，驱动装置的驱动力为F，作用点至转动轴线的距离为L2，则有F1L1＝FL2，通过驱动装置作用于延长连接件的端部，也就是通过延长连接件的设置，延长了力臂，驱动装置仅需较小的作用力即可带动头部转动，因而便于对头部动作的控制。
在一种优选的实施方式中，驱动装置包括与所述延长连接件转动连接的齿轮、与所述齿轮啮合的导向件和用于驱动所述齿轮沿所述导向件滚动的电机。通过电机驱动齿轮沿导向件滚动，带动延长连接件绕轴线转动，便于控制头部的转动角度。同时，由于从延长连接件的端部驱动，所需的驱动力较小，齿轮着力点受力小，进而齿轮不易损坏。且当外力推动头部时，齿轮着力点受力较小，不易造成齿轮损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的机器人一种具体实施方式的局部爆炸结构示意图。
附图中标记如下：
头部1，齿轮2，导向件3，电机4。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种机器人，以减小机器人头部动作时所需的控制力。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，图1为本实用新型提供的机器人一种具体实施方式的局部爆炸结构示意图。
在一种具体实施方式中，本实用新型提供的机器人包括头部1、支撑身体、延长连接件和驱动装置。
其中，头部1及支撑身体的结构请参考现有技术，此处不再赘述。头部1的底端与支撑身体转动连接，进而头部1能够相对支撑身体转动，如点头或摇头动作。具体头部1底端与支撑身体的转动轴线可以为横轴或纵轴，头部1绕横轴转动时，表现为机器人点头；头部1绕纵轴转动时，表现为摇头。
延长连接件的一端与头部1固定连接，即固定端，另一端为驱动装置的作用端且向远离头部1绕支撑身体转动的转动轴线的方向延伸，即向头部1的转动轴线以外延伸，驱动装置作用于延长连接件的端部，进而带动头部1绕转动轴线转动。需要说明的是，延长连接件的另一端向头部1的转动轴线以外延伸，即延长连接件两端的连线不与转动轴线重合，进而头部1重心、延长连接件的外端形成绕转动轴线的杠杆结构。根据需要，可以设置延长连接件的长度，即设置杠杆的驱动力端力臂的长度，对其具体数值可以不做具体限定。在空间允许的情况下力臂越长，则头部1转动相同角度所需的驱动力越小。
应用本实用新型提供的机器人时，结合机器人颈部细长、支撑身体相对宽大的结构，驱动装置作用于延长连接件的端部来带动延长连接件绕转动轴线摆动，进而带动头部1转动。根据杠杆定理，头部1转动一定角度所需的力矩为F1L1，驱动装置的驱动力为F，作用点至转动轴线的距离为L2，则有F1L1＝FL2，也就是通过延长连接件的设置，延长了力臂，驱动装置仅需较小的作用力即可带动头部1转动，因而便于对头部1动作的控制。
延长连接件的固定端优选的与头部1的底端连接，以最大程度的利用延长连接件的长度，根据具体情况，也可以与头部1的中部连接。
以机器人点头动作为例，头部1绕支撑身体的转动轴为横轴，则延长连接件纵向设置。优选地，延长连接件的固定端与头部1的底端连接，头部1与延长连接件共线或平行，因而在二者长度方向上形成杠杆结构，以绕横轴转动。当然，根据需要，如机器人支撑身体内部空间布局等限制，可以调整延长连接件的设置方向，如延长连接件的作用端及头部1重心与转动轴线的角度呈120-180度等，具体只需保证延长连接件能够有效延长驱动力臂即可。机器人摇头动作与点头动作类似，此处不再赘述。
具体地，驱动装置包括齿轮2、导向件3和电机4。齿轮2与延长连接件转动连接，导向件3与齿轮2啮合，电机4驱动齿轮2转动，由于齿轮2与导向件3啮合，进而齿轮2沿导向件3滚动，从而带动延长连接件绕转动轴线转动，实现头部1的转动。通过电机4驱动齿轮2沿导向件3滚动，一方面便于控制头部1的转动角度。同时，由于从延长连接件的端部驱动，所需的驱动力较小，齿轮2着力点受力小，进而齿轮2不易损坏。且当外力推动头部1时，相同作用力下齿轮2着力点受力较小，不易造成齿轮2损坏。且通过延长连接件的设置，驱动力臂较长，电机4所需提供的驱动力减小，进而与电机4配合的传动轴着力点在头部1转动时受力小，且当外力推动头部1时，传动轴受力也较小，因而不易损坏。优选地，齿轮2的中心转轴，即自转轴线与头部1的转动轴线平行。
当然，根据需要驱动装置也可以采用气缸、液压缸等伸缩缸，通过伸缩缸活塞杆的伸缩，推动延长连接件的作用端以带动延长连接件转动。或者驱动装置也可以通过设置通电线圈产生磁场，并在延长连接件的作用端设置导磁件，通过磁力吸附作用带动延长连接件的转动。但通过上述齿轮2、导向件3及电机4的结构简单可靠，头部1转动可控性好。
进一步地，导向件3为圆弧形齿条。也就是通过齿轮2与齿条的啮合以限定齿轮2的运动轨迹。为保证齿轮2与齿条的良好啮合，齿条呈圆弧形，即齿轮2的滚动轨迹为圆弧线。齿条可以设置于齿轮2远离头部1转动轴线的一侧，则圆弧形齿条圆心位于头部1的转动轴线上，其曲率半径为齿轮2的中心至转动轴线的距离与齿轮2的半径之和。当然，齿条也可以设置于齿轮2靠近头部1转动轴线的一侧，则圆弧形齿条圆心位于头部1的转动轴线上，其曲率半径为齿轮2的中心至转动轴线的距离与齿轮2的半径之差。一般的，将齿条设置于齿轮2远离头部1转动轴线的一侧，对齿轮2起到导向作用的同时，能够对其提供一定的支撑。
具体的，导向件3也可以为链条，为支撑链条设置有圆弧形支撑架。具体链条及圆弧形支撑架可以设置于齿轮2远离头部1转动轴线的一侧，则圆弧形支撑架的圆心位于头部1的转动轴线上，其曲率半径为齿轮2的中心至转动轴线的距离与齿轮2的半径之和。当然，链条及圆弧形支撑架也可以设置于齿轮2靠近头部1转动轴线的一侧，则圆弧形支撑架的圆心位于头部1的转动轴线上，其曲率半径为齿轮2的中心至转动轴线的距离与齿轮2的半径之差。根据需要，导向件3也可以采用其他常规的能够与齿轮2啮合的导向结构，但需使得通过齿轮2的滚动带动延长连接件绕转动轴线转动，为保证啮合效果，导向件3的导向面优选为圆弧面。以上实施例中的齿轮2为常用的自转轴线位于圆心的齿轮2，当齿轮2为偏心齿轮时，也可以相应的调整导向件3与齿轮2的啮合面，使其能够带动延长连接件绕转动轴线转动。
在上述各实施例的基础上，延长连接件与头部1可以为可拆卸的固定连接。例如延长连接件与头部1螺纹连接或者通过螺栓或卡扣等连接，进而便于延长连接件的更换。同时，根据需要可以选择合适长度的延长连接件，以充分利用支撑身体的空间，实现驱动力的最小化。
具体的，延长连接件的长度可以为头部1长度的0.5-1.5倍。根据需要确定延长连接件的长度值，一般其长度值在上述数值范围时，一方面能够有效延长力臂，减小驱动力；另一方面，兼顾了支撑身体的长度及空间考虑。当然，延长连接件的长度也并不局限于为头部1长度的0.5-1.5倍，在允许的条件下，延长连接件的长度越长，所需的驱动力越小。
延长连接件的设置，延长了驱动力臂。具体的延长连接件可以为一体式杆件，如直杆件，根据需要，也可以为具有弯折结构的杆件等。一般的，为便于延长连件的布局及安装，可以将其设置为多节连杆连接而成的杆件。具体的各节连杆间可以为可拆卸的固定连接，如螺钉连接或螺纹连接等。进而便于多节连杆间的拆装，若某一节连杆发生变形时，也便于单独更换对应连杆。当然，也可以通过焊接等常规的固定连接方式将各节连杆固定连接。延长连接件可以为杆件，根据需要也可以设置为多节连接的板状结构或支撑架结构等，在满足与支撑身体装配要求的情况下对此可以不作具体限定。例如，延长连接件包括沿头部1的转动轴线方向设置的第一连杆和与转动轴线垂直的第二连杆，第一连杆的一端与头部1的底部固定连接，另一端与第二连杆的一端固定连接，第二连杆的另一端与齿轮2转动连接。
在上述各实施例的基础上，还可以进一步设置与头部1同步转动的码盘，通过码盘检测头部1的转动速度。具体的码盘可以固定于头部1相对支撑身体转动的转动轴部，进而头部1转动时，码盘同步转动。通过码盘的检测结果，能够计算获得头部1的转动速度及转动角度等，便于对头部1转动运动的控制及监测。具体码盘的结构及测速原理等请参考现有技术，此处不再赘述。具体的，码盘可以为光电码盘，根据需要也可以采用电磁码盘等。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。