机器人及其腰部结构的制作方法

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及机器人及其腰部结构。

背景技术：

仿人机器人通过模仿人体结构设计机器人整体结构，以实现类人的运动。如通过设计在机器人的手臂和腿内的舵机和传动机构，可以模仿人体手臂、腿部的各种动作。现有的仿人机器人，很多腰部没有设计自由度，无法实现类人的旋转动作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供机器人及其腰部结构，以解决现有机器人腰部没有设计自由度而无法实现类人旋转动作的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种机器人腰部结构，包括：

设于机器人胸部的固定架；

安装于所述固定架的腰部舵机；以及

固定于机器人腰部且由所述腰部舵机驱动转动的转接盘。

进一步地，所述固定架包括前壳及安装于所述前壳的后壳，所述前壳与所述后壳围合形成安装区，所述腰部舵机位于所述安装区内。

进一步地，所述腰部舵机的输出轴与所述转接盘之间通过转接件同轴连接。

进一步地，所述转接件包括第一连接轴、第二连接轴及连接于所述第一连接轴与所述第二连接轴之间的限位部；所述第一连接轴同轴连接于所述腰部舵机的输出轴，所述第二连接轴同轴连接于所述转接盘；所述固定架设有用于与所述限位部卡接配合以限定所述限位部的轴向位置的限位槽。

进一步地，所述第一连接轴与所述腰部舵机的输出轴之间为型面联接；所述第二连接轴与所述转接盘之间为型面联接。

进一步地，所述固定架设有限位柱，所述转接盘开设有用于与所述限位柱配合以限定所述固定架的旋转范围的扇环形凹槽。

进一步地，所述限位柱的端部连接有限位块。

进一步地，所述转接盘的后部开设有用于走线的过线孔。

进一步地，所述转接盘的两侧开设有用于避免与机器人腿部干涉的避位孔。

本发明提供一种机器人，包括上述机器人腰部结构。

本发明相对于现有技术的技术效果是：在机器人胸部和腰部之间设置自由度，在机器人胸部的固定架设置腰部舵机，由腰部舵机控制位于机器人腰部的转接盘转动，实现机器人胸部和腰部的相对旋转，即类人的旋转动作，而且结构简单实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机器人的立体装配图；

图2为图1的机器人在拆卸身体前壳时的示意图；

图3为图2的机器人在拆卸固定架前壳时的示意图；

图4为图3的机器人在拆卸腰部前壳时的示意图；

图5为图1的机器人在拆卸腿部外壳与腰部后壳时的示意图；

图6为本发明实施例提供的机器人腰部结构的立体装配图；

图7为图6的机器人腰部结构的立体分解图；

图8为本发明实施例提供的机器人腰部结构的另一角度的立体分解图；

图9为图8的机器人腰部结构的进一步立体分解图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图4，先对本发明提供的机器人腰部结构进行说明。机器人腰部结构包括设于机器人胸部100的固定架10、安装于固定架10的腰部舵机20、以及固定于机器人腰部200且由腰部舵机20驱动转动的转接盘30。转接盘30是与机器人下半身静止的，腰部舵机20相对转接盘30转动。

在机器人胸部100和腰部200之间设置自由度，在机器人胸部100的固定架10设置腰部舵机20，由腰部舵机20控制位于机器人腰部200的转接盘30转动，实现机器人胸部100和腰部200的相对旋转，即类人的旋转动作，而且结构简单实用。

腰部舵机20与机器人的主控芯片电连接，受其控制实现特定角度输出，实现机器人上半身和下半身的相对转动，实现了腰部200旋转的效果。

固定架10的前侧设有身体前壳41，固定架10的后侧设有身体后壳42。转接盘30的前侧设有腰部前壳43，转接盘30的后侧设有腰部后壳44。

请参阅图4、图7、图8，转接盘30的边缘向外倾斜延伸形成有环形壁31，身体前壳41与身体后壳42底部开口边缘处向内倾斜延伸形成有呈弧形的配合壁411(421)，环形壁31与配合壁相对齐。在固定架10相对于转接盘30转动时，环形壁31与配合壁411(421)相配合，让身体前壳41与身体后壳42稳定地相对于转接盘30转动。腰部前壳43与腰部后壳44的开口边缘开设有用于与环形壁31的端部卡入的卡位431(441)，该结构容易装配。

进一步地，请参阅图2、图3、图8、图9，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，固定架10包括前壳11及安装于前壳11的后壳12，前壳11与后壳12围合形成安装区13，腰部舵机20位于安装区13内。该结构容易装配，便于在安装区13内布置舵机或其它结构。固定架10设有用于安装腰部舵机20的安装位14，方便将腰部舵机20定位并固定于安装位14。固定架10的安装位14为与腰部舵机20的外形相适配的凹槽。前壳11与后壳12通过紧固件连接，容易装配。

进一步地，请参阅图3、图4、图8、图9，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，腰部舵机20的输出轴21与转接盘30之间通过转接件50同轴连接。该结构容易装配，让腰部舵机20的输出轴21的动力经过转接件50传递至转接盘30。

进一步地，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，转接件50包括第一连接轴51、第二连接轴52及连接于第一连接轴51与第二连接轴52之间的限位部53；第一连接轴51同轴连接于腰部舵机20的输出轴21，第二连接轴52同轴连接于转接盘30；固定架10设有用于与限位部53卡接配合以限定限位部53的轴向位置的限位槽151a。该结构容易装配。限位部53只能在限位槽151a内转动，而不能沿轴向移动，进而限定转接件50相对于固定架10的轴向位置。

进一步地，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，第一连接轴51与腰部舵机20的输出轴21之间为型面联接；第二连接轴52与转接盘30之间为型面联接。该结构容易加工与装配。第一连接轴51的端面开设有型孔，腰部舵机20的输出轴21具有型面段，型面段的截面与型孔的截面相适配，型面段插设于型孔时，第一连接轴51跟随腰部舵机20的输出轴21转动。第二连接轴52与转接盘30是类似的情况，第二连接轴52作为型面段，转接盘30设有型孔38。

请参阅图3、图4、图7至图9，在采用前壳11与后壳12的组合结构时，安装位14位于前壳11与后壳12的底部。前壳11与后壳12的底部设有延伸部15，延伸部15设有用于容纳转接件50的容纳槽151，限位槽151a作为容纳槽151的其中一部分。转接盘30凹设有凹嵌部32，前壳11与后壳12的延伸部15可伸入凹嵌部32内，使得整体结构在竖直方向尺寸降低。凹嵌部32的底面延伸形成围壁33，围壁33内形成转接盘30的型孔38。凹嵌部32的底面开设有过孔34，便于采用工具穿过过孔34推顶转接件50以将转接件50拆卸。

进一步地，请参阅图2、图6至图9，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，固定架10设有限位柱121，转接盘30开设有用于与限位柱121配合以限定固定架10的旋转范围的扇环形凹槽35。限位柱121在扇环形凹槽35内移动，在移动至扇环形凹槽35的端部时，限位柱121会抵接在扇环形凹槽35的端部以阻挡固定架10转动。限位柱121设于后壳12，便于前部布置其它零部件。

进一步地，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，限位柱121的端部连接有限位块122。限位块122的宽度大于扇环形凹槽35的宽度，限位块122能限定使得机器人腰部200旋转过程中更平稳，连接可靠。

进一步地，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，转接盘30的后部开设有用于走线的过线孔36。过线孔36位于转接盘30后部位置，用于机器人上半身和下半身的走线。转接盘30于过线孔36的边缘延伸形成有延伸筒361，让走线保持在延伸筒361内。

进一步地，请参阅图4、图5，作为本发明提供的机器人腰部结构的一种具体实施方式，转接盘30的两侧开设有用于避免与机器人腿部干涉的避位孔37。机器人行走时机器人腿部会上下移动。机器人腿部包括外壳310、腿部舵机320以及偏心轮330，外壳310包括悬挂部311，悬挂部311具有滑槽3111，腿部舵机320输出轴321连接偏心轮330，偏心轮330限位安装于机器人腰部200。腿部舵机320执行来自主控芯片的运动指令，腿部舵机320输出轴321带动偏心轮330转动，进而实现机器人腿部外壳310的上下移动。避位孔37用于防止外壳310向上移动时，悬挂部311与转接盘30产生干涉。

请参阅图1至图4，本发明还提供一种机器人，包括上述的机器人腰部结构。在机器人胸部100和腰部200之间设置自由度，在机器人胸部100的固定架10设置腰部舵机20，由腰部舵机20控制位于机器人腰部200的转接盘30转动，实现机器人胸部100和腰部200的相对旋转，即类人的旋转动作，而且结构简单实用。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。