一种机器人四肢连接结构的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人四肢连接结构。

背景技术：

针对儿童学习型陪伴机器人，该种机器人除了头部设有的屏幕外，其它部分均为壳体式结构，连接结构较简单，成本也较低。因此该种机器人一般不能执行四肢的旋转运动和跳运动等。也有的小型机器人会做一些运动，比如旋转，但动作也僵硬不灵活。尤其是针对现有的普通学习机式的机器人，该种机器人更像是一种机器人样式的学习机，里面存储了各种学习资料，却没有办法灵活动作。

针对以上问题，也曾公开过一种机器人的关节驱动装置，包括:第一肢体、第一连接孔、关节调整装置、第二肢体、第二连接孔、第三肢体、连接轴、第一关节、第四肢体、同步轮、驱动杆、传动皮带、直流数字舵机、驱动电机与第二关节，第一肢体上开设有第一连接孔，关节调整装置设置在第一肢体的一侧，第一肢体与关节调整装置相互铰接，第二肢体设置在所述关节调整装置的一侧，第二肢体上开设有第二连接孔，第二肢体与关节调整装置相互铰接，所述第二肢体通过第二关节与第四肢体相互连接，直流数字舵机设置在所述第二关节的一侧，直流数字舵机与第二关节相互电连接，驱动电机设置在直流数字舵机的一侧，驱动电机与直流数字舵机相互电连接，第三肢体设置在第二肢体的下端，第三肢体与第二肢体相互连接，第四肢体设置在第二关节的下端，第四肢体通过第一关节与连接轴相互铰接，第三肢体与连接轴相互铰接，第四肢体通过所驱动杆与驱动电机相互连接，驱动杆上设置有同步轮，同步轮与传动皮带相互连接。

从该专利文献的技术方案及说明书附图中可知，该方案中的肢体仅能够在执行其关节允许范围内的运动，动作模式单一，数字化成都较高，虽然其结构特征使传动稳定，但该驱动机构不适合于学习型小桌面机器人。该中控制装置设计的控制结构复杂，所包括的设备数量繁多，所占用的空间特别大，不适用于小型机器人的驱动。为增强趣味兴，更加吸引儿童的注意力，小型桌面机器人既要结构简单，节约空间，节约成本，且能够执行多种小动作。比如，上肢是可摆动的、可旋转的，下肢是可跳动等。在现有技术中，均没有相关的驱动机构能够使机器人执行上述动作。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种机器人四肢连接结构，上肢可在执行旋转运动，下肢可执行跳运动，增加了该种机器人的趣味性。

本实用新型所采用的技术方案为：一种机器人四肢连接结构，包括躯干、四肢、连接件和驱动机构，四肢包括上肢和下肢，驱动机构用于驱动上肢运动，用以解决现有机器人上臂无法活动的缺陷。躯干与上肢通过连接件连接，连接件呈筒体形状，筒体的中部为褶皱部，褶皱部可拉伸，也可以收缩，收缩后折叠在一起，可根据所设定的上肢活动范围选择褶皱的纹数。连接件两端为转动连接部，躯干内设有躯干连接部，躯干连接部为轴状体结构，躯干上有容纳躯干连接部的孔结构，躯干连接部收于孔结构内；上肢设有上肢连接部，上肢连接部也为轴状体结构；连接件的一端转动连接躯干连接部，另一端转动连接上肢连接部；驱动机构包括凸轮机构、滚轮和驱动杆，凸轮机构包括凸轮和驱动电机，凸轮的驱动外沿面接触驱动杆，驱动杆的一端连接滚轮，另一端活动连接于躯干，驱动杆绕活动连接点在竖直面做旋转运动；滚轮在凸轮机构和驱动杆驱动下能够与上肢相接。

优选地，躯干连接部的外轴面端部上设有凸起的环形台阶i，环形台阶i与孔结构内壁间设有容纳连接件安装的环形空隙，连接件一端的内壁上设有与环形台阶i卡入式连接的轴向台阶i。环形空隙用于阻碍连接件从躯干连接部上因外翻而脱离。

优选地，上肢连接部外轴面端部设有凸起的环形台阶ii，连接件的另一端的内壁上设有与环形台阶ii卡入式连接的轴向台阶ii。

优选地，连接件采用塑料件或塑胶件制成，也可以采用其它材质。塑料件和塑胶连接件均设有一定的弹性，使连接件与躯干连接部和上肢连接部容易安装。

优选地，躯干和下肢为分体结构，躯干与下肢之间采用弹跳装置和弹簧结构连接。躯干和下肢为分体结构，目的在于下肢与躯干间能够相对运动。

优选地，弹跳装置包括电机、齿轮和齿条，电机连接齿轮，齿轮和齿条啮合。弹跳装置也可以采用其它驱动机构。电机带动齿轮动作，齿轮连接齿条，齿条顶压在下肢上，电机为往复式电机，电机反转，带动下肢，使下肢和躯干产生相对运动，形成跳的运动。

优选地，弹簧结构包括弹簧，弹簧的一端连接躯干，另一端连接下肢，弹簧在常规状态下呈拉的装态。常规状态下即为静止状态下。

优选地，下肢设有弹簧座，弹簧座设有容纳腔，弹簧连接于容纳腔内底部。为使弹簧座的结构简单，弹簧座可以仅为一个容纳腔。

作为本实用新型，弹跳装置还可以为其它机构，其中，弹跳装置包括直线电机，直线电机的动力件连接推杆。

弹跳装置若采用直线电机，下肢上设有容纳槽，容纳槽内设有弹簧，容纳槽底部连接弹簧的一端，弹簧的另一端连接躯干，弹簧常态下呈拉的状态，推杆的下端部顶压在容纳槽底部。当启动直线电机，电机做直线伸缩运动，当把下肢顶出后，直线电机缩回，下肢在弹簧的作用下准备收回，在收回动作下，下肢与躯干间的相对运动，使下肢实现短暂的悬空动作，形成了类似于跳的动作。

本实用新型涉及的这种机器人四肢连接结构，结构简单，上肢和躯干间能够实现竖直面上的摆臂运动，也能够使上肢相对于躯干连接部做旋转运动，旋转运动需要手动旋转上肢才能实现。下肢与躯干之间也设有弹跳装置，弹跳装置能够驱动下肢和躯干间产生相对运动，实现弹跳功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1机器人四肢连接结构的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1机器人四肢连接结构的连接件及驱动机构示意图；

图3是本实用新型实施例1机器人四肢连接结构的连接件上轴向台阶i和轴向台阶ii的连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例1机器人四肢连接结构的下肢和躯干的连接结构示意图。

图中：1-躯干；2-上肢；3-连接件；4-驱动机构；5-躯干连接部；6-下肢；7-弹簧；8-弹跳装置；9-弹簧座；11-保护套筒；12-环形台阶i；21-上肢连接部；22-环形台阶ii；31-轴向台阶i；32-轴向台阶ii；41-滚轮；42-驱动杆；43-凸轮机构；81-齿条；82-齿轮。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，机器人四肢连接结构包括头部、躯干1、四肢、连接件和驱动机构4，四肢连接于躯干，四肢包括上肢2和下肢6，驱动机构用于驱动上肢运动，用以解决现有机器人上臂无法活动的缺陷。躯干与上肢通过连接件3连接，现有技术中长采用轴式连接结构，上肢2与躯干间仅采用轴端的突出部实现连接，该结构使上肢2与躯干间的相对运动死板。连接件3呈筒体形状，筒体的中部为褶皱部，褶皱部可拉伸，也可以收缩，收缩后折叠在一起，可根据所设定的上肢活动范围选择褶皱的纹数。连接件3两端为转动连接部，躯干内设有躯干连接部，躯干1连接部为轴状体结构，躯干上有容纳躯干连接部的孔结构，躯干连接部收于孔结构内；上肢设有上肢连接部，上肢连接部也为轴状体结构；连接件3的一端转动连接躯干连接部，另一端转动连接上肢连接部；驱动机构4包括凸轮机构43、滚轮41和驱动杆42，凸轮机构包括凸轮和驱动电机，凸轮的驱动外沿面接触驱动杆，驱动杆42的一端连接滚轮，另一端活动连接于躯干1，驱动杆42绕活动连接点在竖直面做旋转运动；滚轮在凸轮机构和驱动杆驱动下能够与上肢2相接。

躯干1连接部的外轴面端部上设有凸起的环形台阶i12，环形台阶i12与孔结构内壁间设有容纳连接件3安装的环形空隙，连接件3一端的内壁上设有与环形台阶i12卡入式连接的轴向台阶i31。环形空隙用于阻碍连接件从躯干连接部上因外翻而脱离。

上肢连接部外轴面端部设有凸起的环形台阶ii22，连接件3的另一端的内壁上设有与环形台阶ii22卡入式连接的轴向台阶ii32。

优选地，连接件3采用塑料件或塑胶件制成，也可以采用其它材质。塑料件和塑胶连接件均设有一定的弹性，使连接件与躯干连接部和上肢连接部容易安装。

躯干1和下肢2为分体结构，躯干1与下肢2之间采用弹跳装置8和弹簧结构连接。躯干和下肢为分体结构，目的在于下肢与躯干间能够相对运动。

优选地，弹跳装置包括电机、齿轮82和齿条81，电机连接齿轮82，齿轮82和齿条81啮合。弹跳装置也可以采用其它驱动机构。电机带动齿轮动作，齿轮连接齿条，齿条顶压在下肢上，电机为往复式电机，电机反转，带动下肢，使下肢和躯干产生相对运动，形成跳的运动。

弹簧结构包括弹簧7，弹簧7的一端连接躯干1，另一端连接下肢，弹簧在常规状态下呈拉的装态。常规状态下即为静止状态下。

优选地，下肢设有弹簧座9，弹簧座9设有容纳腔，弹簧连接于容纳腔内底部。为使弹簧座的结构简单，弹簧座9可以仅为一个容纳腔。

实施例2

本实施例与实施例1间的区别在于，弹跳装置为其它机构，其中，弹跳装置包括直线电机，直线电机的动力件连接推杆。

进一步的，本实施例中，弹跳装置若采用直线电机，下肢上设有容纳槽，容纳槽内设有弹簧，容纳槽底部连接弹簧的一端，弹簧的另一端连接躯干，弹簧常态下呈拉的状态，推杆的下端部顶压在容纳槽底部。当启动直线电机，电机做直线伸缩运动，当把下肢顶出后，直线电机缩回，下肢在弹簧的作用下准备收回，在收回动作下，下肢与躯干间的相对运动，使下肢实现短暂的悬空动作，形成了类似于跳的动作。

本实施例的图没有在本案中给出。本实施例的上肢的连接结构与实施例1相同。

本实用新型涉及的这种机器人四肢连接结构，结构简单，上肢和躯干间能够实现竖直面上的摆臂运动，也能够使上肢相对于躯干连接部做旋转运动。下肢与躯干之间也设有弹跳装置，弹跳装置能够驱动下肢和躯干间产生相对运动，实现弹跳功能。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。