锁定装置及机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种锁定装置及机器人，所述装置包括：第一部件、第二部件和连接件；第一部件和第二部件通过连接件活动连接；第一部件上设置有第一转轴和锁定机构，第一部件能沿第一转轴进行俯仰转动；锁定机构包括锁定运动块，锁定运动块一端设置有突起块，突起块在第一部件的下部显露；连接件以第一方式运动，第一部件和第二部件相互靠近，使第二部件抵接第一部件的突起块，推动锁定运动块由第二部件朝第一部件运动的方向行进，并使锁定运动块的一端抵接于第一转轴并固定第一转轴，使第一部件相对于第一转轴固定；连接件以第二方式运动，第一部件和第二部件相互远离，使第一部件能沿第一转轴进行俯仰转动。
【专利说明】
锁定装置及机器人
技术领域
[0001]本实用新型涉及机器人技术，尤其涉及一种锁定装置及机器人。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，出现了越来越多的出行方式，如自平衡车机器人出行方式。自平衡车机器人，又叫懒人车、智能平衡车、体感车、思维车、摄位车、智感车等，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定” (Dynamic Stabilizat1n)的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。由于自平衡车具有轻便、小巧的特点，已经被越来越多的用户所喜爱。
[0003]目前，自平衡车的机器人在骑行过程中，头部可能被动产生的运动，这种被动的运动可能影响骑行过程中的操控，进而影响骑行的舒适性和安全性。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例提供了一种锁定装置及机器人。
[0005]本实用新型实施例的技术方案是这样实现的:
[0006]—种锁定装置，所述装置包括:第一部件、第二部件和连接件;所述第一部件和所述第二部件通过所述连接件活动连接；
[0007]所述第一部件上设置有第一转轴和锁定机构，所述第一部件能沿所述第一转轴进行俯仰转动;所述锁定机构包括锁定运动块，所述锁定运动块一端设置有突起块，所述突起块在所述第一部件的下部显露；
[0008]所述连接件以第一方式运动，所述第一部件和所述第二部件在相对重力方向相互靠近，使所述第二部件抵接所述第一部件的所述突起块，推动所述锁定运动块由所述第二部件朝所述第一部件运动的方向行进，并使所述锁定运动块的一端抵接于所述第一转轴并固定所述第一转轴，使所述第一部件相对于所述第一转轴固定；
[0009]所述连接件以第二方式运动，所述第一部件和所述第二部件相互远离，推动所述锁定运动块由所述第一部件朝所述第二部件运动的方向行进，使所述第一部件能沿所述第一转轴进行俯仰转动。
[0010]本实用新型实施例中，所述锁定机构还包括:基座；
[0011]所述基座与所述锁定运动块之间通过弹性部件连接，所述锁定运动块通过压缩所述弹性部件而相对于所述基座运动;所述锁定运动块的一端部抵接所述第一转轴上设置的卡口中，以限制所述第一转轴的旋转。
[0012]本实用新型实施例中，所述第二部件上设置有凹槽，所述第一部件上设置有突起；
[0013]所述连接件以第一方式运动，所述第一部件与所述第二部件完全抵接时，所述第一部件的突起卡合于所述第二部件的凹槽。
[0014]本实用新型实施例中，所述连接件包括丝杠；
[0015]所述丝杠的压力角小于所述丝杠的摩擦角。
[0016]本实用新型实施例中，所述丝杠的纵截面为梯形。
[0017]—种机器人，所述机器人包括所述的锁定装置。
[0018]本实用新型中，使自平衡车的机器人的头部两侧或单侧呈圆弧状突起，突起方向朝下，对应地，自平衡车的机器人的身体部分与圆弧状突起对应的位置设置有可容置圆弧状突起的凹槽，当自平衡车的机器人的头部沿重力方向向自平衡车的机器人的身体部分靠近时，使机器人的头部的圆弧状突起恰好抵接于自平衡车的机器人的身体部分的凹槽内。使机器人的头部不能在水平方向上转动，从而使自平衡车的机器人的头部被固定。本实用新型还在自平衡车的机器人的头部设置有锁定运动块，当自平衡车的机器人的头部沿重力方向向自平衡车的机器人的身体部分靠近时，使所述锁定运动块的一端抵接于机器人的头部的俯仰转轴并固定该俯仰转轴，使自平衡车的机器人的头部相对于俯仰转轴固定，使机器人的头部不能进行俯仰运动。并且，本实用新型使自平衡车的机器人的头部与身体部分通过丝杠连接，并设置丝杠的压力角小于所述丝杠的摩擦角，当通过丝杠使自平衡车的机器人的头部与身体部分相互抵接时，自平衡车的机器人的头部与身体部分在重力方向上被锁定。通过所设置的上述锁定结构，可将自平衡车的机器人的头部完全固定，不会导致自平衡车的机器人的头部被动产生的运动，从而使骑行过程中的操控更稳健，保证了骑行的舒适性和安全性。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例的锁定装置的组成结构示意图；
[0020]图2为本实用新型实施例的锁定装置的另一组成结构示意图；
[0021 ]图3为本实用新型实施例的锁定结构的组成结构示意图；
[0022]图4为本实用新型实施例的锁定结构的另一组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了能够更加详尽地了解本实用新型的特点与技术内容，下面结合附图对本实用新型的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本实用新型。
[0024]图1为本实用新型实施例的锁定装置的组成结构示意图，图2为本实用新型实施例的锁定装置的另一组成结构示意图，如图1、图2所示，本实用新型实施例的自平衡车的机器人包括第一部件、第二部件和连接件30;所述第一部件和所述第二部件通过所述连接件30活动连接。
[0025]本实用新型实施例中，第一部件可以为自平衡车的机器人的头部10，第二部件可以为自平衡车的机器人的身体部分20。其中，自平衡车的机器人的头部10上设置有第一转轴(图1中未示出)和锁定机构(图1中未示出)，自平衡车的机器人的头部10能沿所述第一转轴进行俯仰转动;所述锁定机构包括锁定运动块，所述锁定运动块一端设置有突起块，所述突起块在自平衡车的机器人的头部10的下部显露；
[0026]所述连接件30以第一方式运动，自平衡车的机器人的头部10和自平衡车的机器人的身体部分20在相对重力方向相互靠近，使自平衡车的机器人的身体部分20抵接自平衡车的机器人的头部10的所述突起块，并推动所述锁定运动块由自平衡车的机器人的身体部分20朝自平衡车的机器人的头部10运动的方向行进，并使所述锁定运动块的一端抵接于所述第一转轴并固定所述第一转轴，使自平衡车的机器人的头部10相对于所述第一转轴固定；
[0027]所述连接件30以第二方式运动，自平衡车的机器人的头部10和自平衡车的机器人的身体部分20相互远离，推动所述锁定运动块由自平衡车的机器人的头部10朝自平衡车的机器人的身体部分20件运动的方向行进，使自平衡车的机器人的头部10能沿所述第一转轴进行俯仰转动。
[0028]本实用新型实施例中，第一运动方式为使连接件30沿顺时针方向旋转，对应地，第二运动方式为使连接件30沿逆时针方向旋转。或者，第一运动方式为使连接件30沿逆时针方向旋转，对应地，第二运动方式为使连接件30沿顺时针方向旋转。
[0029]本实用新型实施例中，所述连接件30包括丝杠；
[0030]所述丝杠的压力角小于所述丝杠的摩擦角。
[0031 ] 所述连接件30为丝杠时，作为一种示例，丝杠的节距可以为3.5mm，丝杠的外径可以为26mm;丝杠的压力角为2.45°。选取丝杠材料为碳钢，选取丝杠螺母材料为轴承锡青铜。碳钢与轴承锡青铜的滑动摩擦系数最小为0.1，即摩擦角为arctan(0.1)，即为5.71°。这样，外界对丝杠的作用力均作用在丝杠的摩擦角之内，达到自锁的目的。
[0032]本实用新型实施例中，图1所示为自平衡车的机器人的头部10与自平衡车的机器人的身体部分20未接触时的示意图，而图2所示为通过丝杠的旋转，自平衡车的机器人的头部10与自平衡车的机器人的身体部分20完全抵接接触的示意图。
[0033]本实用新型实施例中，自平衡车的机器人的头部10相对于身体部分20的升降，通过丝杠的正向逆向旋转而完成。由于丝杠设计的比较合理，当自平衡车的机器人的头部10相对于身体部分20升降到一定位置时，在竖直方向上丝杠自锁，保证自平衡车的机器人的头部10不会在垂直方向上有位移产生，保证了自平衡车的机器人的头部10在竖直方向上的固定。
[0034]如图1、图2所示，本实用新型实施例中，自平衡车的机器人的身体部分20上设置有凹槽，自平衡车的机器人的头部10上设置有弧形突起；
[0035]如图2所示，所述连接件30以第一方式运动，自平衡车的机器人的头部10与自平衡车的机器人的身体部分20完全抵接时，自平衡车的机器人的头部10的弧形突起卡合于自平衡车的机器人的身体部分20的凹槽内，从而使自平衡车的机器人处于偏航锁定。在该实施例中，自平衡车的机器人的头部10偏航关节下方的外壳是一个弧面，自平衡车的机器人的身体部分20与自平衡车的机器人的头部10偏航关节所靠近的地方是一个与偏航关节下方的外壳匹配的弧形槽。以上弧面与弧形槽配成一对，在此弧面与弧形槽之间有软胶用于过度压合的缓冲。在机器人头部10与机器人身体部分20弧面与弧形槽贴合的情况下，因机器人的丝杠自锁，机器人头部不能上下运动，即可限制机器人头部的偏航运动。
[0036]图3为本实用新型实施例的锁定结构的组成结构示意图，图4为本实用新型实施例的锁定结构的另一组成结构示意图，如图3、图4所示，本实用新型实施例中，所述锁定机构还包括:基座1、限位卡簧2、限位卡件3、锁定运动块4、弹簧5，锁定运动块4靠下的部分设置有突起。将锁定机构安装于自平衡车的机器人的头部10时，锁定运动块4的突起在机器人的头部10下方显露。所述基座I与所述锁定运动块4之间通过弹簧5连接，所述锁定运动块4通过压缩弹簧5而相对于所述基座I运动，使所述锁定运动块4的一端抵接于俯仰旋转轴上设置的卡口中，并通过使所述锁定运动块4的一端穿设于俯仰旋转轴的卡口，来调整俯仰旋转轴的状态，进而调整机器人的头部10的俯仰角度，并锁定机器人的头部10的俯仰运动。
[0037]具体地，在丝杠的第一运动方式下，当自平衡车的机器人的头部10降到最低点时，自平衡车的机器人的身体部分20上的外壳顶住锁定运动块4下方的突起，将锁定运动块4顶到最高，使锁定运动块4 一端穿设于嵌入俯仰旋转轴的卡口处并锁定机器人的头部10的俯仰旋转轴。当锁定运动块4的顶尖嵌入俯仰旋转轴的卡口处时，可以对旋转轴的俯仰角度进行调整和校正，如此来锁定机器人的头部10的俯仰轴的旋转。
[0038]本实用新型实施例中，当丝杠向上运动而使机器人的头部10抬起时，锁定运动块4在弹簧5的作用下向下运动，从而解除机器人的头部10俯仰的锁定，同时机器人的头部10偏航关节的弧面与机器人的身体部分10弧形槽脱离开来，除丝杠的自锁外其余的锁定均解开。
[0039]本实用新型实施例中，在锁定运动块4上设置限位卡件3的目的是限制锁定运动块4的运动空间，使之不会脱出机器人的头部10。
[0040]为使机器人的头部10与机器人的身体部分20更好地进行锁定，本实用新型实施例中，所述丝杠的纵截面为梯形。
[0041]本实用新型还记载了一种自平衡车的机器人，包括前述图1或图2所示的锁定装置。
[0042]以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种锁定装置，其特征在于，所述装置包括:第一部件、第二部件和连接件;所述第一部件和所述第二部件通过所述连接件活动连接； 所述第一部件上设置有第一转轴和锁定机构，所述第一部件能沿所述第一转轴进行俯仰转动;所述锁定机构包括锁定运动块，所述锁定运动块一端设置有突起块，所述突起块在所述第一部件的下部显露； 所述连接件以第一方式运动，所述第一部件和所述第二部件在相对重力方向相互靠近，使所述第二部件抵接所述第一部件的所述突起块，推动所述锁定运动块由所述第二部件朝所述第一部件运动的方向行进，并使所述锁定运动块的一端抵接于所述第一转轴并固定所述第一转轴，使所述第一部件相对于所述第一转轴固定； 所述连接件以第二方式运动，所述第一部件和所述第二部件相互远离，推动所述锁定运动块由所述第一部件朝所述第二部件运动的方向行进，使所述第一部件能沿所述第一转轴进行俯仰转动。2.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于，所述锁定机构还包括:基座； 所述基座与所述锁定运动块之间通过弹性部件连接，所述锁定运动块通过压缩所述弹性部件而相对于所述基座运动;所述锁定运动块的一端部抵接所述第一转轴上设置的卡口中，以限制所述第一转轴的旋转。3.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于，所述第二部件上设置有凹槽，所述第一部件上设置有突起； 所述连接件以第一方式运动，所述第一部件与所述第二部件完全抵接时，所述第一部件的突起卡合于所述第二部件的凹槽。4.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于，所述连接件包括丝杠； 所述丝杠的压力角小于所述丝杠的摩擦角。5.根据权利要求4所述的锁定装置，其特征在于，所述丝杠的纵截面为梯形。6.—种机器人，所述机器人包括权利要求1至5任一项所述的锁定装置。
【文档编号】B62K3/00GK205440667SQ201520982050
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月1日
【发明人】韦崴, 蒲立, 王野, 张国鹏
【申请人】纳恩博（北京）科技有限公司