[发明专利]一种机器人摔倒保护机构

说明书

技术领域

本发明涉及仿人机器人技术领域，尤其涉及一种机器人摔倒保护机构。

背景技术

小型仿人机器人是一种外形仿人体构造制造的机器人。小型仿人机器人是近几年来机器人领域研究的重点，主要涉及机械设计、运动控制、图像采集和处理、多智能体协调、无线通讯、电机拖动、机电一体化等，在竞赛、科研、工业等领域应用广泛。但随着应用范围的逐渐扩大，小型仿人机器人的缺点也逐渐暴露出来。近年来，国内很多高校和科研机构都在研究小型仿人机器人，研究方向基本集中在运动控制和视觉采集领域，对机器人的自我保护机构却少有涉及。

现有的小型仿人机器人主要是通过电机加减速器为运动部件提供动力，如果没有机械保护系统，机器人摔倒后会使已经上电自锁的电机（主要是手臂电机）受到强大的冲击力而损坏，严重时会烧坏驱动板，甚至造成机械结构变形并最终导致机器人报废。因此，缺少自我保护系统的机器人摔倒后，机器人部件很容易损坏。机器人电机或电路板或机械结构损坏后，维修麻烦，经济损失严重，这不仅增加了机器人的成本，也增加了研究过程中的繁琐性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能对机器人进行有效保护的机器人摔倒保护机构，以解决上述现有技术存在的机器人缺少自我保护系统，摔倒后部件容易损坏，并导致后期维修繁琐和造成不必要的经济损失的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种机器人摔倒保护机构，所述保护机构为安装于机器人手臂上的至少一缓冲器，所述缓冲器具有弹性元件用于缓冲和吸收冲击力。

优选的，所述缓冲器包括固定座、滑动缓冲块和第一弹性件，所述固定座与机器人手臂固定连接，滑动缓冲块部分夹持于固定座中并沿固定座往复滑动，第一弹性件沿滑动方向设于固定座和滑动缓冲块之间，两端分别连接固定座和滑动缓冲块。

所述第一弹性件为弹簧。

优选的，所述缓冲器包括上连接块、下连接块和第二弹性件，所述上连接块与下连接块分别与机器人手臂固定连接，上连接块与下连接块枢接，第二弹性件置于上连接块与下连接块之间，两端分别连接上连接块和下连接块。

所述第二弹性件为弹簧或扭簧。

优选的，所述缓冲器为包覆在机器人手臂上的弹性材料。

优选的，所述缓冲器安装于机器人手臂的肩关节、肘关节、腕关节中的任一或多个；在安装多个缓冲器的状态下，安装于各关节的缓冲器相同或不同。

优选的，所述缓冲器成对安装于机器人手臂的肩关节和肘关节上，安装于肩关节和肘关节的缓冲器相同或不同。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的机器人摔倒保护机构，通过缓冲器中的弹性元件缓冲和吸收冲击力，能够有效的降低机器人摔倒或意外碰撞后受到的冲击，从而有效保护机器人的电机、电机驱动板和机械结构，降低损坏概率，减小碰撞造成的损失，减少研究中由意外碰撞造成维修带来的不便，节约了研究成本。本发明显著提高了机器人的寿命，降低了维修成本，并使仿人机器人的结构更加完善。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为肩部缓冲器变形的结构示意图；

图3为肘部缓冲器变形的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明。

本发明的机器人摔倒保护机构，为安装于机器人手臂上的至少一缓冲器，该缓冲器具有弹性元件用于缓冲和吸收机器人受到的冲击力。

在具体实施方式中，该缓冲器具有多种实现形式：

如一，缓冲器包括固定座，滑动缓冲块和第一弹性件，固定座与机器人手臂固定连接，滑动缓冲块部分夹持于固定座中并沿固定座往复滑动，第一弹性件沿滑动方向设于固定座和滑动缓冲块之间，两端分别连接固定座和滑动缓冲块。该第一弹性件为弹簧。

如二，缓冲器包括上连接块、下连接块和第二弹性件，上连接块与下连接块分别与机器人手臂固定连接，上连接块与下连接块枢接，第二弹性件置于上连接块与下连接块之间，两端分别连接上连接块和下连接块。该第二弹性件为弹簧或扭簧。

如三，缓冲器为包覆在机器人手臂上的弹性材料，如海绵、弹性橡胶等。

具体来说，缓冲器可安装于机器人手臂的肩关节、肘关节、腕关节中的任一或多个；在安装多个缓冲器的状态下，安装于各关节的缓冲器可以相同或不同，根据摔倒或撞击时的受力方式选择合适的缓冲器。

优选的，缓冲器成对安装于机器人手臂的肩关节和肘关节上，安装于肩关节和肘关节的缓冲器可以相同或不同，根据摔倒或撞击时的受力方式选择合适的缓冲器。