[实用新型]一种具大角度俯身功能的轮式仿人机器人

说明书

本实用新型涉及仿人轮式机器人领域，具体为一种具大角度俯身功能的轮式仿人机器人。该机器人包括：全方位底盘系统、大俯角腰身系统、仿人轻量机械臂系统、胸部系统、头部视觉语音系统，全方位底盘系统包括：减震系统及运动系统，大俯角腰身系统包括：动力系统及滑块连杆系统，仿人轻量机械臂系统包括：机器人运动关节模块及关节连接板，其中关节连接板根据人体肢体数据灵活定制，胸部系统包括胸部旋转关节和机器人动力控制系统，头部视觉语音系统包括：双目摄像头、语音设备及两自由度关节。本实用新型简化仿人机器人的结构及重量，降低制造成本，实现根据人体肢体数据对机器人的定制，实现超55°大俯角弯腰动作，提高仿人机器人的功能适用性。

技术领域

本实用新型涉及仿人轮式机器人领域，具体为一种具大角度俯身功能的轮式仿人机器人。

背景技术

现在的轮式仿人机器人基本结构类似，由轮式底盘、机械臂、头部、躯体几大部分构成，但是在腰部结构存在较大的差异，如：连杆式、蜗轮蜗杆式等等。

例如：发明专利(公开号CN 106945071A)公开的腰部结构，使用一个电机控制一个自由度的方式实现腰部倾斜，动力电机繁多，结构及控制复杂。又如实用新型专利(公开号CN 206263988U)采用蜗轮蜗杆的方式，实现弯腰动作，俯身角度为前倾20°、后仰40°，与机器人前倾角大于后仰角的动作需求符合度较低。

且在现有腰部结构中，腰部关节仍以独立关节的形式存在，关节协同、重心平衡问题成为限制机器人大角度俯身动作能力的重要因素，在机器人的动作过程中，弯腰动作的产生，必然伴随机器人整体重心的变化。因此，需要除腰部关节外的其他关节一起协同动作，如：髋部关节，膝部关节等，来保证整体重心不随弯腰动作产生较大偏移。而对多关节动力进行精准控制，极大增加机器人的控制难度及复杂性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具大角度俯身功能的轮式仿人机器人，解决现有仿人机器人俯身角度较小，以及俯身动作躯体平衡需要各个关节协同动作的技术问题，简化结构，降低控制复杂性及降低成本。

本实用新型的技术方案如下：

一种具大角度俯身功能的轮式仿人机器人，包括头部视觉语音系统、胸部系统、仿人轻量机械臂系统、大俯角腰身系统、全方位底盘系统自上而下的组合结构；

所述头部视觉语音系统包括：双目摄像头、语音设备及两自由度关节；

所述胸部系统包括：胸部旋转关节和机器人动力控制系统；

所述仿人轻量机械臂系统包括：机器人运动关节模块及关节连接板；

所述大俯角腰身系统包括：动力系统及滑块连杆系统；

所述全方位底盘系统包括：减震系统及运动系统，运动系统的前轮轮组和后轮轮组设置于全方位底盘系统的底部，形成轮式仿人机器人。

所述大俯角腰身系统的动力系统，自由度数为1，并由直线电机提供动力。

所述大俯角腰身系统的滑块连杆系统，包括：背部联板、腿部联板、髋部关节、膝部关节、固定立板、动力系统、滑道系统，背部联板为连杆一，背部联板的底部与髋部关节连接，保留旋转自由度；背部联板的上部留有联接孔，与胸部旋转关节联接，联板中部与滑道系统联接，保留旋转自由度；腿部联板为连杆二，腿部联板的端部分别与髋部关节、膝部关节联接，均保留旋转自由度；滑道系统，滑道间板两侧分布滑道，顶端与腰部联板联接，保留旋转自由度；固定立板，底端留有与底盘对接的安装接口。

所述滑块连杆系统中，滑道系统与腰部联板及腿部联板构成三角形三边，滑道系统在动力系统作用下，长度线性变化；髋部关节相对机器人往后下方移动，机器人整体重心下移，腰部联板显示为重心下移，角度偏转。

所述机器人运动关节模块，包括：肩部pitch动力模块、模块化关节及行星减速器模块。