專利名稱：人形電子機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人構(gòu)造，特別是有關(guān)一種多軸的人形電子機(jī)械的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
在二十一世紀(jì)工商業(yè)發(fā)達(dá)的國家，科技產(chǎn)品的創(chuàng)新速度達(dá)到了人類前所未有的程度，而且在物資充足的現(xiàn)代生活中，高科技產(chǎn)品都己逐漸普及并融入了我們的生活，一般常見的高科技產(chǎn)品例如行動(dòng)電話、平板計(jì)算機(jī)、電子書閱讀裝置這類以實(shí)用性功能為主的 3C產(chǎn)品；除此之外，隨著電影「變形金剛」的推出上映，也讓許多人對于機(jī)械人的印象完全改觀。早期在市面上可以看到許多的機(jī)械人玩具，它們大部分只是靜態(tài)的玩偶，或許可以擺出多種不同的姿勢，但仍然不能自主性的動(dòng)作；后來出現(xiàn)一種利用簡單的機(jī)構(gòu)和小型電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械人玩具，這些機(jī)械人玩具只能重復(fù)地作相同的步行運(yùn)動(dòng)，無法作較復(fù)雜或是多樣的動(dòng)作。由于電子信息和微型機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，以芯片和過程控制的電子機(jī)械人開始出現(xiàn)，這種電子機(jī)械人涉及了復(fù)雜的電子控制技術(shù)和程序設(shè)計(jì)，以往只有研究所的學(xué)生或是為了科學(xué)用途為目的者才會(huì)進(jìn)行制作與設(shè)計(jì)，這種電子機(jī)械人具有復(fù)雜的電路和機(jī)械構(gòu)造，而且大部分都止于實(shí)驗(yàn)室、競賽或是特殊用途的領(lǐng)域才能看見，成本高且難以維護(hù)，所以仍然無法普及于一般市場。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述傳統(tǒng)的人形機(jī)械人所存在的問題， 提出一種可以執(zhí)行跳舞、扭腰、步行和多種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，并且具有傾倒后自動(dòng)站起、格斗和球類競技功能的多軸型的人形電子機(jī)械。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種人形電子機(jī)械，包括上軀殼體、下軀殼體、數(shù)個(gè)伺服機(jī)、小臂、大腿上端架、小腿架和腳掌；其中該數(shù)個(gè)伺服機(jī)包含肩伺服機(jī)、臂伺服機(jī)、腰伺服機(jī)、髖伺服機(jī)、腿伺服機(jī)、腳踝伺服機(jī)和腳掌伺服機(jī)，其特點(diǎn)是任一個(gè)該伺服機(jī)至少具有外殼、及露出該外殼之外的輸出軸，該輸出軸固定地連結(jié)在其所連結(jié)的組件，利用電子控制裝置控制各個(gè)該伺服機(jī)分別驅(qū)動(dòng)該上軀殼體、該下軀殼體、 該小臂、該大腿上端架、該小腿架和該腳掌進(jìn)行擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的腰伺服機(jī)和肩伺服機(jī)一并安裝于上軀殼體之中，腰伺服機(jī)可驅(qū)動(dòng)上軀殼體執(zhí)行相對于下軀殼體的扭腰運(yùn)動(dòng)。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的肩伺服機(jī)包括左肩伺服機(jī)和右肩伺服機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)包含臂伺服機(jī)和小臂的手臂構(gòu)造執(zhí)行相對于上軀殼體的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的臂伺服機(jī)包含整合為一體的上臂伺服機(jī)和下臂伺服機(jī)，上臂伺服機(jī)構(gòu)成上臂可執(zhí)行相對于肩伺服機(jī)的舉臂運(yùn)動(dòng)，下臂伺服機(jī)可驅(qū)動(dòng)小臂執(zhí)行相對于上臂的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。[0010]依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的髖伺服機(jī)包括左側(cè)髖伺服機(jī)和右側(cè)髖伺服機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)包含腿伺服機(jī)、腳踝伺服機(jī)、腳掌伺服機(jī)、大腿上端架、小腿架和腳掌的腿部構(gòu)造執(zhí)行相對于上軀殼體的向內(nèi)側(cè)擺動(dòng)和向外側(cè)擺動(dòng)的擺腿運(yùn)動(dòng)。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的腿伺服機(jī)、腳踝伺服機(jī)、腳掌伺服機(jī)、 大腿上端架、小腿架和腳掌共同構(gòu)成腿部構(gòu)造，其中的腿伺服機(jī)具有整合為一體大腿伺服機(jī)和小腿伺服機(jī)，大腿上端架固定于髖伺服機(jī)，大腿伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于大腿上端架，能以髖伺服機(jī)為中心驅(qū)動(dòng)小腿伺服機(jī)、小腿架、腳踝伺服機(jī)、腳掌伺服機(jī)和腳掌執(zhí)行相對于髖伺服機(jī)的抬腿動(dòng)作。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的小腿伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于小腿架的頂端用以驅(qū)動(dòng)小腿架、腳踝伺服機(jī)、腳掌伺服機(jī)和腳掌執(zhí)行相對于大腿伺服機(jī)的抬小腿動(dòng)作。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的腳踝伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于小腿架的底端用以驅(qū)動(dòng)腳掌伺服機(jī)和腳掌執(zhí)行相對于小腿架的上抬和下壓腳掌的動(dòng)作。依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例構(gòu)造，其中的腳掌伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于腳踝伺服機(jī)的腳掌關(guān)節(jié)架，用以驅(qū)動(dòng)腳掌執(zhí)行相對于腳踝伺服機(jī)的向內(nèi)側(cè)和向外側(cè)的側(cè)翻腳掌的動(dòng)作。由以上本實(shí)用新型的內(nèi)容說明可以了解，本實(shí)用新型的人形電子機(jī)械能利用電子控制裝置控制各個(gè)伺服機(jī)分別驅(qū)動(dòng)上軀殼體、下軀殼體、小臂、大腿上端架、小腿架和腳掌進(jìn)行擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，藉此構(gòu)成一種可以執(zhí)行跳舞、扭腰、步行和多種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，并且具有傾倒后自動(dòng)站起、格斗和球類競技功能的多軸型人形電子機(jī)械。有關(guān)本實(shí)用新型的其它功效及實(shí)施例，將配合圖式說明如下。[0017]
[0018]圖I是本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造圖，顯示人形電子機(jī)械的完整構(gòu)造。[0019]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造圖，顯示圖I中人形電子機(jī)械的各個(gè)組成組件的細(xì)部構(gòu)造分解圖。[0020]圖3是本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)示意圖，顯示人形電子機(jī)械扭腰的情形。[0021]圖4是本實(shí)用新型的另一種運(yùn)動(dòng)示意圖，顯示人形電子機(jī)械的腿部構(gòu)造執(zhí)行相對于上軀殼體的向外側(cè)擺動(dòng)的擺腿運(yùn)動(dòng)。[0022]圖5是本實(shí)用新型的又一種運(yùn)動(dòng)示意圖，顯示人形電子機(jī)械的舉臂運(yùn)動(dòng)。[0023]圖6是本實(shí)用新型的再一種運(yùn)動(dòng)示意圖，顯示人形電子機(jī)械的抬腿運(yùn)動(dòng)。[0024]標(biāo)號說明[0025]10上軀殼體20下軀殼體[0026]21連結(jié)孔31L、31R 小臂[0027]32L、32R大腿上端架33L、33R小腿架[0028]34L、34R 腳掌40L、40R肩伺服機(jī)[0029]41L肩關(guān)節(jié)架410L連結(jié)孔[0030]5腰伺服機(jī)51輸出軸[0031]50L、50R髖伺服機(jī)60L、60R腳踝伺服機(jī)[0032]601L腳掌關(guān)節(jié)架70L、70R腳掌伺服機(jī)[0033]80L、80R 臂伺服機(jī)802L下臂伺服機(jī)90IL大腿伺服機(jī)C 外殼
801L上臂伺服機(jī) 90L、90R腿伺服機(jī) 902L小腿伺服機(jī)
S輸出軸具體實(shí)施方式
首先請參閱圖1，其中揭示了本實(shí)用新型人形電子機(jī)械完整實(shí)施例構(gòu)造，在圖2中則是其各個(gè)組成組件的細(xì)部構(gòu)造分解圖，依據(jù)本實(shí)用新型人形電子機(jī)械的實(shí)施例構(gòu)造，包括上軀殼體10、下軀殼體20、數(shù)個(gè)伺服機(jī)、小臂3IL和3IR、大腿上端架32L和32R、小腿架 33L和33R、及腳掌34L和34R。伺服機(jī)包括肩伺服機(jī)40L和40R、臂伺服機(jī)80L和80R、腰伺服機(jī)5、髖伺服機(jī)50L和50R、腿伺服機(jī)90L和90R、腳踝伺服機(jī)60L和60R和腳掌伺服機(jī) 70L和70R，以及用于控制各個(gè)伺服機(jī)的電子控制裝置(圖中未示)。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的小臂31L和31R、大腿上端架32L和32R、小腿架33L和33R、及腳掌34L和34R，以及各個(gè)伺服機(jī)包含人形構(gòu)造的左、右部分，為了便于說明和區(qū)別，在本實(shí)用新型實(shí)施方式的相關(guān)說明中將分別在各個(gè)組件的組件符號末尾加注 “L”和” R”，其中“L”表示為左部分的構(gòu)造，“R”表示為右部分的構(gòu)造，同時(shí)為了便于閱讀和了解本實(shí)用新型的細(xì)部實(shí)施例構(gòu)造，在下文的說明中以左側(cè)部分的構(gòu)造為代表逐一說明， 關(guān)于右部分的實(shí)施例構(gòu)造因?yàn)槭菍ΨQ的構(gòu)造設(shè)計(jì)，可一并參照有關(guān)左側(cè)部分的實(shí)施例構(gòu)造說明，而舉凡熟悉此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)的人，在了解了左部分的實(shí)施例構(gòu)造之后，應(yīng)足以明白并能據(jù)以實(shí)施。本實(shí)用新型的伺服機(jī)其基本結(jié)構(gòu)均類似，以肩伺服機(jī)40L為例說明如下，肩伺服機(jī)40L至少具有外殼C、露出外殼C之外的輸出軸S，輸出軸S和肩關(guān)節(jié)架41L的連結(jié)孔410L 連結(jié)固定，利用肩伺服機(jī)40L驅(qū)動(dòng)包含臂伺服機(jī)80L、以及小臂31L的手臂構(gòu)造執(zhí)行相對于上軀殼體10的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)(向上軀殼體10的前方和后方擺動(dòng)),原則上各個(gè)伺服機(jī)的輸出軸都是固定地連結(jié)在其所連結(jié)的組件，在下文中所指「可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地」即為此種關(guān)系，如有例外將會(huì)特別地說明。腰伺服機(jī)5和肩伺服機(jī)40L、40R—并安裝固定于上軀殼體10之中，腰伺服機(jī)5的輸出軸51連結(jié)固定于下軀殼體20的連結(jié)孔21，利用腰伺服機(jī)5可驅(qū)動(dòng)上軀殼體10執(zhí)行相對于下軀殼體20的扭腰運(yùn)動(dòng)(見圖3)。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的臂伺服機(jī)80L包含整合為一體的上臂伺服機(jī)801L和下臂伺服機(jī)802L，上臂伺服機(jī)801L可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于肩關(guān)節(jié)架41L，上臂伺服機(jī)801L直接作為上臂，可執(zhí)行相對于肩伺服機(jī)40L的舉臂運(yùn)動(dòng)(見圖5)，下臂伺服機(jī)802L 可驅(qū)動(dòng)小臂31L執(zhí)行相對于上臂的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的髖伺服機(jī)50L和50R (50L代表左側(cè)髖伺服機(jī)，50R代表右側(cè)髖伺服機(jī))分別固定安裝于下軀殼體20的左右兩側(cè)位置，以髖伺服機(jī)50L 為例，髖伺服機(jī)50L用于驅(qū)動(dòng)包含腿伺服機(jī)90L、腳踝伺服機(jī)60L、腳掌伺服機(jī)70L、大腿上端架32L、小腿架33L和腳掌34L的腿部構(gòu)造執(zhí)行相對于上軀殼體10的向內(nèi)側(cè)擺動(dòng)和向外側(cè)擺動(dòng)的擺腿運(yùn)動(dòng)(見圖40)。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的腿伺服機(jī)90L、腳踝伺服機(jī)60L、腳掌伺服機(jī)70L、大腿上端架32L、小腿架33L和腳掌34L共同構(gòu)成腿部構(gòu)造，其中的腿伺服機(jī)90L具有整合為一體的大腿伺服機(jī)901L和小腿伺服機(jī)902L，大腿上端架32L固定于髖伺服機(jī) 50L，大腿伺服機(jī)901L可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于大腿上端架32L，該大腿伺服機(jī)901L能以髖伺服機(jī)50L為中心驅(qū)動(dòng)小腿伺服機(jī)902L、小腿架33L、腳踝伺服機(jī)60L、腳掌伺服機(jī)70L和腳掌 34L執(zhí)行相對于髖伺服機(jī)50L的抬腿動(dòng)作(見圖6)。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的小腿伺服機(jī)902L可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于小腿架33L的頂端用以驅(qū)動(dòng)小腿架33L、腳踝伺服機(jī)60L、腳掌伺服機(jī)70L和腳掌34L執(zhí)行相對于大腿伺服機(jī)901L的抬小腿動(dòng)作(見圖6)。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的腳踝伺服機(jī)60L可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于小腿架33L的底端用以驅(qū)動(dòng)腳掌伺服機(jī)70L和腳掌34L執(zhí)行相對于小腿架33L的上抬和下壓腳掌34L的動(dòng)作。依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例構(gòu)造，其中的腳掌伺服機(jī)70L可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于腳踝伺服機(jī)60L的腳掌關(guān)節(jié)架601L，用以驅(qū)動(dòng)腳掌34L執(zhí)行相對于腳踝伺服機(jī)60L的向內(nèi)側(cè)和向外側(cè)的側(cè)翻腳掌34L的動(dòng)作，兩者的差異請參見圖4及圖5。雖然本實(shí)用新型已透過上述的實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型， 任何熟悉相像技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾， 因此，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍需視本說明書所附的請求項(xiàng)所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種人形電子機(jī)械，包括上軀殼體、下軀殼體、數(shù)個(gè)伺服機(jī)、小臂、大腿上端架、小腿架和腳掌；其中該數(shù)個(gè)伺服機(jī)包含肩伺服機(jī)、臂伺服機(jī)、腰伺服機(jī)、髖伺服機(jī)、腿伺服機(jī)、腳踝伺服機(jī)和腳掌伺服機(jī)，其特征在于任一個(gè)該伺服機(jī)至少具有外殼、及露出該外殼之外的輸出軸，該輸出軸固定地連結(jié)在其所連結(jié)的組件，利用電子控制裝置控制各個(gè)該伺服機(jī)分別驅(qū)動(dòng)該上軀殼體、該下軀殼體、該小臂、該大腿上端架、該小腿架和該腳掌進(jìn)行擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述小臂、大腿上端架、小腿架、腳掌、以及各個(gè)該伺服機(jī)包含人形構(gòu)造的左、右部份，且該左、右部份具有對稱的構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求2所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述腰伺服機(jī)和肩伺服機(jī)一并安裝固定于該上軀殼體之中，該腰伺服機(jī)的輸出軸連結(jié)固定于該下軀殼體的連結(jié)孔，利用該腰伺服機(jī)驅(qū)動(dòng)該上軀殼體執(zhí)行相對于該下軀殼體的扭腰運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述肩伺服機(jī)的輸出軸固定地連結(jié)于肩關(guān)節(jié)架，該臂伺服機(jī)包含整合為一體的上臂伺服機(jī)和下臂伺服機(jī)，該上臂伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于該肩關(guān)節(jié)架，該上臂伺服機(jī)直接作為上臂，可執(zhí)行相對于該肩伺服機(jī)的舉臂運(yùn)動(dòng)，該下臂伺服機(jī)可驅(qū)動(dòng)該小臂執(zhí)行相對于該上臂的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述髖伺服機(jī)包括兩個(gè)分別固定安裝于該下軀殼體的左側(cè)位置的左髖伺服機(jī)和右側(cè)位置的右髖伺服機(jī)，該髖伺服機(jī)用于驅(qū)動(dòng)包含該腿伺服機(jī)、該腳踝伺服機(jī)、該腳掌伺服機(jī)、該大腿上端架、該小腿架和該腳掌的腿部構(gòu)造執(zhí)行相對于該上軀殼體的向內(nèi)側(cè)擺動(dòng)和向外側(cè)擺動(dòng)的擺腿運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述腿伺服機(jī)具有整合為一體的大腿伺服機(jī)和小腿伺服機(jī)，該大腿上端架固定于該髖伺服機(jī)，該大腿伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于該大腿上端架，該大腿伺服機(jī)能以該髖伺服機(jī)為中心驅(qū)動(dòng)該小腿伺服機(jī)、該小腿架、 該腳踝伺服機(jī)、該腳掌伺服機(jī)和該腳掌執(zhí)行相對于該髖伺服機(jī)的抬腿動(dòng)作。
7.如權(quán)利要求6所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述小腿伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于該小腿架的頂端，以驅(qū)動(dòng)該小腿架、該腳踝伺服機(jī)、該腳掌伺服機(jī)和該腳掌執(zhí)行相對于該大腿伺服機(jī)的抬小腿動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求7所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述腳踝伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于該小腿架的底端，以驅(qū)動(dòng)該腳掌伺服機(jī)和該腳掌執(zhí)行相對于該小腿架的上抬和下壓該腳掌的動(dòng)作。
9.如權(quán)利要求8所述的人形電子機(jī)械，其特征在于所述腳掌伺服機(jī)可伺服轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于該腳踝伺服機(jī)的腳掌關(guān)節(jié)架，以驅(qū)動(dòng)該腳掌執(zhí)行相對于該腳踝伺服機(jī)的向內(nèi)側(cè)和向外側(cè)的側(cè)翻該腳掌的動(dòng)作。
專利摘要一種人形電子機(jī)械，包括上軀殼體、下軀殼體、數(shù)個(gè)伺服機(jī)、小臂、大腿上端架、小腿架和腳掌；伺服機(jī)包含肩伺服機(jī)、臂伺機(jī)、腰伺服機(jī)、髖伺服機(jī)、腿伺服機(jī)、腳踝伺服機(jī)和腳掌伺服機(jī)，利用電子控制裝置控制各個(gè)伺服機(jī)分別驅(qū)動(dòng)上軀殼體、下軀殼體、小臂、大腿上端架、小腿架和腳掌進(jìn)行擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，藉此構(gòu)成一種可以執(zhí)行跳舞、扭腰、步行和多種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，并且具有傾倒后自動(dòng)站起、格斗和球類競技功能的多軸型人形電子機(jī)械。
文檔編號A63H13/04GK202342859SQ20112045856
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者蔡逢春 申請人:蔡逢春