本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種智能娛樂機器人的機械結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

機器人作為人類20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在短短的幾十年內(nèi)發(fā)生了日新月異的變化，近幾年機器人已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的戰(zhàn)略目標(biāo)，機器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，不但使傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)面貌發(fā)生根本性變化，而且將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，隨著社會生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，機器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，從自動化生產(chǎn)線到海洋資源的探索，乃至太空作業(yè)等領(lǐng)域，機器人可謂是無處不在，目前機器已經(jīng)走進人們的生活與工作，機器人已經(jīng)在很多的領(lǐng)域代替著人類的勞動，發(fā)揮著越來越重要的作用，人們已經(jīng)越來越離不開機器人幫助。機器人是人類的得力助手，能友好相處的可靠朋友，將來我們會看到人和機器人會存在一個空間里邊，成為一個互相的助手和朋友，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機器人技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人類社會生活的各個領(lǐng)域，特別是舞蹈機器人具有人類外觀特征、可愛的外貌、又兼有技術(shù)含量，極受青少年的喜愛?，F(xiàn)有技術(shù)中舞蹈機器人存在諸多問題，比如行走式舞蹈機器人不能原地轉(zhuǎn)動，行走速度慢，控制復(fù)雜，移動困難，操縱性差，機械復(fù)雜，電機性能要求嚴(yán)格，價格昂貴；履帶式舞蹈機器人加工制作比較麻煩，履帶的摩擦力很大、能量損耗大；在彎腰工程中，由于前后啟動慣性不一樣，導(dǎo)致機器人的不平衡，且加工比較困難，不利于固定，造價也很高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能娛樂機器人的機械結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、運動準(zhǔn)確，使得機器人表演時動作協(xié)調(diào)、靈活。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種智能娛樂機器人的機械結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)頭機構(gòu)、上體、手臂機構(gòu)、底盤機構(gòu)、轉(zhuǎn)身機構(gòu)和彎腰機構(gòu)；所述轉(zhuǎn)頭機構(gòu)包括頭部、頸部和轉(zhuǎn)動電機，所述轉(zhuǎn)動電機設(shè)置在頸部中，所述頭部和頸部可轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)動電機的輸出端和頭部相連，所述轉(zhuǎn)頭機構(gòu)和上體上端相連；所述手臂機構(gòu)設(shè)置在上體的兩側(cè)，所述手臂機構(gòu)包括兩個大臂、分別與大臂連接的兩個小臂，所述上體上端的兩側(cè)分別設(shè)置有驅(qū)動大臂電機，所述驅(qū)動大臂電機的輸出端和大臂相連，所述大臂和小臂之間通過連接件相連，所述連接件上設(shè)置有驅(qū)動小臂電機，所述驅(qū)動小臂電機的輸出端和小臂相連；所述底盤機構(gòu)包括支撐架、兩個驅(qū)動輪和兩個萬向輪，所述驅(qū)動輪和萬向輪設(shè)置在支撐架的底部；所述彎腰機構(gòu)和上體下端通過轉(zhuǎn)身機構(gòu)相連，所述轉(zhuǎn)身機構(gòu)包括滾動軸承、傳動件和驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機，所述驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機設(shè)置在上體下端，所述驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機輸出端通過傳動件和滾動軸承連接，所述滾動軸承和彎腰機構(gòu)相連；所述彎腰機構(gòu)包括驅(qū)動彎腰電機、安裝架和連桿裝置，所述驅(qū)動彎腰電機設(shè)置在支撐架上，所述安裝架和支撐架通過連接軸鉸接，所述連桿裝置一端和驅(qū)動彎腰電機的輸出端相連，另一端和安裝架可活動連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述支撐架包括正方形底架、對稱設(shè)置在底架兩側(cè)的側(cè)架，所述側(cè)架包括支撐桿和兩根對稱設(shè)置在支撐桿兩側(cè)的穩(wěn)定桿，所述支撐桿垂直連接在底架一側(cè)邊上，所述穩(wěn)定桿一端和支撐桿相連，另一端和底架相連。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述安裝架位于兩側(cè)的側(cè)架之間，所述安裝架和支撐桿通過連接軸鉸接，所述安裝架一側(cè)邊上沿縱向設(shè)置有長方形槽，所述驅(qū)動彎腰電機設(shè)置在支撐桿上，所述連桿裝置包括傳動桿和推動桿，所述驅(qū)動彎腰電機的轉(zhuǎn)軸、傳動桿和推動桿依次呈階梯狀相連，所述推動桿另一端位于長方形槽中，當(dāng)驅(qū)動彎腰電機轉(zhuǎn)動，通過傳動桿帶動推動桿轉(zhuǎn)動，所述推動桿在安裝架的長方形槽中上下活動，帶動彎腰機構(gòu)做前后彎腰動作。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述上體底端和支撐桿頂端分別設(shè)置有上固定環(huán)和下固定環(huán)，所述上固定環(huán)和下固定環(huán)之間通過橡膠帶連接，當(dāng)彎腰機構(gòu)做前后彎腰動作，所述橡膠帶發(fā)生形變從而拉住上體。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述滾動軸承包括內(nèi)部圓、外部圓和滾珠，所述內(nèi)部圓和外部圓同心設(shè)置，所述滾珠設(shè)置在內(nèi)部圓和外部圓之間間隙中，所述內(nèi)部圓與安裝架固定連接，所述外部圓上設(shè)置有若干安裝槽和固定件，所述安裝槽均布在外部圓上，所述固定件呈“7”字狀，所述固定件一端鉸接在安裝槽的槽底，并可翻轉(zhuǎn)至安裝槽外，所述傳動件下端設(shè)置有若干連接柱，所述連接柱上設(shè)置有卡槽，所述連接柱插入安裝槽中，所述固定件另一端卡入卡槽中；在驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機轉(zhuǎn)動的過程中，驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機旋轉(zhuǎn)帶動外部圓的旋轉(zhuǎn)，機器人上身繞著滾動軸承中心作轉(zhuǎn)身運動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述外部圓外套設(shè)有彈性套環(huán)，所述彈性套環(huán)可相對外部圓上下移動，移動至固定件外時，阻止固定件向安裝槽外翻轉(zhuǎn)。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述連接件包括第一連接板和兩個相對設(shè)置且垂直于第一連接板的第二連接板，所述大臂下端設(shè)置有安裝孔，所述第一連接板穿過安裝孔，所述第二連接板通過螺栓和大臂相連，所述小臂上端位于兩個第二連接板之間，所述小臂和一側(cè)第二連接板之間鉸接，所述驅(qū)動小臂電機安裝在另一側(cè)第二連接板外側(cè)，所述小臂上設(shè)置有對接孔，所述對接孔截面呈十字狀，所述驅(qū)動小臂電機的轉(zhuǎn)軸末端的形狀和對接孔的形狀相配合，所述驅(qū)動小臂電機轉(zhuǎn)動帶動小臂前后擺動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述上體、大臂、小臂、支撐架和安裝架采用空心矩形截面機構(gòu)，由鋁材加工而成。

本發(fā)明設(shè)計的機器人的機械結(jié)構(gòu)，移動方式選用四輪移動，其移動速度快，且其能量耗損相對較少；彎腰機構(gòu)選用連桿機構(gòu)，協(xié)調(diào)性好，使機器人具有簡單人體功能，可模擬舞蹈動作，完成簡單人體舞蹈的基本動作，可以前進后退，左右側(cè)行，左右轉(zhuǎn)彎和前后擺動手臂，舉手投足、轉(zhuǎn)圈，動作靈活、協(xié)調(diào)，運動準(zhǔn)確可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明滾動軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明傳動件和滾動軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖所給出的實施例對本發(fā)明做進一步的詳述。

參照圖1-5所示，本實施例的一種智能娛樂機器人的機械結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括轉(zhuǎn)頭機構(gòu)1、上體2、手臂機構(gòu)3、底盤機構(gòu)4、轉(zhuǎn)身機構(gòu)5和彎腰機構(gòu)6；轉(zhuǎn)頭機構(gòu)1包括頭部11、頸部12和轉(zhuǎn)動電機13，轉(zhuǎn)動電機13設(shè)置在頸部12中，頭部11和頸部12可轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動電機13的輸出端和頭部11相連，轉(zhuǎn)頭機構(gòu)1和上體2上端相連；手臂機構(gòu)3設(shè)置在上體的兩側(cè)，手臂機構(gòu)3包括兩個大臂31、分別與大臂31連接的兩個小臂32，上體2上端的兩側(cè)分別設(shè)置有驅(qū)動大臂電機33，驅(qū)動大臂電機33的輸出端和大臂31相連，大臂31和小臂32之間通過連接件35相連，連接件35上設(shè)置有驅(qū)動小臂電機34，驅(qū)動小臂電機34的輸出端和小臂32相連；底盤機構(gòu)4包括支撐架41、兩個驅(qū)動輪42和兩個萬向輪43，驅(qū)動輪42和萬向輪43設(shè)置在支撐架41的底部，能在原地旋轉(zhuǎn)以獲得不同的方向，萬向輪43用于平衡；彎腰機構(gòu)6和上體2下端通過轉(zhuǎn)身機構(gòu)5相連，轉(zhuǎn)身機構(gòu)5包括滾動軸承51、傳動件52和驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機53，驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機53設(shè)置在上體2下端，驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機53輸出端通過傳動件52和滾動軸承51連接，滾動軸承51和彎腰機構(gòu)6相連；彎腰機構(gòu)6包括驅(qū)動彎腰電機61、安裝架62和連桿裝置63，驅(qū)動彎腰電機61設(shè)置在支撐架41上，安裝架62和支撐架41通過連接軸7鉸接，連桿裝置63一端和驅(qū)動彎腰電機61的輸出端相連，另一端和安裝架62可活動連接，作為人形機器人的腰部，彎腰機構(gòu)6主要是承接了上部的重量，通過轉(zhuǎn)身機構(gòu)5使彎腰機構(gòu)6和上體2相連，使彎腰機構(gòu)6能做到水平的轉(zhuǎn)動，保證了整個機器人的平衡。

作為改進的一種具體實施方式，支撐架41包括正方形底架411、對稱設(shè)置在底架411兩側(cè)的側(cè)架412，側(cè)架412包括支撐桿413和兩根對稱設(shè)置在支撐桿413兩側(cè)的穩(wěn)定桿414，支撐桿413垂直連接在底架411一側(cè)邊上，穩(wěn)定桿414一端和支撐桿413相連，另一端和底架411相連，此結(jié)構(gòu)的支撐架41結(jié)構(gòu)簡單，在保證底盤機構(gòu)4起到很好地支撐作用的前提下，在運動時又能保證整體的平衡和穩(wěn)定性。

作為改進的一種具體實施方式，安裝架62位于兩側(cè)的側(cè)架412之間，安裝架62和支撐桿413通過連接軸7鉸接，安裝架62一側(cè)邊上沿縱向設(shè)置有長方形槽621，驅(qū)動彎腰電機61設(shè)置在支撐桿413上，連桿裝置63包括傳動桿631和推動桿632，驅(qū)動彎腰電機61的轉(zhuǎn)軸、傳動桿631和推動桿632依次呈階梯狀相連，推動桿632另一端位于長方形槽621中，當(dāng)驅(qū)動彎腰電機61轉(zhuǎn)動，通過傳動桿631帶動推動桿632轉(zhuǎn)動，推動桿632在安裝架62的長方形槽621中上下活動，帶動彎腰機構(gòu)6做前后彎腰動作。本發(fā)明連桿裝置63結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，更重要的是它的運動規(guī)律正好符合人體運動的原理，運動靈活，平衡性好。

作為改進的一種具體實施方式，上體2底端和支撐桿413頂端分別設(shè)置有上固定環(huán)8和下固定環(huán)9，上固定環(huán)8和下固定環(huán)9之間通過橡膠帶10連接，當(dāng)彎腰機構(gòu)6做前后彎腰動作，橡膠帶10發(fā)生形變從而拉住上體2。橡膠帶10一方面可以保證上體2的平衡，一方面可以使得機器人進行彎腰動作時，承受上體2一部分的重量，避免上體2的過多重量落在驅(qū)動彎腰電機61的轉(zhuǎn)軸上，從而保護驅(qū)動彎腰電機61，延長其使用壽命。

作為改進的一種具體實施方式，滾動軸承51包括內(nèi)部圓511、外部圓512和滾珠513，內(nèi)部圓511和外部圓512同心設(shè)置，滾珠513設(shè)置在內(nèi)部圓511和外部圓512之間間隙中，內(nèi)部圓511與安裝架62固定連接，外部圓512上設(shè)置有若干安裝槽514和固定件515，安裝槽514均布在外部圓512上，固定件515呈“7”字狀，固定件515一端鉸接在安裝槽514的槽底，并可翻轉(zhuǎn)至安裝槽514外，傳動件52下端設(shè)置有若干連接柱516，連接柱516上設(shè)置有卡槽517，連接柱516插入安裝槽514中，固定件515另一端卡入卡槽517中；在驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機53轉(zhuǎn)動的過程中，驅(qū)動轉(zhuǎn)身電機53旋轉(zhuǎn)帶動外部圓512的旋轉(zhuǎn)，機器人上身繞著滾動軸承51中心作轉(zhuǎn)身運動。本發(fā)明滾動軸承51結(jié)構(gòu)緊湊，通過傳動件52能夠和上體2穩(wěn)定連接，又能夠保證上體2靈活轉(zhuǎn)動。

作為改進的一種具體實施方式，外部圓512外套設(shè)有彈性套環(huán)518，彈性套環(huán)518可相對外部圓512上下移動，移動至固定件515外時，阻止固定件515向安裝槽514外翻轉(zhuǎn)。彈性套環(huán)518的設(shè)置可進一步使?jié)L動軸承51和上體2之間的連接更穩(wěn)定。

作為改進的一種具體實施方式，連接件35包括第一連接板351和兩個相對設(shè)置且垂直于第一連接板351的第二連接板352，大臂31下端設(shè)置有安裝孔36，第一連接板351穿過安裝孔36，第二連接板352通過螺栓和大臂31相連，小臂31上端位于兩個第二連接板352之間，小臂32和一側(cè)第二連接板352之間鉸接，驅(qū)動小臂電機34安裝在另一側(cè)第二連接板352外側(cè)，小臂32上設(shè)置有對接孔37，對接孔37截面呈十字狀，驅(qū)動小臂電機34的轉(zhuǎn)軸末端的形狀和對接孔37的形狀相配合，驅(qū)動小臂電機34轉(zhuǎn)動帶動小臂32前后擺動。手臂機構(gòu)3是機器人整體比較重要的環(huán)節(jié)，機器人的很多動作都通過手臂機構(gòu)3體現(xiàn)出來，大臂31和小臂32所具有的自由度越多，動作時活動的空間就越大，所做的動作就越精細(xì)，完成的任務(wù)就越復(fù)雜，本發(fā)明的大臂31可做前后360度的旋轉(zhuǎn)，大臂31和小臂32之間鉸接，小臂32可相對大臂31擺動。連接件35既能保證機器人行動起來靈活自如，動作順滑平穩(wěn)，又具有一定的承受負(fù)載能力。

作為改進的一種具體實施方式，上體2、大臂31、小臂32、支撐架41和安裝架62采用空心矩形截面機構(gòu)，由鋁材加工而成。

伴舞機器人的多個部位都是要運動的，本發(fā)明的上體2、大臂31、小臂32、支撐架41和安裝架62均由鋁材加工而成。材料截面對構(gòu)件質(zhì)量和剛度施加重要的影響，因此通過合理選擇構(gòu)件的截面可以較好地滿足機器人的使用要求，現(xiàn)有技術(shù)中常用的有空心圓截面，空心矩形截面，工字截面等。由鋁材加工而成。若空心矩形截面是邊長為a，壁厚為t的正方形，空心圓截面的外圓直徑也為a，壁厚也為t，且令t＝0.2a，通過計算可以得出，在相同壁厚的條件下，正方形空心截面比空心圓截面的慣性矩高69％～84％，而質(zhì)量僅增加27％。壁厚越薄，則效果越明顯。若比較條件改為空心矩形截面和空心圓截面型材的截面相等，且d0＝a，設(shè)空心圓截面壁厚td＝0.2a，可以計算出正方形空心截面的壁厚為tf＝0.147a。此時，正方形空心截面比空心圓截面的剛度提高了40％～60％。因此無論從何角度來衡量，空心矩形截面都比空心圓截面的剛性優(yōu)越。從設(shè)計，裝配的角度來看，矩形截面也有一定方便之處。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。