高仿真機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高仿真機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]自上個(gè)世紀(jì)90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到飛速發(fā)展。原本用于生產(chǎn)制造的
工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)也有了長足的進(jìn)展。機(jī)器人的各種功能被相繼開發(fā)并得到不斷增強(qiáng)，機(jī)器人的種類不斷增多，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也從最初
的工業(yè)控制拓展到各行各業(yè)，從軍用到民用，從天上到地下，從工業(yè)到農(nóng)業(yè)，從生產(chǎn)領(lǐng)域到娛樂服務(wù)業(yè)甚至到醫(yī)療保健業(yè)，幾乎無處不在。從機(jī)器人的發(fā)展史，可以看出機(jī)器人的用途范圍之廣，發(fā)展之迅速，國際競爭之激烈，前途之廣大，科研任務(wù)之迫切。機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有直角坐標(biāo)式、柱面坐標(biāo)式、球面坐標(biāo)式，多關(guān)節(jié)坐標(biāo)式、伸縮式、爬行式等等，根據(jù)不同用途還在不斷發(fā)展之中。目前，許多國家都在模仿人的功能，制造多關(guān)節(jié)機(jī)器人，因?yàn)檫@種機(jī)器人能真正模仿人的各種動(dòng)作，直接替代人的某些工作，在加入人工智能后，成為真正的智能機(jī)器人。智能機(jī)器人的水平，在一定程度上，標(biāo)志著一個(gè)國家在高端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。多關(guān)節(jié)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)，主要有伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。但體積都較大，動(dòng)作僵硬，不易真正模仿人的形狀和動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決上述問題提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動(dòng)作幅度大、精確度高、柔韌性好，能同時(shí)模仿人的各種復(fù)雜動(dòng)作、采用真空牽引動(dòng)力裝置的高仿真機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明所述高仿真機(jī)器人包括由頭顱、軀干和四肢構(gòu)成的軀體總成，所述軀體總成的外表面覆蓋仿真皮膚，頭顱的內(nèi)部設(shè)置有仿真顱骨，軀干的內(nèi)部設(shè)置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢的內(nèi)部設(shè)置有仿真臂骨或者仿真股骨，所述軀干的內(nèi)部設(shè)置有真空動(dòng)力裝置，所述真空動(dòng)力裝置包括真空罐、用于給真空罐抽真空的真空泵以及連接在真空罐上的多個(gè)活塞式拉線機(jī)構(gòu)，所述活塞式拉索機(jī)構(gòu)由兩端封閉的柱狀殼體和安裝在柱狀殼體內(nèi)腔中的活塞構(gòu)成，柱狀殼體的一端通過三通氣閥連通真空罐，柱狀殼體的另一端設(shè)置有拉線外皮，拉線外皮上設(shè)置有受力連接點(diǎn)，拉線外皮的內(nèi)腔中設(shè)置有拉線，所述拉線的內(nèi)端固定連接在活塞上，拉線的外端設(shè)置有施力連接點(diǎn)，同一活塞式拉索機(jī)構(gòu)中的受力連接點(diǎn)和施力連接點(diǎn)分別固定在仿真肋骨或者仿真臂骨或者仿真股骨的連接點(diǎn)上，所述連接點(diǎn)是對應(yīng)于肌肉群作用于人體骨骼上的受力點(diǎn)。
[0005]安裝于頭顱內(nèi)部的仿真顱骨的眼窩中固定安裝有彈性膠圈，所述彈性膠圈的中心位置固定安裝有仿真眼球，所述仿真眼球的后端固定連接有眼球驅(qū)動(dòng)桿，兩仿真眼球后端的眼球驅(qū)動(dòng)桿鉸接在同一根同步桿上，所述同步桿連接在活塞式拉索機(jī)構(gòu)的拉線上。
[0006]所述仿真眼球的前方帶有成對設(shè)置的仿真上眼瞼和仿真下眼瞼，所述仿真上眼瞼和仿真下眼瞼分別連接在上杠桿和下杠桿上，所述上杠桿和下杠桿對稱設(shè)置，上杠桿和下杠桿的另一端分別設(shè)置有動(dòng)銜鐵，所述動(dòng)銜鐵與電磁線圈電磁配合。
[0007]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所述高仿真機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，由于使用了真空動(dòng)力配合拉線傳遞實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，使四肢體積顯著縮小，操縱肢體動(dòng)作更靈活，更迅速，更精確，更有力，更有彈性，動(dòng)作的仿真度高，無論外形和動(dòng)作都更像真人。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是一個(gè)活塞式拉線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是仿真眼球及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是眼瞼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖5是眼瞼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖6是安裝在大腿骨上的活塞式拉線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本發(fā)明所述的高仿真機(jī)器人包括由頭顱1、軀干2和四肢3、4、5、6構(gòu)成的軀體總成，所述軀體總成的外表面覆蓋仿真皮膚，仿真皮膚的下面還可以設(shè)置電熱絲，以便產(chǎn)生接近人體溫度的熱量。頭顱I的內(nèi)部設(shè)置有仿真顱骨，軀干2的內(nèi)部設(shè)置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢3、4、5、6的內(nèi)部設(shè)置有仿真臂骨或者仿真股骨，所述軀干2的內(nèi)部設(shè)置有真空動(dòng)力裝置，如圖2所示，所述真空動(dòng)力裝置包括真空罐7、用于給真空罐7抽真空的真空泵8以及連接在真空罐7上的多個(gè)活塞式拉線機(jī)構(gòu)，所述活塞式拉索機(jī)構(gòu)由兩端封閉的柱狀殼體9和安裝在柱狀殼體9內(nèi)腔中的活塞91構(gòu)成，柱狀殼體9的一端通過三通氣閥92連通真空罐7，柱狀殼體9的另一端設(shè)置有拉線外皮93，拉線外皮93上設(shè)置有受力連接點(diǎn)94，拉線外皮93的內(nèi)腔中設(shè)置有拉線95，所述拉線95的內(nèi)端固定連接在活塞91上，拉線的外端設(shè)置有施力連接點(diǎn)96，同一活塞式拉索機(jī)構(gòu)中的受力連接點(diǎn)94和施力連接點(diǎn)96分別固定在仿真肋骨或者仿真臂骨或者仿真股骨的連接點(diǎn)上，所述連接點(diǎn)是對應(yīng)于肌肉群作用于人體骨骼上的受力點(diǎn)。
[0015]該真空動(dòng)力裝置可以安裝在仿真肋骨環(huán)繞的空間中，真空泵8將真空罐7抽真空儲(chǔ)存動(dòng)力，并通過三通氣閥92控制活塞式拉線機(jī)構(gòu)，三通氣閥92是采用電磁驅(qū)動(dòng)的三通閥，其一端連通柱狀殼體9，另一端連通真空罐7，第三端開放；當(dāng)三通氣閥92將柱狀殼體9與真空罐7之間的通道關(guān)閉，打開通柱狀殼體9與外部通道的時(shí)候，柱狀殼體9內(nèi)部的壓力與大氣壓相等，活塞91兩側(cè)壓力相等，并可在外力作用下自由移動(dòng)。當(dāng)三通氣閥92將柱狀殼體9與真空罐7之間的通道打開，關(guān)閉外部通道的時(shí)候，活塞91上方被抽真空，活塞91向上移動(dòng)，帶動(dòng)拉線95收縮，并最終在受力連接點(diǎn)94和施力連接點(diǎn)96形成類似肌肉收縮的動(dòng)作。
[0016]如圖6所示，還可以將活塞式拉線機(jī)構(gòu)設(shè)置在遠(yuǎn)離真空罐7和真空泵8的仿真大腿骨上，通過管道連接三通氣閥92和真空罐7。每一個(gè)三通氣閥92對應(yīng)控制一根拉線95，多個(gè)三通氣閥92環(huán)繞設(shè)置在仿真大腿骨上的外圍，通過不同位置的拉線的協(xié)調(diào)動(dòng)作，可完成各種復(fù)雜的模擬人體動(dòng)作。
[0017]如圖3所示，安裝于頭顱I內(nèi)部的仿真顱骨的眼窩中固定安裝有彈性膠圈10，所述彈性膠圈10的中心位置固定安裝有仿真眼球11，彈性膠圈10的彈性使仿真眼球11可以在外力作用下上、下、左、右偏轉(zhuǎn)一定角度，并在外力消失后自動(dòng)復(fù)位。所述仿真眼球11的后端固定連接有眼球驅(qū)動(dòng)桿12，兩仿真眼球11后端的眼球驅(qū)動(dòng)桿12鉸接在同一根同步桿13上，所述同步桿13連接在活塞式拉索機(jī)構(gòu)的拉線上。拉線拉動(dòng)的時(shí)候帶動(dòng)同步桿13移動(dòng)，并通過兩根眼球驅(qū)動(dòng)桿12同步帶動(dòng)兩個(gè)仿真眼球11偏轉(zhuǎn)一定的角度。
[0018]如圖4、圖5所示，所述仿真眼球11的前方帶有成對設(shè)置的仿真上眼瞼14和仿真下眼瞼15，所述仿真上眼瞼14和仿真下眼瞼15分別連接在上杠桿16和下杠桿17上，所述上杠桿16和下杠桿17對稱設(shè)置，上杠桿16和下杠桿17是一端嵌入仿真眼瞼中的弧形的硬質(zhì)桿，其可以帶動(dòng)仿真眼瞼動(dòng)作，上杠桿16和下杠桿17的另一端分別設(shè)置有動(dòng)銜鐵，動(dòng)銜鐵或者上杠桿16和下杠桿17的一端設(shè)有鉸軸，使其可以產(chǎn)生上、下偏轉(zhuǎn)的擺動(dòng)動(dòng)作，動(dòng)銜鐵偏轉(zhuǎn)的時(shí)候帶動(dòng)上杠桿16或者下杠桿17同步偏轉(zhuǎn)。所述動(dòng)銜鐵與電磁線圈18電磁配合?？梢杂靡唤M電磁線圈18同時(shí)控制上杠桿16和下杠桿17上的動(dòng)銜鐵，也可以分別用兩個(gè)電磁線圈控制動(dòng)銜鐵。電磁線圈18通電產(chǎn)生的電磁力吸引動(dòng)銜鐵，帶動(dòng)上杠桿16和下杠桿17分別向上方和下方偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生仿真眼瞼開、合的動(dòng)作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高仿真機(jī)器人，包括由頭顱(I)、軀干(2)和四肢(3、4、5、6)構(gòu)成的軀體總成，所述軀體總成的外表面覆蓋仿真皮膚，頭顱(I)的內(nèi)部設(shè)置有仿真顱骨，軀干(2)的內(nèi)部設(shè)置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢(3、4、5、6)的內(nèi)部設(shè)置有仿真臂骨或者仿真股骨，其特征在于:所述軀干(2)的內(nèi)部設(shè)置有真空動(dòng)力裝置，所述真空動(dòng)力裝置包括真空罐(7)、用于給真空罐(7)抽真空的真空泵(8)以及連接在真空罐(7)上的多個(gè)活塞式拉線機(jī)構(gòu)，所述活塞式拉索機(jī)構(gòu)由兩端封閉的柱狀殼體(9)和安裝在柱狀殼體(9)內(nèi)腔中的活塞(91)構(gòu)成，柱狀殼體(9)的一端通過三通氣閥(92)連通真空罐(7)，柱狀殼體(9)的另一端設(shè)置有拉線外皮(93)，拉線外皮(93)上設(shè)置有受力連接點(diǎn)(94)，拉線外皮(93)的內(nèi)腔中設(shè)置有拉線(95)，所述拉線(95)的內(nèi)端固定連接在活塞(91)上，拉線的外端設(shè)置有施力連接點(diǎn)(96)，同一活塞式拉索機(jī)構(gòu)中的受力連接點(diǎn)(94)和施力連接點(diǎn)(96)分別固定在仿真肋骨或者仿真臂骨或者仿真股骨的連接點(diǎn)上，所述連接點(diǎn)是對應(yīng)于肌肉群作用于人體骨骼上的受力點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高仿真機(jī)器人，其特征在于:安裝于頭顱(I)內(nèi)部的仿真顱骨的眼窩中固定安裝有彈性膠圈(10)，所述彈性膠圈(10)的中心位置固定安裝有仿真眼球(11)，所述仿真眼球(11)的后端固定連接有眼球驅(qū)動(dòng)桿(12)，兩仿真眼球(11)后端的眼球驅(qū)動(dòng)桿(12)鉸接在同一根同步桿(13)上，所述同步桿(13)連接在活塞式拉索機(jī)構(gòu)的拉線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高仿真機(jī)器人，其特征在于:所述仿真眼球(11)的前方帶有成對設(shè)置的仿真上眼瞼(14)和仿真下眼瞼(15)，所述仿真上眼瞼(14)和仿真下眼瞼(15)分別連接在上杠桿(16)和下杠桿(17)上，所述上杠桿(16)和下杠桿(17)對稱設(shè)置，上杠桿(16)和下杠桿(17)的另一端分別設(shè)置有動(dòng)銜鐵，所述動(dòng)銜鐵與電磁線圈(18)電磁配合。
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高仿真機(jī)器人。包括由頭顱、軀干和四肢構(gòu)成的軀體總成，所述軀體總成的外表面覆蓋仿真皮膚，頭顱的內(nèi)部設(shè)置有仿真顱骨，軀干的內(nèi)部設(shè)置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢的內(nèi)部設(shè)置有仿真臂骨或者仿真股骨，軀干的內(nèi)部設(shè)置有真空動(dòng)力裝置以及多個(gè)活塞式拉線機(jī)構(gòu)，活塞式拉索機(jī)構(gòu)由兩端封閉的柱狀殼體和安裝在柱狀殼體內(nèi)腔中的活塞構(gòu)成，柱狀殼體的一端通過三通氣閥連通真空罐，另一端設(shè)置有拉線外皮和拉線，拉線的內(nèi)端固定連接在活塞上。該高仿真機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，操縱肢體動(dòng)作更靈活，更迅速，更精確，更有力，更有彈性，動(dòng)作的仿真度高，無論外形和動(dòng)作都更像真人。
【IPC分類】B25J11-00
【公開號】CN104802172
【申請?zhí)枴緾N201510269147
【發(fā)明人】魏頂啟
【申請人】魏頂啟
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月25日