高仿真機器人的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及機器人技術(shù)領域，具體地說是一種高仿真機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]自上個世紀90年代以來，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，機器人技術(shù)也得到飛速發(fā)展。原本用于生產(chǎn)制造的
[0003]工業(yè)機器人系統(tǒng)也有了長足的進展。機器人的各種功能被相繼開發(fā)并得到不斷增強，機器人的種類不斷增多，機器人的應用領域也從最初
[0004]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)領域到娛樂服務業(yè)甚至到醫(yī)療保健業(yè)，幾乎無處不在。從機器人的發(fā)展史，可以看出機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，科研任務之迫切。機器人的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有直角坐標式、柱面坐標式、球面坐標式，多關(guān)節(jié)坐標式、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)機器人，因為這種機器人能真正模仿人的各種動作，直接替代人的某些工作，在加入人工智能后，成為真正的智能機器人。智能機器人的水平，在一定程度上，標志著一個國家在高端科學技術(shù)的發(fā)展水平。多關(guān)節(jié)機器人的驅(qū)動，主要有伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)、液壓驅(qū)動系統(tǒng)、氣動驅(qū)動系統(tǒng)等。但體積都較大，動作僵硬，不易真正模仿人的形狀和動作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型為解決上述問題提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動作幅度大、精確度高、柔韌性好，能同時模仿人的各種復雜動作、采用真空牽引動力裝置的高仿真機器人。
[0006]本實用新型為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]本實用新型所述高仿真機器人包括由頭顱、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)部設置有仿真顱骨，軀干的內(nèi)部設置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢的內(nèi)部設置有仿真臂骨或者仿真股骨，所述軀干的內(nèi)部設置有真空動力裝置，所述真空動力裝置包括真空罐、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活塞式拉線機構(gòu)，所述活塞式拉線機構(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置有拉線外皮，拉線外皮上設置有受力連接點，拉線外皮的內(nèi)腔中設置有拉線，所述拉線的內(nèi)端固定連接在活塞上，拉線的外端設置有施力連接點，同一活塞式拉線機構(gòu)中的受力連接點和施力連接點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上，所述連接點是對應于肌肉群作用于人體骨骼上的受力點。
[0008]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)動桿，兩仿真眼球后端的眼球驅(qū)動桿鉸接在同一根同步桿上，所述同步桿連接在活塞式拉線機構(gòu)的拉線上。
[0009]所述仿真眼球的前方帶有成對設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置，上杠桿和下杠桿的另一端分別設置有動銜鐵，所述動銜鐵與電磁線圈電磁配合。
[0010]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，本實用新型所述高仿真機器人結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，由于使用了真空動力配合拉線傳遞實現(xiàn)動作，使四肢體積顯著縮小，操縱肢體動作更靈活，更迅速，更精確，更有力，更有彈性，動作的仿真度高，無論外形和動作都更像真人。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是一個活塞式拉線機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是仿真眼球及其驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是眼瞼驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5是眼瞼驅(qū)動機構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6是安裝在大腿骨上的活塞式拉線機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型所述的高仿真機器人包括由頭顱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)部設置有仿真顱骨，軀干2的內(nèi)部設置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢3、4、5、6的內(nèi)部設置有仿真臂骨或者仿真股骨，所述軀干2的內(nèi)部設置有真空動力裝置，如圖2所示，所述真空動力裝置包括真空罐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上的多個活塞式拉線機構(gòu)，所述活塞式拉線機構(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的另一端設置有拉線外皮93，拉線外皮93上設置有受力連接點94，拉線外皮93的內(nèi)腔中設置有拉線95，所述拉線95的內(nèi)端固定連接在活塞91上，拉線的外端設置有施力連接點96，同一活塞式拉線機構(gòu)中的受力連接點94和施力連接點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上，所述連接點是對應于肌肉群作用于人體骨骼上的受力點，也就是肌肉群的兩端與人體骨骼的固定連接點。
[0018]該真空動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抽真空儲存動力，并通過三通氣閥92控制活塞式拉線機構(gòu)，三通氣閥92是采用電磁驅(qū)動的三通閥，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。當三通氣閥92將柱狀殼體9與真空罐7之間的通道打開，關(guān)閉外部通道的時候，活塞91上方被抽真空，活塞91向上移動，帶動拉線95收縮，并最終在受力連接點94和施力連接點96形成類似肌肉收縮的動作。
[0019]如圖6所示，還可以將活塞式拉線機構(gòu)設置在遠離真空罐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。每一個三通氣閥92對應控制一根拉線95，多個三通氣閥92環(huán)繞設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)動作，可完成各種復雜的模擬人體動作。
[0020]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復位。所述仿真眼球11的后端固定連接有眼球驅(qū)動桿12，兩仿真眼球11后端的眼球驅(qū)動桿12鉸接在同一根同步桿13上，所述同步桿13連接在活塞式拉線機構(gòu)的拉線上。拉線拉動的時候帶動同步桿13移動，并通過兩根眼球驅(qū)動桿12同步帶動兩個仿真眼球11偏轉(zhuǎn)一定的角度。
[0021]如圖4、圖5所示，所述仿真眼球11的前方帶有成對設置的仿真上眼瞼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，其可以帶動仿真眼瞼動作，上杠桿16和下杠桿17的另一端分別設置有動銜鐵，動銜鐵或者上杠桿16和下杠桿17的一端設有鉸軸，使其可以產(chǎn)生上、下偏轉(zhuǎn)的擺動動作，動銜鐵偏轉(zhuǎn)的時候帶動上杠桿16或者下杠桿17同步偏轉(zhuǎn)。所述動銜鐵與電磁線圈18電磁配合?？梢杂靡唤M電磁線圈18同時控制上杠桿16和下杠桿17上的動銜鐵，也可以分別用兩個電磁線圈控制動銜鐵。電磁線圈18通電產(chǎn)生的電磁力吸引動銜鐵，帶動上杠桿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、合的動作。
【主權(quán)項】
1.高仿真機器人，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)部設置有仿真顱骨，軀干(2)的內(nèi)部設置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢(3、4、5、6)的內(nèi)部設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)部設置有真空動力裝置，所述真空動力裝置包括真空罐(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)上的多個活塞式拉線機構(gòu)，所述活塞式拉線機構(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)的另一端設置有拉線外皮(93)，拉線外皮(93)上設置有受力連接點(94)，拉線外皮(93)的內(nèi)腔中設置有拉線(95)，所述拉線(95)的內(nèi)端固定連接在活塞(91)上，拉線的外端設置有施力連接點(96)，同一活塞式拉線機構(gòu)中的受力連接點(94)和施力連接點(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上，所述連接點是對應于肌肉群作用于人體骨骼上的受力點。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高仿真機器人，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)動桿(12)，兩仿真眼球(11)后端的眼球驅(qū)動桿(12)鉸接在同一根同步桿(13)上，所述同步桿(13)連接在活塞式拉線機構(gòu)的拉線上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高仿真機器人，其特征在于:所述仿真眼球(11)的前方帶有成對設置的仿真上眼瞼(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)對稱設置，上杠桿(16)和下杠桿(17)的另一端分別設置有動銜鐵，所述動銜鐵與電磁線圈(18)電磁配合。
【專利摘要】本實用新型涉及機器人技術(shù)領域，具體地說是一種高仿真機器人。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)部設置有仿真顱骨，軀干的內(nèi)部設置有仿真脊柱以及仿真肋骨，四肢的內(nèi)部設置有仿真臂骨或者仿真股骨，軀干的內(nèi)部設置有真空動力裝置以及多個活塞式拉線機構(gòu)，活塞式拉線機構(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。該高仿真機器人結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，操縱肢體動作更靈活，更迅速，更精確，更有力，更有彈性，動作的仿真度高，無論外形和動作都更像真人。
【IPC分類】B25J11/00
【公開號】CN204658456
【申請?zhí)枴緾N201520340342
【發(fā)明人】魏頂啟
【申請人】魏頂啟
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月25日