拟人机器人的腰部旋转机构以及拟人机器人的制作方法

本实用新型涉及一种拟人机器人，具体涉及一种拟人机器人的腰部旋转机构。本实用新型还涉及一种具有该腰部旋转机构的拟人机器人。

背景技术：

随着技术的飞速发展，拟人机器人代表了机器人领域中的最高水平。由于拟人机器人能够模仿人类的动作，因此其可以真正代替人类去完成各种工作，如在高危、高温的工作环境中工作，以彻底改变人类的工作和生活方式。

但是，由于人体的结构极为复杂，要实现人类的动作，拟人机器人需要非常复杂的机械结构和控制系统。不仅成本昂贵，难以得到推广应用，而且极易出现故障。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种拟人机器人的腰部旋转机构，它可以带动躯干骨架绕z轴左右旋转。

为解决上述技术问题拟人机器人的腰部旋转机构，本实用新型的技术解决方案为：

包括腰部旋转驱动电机21，腰部旋转驱动电机21连接腰部直齿轮组19的输入端，腰部直齿轮组19的输出齿轮固定连接腰部旋转平台5；所述腰部旋转平台5的末端连接旋转平台滑销22，旋转平台滑销22上开设有滑槽22-3，腰部旋转平台5的末端形成有滑片5-4；腰部旋转平台5的滑片5-4与旋转平台滑销22的滑槽22-3相配合；所述腰部旋转平台5的滑片5-4的外缘和旋转平台滑销22的滑槽22-3的内缘分别形成有沿径向突出的周向运动限位块；所述旋转平台滑销22的侧部形成开口。

在另一实施例中，所述滑槽22-3的内径与滑片5-4的外径之间的间隙为滑片5-4或滑槽22-3的周向运动限位块的径向尺寸的较大值。

在另一实施例中，所述腰部直齿轮组19外罩设有腰部齿轮盖20；所述旋转平台滑销22固定连接腰部齿轮盖20。

在另一实施例中，所述腰部旋转驱动电机21与腰部齿轮盖20固定连接。

在另一实施例中，所述旋转平台滑销22形成连接法兰22-5。

在另一实施例中，所述腰部旋转平台5的末端镶嵌有一颗磁铁24，所述旋转平台滑销22上固定设置有霍尔传感器23，霍尔传感器23位于磁铁的下方。

本实用新型还提供一种具有该腰部旋转机构的拟人机器人，其技术解决方案为：

包括躯干骨架1、腰部2、右腿3、左腿4；腰部2连接躯干骨架1，腰部2的左右两侧分别通过右髋关节6和左髋关节7连接左腿3和右腿4；腰部2内设置有所述腰部旋转机构，躯干骨架1的下部固定连接所述腰部旋转机构的腰部旋转平台5。

本实用新型可以达到的技术效果是：

本实用新型能够带动躯干骨架绕z轴左右旋转并且限定其最大旋转角度不超过360°，从而使躯干骨架模拟人类的左右旋转动作，并能够在后续步态算法中大幅减少运算量。

本实用新型能够将实现腰部旋转自由度的驱动及传动机构与机器人的身体骨架有机地结合在一起，使腰部的结构更加接近于人类，完成动作的姿态也更加接近于人类，因此能够真正代替人类完成工作。

附图说明

本领域的技术人员应理解，以下说明仅是示意性地说明本实用新型的原理，所述原理可按多种方式应用，以实现许多不同的可替代实施方式。这些说明仅用于示出本实用新型的教导内容的一般原理，不意味着限制在此所公开的实用新型构思。

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施方式，并且与上文的总体说明和下列附图的详细说明一起用于解释本实用新型的原理。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型拟人机器人的示意图；

图2是本实用新型拟人机器人的腰部的示意图；

图3是本实用新型拟人机器人的左腿的示意图；

图4是本实用新型拟人机器人的右腿的示意图；

图5是本实用新型拟人机器人的躯干骨架及腰部旋转机构的分解示意图；

图6是本实用新型的腰部旋转平台与旋转平台滑销的配合状态示意图；

图7是本实用新型的腰部旋转平台与旋转平台滑销的分解示意图；

图8是本实用新型的旋转平台滑销的示意图。

图中附图标记说明：

1为身体骨架，2为腰部，

3为右腿，4为左腿，

5为腰部旋转平台，6为右双自由度髋关节，

7为左双自由度髋关节，8为右大腿，

9为右小腿，10为右踝关节，

11为右脚掌，12为左大腿，

13为左小腿，14为左踝关节，

15为左脚掌，16为前胸壳，

17为后背壳，18为电池组，

19为腰部直齿轮组，20为腰部齿轮盖，

21为腰部旋转驱动电机，22为腰部齿轮箱滑销，

23为霍尔传感器，24为磁铁，

5-4为滑片，22-3为滑槽，

22-5为连接法兰。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，本实用新型拟人机器人，包括躯干骨架1、腰部2、右腿3、左腿4；以腰部2为中心，腰部2通过腰部旋转平台5向上连接躯干骨架1，腰部2的左右两侧分别通过右双自由度髋关节6和左双自由度髋关节7连接左腿3和右腿4；

如图2所示，腰部2包括腰部壳体2-1，腰部壳体2-1的顶部设置有腰部旋转平台5，腰部壳体2-1的下部固定设置有右双自由度髋关节6和左双自由度髋关节7；通过腰部旋转机构带动腰部旋转平台5旋转，从而带动躯干骨架1绕z轴左右旋转；腰部旋转机构设置于腰部壳体2-1的内部；

如图3所示，右腿3包括依次连接的右大腿8、右小腿9、右脚掌11，右小腿9的下端通过右踝关节10连接右脚掌11；

如图4所示，左腿4包括依次连接的左大腿12、左小腿13、左脚掌15，左小腿13的下端通过左踝关节14连接左脚掌15。

如图5所示，躯干骨架1包括前胸壳16、后背壳17，前胸壳16与后背壳17所组成的腔体内设置有电池组18；后背壳17的下部固定连接腰部2的腰部旋转平台5；

腰部旋转机构包括腰部旋转驱动电机21、腰部直齿轮组19，腰部旋转驱动电机21连接腰部直齿轮组19的输入端，腰部直齿轮组19的输出齿轮固定套设于腰部旋转平台5上，并通过螺丝实现与腰部旋转平台5的固定连接；腰部旋转驱动电机21通过腰部直齿轮组19带动腰部旋转平台5绕z轴左右旋转，从而带动躯干骨架1左右旋转；

腰部直齿轮组19外罩设有腰部齿轮盖20；腰部齿轮盖20固定设置于后背壳17的下部内腔并与后背壳17固定连接；腰部旋转驱动电机21与腰部齿轮盖20固定连接；

如图6、图7所示，腰部旋转平台5的末端连接旋转平台滑销22，旋转平台滑销22上开设有滑槽22-3；腰部旋转平台5的末端形成有滑片5-4；腰部旋转平台5的滑片5-4与旋转平台滑销22的滑槽22-3相配合，以使腰部旋转平台5的滑片5-4能够相对于旋转平台滑销22的滑槽22-3作旋转运动；旋转平台滑销22固定连接腰部齿轮盖20；

腰部旋转平台5的滑片5-4的外缘和旋转平台滑销22的滑槽22-3的内缘分别形成有沿径向突出的周向运动限位块，滑槽22-3的内径与滑片5-4的外径之间的间隙为滑片5-4或滑槽22-3的周向运动限位块的径向尺寸(取二者较大值)，以使滑片5-4能够相对于滑槽22-3旋转；

当腰部旋转平台5相对于旋转平台滑销22旋转至二者的周向运动限位块发生干涉时，腰部旋转平台5无法继续旋转，从而实现对腰部旋转平台5的最大旋转角度的限位，以避免躯干骨架1的旋转角度超过360°。

如图8所示，旋转平台滑销22的横断面为侧u型，以使旋转平台滑销22的侧部形成开口，安装时腰部旋转平台5能够从侧部开口装入旋转平台滑销22，实现滑片5-4与滑槽22-3的配合；

旋转平台滑销22的顶部形成连接法兰22-5，通过连接法兰22-5实现旋转平台滑销22与腰部齿轮盖20的固定连接。

腰部旋转平台5的末端镶嵌有一颗稀土永磁磁铁24，旋转平台滑销22上固定设置有霍尔传感器23，霍尔传感器23位于磁铁的下方；当腰部旋转平台5旋转时带动磁铁同步转动，霍尔传感器23能够侦测到腰部旋转平台5的旋转角度并反馈给主控电路。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形，而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形在内。