一种机器人尾部组件及机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人尾部组件及机器人。


背景技术：

2.目前一些机器人(比如四足机器人)具有尾部。其中，有些机器人的尾部被设置为可以实现不同方向上的运动，比如升降、横向摆动等。对于机器人尾部能够升降及横向摆动的，相关技术中，通常设置有两个不同的驱动装置(比如驱动电机)，并分别配合不同的传动结构实现尾部升降或横向摆动。这类机器人中，由于需要设置两个不同的驱动装置分别驱动尾部进行升降、摆动，使得整体占用空间较大，且一般驱动装置的成本相对较高，不利于成本控制。


技术实现要素：

3.本技术提供一种机器人尾部组件及机器人，以节省机器人尾部组件的占用空间及其成本控制。
4.根据本技术实施例的第一方面，提供一种机器人尾部组件，包括尾部杆、驱动装置、选择传动机构，升降传动机构及摆动传动机构；其中，所述选择传动机构设于所述驱动装置的输出端，所述升降传动机构和所述摆动传动机构设于所述选择传动机构与所述尾部杆之间，所述尾部杆具有初始状态、升降运动状态及摆动运动状态，在所述尾部杆处于初始状态时，所述选择传动机构与所述升降传动机构及摆动传动机构均分离，在所述尾部杆处于升降运动状态时，所述驱动装置驱动所述选择传动机构与所述升降传动机构配合以带动所述尾部杆升降，在所述尾部杆处于摆动状态时，所述驱动装置驱动所述选择传动机构与所述摆动传动机构配合以带动所述尾部杆横向摆动。
5.在一些实施例中，所述摆动传动机构设于所述升降传动机构靠近所述尾部杆的一端。
6.在一些实施例中，所述机器人尾部组件包括尾部支架，所述尾部支架包括纵向的第一支撑部，及位于顶部并呈横向设置的第二支撑部，所述驱动装置、所述选择传动机构、所述升降传动机构及所述摆动传动机构均组装于所述第一支撑部上，所述尾部杆通过弹性组件连接于所述第二支撑部上。
7.在一些实施例中，所述选择传动机构为不完全齿轮机构，所述升降传动机构包括能够与所述选择传动机构配合的升降齿轮及连接于所述升降齿轮并能够与所述升降齿轮同步转动的传动杆，所述升降齿轮可纵向转动地组装于所述第一支撑部上，所述尾部杆可横向转动地连接于所述传动杆的一端。
8.在一些实施例中，所述传动杆背离所述尾部杆的一端延伸出所述升降齿轮外，所述尾部支架背离所述尾部杆一侧下部设有用于阻止所述传动杆下转的限位部。
9.在一些实施例中，所述摆动传动机构包括能够与所述选择传动机构配合的摆动齿轮、第一锥齿轮及能够与所述第一锥齿轮配合的第二锥齿轮，所述摆动齿轮可纵向转动地
组装于所述传动杆上，所述第一锥齿轮与所述摆动齿轮连接并能够与所述摆动齿轮同步转动，所述第二锥齿轮可横向转动地设于所述传动杆的一端，所述尾部杆与所述第二锥齿轮连接并同步横向转动。
10.在一些实施例中，所述选择传动机构包括与所述升降齿轮配合的第一齿轮部，及与所述摆动齿轮配合的第二齿轮部，所述第一齿轮部和所述第二齿轮部错开设置；所述尾部杆具有初始状态及运动状态，在所述尾部杆处于初始状态，所述第一齿轮部与所述升降齿轮分离，且所第二齿轮部与所述摆动齿轮分离；在所述尾部杆处于运动状态时，所述第一齿轮部与所述升降齿轮啮合或所述第二齿轮部与所述摆动齿轮啮合。
11.在一些实施例中，所述选择传动机构包括具有第一齿轮部的第一不完全齿轮，及具有第二齿轮部的第二不完全齿轮，所述第一不完全齿轮和第二不完全齿轮同步转动。
12.在一些实施例中，驱动装置为驱动电机，所述驱动电机设于所述第一支撑部，所述第一不完全齿轮和所述第二不完全齿轮连接于所述驱动电机的电机输出轴。
13.在一些实施例中，所述弹性组件包括相对的第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件的一端和第二弹性件的一端连接于所述尾部杆，所述第一弹性件的另一端和所述第二弹性件的另一端分别固定于所述第二支撑部，且所述第一弹性件和第二弹性件呈一夹角。
14.根据本技术实施例的第二方面，提供一种机器人，包括如上所述的机器人尾部组件。
15.本技术所述的机器人尾部组件及机器人，通过选择传动机构与升降传动机构及摆动传动机构的配合，使得机器人尾部组件的尾部杆可通过同一驱动装置实现升降或横向摆动，相对于通过两个驱动装置分别驱动尾部杆实现升降、摆动的实施方式而言，有利于节省机器人尾部组件的占用空间、节约成本，且有利于减轻机器人尾部组件的重量。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件的一视角的立体结构示意图；
18.图2是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件的另一视角的立体结构示意图；
19.图3是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件的又一视角的立体结构示意图；
20.图4是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件处于初始状态的一正视图；
21.图5是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件处于升降运动状态示意图；
22.图6是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件处于初始状态的另一正视
图；
23.图7至图9是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件处于一种摆动运动状态示意图；
24.图10至图12是根据一示例性实施例示出的一种机器人尾部组件处于另一种摆动运动状态示意图。
具体实施方式
25.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
26.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
27.应当理解，取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
28.本技术提供一种机器人尾部组件，包括尾部杆、驱动装置、选择传动机构，升降传动机构及摆动传动机构；其中，所述选择传动机构设于所述驱动装置的输出端，所述升降传动机构和所述摆动传动机构设于所述选择传动机构与所述尾部杆之间，所述尾部杆具有初始状态、升降运动状态及摆动运动状态，在所述尾部杆处于初始状态时，所述选择传动机构与所述升降传动机构及摆动传动机构均分离，在所述尾部杆处于升降运动状态时，所述驱动装置驱动所述选择传动机构与所述升降传动机构配合以带动所述尾部杆升降，在所述尾部杆处于摆动状态时，所述驱动装置驱动所述选择传动机构与所述摆动传动机构配合以带动所述尾部杆横向摆动。上述机器人尾部组件，通过选择传动机构与升降传动机构及摆动传动机构的配合，使得机器人尾部组件的尾部杆可通过同一驱动装置实现升降或横向摆动，相对于通过两个驱动装置分别驱动尾部杆实现升降、摆动的实施方式而言，有利于节省机器人尾部组件的占用空间、节约成本，且有利于减轻机器人尾部组件的重量。
29.这里所说的机器人尾部组件可以为四足机器人或其它机器人的尾部结构。
30.下面结合图1至图12对所述机器人尾部组件进行详述描述。
31.请参照图1，并在必要时结合图2和图12所示，机器人尾部组件100包括尾部杆12、驱动装置4、选择传动机构101，升降传动机构102及摆动传动机构103。其中，所述选择传动机构101设于所述驱动装置4的输出端，所述升降传动机构102和所述摆动传动机构103设于所述选择传动机构101与所述尾部杆12之间，所述尾部杆12具有初始状态、升降运动状态及摆动运动状态，在所述尾部杆12处于初始状态时，所述选择传动机构101与所述升降传动机构102及摆动传动机构103均分离，在所述尾部杆12处于升降运动状态时，所述驱动装置4驱动所述选择传动机构101与所述升降传动机构102配合以带动所述尾部杆升降，在所述尾部杆12处于摆动状态时，所述驱动装置4驱动所述选择传动机构101与所述摆动传动机构103配合以带动所述尾部杆12横向摆动。
32.这里所说的升降传动机构102可以为具有齿轮结构的传动机构。这里所说的摆动传动机构103也可相应为具有齿轮结构的传动机构。
33.这里的选择传动机构101用于在驱动装置4的驱动下选择性地与升降传动机构102配合或摆动传动机构103配合。可以理解的是，这里升降传动机构102和摆动传动机构103与选择传动机构101不同时配合，即尾部杆12的升降、横向摆动不同时进行。这里所说的选择传动机构101可以是具有能够与升降传动机构102及摆动传动机构103配合的齿轮机构，比如不完全齿轮机构。
34.在一些实施例中，所述摆动传动机构103设于所述升降传动机构102上。比如，所述摆动传动机构103可设于所述升降传动机构102靠近所述尾部杆12的一端。
35.所述机器人尾部组件100还包括机尾部支架1，所述机尾部支架1包括纵向的第一支撑部1001，及位于顶部并呈横向设置的第二支撑部1002，所述驱动装置4、所述选择传动机构101、所述升降传动机构102及所述摆动传动机构103均组装于所述第一支撑部1001上，所述尾部杆12通过弹性组件10连接于所述第二支撑部1002上。
36.在一些实施例中，所述弹性组件10包括相对的第一弹性件1011和第二弹性件1012，所述第一弹性件1011的一端和第二弹性件1012的一端连接于所述尾部杆12，所述第一弹性件1011的另一端和所述第二弹性件1012的另一端分别固定于所述第二支撑部1002，且所述第一弹性件1011和第二弹性件1012呈一夹角。这里第一弹性件、第二弹性件的端部可以通过弹簧安装柱14及安装螺母15配合安装于第二支撑部1002或尾部杆12上。
37.这里的第一弹性件1011和第二弹性件1012可以是拉伸弹簧。二者可以为同一型号的拉伸弹簧，使得尾部杆12处于初始状态时，受到第一弹性件1011和第二弹性件1012的横向拉力大小相同，以便于较好地实现尾部杆12的横向摆动。
38.在一些实施例中，所述升降传动机构102包括能够与所述选择传动机构101配合的升降齿轮5及连接于所述升降齿轮5并能够与所述升降齿轮5同步转动的传动杆6，所述升降齿轮5可纵向转动地组装于所述第一支撑部1001上，所述尾部杆12可横向转动地连接于所述传动杆6的一端。
39.这里升降齿轮5通过横向延伸的转动轴501组装于所述第一支撑部1001上，升降齿轮5可以该转动轴501为中心轴进行转动。相应地，这里所说的升降齿轮5可纵向转动可以理解为升降齿轮5在垂直于该转动轴501所在的纵向平面内转动。
40.尾部杆12处于初始状态时，具体可通过上述弹性组件10及传动杆6连接支撑。尾部杆12处于升降运动状态时，在选择传动机构101与升降传动机构102的配合下，使得升降齿轮5可在垂直于转动轴501所在的纵向平面内以转动轴501为转轴进行转动。相应地，尾部杆12在传动杆6的带动下也以该转动轴501为转轴进行转动。这里尾部杆12的升降为沿转动轴501进行转动而实现的转动升降。当然，在其它一些实施例中，尾部杆12还可以设置为能够相对传动杆6进行纵向转动，从而使得尾部杆12可以实现平移式升降。本技术对此不做限定。
41.所述传动杆6背离所述尾部杆12的一端延伸出所述升降齿轮5外，所述机尾部支架1背离所述尾部杆12一侧下部设有用于阻止所述传动杆6下转的限位部1003，防止传动杆6在弹性组件或驱动装置与升降传动机构102的配合下，使得传动杆6背离尾部杆12的一端向下移动较多，以便于控制尾部杆12在一定范围内升降。
42.所述摆动传动机构103包括能够与所述选择传动机构101配合的摆动齿轮7、第一锥齿轮8及能够与所述第一锥齿轮8配合的第二锥齿轮9。所述摆动齿轮7可纵向转动地组装于所述传动杆6上，所述第一锥齿轮8与所述摆动齿轮7连接并能够与所述摆动齿轮7同步转动，所述第二锥齿轮9可横向转动地设于所述传动杆6的一端，所述尾部杆12与所述第二锥齿轮9连接并同步横向转动。
43.这里的第二锥齿轮9可通过转动轴901可转动的设于传动杆6靠近尾部杆12的一端。在尾部杆12处于初始状态时，该转动轴901呈纵向延伸，相应地，第二锥齿轮9可在垂直于该转动轴901所在的平面内进行转动，这里理解为第二锥齿轮9可横向转动。相应地，在一些可选实施例中，尾部杆12具有套设于该转动轴901外的套轴结构1201，尾部杆12通过套轴结构1201套设于转动轴901外，并能够以该转动轴901为转轴，而与第二锥齿轮9同步转动。
44.传动杆6靠近第一支撑部1001一侧设置的向上延伸的连杆结构702。这里的摆动齿轮7可通过转动轴701可转动设置于该连杆结构702上。这里转动轴701横向设置。摆动齿轮7可以该转动轴701为中心轴进行转动。相应地，这里所说的摆动齿轮7可纵向转动可以理解为摆动齿轮7在垂直于该转动轴701所在的纵向平面内转动。
45.这里第一锥齿轮8和第二锥齿轮9的配合，能够将纵向转动转换为横向转动，从而实现尾部杆12的横向摆动。
46.在一些实施例中，所述选择传动机构101包括与所述升降齿轮5配合的第一齿轮部201，及与所述摆动齿轮7配合的第二齿轮部301，所述第一齿轮部201和所述第二齿轮部301错开设置。在所述尾部杆12处于初始状态，所述第一齿轮部201与所述升降齿轮5分离，且所第二齿轮部301与所述摆动齿轮7分离；在所述尾部杆12处于运动状态时，所述第一齿轮部201与所述升降齿轮5啮合或所述第二齿轮部301与所述摆动齿轮7啮合。
47.在一些实施例中，所述选择传动机构101包括具有第一齿轮部201的第一不完全齿轮2，及具有第二齿轮部301的第二不完全齿轮3，所述第一不完全齿轮2和第二不完全齿轮3同步转动。
48.在一些实施例中，驱动装置4为驱动电机，所述驱动电机设于所述第一支撑部1001，所述第一不完全齿轮2和所述第二不完全齿轮3连接于所述驱动电机的电机输出轴。
49.基于机器人尾部组件的上述结构，请结合图4和图5所示，在机器人尾部组件自初始状态进入升降运动状态时，驱动装置4驱动所述选择传动机构101沿图4中箭头16所指方向(逆时针)转动，即第一不完全齿轮2沿图4中箭头16所指方向转动，所述第一齿轮部201与升降齿轮5啮合后，继续转动将带动传动杆6进行与第一不完全齿轮2相反方向(顺时针)转动，从而带动尾部杆12的外端下降。在一些实施例中，图5所示的尾部杆12所在位置可以理解为尾部杆12下降至最低位置。继而，驱动装置4的输出端反向(图5所示箭头17所指方向)转动，从而尾部杆12的外端上升，直至恢复至图4所示的初始状态。该初始状态可以理解为尾部杆12上升的最高位置，第一齿轮部201与升降齿轮5分离。从而可以此进行尾部杆12往复升降运动。这里，尾部杆12上升的过程可以是在弹性组件10提供向上的弹性拉力作用下实现的运动。
50.基于机器人尾部组件的上述结构，请结合图6至图12所示，在机器件人尾部组件自初始状态进入摆动运动状态时，驱动装置4驱动所述选择传动机构101沿图6中箭头18所指方向(顺时针)转动。即第二不完全齿轮3沿图6中箭头18所指方向(顺时针)转动，所述第二
齿轮部301与摆动齿轮7啮合后，继续转动将带动摆动齿轮7进行与第二不完全齿轮3相反方向转动，从而带动尾部杆12朝向一侧摆动(比朝向如图9所示的位置摆动)，继续转动直至第二齿轮部301与摆动齿轮7分离(可以理解为第二齿轮部301一侧的缺齿部302与摆动齿轮7相对)，从而在弹性组件10的作用下，尾部杆12恢复至初始状态。继而，驱动装置4驱动选择传动机构101沿与图6中箭头18所指方向相反的方向转动。第二齿轮部301与摆动齿轮7啮合，从而驱动尾部杆12向另外一侧摆动(如朝向图12所示的位置处摆动)，直至第二齿轮部301与摆动齿轮7分离(即可以理解为第二齿轮部301一侧的缺齿部303与摆动齿轮7相对)，从而在弹性组件10的作用下，尾部杆12回复至初始状态。从而可以此进行尾部杆12往复升降运动。
51.此外，本技术另提供一种机器人，其可以包括上述的机器人尾部组件。所述机器人具有控制模块，所述控制模块与所述驱动装置4电连接，以控制所述驱动装置4工作。
52.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
53.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。