一种模块化机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种模块化机器人。它包括底盘、躯干、机械臂、颈部、头部及外壳，其中躯干包括肩骨架、胸部及腰部；机器人的各个部位模块化，并且每个部位均有多种不同结构的模块；各部位采用不同模块组合，可得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人。本发明采用模块化结构，实现了机器人部件的模块化，具有组合方便、功能可裁剪、运动灵活等特点，一个模块化机器人可以替代多个功能及自由度固定的机器人，能减少资源消耗及浪费；其自由度数可变，可根据实际需要改变机器人的灵活性；本发明的模块化机器人可广泛应用与工业、服务业、教育业等领域。
【专利说明】
一种模块化机器人
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种机器人，具体的说是一种模块化机器人。
【背景技术】
[0002]随着科技迅猛发展，人民生活和工作的自动化、智能化程度越来越高，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、航空航天等各领域，越来越多的机器人为人类服务。
[0003]随着人力成本的不断增加，越来越多的服务性岗位将被服务机器人取代。国外，月艮务机器人的发展较早，成果较多，出现了像Pepper人形机器人，其具有较多的功能，因此应用场合更广；国内对服务型机器人的研究起步较迟，但是近年来，在第四次产业革命的良好环境及国家政策大力扶持下，各种各样的机器人层次不穷，在餐饮行业，送餐机器人发展尤为迅速，出现了大量的送餐机器人，然而现在的送餐机器人的结构简单，无法满足未来机器人多功能、多应用场合的发展要求。
[0004]现有机器人自由度不尽相同，形态各异，但他们都有一个共同的特点:它们针对特定的应用场合而设计，机器人的自由度数量固定;它们只能在特定的场合完成特定的任务，不能随着应用场合的变化而简便改装;难以满足多种场合、多种任务的应用要求。
【发明内容】
[0005]为解决已有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模块化机器人。该模块化机器人具有多个部位，每个部位均具有多种不同结构的模块，各部位采用不同模块组合，可得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人，组装简单方便。该模块化机器人的自由度可调，可满足多种场合、多种任务的需求，可使机器人广泛应用于各行各业。
[0006]本发明采用如下技术方案:
[0007]本发明的一种模块化机器人，包括一个底盘、一个躯干、两个机械臂、一个颈部、一个头部及一套外壳;所述躯干包括肩骨架、胸部及腰部，所述胸部顶端与肩骨架铰接，所述胸部低端与腰部的顶端固接;所述肩骨架的两端分别与两个机械臂铰接，所述肩骨架的中部与颈部的底端铰接，所述颈部的顶端与头部铰接;所述底盘与躯干铰接。
[0008]所述的一种模块化机器人，其底盘、躯干、机械臂、颈部及头部，各个部位模块化，并且每个部位均有多种不同结构的模块;各部位采用不同模块组合，得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人。
[0009]所述一种模块化机器人，还包括H个摄像头、I个投影仪、J个液晶屏，其中H、1、J多O;所述H个摄像头固定在头部、躯干及底盘中的一个或多个部位中；所述I个投影仪固定在头部、躯干及底盘中的一个或多个部位中；所述J个液晶屏固定在头部、躯干及底盘中的一个或多个部位中；所述摄像头包括安放于头部的头部摄像头、安放于躯干的胸部摄像头及安放于底盘的底盘摄像头，所述头部摄像头包括第一摄像头及第二摄像头;所述投影仪包括安放于头部的头部投影仪、安放于躯干的胸部投影仪及安放于底盘的底盘投影仪，所述头部投影仪包括第一投影仪;所述液晶屏包括安放于头部的头部液晶屏、安放于躯干的液晶屏及安放于底盘的液晶屏，所述头部液晶屏包括第一液晶屏及第二液晶屏；
[0010]分处不同位置的多个摄像头，能从不同位置拍摄环境，利于识别和重建立体环境；分处不同位置的多个投影仪，能实现三维立体投影。
[0011]所述头部具有个头部固定座;所述头部固定座固接在所述颈部顶?而;所述头部固定座设有与头部摄像头数目相同的摄像头固定座，设有与头部投影仪数目相同的投影仪固定座，设有与头部液晶屏数目相同的液晶屏固定座；
[0012]所述头部具有多种模块，分别是第一种头部、第二种头部、第三种头部及第四种头部；同时，可根据应用场合的需求，依据安放于头部的摄像头、投影仪及液晶屏的数量对头部固定座稍作改变，即可获得新的模块；
[0013]所述第一头部，包括第一种头部固定座、第一液晶屏、第二液晶屏、挡板电机、第一投影仪、第一摄像头及头部滑块;所述第一种头部固定座上开设有第一液晶屏、挡板电机、第一投影仪、第一摄像头的固定座，还开设有头部滑块的安放座;所述头部滑块加工有第二液晶屏的安装座，第二液晶屏通过螺钉与头部滑块固定，头部滑块还具有与所述挡板电机上的齿轮配合的齿条结构，所述挡板电机转动带动头部滑块运动，从而带动第二液晶屏的移动，所述第二液晶屏位于第一投影仪的前面，作投影仪挡板使用；当第二液晶屏处于第一投影仪正前方时，即可挡住投影；当第二液晶屏处于第一投影仪的下方时，投影仪即可正常工作;所述第一摄像头安放于第一液晶屏与第二液晶屏的中间后方的摄像头安放座上；
[0014]所述第二种头部，包括第二种头部固定座、第一液晶屏、第二液晶屏及第一摄像头;所述第二种头部固定座开设有第一液晶屏、第二液晶屏及第一摄像头的安放座，所述第一摄像头安放于第一液晶屏与第二液晶屏中间后方的位置；
[0015]所述第三种头部，包括第三种头部固定座、第一摄像头及第二摄像头;所述第三种头部固定座开设有安放第一摄像头及第二摄像头的安放座；
[0016]所述第四种头部，包括第四种头部固定座、第一摄像头及第一投影仪;所述第四种头部固定座开设有安放第一摄像头及第一投影仪的安放座。
[0017]所述颈部包括一颈部底盘、至少一块颈骨、一颈部顶座及若干颈骨电机;所述颈部具有K个颈部自由度，其中KX);所述颈部自由度为O时，所述颈部底盘与所述肩骨架固接，所述颈部顶座与头部固接；
[0018]所述颈部具有多种模块，分别是第一种颈部、第二种颈部及第三种颈部，同时，可根据应用场合的需求，对颈部的某些部件进行修改，即可获得新的模块；
[0019]所述第一种颈部，包括第一种颈部底盘、.第一种颈骨、第一种颈部顶座及第一种拉杆;所述第一种颈部底盘与第一种颈骨固接，第一种颈骨与第一种颈部顶座铰接，所述第一种颈骨及第一种颈部顶座上均设有第一种拉杆的固定座，所述第一种拉杆的两端分别与第一种颈骨及第一种颈部顶座铰接；
[0020]所述第二种颈部，包括第二种颈部底盘、.第二种颈骨、.第二种颈部顶座及两个第二种拉杆;所述第二种颈部底盘与第二种颈骨固接，第二种颈骨与第二种颈部顶座铰接，所述第二种颈部底盘及第二种颈部顶座上均开设有安装第二种拉杆的连接座；
[0021]所述第三种颈部，包括第一种颈部底盘、第三种颈骨、第四种颈骨、第三种颈部顶座及两个电机;所述第三种颈骨底端与第一种颈部底盘固接，与第四种颈骨底端铰接;所述第四种颈骨顶端与第三种颈部顶座铰接;一电机与第三种颈骨顶端固接，其转轴与第四种颈骨低端紧配，电机转动带动第四种颈骨转动；另一电机与第四种颈骨顶端固接，其转轴与第三种颈部顶座的低端紧配，电机转动带动第三中颈部顶座转动。
[0022]所述的肩骨架具有多种模块，分别是第一种肩骨架及第二种肩骨架，同时，可根据应用场合的需求，对肩骨架进行修改，即可获得新的模块；
[0023]所述第一种肩骨架，包括第一种肩结构、.第一肩电机、.第二肩电机及第三肩电机;所述第一种肩结构开设有安装第一肩电机、第二肩电机及第三肩电机的电机座，第一种肩结构的两端还开设有安装两个所述机械臂的支架，所述第一肩电机与第二肩电机分别带动与之连接的机械臂的转动;第一种肩结构的中部开设有颈部安装座，安装于肩结构低端的第三肩电机与颈部固接，第三肩电机转动带动颈部转动；
[0024]所述第二种肩骨架，包括第二种肩结构、.第一肩电机、.第二肩电机及第三肩电机;所述第二种肩结构开设有安装第一肩电机、第二肩电机及第三肩电机的电机座，第二种肩结构的两端还开设有安装两个所述机械臂的支架，所述第一肩电机与第二肩电机分别带动与之连接的机械臂的转动;第二种肩结构的中部开设有颈部安装座，安装于肩结构顶端的第三肩电机与颈部固接，第三肩电机转动带动颈部转动。
[0025]所述机械臂，包括至少一个臂；臂的数量超过一个时，各个臂依次首尾铰接;所述机械臂具有M个自由度，其中M》0;当自由度数为O时，所述臂均固接，机械臂与所述肩骨架的一端固接;所述机械臂还包括末端执行机构，所述末端执行机构采用没有自由度的机器人手掌;优选的，所述末端执行机构采用具有至少一个自由度的夹紧装置;优选的，所述末端执行机构采用具有至少两个自由度的灵巧手；
[0026]所述机械臂具有多种模块，分别是有自由度的第一种机械臂及没有自由度的第二种机械臂;所述第一种机械臂包括第一臂、第二臂及灵巧手，第一臂与肩骨架连接处有一关节自由度，第二臂与第一臂的连接处有一关节自由度，第二臂与灵巧手的连接处有一关节自由度;所述第二种机械臂包括依次固接的第三臂、第四臂及机器人手掌，第三臂与肩骨架固接，机器人手掌没有自由度，所述第二种机械臂没有自由度;所述机械臂的末端执行机构更换成夹持装置时，即获得新的机械臂，所述夹持装置包括夹持运动端、夹持固定端及夹持电机，夹持电机固定于夹持固定端，夹持电机轴与夹持运动端紧配，夹持电机转动带动夹持运动端的转动，实现夹持装置开合动作；
[0027]优选的，可根据应用场合的需求，对机械臂的臂数量及末端执行机构进行修改，SP可获得新的模块。
[0028]所述胸部具有胸骨架;优选的，所述胸骨架中设有安装胸部摄像头、胸部投影仪、胸部液晶屏的胸部多媒体座；
[0029]所述胸骨架具有多种模块，分别是第一种胸骨架及第二种胸骨架;所述第一种胸骨架为不带胸部多媒体座的第一种胸骨支撑结构;所述第二种胸骨架包括第二种胸骨支撑结构、胸部多媒体座、胸部摄像头、胸部投影仪及胸部液晶屏，所述第二种胸骨支撑结构上设有安装胸部多媒体座的安装孔，所述胸部多媒体座上设有安放胸部摄像头、胸部投影仪及胸部液晶屏的支架;所述胸部摄像头、胸部投影仪及胸部液晶屏的数量不尽相同，根据应用场合的需求而定；同时，根据应用场合的需求，改变胸部多媒体座上安放的胸部摄像头、胸部投影仪及胸部液晶屏的数量或者改变胸部多媒体座在第二种胸骨支撑结构的安装位置，即可获得新的模块。
[0030]所述腰部至少包括一个腰关节;所述腰关节包括至少一个水平方向或垂直方向的自由度;所述腰部的底端与底盘铰接；
[0031]所述腰关节具有多个模块，分别是第一种腰关节、第二种腰关节、第三种腰关节、第四种腰关节、第五种腰关节及第六种腰关节；同时，可根据应用场合的需求，对所述第一、第二、第三、第四、第五及第六种腰关节进行修改，即可获得新的模块；
[0032]所述第一种腰关节包括第一腰关节转动座、.第一腰关节固定座及第一腰关节电机，所述第一腰关节转动座底部开设有轴孔，所述第一腰关节固定座顶部开设有轴孔，所述第一腰关节电机的转轴穿过第一腰关节固定座及第一腰关节转动座的轴孔将第一腰关节固定座与第一腰关节转动座连接在一起，所述第一腰关节电机固定在第一腰关节固定座上，所述第一腰关节电机的转轴与第一腰关节转动座的轴孔紧配，第一腰关节电机转动带动第一腰关节转动座旋转;所述第一种腰关节具有一个垂直方向的自由度；
[0033]所述第二种腰关节包括第一种腰关节转动座、第二种腰关节固定座、第一腰关节齿轮、第二腰关节齿轮及第一腰关节电机;所述第二种腰关节固定座上开设有安装第一腰关节电机的支架，所述第二种腰关节固定座顶部开设有轴孔，一转轴通过第二种腰关节固定座的轴孔、第一种腰关节转动座的轴孔将第二种腰关节固定座与第一种腰关节转动座连接在一起;所述转轴上套设有第一腰关节齿轮，所述第一种腰关节电机轴上套设有第二腰关节齿轮，所述第一腰关节齿轮与第二腰关节齿轮配合传动，所述第一腰关节电机转动，通过第一腰关节齿轮与第二腰关节齿轮配合传动，带动第一种腰关节转动座旋转;所述第二种腰关节具有一个垂直方向的自由度；
[0034]所述第三种腰关节包括第二种腰关节旋转座、第三种腰关节固定座、第二腰关节电机及第一腰关节旋转轴;所述第二种腰关节旋转座上开设有轴孔，所述第三种腰关节固定座上开设有轴孔及安装第二腰关节电机的支架，所述第二腰关节电机安装于第三种腰关节固定座上，所述第一腰关节旋转轴穿过第二种腰关节旋转座及第三种腰关节固定座的轴孔将第二种腰关节旋转座与第三种腰关节固定座连接在一起，其中第一腰关节旋转轴与第二种腰关节旋转座的轴孔紧配;所述第二腰关节电机的轴与第一腰关节旋转轴配合传动，实现第二腰关节电机转动带动第二种腰关节旋转座转动;所述第三种腰关节具有一个水平方向的自由度；
[0035]所述第四种腰关节包括第三种腰关节旋转座、第四种腰关节固定座、第三腰关节齿轮、第四腰关节齿轮、第二腰关节旋转轴及第二腰关节电机;所述第三种腰关节旋转座上设有安装第二腰关节电机的支架，底部开设有轴孔;所述第四种腰关节固定座上设有轴孔；所述第二腰关节旋转轴穿过第三中腰关节旋转座及第四种腰关节固定座上的轴孔将第二腰关节旋转座与第四腰关节固定座连接在一起;所述第二腰关节旋转轴上紧配有第四腰关节齿轮，并且第二腰关节旋转轴与第四种腰关节固定座紧配;所述第二腰关节电机的轴上紧配有第三腰关节齿轮，所述第三腰关节齿轮与第四腰关节齿轮配合传动;所述第二腰关节电机转动带动所述第三种腰关节旋转座转动;所述第四种腰关节具有一个水平方向的自由度；
[0036]所述第五种腰关节包括第一种腰关节转动座、第五种腰关节固定座、第三种腰关节固定座、第一腰关节电机、第二腰关节电机及第二腰关节旋转轴;所述第五种腰关节固定座顶部及底部均开设有轴孔;所述第一腰关节电机的轴穿过第五种腰关节固定座顶部及第一种腰关节转动座底部的轴孔将第五种腰关节固定座与第一种腰关节转动座连接在一起，其中，第一腰关节电机固定在第五种腰关节固定座上，第一腰关节电机的轴与第一种腰关节转动座底部的轴孔紧配，第一腰关节电机转动带动第一种腰关节转动座转动;所述第二腰关节旋转轴穿过第五种腰关节固定座底部及第三腰关节固定座的轴孔将第五腰关节固定座与第三腰关节固定座连接在一起，其中第二腰关节旋转轴与第五腰关节固定座固接，第二腰关节旋转轴与第二腰部电机的轴配合传动，所述第二腰部电机转动带动第五腰关节固定座转动;所述第五种腰关节在垂直方向及水平方向的各具有一个自由度；
[0037]所述第六种腰关节，其结构与所述第二种颈部的结构类似，包括第六腰关节底盘、.一腰骨、.第六腰关节顶座及两个拉杆;所述第六腰关节底盘与腰骨固接，腰骨与第六腰关节顶座铰接，所述第六腰关节底盘及第六腰关节顶座上均开设有安装两个拉杆的连接座；
[0038]应用中，根据不同的应用场合要求，采用不同的腰关节组合成不同自由的腰部。
[0039]所述底盘采用固定底盘;或者，所述底盘采用移动底盘;所述移动底盘包括一移动平台，所述移动平台至少具有一个平移或旋转自由度；
[0040]所述底盘具有多个模块，分别是固定底盘、滑台及移动小车；同时，可根据应用场合的需求，对所述固定底盘、滑台及移动小车进行修改，即可获得新的模块;采用不同底盘模块，组成不同的机器人，分别是固定座机器人、滑台机器人及小车机器人；
[0041]所述固定座机器人的底盘采用固定底盘;优选的，所述固定底盘开设有底盘多媒体座的安放孔;所述底盘多媒体座设有安装底盘摄像头、底盘投影仪及底盘液晶屏的固定座;所述固定底盘还包括底盘摄像头、底盘投影仪及底盘液晶屏；
[0042]所述滑台机器人的底盘采用至少一个自由度的滑台，其包括滑台座及滑块;所述滑块上开设有安装孔，所述模块化机器人的腰部安装于滑块上;所述滑台具有动力装置，所述动力装置带动滑块移动，从而改变机器人的姿态；
[0043]所述小车机器人的底盘采用内置动力装置的移动小车;所述移动小车上开设有安装孔，所述模块化机器人的腰部安装于移动小车上；
[0044]本发明中，采用底盘、躯干、机械臂、颈部及头部的不同模块组合，可得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人。
[0045]本发明与现有技术相比，具有的有益效果是:
[0046]1.本发明的模块化机器人，各个部位模块化，每个部位均有多种模块，不同部位的不同模块组合，可以获得各种不同的机器人，扩大了机器人的应用范围；
[0047]2.本发明的模块化机器人，可以根据实际需要，采用不同模块组合，能实现不同功能的机器人；
[0048]3.本发明的模块化机器人，组装简单，更换模块简便；
[0049]4.本发明的模块化机器人，其自由度数可变，可根据实际需要改变机器人的灵活性；
[0050]5.本发明的模块化机器人，采用模块化结构，一个模块化机器人可以替代多个功能及自由度固定的机器人，能减少资源消耗及浪费；
[0051]6.本发明的模块化机器人，各个部位的模块只需稍加修改就可得到新的模块，可扩展性强；
[0052]7.本发明的模块化机器人，采用多个分处机器人的不同部位的摄像头时，利于机器人识别及重建外部立体环境；
[0053]8.本发明的模块化机器人，采用多个分处机器人的不同部位的投影仪时，机器人可进行立体投影，给人带来立体感官享受；
【附图说明】
:
[0054]图1是本发明机器人的具体实施例的小车机器人的整体结构示意图；
[0055]图2a?2c是具体实施例第一种头部的结构示意图，图2d为具体实施例的第二种头部的结构示意图，图2e是具体实施例的第三种头部的结构示意图，图2f是具体实施例的第四种头部的结构示意图；
[0056]图3a是本发明中具体实施例的第一种颈部的结构示意图，图3b是本发明中具体实施例的第二种颈部的结构示意图，图3c是本发明中具体实施例的第三种颈部的结构示意图；
[0057]图4a是本发明中具体实施例的第一种肩骨架与第一种颈部配合的结构示意图，图4b是本发明中具体实施例的第二种肩骨架与第一种颈部配合的结构示意图；
[0058]图5a是本发明中具体实施例的第一种机械臂的结构示意图，图5b是本发明中具体实施例的第二种机械臂的结构示意图，图5c是本发明中具体实施例的夹持装置的结构示意图；
[0059]图6a是本发明中具体实施例的第一种胸骨架的结构示意图，图6b是本发明中具体实施例的第二种胸骨架的结构示意图；
[0060]图7a是本发明中具体实施例的第一种腰关节的结构示意图，图7b是本发明中具体实施例的第二种腰关节的结构示意图；
[0061]图8a是本发明中具体实施例的第三种腰关节的结构示意图，图Sb是本发明中具体实施例的第四种腰关节的结构示意图，图Sc是本发明中具体实施例的第五种腰关节装配的结构示意图；
[0062]图9a是本发明中具体实施例的第一种腰关节与第三中腰关节装配的结构示意图，图9b是本发明中具体实施例的第二种腰关节与第四种腰关节装配的结构示意图；
[0063]图10是本发明中具体实施例的固定座机器人的整体结构示意图；
[0064]图11是本发明中具体实施例的滑台机器人的整体结构示意图；
[0065]图中:1.移动底盘，2.躯干，3.机械臂，4.颈部，5.头部，6.外壳，101.固定底盘，102.滑台座，103.滑块，104.底盘多媒体座，105.底盘摄像头，106.底盘投影仪，210.第一种肩骨架，211.第一种肩结构，212.第一肩电机，213.第二肩电机，214.第三肩电机，220.第二种肩骨架，221.第二种肩结构，240.第一种胸骨架，241.第一种胸骨支撑结构，250.第二种胸骨架，251.第二种胸骨支撑结构，252.胸部多媒体座，253.胸部摄像头，254.胸部投影仪，260.第一种腰关节，261.第一腰关节转动座，262.第一腰关节固定座，263.第一腰关节电机，270.第二种腰关节，271.第二种腰关节固定座，272.第一腰关节齿轮，273.第二腰关节齿轮，280.第三种腰关节，281.第二种腰关节旋转座，282.第三种腰关节固定座，283.第二腰关节电机，284.第一腰关节旋转轴，290.第四种腰关节，291.第三种腰关节旋转座，292.第四种腰关节固定座，293.第三腰关节齿轮，294.第四腰关节齿轮，295.第二腰关节旋转轴，296.第五种腰关节固定座，298.第五种腰关节，310.第一种机械臂，311，第一臂，312.第二臂，313.灵巧手，320.第二种机械臂，321.第三臂，322.第四臂，323.机器人手掌，330.夹持装置，331夹持运动端，332.夹持固定端，333.夹持电机，410.第一种颈部，411.第一种颈部底盘，412.第一种颈骨，413.第一种颈部顶座，414.第一种拉杆;420.第二种颈部，421.第二种颈部底盘，422.第二种颈骨，423.第二种颈部顶座，424.第二种拉杆，430.第三种颈部，431.第三种颈骨，432.第四种颈骨，433.第三种颈部顶座，510.第一种头部，511.第一种头部固定座，512.第一液晶屏，513.第二液晶屏，514.挡板电机，515.第一投影仪，516.第一摄像头，517.头部滑块，520.第二种头部，521.第二种头部固定座，530.第三种头部，531.第三种头部固定座，532.第二摄像头，540.第四种头部，541.第四种头部固定座，1000.小车机器人，2000.固定座机器人，3000.滑台机器人。
【具体实施方式】
[0066]下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
[0067]实施例一
[0068]参见图1，本实施例的一种模块化机器人，包括一个底盘1、一个躯干2、两个机械臂
3、一个颈部4、一个头部5及一套外壳6;所述躯干2包括肩骨架、胸部及腰部，所述胸部顶端与肩骨架铰接，所述胸部低端与腰部的一端固接;所述肩骨架的两端分别与两个机械臂3铰接，所述肩骨架的中部与颈部4的底端铰接，所述颈部4的顶端与头部5铰接;所述底盘I与躯干2铰接。
[0069]请结合图1?11，所述的一种模块化机器人，其底盘1、躯干2、机械臂3、颈部4及头部5，各个部位模块化，并且每个部位均有多种不同结构的模块;各部位采用不同模块组合，得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人。
[0070]所述一种模块化机器人，还包括H个摄像头、I个投影仪、J个液晶屏，其中H、1、J多O;所述H个摄像头固定在头部5、躯干2及底盘I中的一个或多个部位中；所述I个投影仪固定在头部5、躯干2及底盘I中的一个或多个部位中；所述J个液晶屏固定在头部5、躯干2及底盘I中的一个或多个部位中；本实施例中，摄像头、投影仪及液晶屏的数量组成机器人的模块决定;请结合图2b?2f、6b及10，所述摄像头包括安放于头部的头部摄像头、安放于躯干的胸部摄像253头及安放于底盘的底盘摄像头105，所述头部摄像头包括第一摄像头516及第二摄像头532;所述投影仪包括安放于头部的头部投影仪、安放于躯干的胸部投影仪254及安放于底盘的底盘投影仪106，所述头部投影仪包括第一投影仪515;所述液晶屏包括安放于头部的头部液晶屏、安放于躯干的液晶屏及安放于底盘的液晶屏，所述头部液晶屏包括第一液晶屏512及第二液晶屏513;
[0071]分处不同位置的多个摄像头，能从不同位置拍摄环境，利于识别和重建立体环境；分处不同位置的多个投影仪，能实现三维立体投影。
[0072]所述头部具有个头部固定座;所述头部固定座固接在所述颈部顶〗而;所述头部固定座设有与头部摄像头数目相同的摄像头固定座，设有与头部投影仪数目相同的投影仪固定座，设有与头部液晶屏数目相同的液晶屏固定座；
[0073]请结合图2b?2f，所述头部具有多种模块，分别是第一种头部510、第二种头部520、第三种头部530及第四种头部540;同时，可根据应用场合的需求，依据安放于头部的摄像头、投影仪及液晶屏的数量对头部固定座稍作改变，即可获得新的模块；
[0074]请结合图2a?2c，所述第一头部510，包括第一种头部固定座511、第一液晶屏512、第二液晶屏513、挡板电机514、第一投影仪515、第一摄像头516及头部滑块517;所述第一种头部固定座511上开设有第一液晶屏512、挡板电机514、第一投影仪515、第一摄像头516的固定座，还开设有头部滑块517的安放座;所述头部滑块517加工有第二液晶屏513的安装座，第二液晶屏513通过螺钉与头部滑块517固定，头部滑块517还具有与所述挡板电机514上的齿轮配合的齿条结构，所述挡板电机514转动带动头部滑块517运动，从而带动第二液晶屏513的移动，所述第二液晶屏513位于第一投影仪515的前面，作投影仪挡板使用；当第二液晶屏513处于第一投影仪515正前方时，即可挡住投影；当第二液晶屏513处于第一投影仪515的下方时，投影仪即可正常工作;所述第一摄像头516安放于第一液晶屏512与第二液晶屏513的中间后方的摄像头安放座上；
[0075]请结合图2d，所述第二种头部520，包括第二种头部固定座521、第一液晶屏512、第二液晶屏513及第一摄像头516;所述第二种头部固定座521开设有第一液晶屏512、第二液晶屏513及第一摄像头516的安放座，所述第一摄像头516安放于第一液晶屏512与第二液晶屏513中间后方的位置；
[0076]请结合图2e，所述第三种头部530，包括第三种头部固定座531、第一摄像头516及第二摄像头532;所述第三种头部固定座531开设有安放第一摄像头516及第二摄像头532的安放座；
[0077]请结合图2f，所述第四种头部540，包括第四种头部固定座541、第一摄像头516及第一投影仪515;所述第四种头部固定座541开设有安放第一摄像头516及第一投影仪515的安放座。
[0078]所述颈部4包括一颈部底盘、至少一块颈骨、一颈部顶座及若干颈骨电机;所述颈部4具有K个颈部自由度，其中KX);所述颈部自由度为O时，所述颈部底盘与所述肩骨架固接，所述颈部4顶座与头部5固接；
[0079]请结合图3a?3c，所述颈部4具有多种模块，分别是第一种颈部410、第二种颈部420及第三种颈部430，同时，可根据应用场合的需求，对颈部4的某些部件进行修改，即可获得新的模块;本实施例中，颈部4的自由度由采用的模块决定；
[0080]请结合图3a，所述第一种颈部410，包括第一种颈部底盘411、.第一种颈骨412、第一种颈部顶座413及.第一种拉杆414 ；所述第一种颈部底盘411与第一种颈骨固接412，第一种颈骨412与第一种颈部顶座413铰接，所述第一种颈骨412及第一种颈部顶座413上均设有第一种拉杆414的固定座，所述第一种拉杆414的两端分别与第一种颈骨412及第一种颈部顶座413铰接；
[0081 ]请结合图3b，所述第二种颈部420，包括第二种颈部底盘421、.第二种颈骨422、.第二种颈部顶座423及两个第二种拉杆424;所述第二种颈部底盘421与第二种颈骨422固接，第二种颈骨422与第二种颈部顶座423铰接，所述第二种颈部底盘421及第二种颈部顶座423上均开设有安装第二种拉杆424的连接座；
[0082]请结合图3c，所述第三种颈部430，包括第一种颈部底盘411、第三种颈骨431、第四种颈骨432、第三种颈部顶座433及两个电机;所述第三种颈骨底端431与第一种颈部底盘411固接，与第四种颈骨432底端铰接;所述第四种颈骨432顶端与第三种颈部顶座433铰接；一电机与第三种颈骨431顶端固接，其转轴与第四种颈骨432低端紧配，电机转动带动第四种颈骨432转动；另一电机与第四种颈骨432顶端固接，电机转轴与第三种颈部顶座433的低端紧配，电机转动带动第三种颈部顶座433转动。
[0083]请结合图4a及4b，所述的肩骨架具有多种模块，分别是第一种肩骨架210及第二种肩骨架220，同时，可根据应用场合的需求，对肩骨架进行修改，即可获得新的模块；
[0084]请结合图4a，所述第一种肩骨架210，包括第一种肩结构211、.第一肩电机212、.第二肩电机213及第三肩电机214;所述第一种肩结构211开设有安装第一肩电机212、第二肩电机213及第三肩电机214的电机座，第一种肩结构211的两端还开设有安装两个所述机械臂3的支架，所述第一肩电机212与第二肩电机213分别带动与之连接的机械臂3的转动;第一种肩结构211的中部开设有颈部4安装座，安装于肩结构低端的第三肩电机214与颈部固接，第三肩电机转动带动颈部4转动；
[0085]请结合图4b，所述第二种肩骨架220，包括第二种肩结构221、.第一肩电机212、.第二肩电机213及第三肩电机214;所述第二种肩结构221开设有安装第一肩电机212、第二肩电机213及第三肩电机214的电机座，第二种肩结构221的两端还开设有安装两个所述机械臂3的支架，所述第一肩电机212与第二肩电机213分别带动与之连接的机械臂3的转动;第二种肩结构221的中部开设有颈部4安装座，安装于肩结构顶端的第三肩电机214与颈部固接，第三肩电机转动带动颈部4转动。
[0086]请结合图5a?5c，所述机械臂3，包括至少一个臂;臂的数量超过一个时，各个臂依次首尾铰接;所述机械臂具有M个自由度，其中O;当自由度数为O时，所述臂均固接，机械臂2与所述肩骨架的一端固接;所述机械臂还包括末端执行机构，所述末端执行机构采用没有自由度的机器人手掌323;优选的，所述末端执行机构采用具有至少一个自由度的夹紧装置330;优选的，所述末端执行机构采用具有至少两个自由度的灵巧手313;
[0087]请结合图5a?5c，所述机械臂具有多种模块，分别是有自由度的第一种机械臂310及没有自由度的第二种机械臂320;所述第一种机械臂310包括第一臂311、第二臂312及灵巧手313，第一臂311与肩骨架连接处有一关节自由度，第二臂312与第一臂311的连接处有一关节自由度，第二臂312与灵巧手313的连接处有一关节自由度;所述第二种机械臂320包括依次固接的第三臂321、第四臂322及机器人手掌323，第三臂321与肩骨架固接，机器人手掌323没有自由度，所述第二种机械臂320没有自由度;所述机械臂3的末端执行机构更换成夹持装置330时，即获得新的机械臂，所述夹持装置330包括夹持运动端331、夹持固定端332及夹持电机333，夹持电机333固定于夹持固定端332，夹持电机333轴与夹持运动端331紧配，夹持电机333转动带动夹持运动端331的转动，实现夹持装置330开合动作;优选的，可根据应用场合的需求，对机械臂3的臂数量及末端执行机构进行修改，即可获得新的模块。
[0088]请结合图6a及6b，所述胸部具有胸骨架;优选的，所述胸骨架中设有安装胸部摄像头253、胸部投影仪254及胸部液晶屏的胸部多媒体座252;
[0089]所述胸骨架具有多种模块，分别是第一种胸骨架240及第二种胸骨架250;所述第一种胸骨架240为不带胸部多媒体座的第一种胸骨支撑结构241;本实施例中，所述第二种胸骨架250包括第二种胸骨支撑结构251、胸部多媒体座252、胸部摄像头253及胸部投影仪254，所述第二种胸骨支撑结构251上设有安装胸部多媒体座252的安装孔，所述胸部多媒体座252上设有安放胸部摄像头253及胸部投影仪254的支架;在其它实施例中，所述胸部摄像头253、胸部投影仪254及胸部液晶屏的数量不尽相同，根据应用场合的需求而定；同时，根据应用场合的需求，改变胸部多媒体座252上安放的胸部摄像头253、胸部投影仪254及胸部液晶屏的数量或者改变胸部多媒体座在第二种胸骨支撑结构的安装位置，即可获得新的模块。
[°09°] 请结合图7a、7b、8a、8b、8c、9a及9b，所述腰部至少包括一个腰关节;所述腰关节包括至少一个水平方向或垂直方向的自由度;所述腰部的低端与底盘I铰接；
[0091]请结合图7a、7b、8a、8b及Sc，所述腰关节具有多个模块，分别是第一种腰关节260、第二种腰关节270、第三种腰关节280、第四种腰关节290、第五种腰关节298及第六种腰关节；同时，可根据应用场合的需求，对所述第一、第二、第三、第四、第五及第六种腰关节进行修改，即可获得新的模块；
[0092]请结合图7a，所述第一种腰关节260包括第一腰关节转动座261、.第一腰关节固定座262及第一腰关节电机263，所述第一腰关节转动座261底部开设有轴孔，所述第一腰关节固定座262顶部开设有轴孔，所述第一腰关节电机263的转轴穿过第一腰关节固定座262及第一腰关节转动座261的轴孔将第一腰关节固定座262与第一腰关节转动座261连接在一起，所述第一腰关节电机263固定在第一腰关节固定座262上，所述第一腰关节电机263的转轴与第一腰关节转动座261的轴孔紧配，第一腰关节电机263转动带动第一腰关节转动座261旋转;所述第一种腰关节260具有一个垂直方向的自由度；
[0093]请结合图7b，所述第二种腰关节270包括第一种腰关节转动座261、第二种腰关节固定座271、第一腰关节齿轮272、第二腰关节齿轮273及第一腰关节电机263;所述第二种腰关节固定座271上开设有安装第一腰关节电机263的支架，所述第二种腰关节固定座271顶部开设有轴孔，一转轴通过第二种腰关节固定座271的轴孔、第一种腰关节转动座261的轴孔将第二种腰关节固定座271与第一种腰关节转动座261连接在一起;所述转轴上套设有第一腰关节齿轮272，所述第一种腰关节电机263轴上套设有第二腰关节齿轮273，所述第一腰关节齿轮272与第二腰关节齿轮273配合传动，所述第一腰关节电机263转动，通过第一腰关节齿轮272与第二腰关节齿轮273配合传动，带动第一种腰关节转动座261旋转;所述第二种腰关节270具有一个垂直方向的自由度；
[0094]请结合图8a，所述第三种腰关节280包括第二种腰关节旋转座281、第三种腰关节固定座282、第二腰关节电机283及第一腰关节旋转轴284;所述第二种腰关节旋转座281上开设有轴孔，所述第三种腰关节固定座282上开设有轴孔及安装第二腰关节电机283的支架，所述第二腰关节电机283安装于第三种腰关节固定座282上，所述第一腰关节旋转轴284穿过第二种腰关节旋转座281及第三种腰关节固定座282的轴孔将第二种腰关节旋转座281与第三种腰关节固定座282连接在一起，其中第一腰关节旋转轴284与第二种腰关节旋转座281的轴孔紧配;所述第二腰关节电机283的轴与第一腰关节旋转轴284配合传动，实现第二腰关节电机283转动带动第二种腰关节旋转座281转动;所述第三种腰关节280具有一个水平方向的自由度；
[0095]请结合图8b，所述第四种腰关节280包括第三种腰关节旋转座291、第四种腰关节固定座292、第三腰关节齿轮293、第四腰关节齿轮294、第二腰关节旋转轴295及第二腰关节电机283;所述第三种腰关节旋转座291上设有安装第二腰关节电机283的支架，底部开设有轴孔;所述第四种腰关节固定座292上设有轴孔;所述第二腰关节旋转轴295穿过第三中腰关节旋转座291及第四种腰关节固定座292上的轴孔将第二腰关节旋转座291与第四腰关节固定座292连接在一起;所述第二腰关节旋转轴295上紧配有第四腰关节齿轮294，并且第二腰关节旋转轴295与第四种腰关节固定座292紧配;所述第二腰关节电机283的轴上紧配有第三腰关节齿轮293，所述第三腰关节齿轮293与第四腰关节齿轮294配合传动;所述第二腰关节电机283转动带动所述第三种腰关节旋转座291转动;所述第四种腰关节290具有一个水平方向的自由度；
[0096]请结合图8c，所述第五种腰关节298包括第一种腰关节转动座261、第五种腰关节固定座296、第三种腰关节固定座282、第一腰关节电机263、第二腰关节电机283及第一腰关节旋转轴284;所述第五种腰关节固定座296顶部及底部均开设有轴孔;所述第一腰关节电机263的轴穿过第五种腰关节固定座296顶部及第一种腰关节转动座261底部的轴孔将第五种腰关节固定座296与第一种腰关节转动座261连接在一起，其中，第一腰关节电机263固定在第五种腰关节固定座296上，第一腰关节电机263的轴与第一种腰关节转动座261底部的轴孔紧配，第一腰关节电机263转动带动第一种腰关节转动座261转动;所述第二腰关节旋转轴297穿过第五种腰关节固定座296底部及第三腰关节固定座282的轴孔将第五腰关节固定座296与第三腰关节固定座282连接在一起，其中第二腰关节旋转轴297与第五腰关节固定座296固接，第二腰关节旋转轴297与第二腰部电机283的轴配合传动，所述第二腰部电机283转动带动第五腰关节固定座296转动;所述第五种腰关节298在垂直方向及水平方向的各具有一个自由度；
[0097]所述第六种腰关节，其结构与所述第二种颈部的结构类似，包括第六腰关节底盘、.一腰骨、.第六腰关节顶座及两个拉杆;所述第六腰关节底盘与腰骨固接，腰骨与第六腰关节顶座铰接，所述第六腰关节底盘及第六腰关节顶座上均开设有安装两个拉杆的连接座；
[0098]应用中，根据不同的应用场合要求，采用不同的腰关节组合成不同自由的腰部;请结合图9a及％，图9a为采用第一种腰关节260及第三中腰关节280组合成腰部，图9b为采用第二种腰关节270及第四种腰关节290组合成腰部;在其它实施例中，还可有其它组合。
[0099]请结合他1、1及11，所述底盘I具有多个模块，分别是固定底11、滑台及移动小车；同时，可根据应用场合的需求，对所述固定底盘101、滑台及移动小车进行修改，即可获得新的模块;采用不同底盘模块，组成不同的机器人，分别是固定座机器人2000、滑台机器人3000及小车机器人1000 ；
[0100]请结合图10，所述固定座机器人2000的底盘I采用固定底盘101;本实施例中，所述固定底盘101开设有底盘多媒体座104的安放孔;所述底盘多媒体座104设有安装底盘摄像头105及底盘投影仪106的固定座;所述固定底盘101还包括底盘摄像头105及底盘投影仪106；
[0101]请结合图11，所述滑台机器人3000的底盘I采用一个自由度的滑台，其包括滑台座102及滑块103;所述滑块103上开设有安装孔，所述模块化机器人的腰部安装于滑块103上；所述滑台具有动力装置，所述动力装置带动滑块103移动，从而改变机器人的姿态；图11所示为滑台机器人3000;
[0102]本实施例中，所述腰部还包括一平板电脑支撑架。
[0103]请结合图1，所述小车机器人1000的底盘采用内置动力装置的移动小车;所述移动小车上开设有安装孔，所述模块化机器人的腰部安装于移动小车上；
[0104]本实施例中，采用底盘1、躯干2、机械臂3、颈部4及头部5的不同模块组合，可得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人。虽然上面已经示出了示例性实施例，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这示例性实施例的某些部件作出改变，本发明的范围由权利要求及其同等物限定。
【主权项】
1.一种模块化机器人，包括一个底盘、一个躯干、两个机械臂、一个颈部、一个头部及一套外壳;所述躯干包括肩骨架、胸部及腰部，所述胸部顶端与肩骨架铰接，所述胸部低端与腰部的顶端固接;所述肩骨架的两端分别与两个机械臂铰接，所述肩骨架的中部与颈部的底端铰接，所述颈部的顶端与头部铰接;所述底盘与躯干铰接。2.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述底盘、躯干、机械臂、颈部及头部，各个部位模块化，并且每个部位均有多种不同结构的模块;各部位采用不同模块组合，得到满足不同应用场合的不同自由度的机器人。3.根据权利要求1所述一种模块化机器人，其特征在于，还包括H个摄像头、I个投影仪、J个液晶屏，其中H、1、J彡O; 所述H个摄像头固定在头部、躯干及底盘中的一个或多个部位中； 所述I个投影仪固定在头部、躯干及底盘中的一个或多个部位中； 所述J个液晶屏固定在头部、躯干及底盘中的一个或多个部位中； 所述摄像头包括头部摄像头、胸部摄像头及底盘摄像头;所述投影仪包括头部投影仪、胸部投影仪及底盘投影仪;所述液晶屏包括头部液晶屏、胸部液晶屏及底盘液晶屏。4.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述头部具有一个头部固定座;所述头部固定座固接在所述颈部的顶端； 所述头部固定座设有与头部摄像头数目相同的摄像头固定座，设有与头部投影仪数目相同的投影仪固定座，设有与头部液晶屏数目相同的液晶屏固定座。5.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述颈部包括一颈部底盘、至少一块颈骨、一颈部顶座及若干颈骨电机;所述颈部具有K个颈部自由度，其中KX);所述颈部自由度为O时，所述颈部底盘与所述肩骨架固接，所述颈部顶座与头部固接。6.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述机械臂，包括至少一个臂;臂的数量超过一个时，各个臂依次首尾铰接； 所述机械臂具有M个自由度，其中M>0;当自由度数为O时，所述臂均固接，机械臂与所述肩骨架的一端固接； 所述机械臂还包括末端执行机构，所述末端执行机构指没有自由度的机器人手掌； 或者，所述末端执行机构指具有至少一个自由度的夹紧装置； 或者，所述末端执行机构指具有至少两个自由度的灵巧手。7.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述腰部至少包括一个腰关节;所述腰关节包括至少一个水平方向或垂直方向的自由度； 所述腰部的低端与底盘铰接。8.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述底盘采用固定底盘； 或者，所述底盘采用移动底盘;所述移动底盘包括一移动平台，所述移动平台至少具有一个平移或旋转自由度。9.根据权利要求1所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述胸部具有胸骨架。10.根据权利要求8所述的一种模块化机器人，其特征在于，所述移动底盘采用至少具有一个自由度的滑台，其包括滑台座及滑块;所述滑块上开设有安装孔，所述模块化机器人的腰部安装于导轨移动块上;所述滑台具有动力装置，所述动力装置带动滑块移动，从而改变机器人的姿态； 或者，所述移动底盘采用内置动力装置的移动小车;所述移动小车上开设有安装孔，所述机器人的腰部安装于移动小车上。
【文档编号】B25J9/08GK106078720SQ201610643256
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610643256.3, CN 106078720 A, CN 106078720A, CN 201610643256, CN-A-106078720, CN106078720 A, CN106078720A, CN201610643256, CN201610643256.3
【发明人】许志林
【申请人】许志林