舞蹈机器人
2019-11-22

舞蹈机器人

本实用新型属于机器人技术领域,尤其涉及到一种舞蹈机器人。由头部组件、主体支撑、下主体支撑、2个机器人手臂、颈部回转装置、腰部回转机构、支架、电动推杆、行走轮组件、底板、视觉传感器、转向控制装置、语音系统、电器控制系统构成。机器人手臂由大臂、小臂、手腕组成,由关节将其连接在一起。动力装置电机、颈部回转装置电机、腰部回转机构电机、转向控制装置、视觉传感器、驱动机器人关节的微型电机、电动推杆、语音系统与电器控制系统相连接。该实用新型构思巧妙,以人体比例设计,结构合理,舞蹈动作协调逼真,在伴音的同时展现舞蹈动作,功能全、仿真效果良好,可应用于娱乐、服务、游乐等场合。

本实用新型的基本构思是,由头部组件、主体支撑、下主体支撑、2个机器人手臂、颈部回转装置、腰部回转机构、支架、电动推杆、行走轮组件、底板、转向控制装置、语音系统、电器控制系统构成;头部组件由带眼帘的眼睛组件、嘴巴、耳朵组成,在眉心部位安装视觉传感器;主体支撑是由两肩部、颈部和上肢体构成的刚性构件,两肩部通过机器人关节连接2个机器人手臂,颈部安装颈部回转装置并连接头部组件;支架固定在底板上;下主体支撑通过铰链安装在支架上,其上端通过腰部回转机构或用腰部机器人关节与主体支撑连接,下端连接电动推杆,电动推杆固定在底板上。腰部回转机构的结构是:将回转轴承的外圈固定安装在下主体支撑的上端,在该位置的外部固定带齿轮的微型电机;将主体支撑下端的固定安装在回转轴承的内圈,在该位置的主体支撑外圆与回转轴承同轴安装齿圈,与固定在下主体支撑上的电机轴上的齿轮相啮合构成。行走轮组件是由2个驱动轮和一个导向轮及动力装置和转向控制装置组成,动力装置与2个驱动轮轴相连接,转向控制装置安装在导向轮上;用电机通过链轮或齿轮将动力传递到驱动轮轴上的差速器,或用2个电机通过链条传动分别将动力传递给2个驱动轮轴并有电器控制系统控制、平衡运行速度。2个机器人手臂各由大臂壳体、小臂壳体、手腕组成,并由大臂关节、小臂关节、腕关节将其连接在一起,并安装在主体支撑的两肩部。机器人关节是由一对啮合的锥齿轮副和安装在驱动锥齿轮轴上的微型电机构成。电器控制系统由控制软件和连接件构成,并通过控制器件与电源相连接;动力装置电机、颈部回转装置电机、腰部回转机构电机、转向控制装置、带眼帘的眼睛组件、视觉传感器、驱动机器人关节的微型电机、电动推杆、语音系统与电器控制系统相连接;头部组件可以外罩头套进行面部及嘴巴、耳朵装饰。

应用时通过按钮或遥控传感器接通电源(电源是随机安装的蓄电池或外接电源),在控制软件的控制下按照预先编制的软件程序运行,眼睛组件发光实现眼帘眨动,颈部回转装置实现头部的转动;安装在两肩部的两机器人手臂在电机的驱动下两锥齿轮转动或作行星摆动,肩关节实现手臂回转,大臂关节、小臂关节、腕关节的两锥齿轮作行星摆动,实现大、小、手腕的弯曲、摆动,腰部回转机构的电机转动实现扭腰动作,电动推杆作伸缩时实现机器人鞠躬动作;行走轮组件由驱动电机带动2个驱动轮,由转向控制装置控制导向轮的方向实现机器人行进、后退和转动,在语音系统伴音下表现出舞蹈、行走动作,当运行中遇到障碍时视觉传感器将信息反馈给电器控制系统及时控制转向系统调整方向避开障碍,或控制驱动电机停机制动。语音的音乐和语言、手臂弯曲、摆动、机器人主体和头部转动、鞠躬的综合效果,可以根据应用需要通过预编控制软件来实现多样化。

仿照人身高度设计高度为168cm-175cm的舞蹈机器人。头部部件1可以外罩用彩色橡胶制作的各种面貌的头套进行面部及嘴巴、耳朵装饰,机器人身体外罩舞蹈衣服。眼睛组件1-1、视觉传感器1-4、嘴1-2、电动推杆8、可以选购市场现有的器件。语音系统、控制器件选购市场现有的器件,按照本实用新型的需要编制、选用软件。颈部回转装置1-5可用电机带动蜗轮蜗杆机构或直接安装微型电机,或选用市场现有的回转装置。腰部回转机构2-1可以按照图3所示加工,主体支撑2-2与下主体支撑2-3连接的部分为圆柱或圆管子形状,将回转轴承的外圈固定安装在下主体支撑2-3上端与主体支撑2连接部位的内孔内,将主体支撑2下端轴颈固定安装在回转轴承的内圈,在该位置的主体支撑外圆与回转轴承同轴安装齿圈,与固定在下主体支撑2-3上的电机轴上带的齿轮相啮合构成;或采用用市场已有的腰部机器人关节。肩关节3-1、大臂关节3-2、小臂关节3-4、腕关节3-6按照图2所示制造由微型电机带动锥齿轮副,或选用市场现有的机器人关节;在腕关节3-6上安装现有的机器人手。主体支撑组件2是由两肩部、颈部和上肢体构成的刚性构件,在两肩部通过肩关节3-1连接两机器人手臂3和4,颈部安装颈部回转装置1-5,在颈部回转装置1-5上安装头部组件1。支架5固定在底板7上;下主体支撑2-2通过铰链2-3安装在支架5上,其上端通过腰部回转机构2-1与主体支撑2连接,下端通过铰链8-1连接电动推杆8,电动推杆8固定在底板7上。行走轮组件6是由2个驱动轮6-3和一个导向轮6-1及动力装置6-4和转向控制装置6-2组成,转向控制装置6-2安装在导向轮6-1上;用2个电机通过链条传动分别将动力传递给2个驱动轮6-3并由电器控制系统控制、平衡运行速度进行驱动,或选用电机通过链轮或齿轮将动力传递到驱动轮轴上的差速器(差速器可选用现有的)进行驱动。电器控制系统9由控制软件和连接件构成,并通过电器控制器件与电源(电源是随机安装的蓄电池或外接电源)相连接,动力装置电机、颈部回转装置电机、腰部回转机构电机、转向控制装置6-2、视觉传感器、驱动机器人关节的微型电机、电动推杆8、语音系统与电器控制系统9相连接。

仿照人身高度设计高度为168cm-175cm的舞蹈机器人。头部部件1可以外罩用彩色橡胶制作的各种面貌的头套进行面部及嘴巴、耳朵装饰,机器人身体外罩舞蹈衣服。眼睛组件1-1、视觉传感器1-4、嘴1-2、电动推杆8、可以选购市场现有的器件。语音系统、控制器件选购市场现有的器件,按照本实用新型的需要编制、选用软件。颈部回转装置1-5可用电机带动蜗轮蜗杆机构或直接安装微型电机,或选用市场现有的回转装置。腰部回转机构2-1可以按照图3所示加工,主体支撑2-2与下主体支撑2-3连接的部分为圆柱或圆管子形状,将回转轴承的外圈固定安装在下主体支撑2-3上端与主体支撑2连接部位的内孔内,将主体支撑2下端轴颈固定安装在回转轴承的内圈,在该位置的主体支撑外圆与回转轴承同轴安装齿圈,与固定在下主体支撑2-3上的电机轴上带的齿轮相啮合构成;或采用用市场已有的腰部机器人关节。肩关节3-1、大臂关节3-2、小臂关节3-4、腕关节3-6按照图2所示制造由微型电机带动锥齿轮副,或选用市场现有的机器人关节;在腕关节3-6上安装现有的机器人手。主体支撑组件2是由两肩部、颈部和上肢体构成的刚性构件,在两肩部通过肩关节3-1连接两机器人手臂3和4,颈部安装颈部回转装置1-5,在颈部回转装置1-5上安装头部组件1。支架5固定在底板7上;下主体支撑2-2通过铰链2-3安装在支架5上,其上端通过腰部回转机构2-1与主体支撑2连接,下端通过铰链8-1连接电动推杆8,电动推杆8固定在底板7上。行走轮组件6是由2个驱动轮6-3和一个导向轮6-1及动力装置6-4和转向控制装置6-2组成,转向控制装置6-2安装在导向轮6-1上;用2个电机通过链条传动分别将动力传递给2个驱动轮6-3并由电器控制系统控制、平衡运行速度进行驱动,或选用电机通过链轮或齿轮将动力传递到驱动轮轴上的差速器(差速器可选用现有的)进行驱动。电器控制系统9由控制软件和连接件构成,并通过电器控制器件与电源(电源是随机安装的蓄电池或外接电源)相连接,动力装置电机、颈部回转装置电机、腰部回转机构电机、转向控制装置6-2、视觉传感器、驱动机器人关节的微型电机、电动推杆8、语音系统与电器控制系统9相连接。

图2为本实用新型的手臂结构示意图;

图2为本实用新型的手臂结构示意图;

图3为本实用新型实施鞠躬动作的形态示意图。

四、附图说明:

附图标记:

四、附图说明:

应用时通过按钮或遥控传感器接通电源,在控制软件的控制下按照预先编制的软件程序运行,眼睛组件发光实现眼帘眨动,颈部回转装置1-5实现头部的转动;安装在两肩部的两机器人手臂3和4在肩关节3-1的微型电机3-1-3的驱动下,两锥齿轮3-1-1和3-1-2转动或作行星摆动,肩关节实现手臂回转;大臂关节3-2、小臂关节3-4、腕关节的两锥齿轮作行星摆动,实现大、小、手腕的弯曲、摆动;腰部回转机构2-1的电机转动实现扭腰动作,电动推杆8作伸缩时实现机器人鞠躬动作;行走轮组件6由驱动装置带动2个驱动轮6-3,由转向控制装置6-2控制导向轮6-1的方向实现机器人行进、后退和转动,在语音系统伴音下表现出舞蹈、行走动作;当运行中遇到障碍时视觉传感器1-4将信息反馈给电器控制系统9及时控制转向控制装置6-2调整方向避开障碍,或控制动力装置6-4实施停机制动。语音的音乐和语言,手臂弯曲、摆动,机器人体腰部的扭动、鞠躬和头部转动的各种动作按照预先预编编制的控制软件来实施。该舞蹈机器人功能全,性能良好,能仿真再现舞蹈艺术。