机器人的身体结构以及机器人论文和设计-刘朝宗

全文摘要

本实用新型公开了一种机器人的身体结构以及机器人，身体结构包括：躯体；第一电机，第一电机包括定子和转子，定子设置在躯体上；头部，头部位于躯体的上方，头部与转子相连接，以随转子同步转动；第一锁止件，第一锁止件设置在转子或头部上；第二锁止件，第二锁止件设置在躯体上，第二锁止件包括：第二电机、传动组件、运动转换组件和锁止块，传动组件设置在第二电机和运动转换组件之间，运动转换组件与锁止块相连，运动转换组件将第二电机的旋转运动转化为直线运动，并带动锁止块选择性地锁止和解锁第一锁止件。由此，可以有效地解锁和锁止头部，从而可以保证机器人在骑行模式的安全性，可以保证机器人的使用可靠性。

主设计要求

1.一种机器人的身体结构，其特征在于，包括：躯体；第一电机，所述第一电机包括定子和转子，所述转子可转动地设置在所述定子内，所述定子设置在所述躯体上；头部，所述头部位于所述躯体的上方，所述头部与所述转子相连接，以随所述转子同步转动；第一锁止件，所述第一锁止件设置在所述转子或所述头部上；第二锁止件，所述第二锁止件设置在所述躯体上，所述第二锁止件包括：第二电机、传动组件、运动转换组件和锁止块，所述传动组件设置在所述第二电机和所述运动转换组件之间，所述运动转换组件与所述锁止块相连，所述运动转换组件将所述第二电机的旋转运动转化为直线运动，并带动所述锁止块选择性地锁止和解锁所述第一锁止件。

设计方案

1.一种机器人的身体结构，其特征在于，包括：

躯体；

第一电机，所述第一电机包括定子和转子，所述转子可转动地设置在所述定子内，所述定子设置在所述躯体上；

头部，所述头部位于所述躯体的上方，所述头部与所述转子相连接，以随所述转子同步转动；

第一锁止件，所述第一锁止件设置在所述转子或所述头部上；

第二锁止件，所述第二锁止件设置在所述躯体上，所述第二锁止件包括：第二电机、传动组件、运动转换组件和锁止块，所述传动组件设置在所述第二电机和所述运动转换组件之间，所述运动转换组件与所述锁止块相连，所述运动转换组件将所述第二电机的旋转运动转化为直线运动，并带动所述锁止块选择性地锁止和解锁所述第一锁止件。

2.根据权利要求1所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述传动组件为传动齿轮组，所述传动齿轮组包括：起始齿轮、至少一个中间齿轮和终止齿轮，所述至少一个中间齿轮啮合在所述起始齿轮和所述终止齿轮之间，所述起始齿轮设置在所述第二电机的电机轴上，所述终止齿轮设置在所述运动转换组件上。

3.根据权利要求1所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述运动转换组件包括：

旋转杆，所述旋转杆与所述传动组件传动；

弹簧，所述弹簧套设在所述旋转杆上，且所述旋转杆可向不同方向压缩所述弹簧；

抵压件，所述抵压件与所述锁止块相连，所述弹簧设置在所述抵压件内且两端止抵在所述抵压件上。

4.根据权利要求3所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述旋转杆上设置有径向延伸的压杆，所述压杆可转动地设置在所述弹簧的相邻环之间，以向不同方向压缩所述弹簧。

5.根据权利要求4所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述压杆为两个且关于所述旋转杆的轴线对称设置。

6.根据权利要求3所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述抵压件包括：相对的抵压板和连接板，所述连接板连接在两个所述抵压板之间，两个所述抵压板抵压在所述弹簧的两端，所述连接板与所述锁止块相连。

7.根据权利要求1所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述第一锁止件设置有锁止槽，所述锁止块构造为锁止销。

8.根据权利要求7所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述锁止销设置有自锁斜面，所述自锁斜面适于贴靠在所述锁止槽的侧壁上。

9.根据权利要求1所述的机器人的身体结构，其特征在于，所述第二锁止件还包括：外壳，所述第二电机、所述运动转换组件和所述锁止块设置在所述外壳内，所述外壳的下表面设置有限位台阶和限位柱，所述限位台阶和所述限位柱配合在所述躯体上。

10.一种机器人，其特征在于，包括：

行走结构；

权利要求1-9中任一项所述的机器人的身体结构，所述身体结构设置在所述行走结构上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人的身体结构以及机器人。

背景技术

相关技术中，平衡车机器人具有能够载人的骑行模式，当使用者不需要骑行平衡车机器人时，平衡车机器人还能够切换至机器人模式，从而对使用者进行智能服务，平衡车机器人在骑行模式和机器人模式之间切换的过程中，平衡车机器人的头部结构会相对于躯体旋转，头部结构的俯仰部也会在俯仰范围内旋转。

但是，平衡车机器人处于骑行模式时无法有效地对头部结构和躯体进行锁止限位，从而使机器人存在一定的使用安全隐患，降低了机器人的使用可靠性。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种机器人的身体结构，该身体结构保证有效锁止头部，可以保证机器人的使用可靠性。

本实用新型进一步地提出了一种机器人。

根据本实用新型的机器人的身体结构，包括：躯体；第一电机，所述第一电机包括定子和转子，所述转子可转动地设置在所述定子内，所述定子设置在所述躯体上；头部，所述头部位于所述躯体的上方，所述头部与所述转子相连接，以随所述转子同步转动；第一锁止件，所述第一锁止件设置在所述转子或所述头部上；第二锁止件，所述第二锁止件设置在所述躯体上，所述第二锁止件包括：第二电机、传动组件、运动转换组件和锁止块，所述传动组件设置在所述第二电机和所述运动转换组件之间，所述运动转换组件与所述锁止块相连，所述运动转换组件将所述第二电机的旋转运动转化为直线运动，并带动所述锁止块选择性地锁止和解锁所述第一锁止件。

由此，通过第一锁止件和第二锁止件的配合，可以有效地解锁和锁止头部，从而可以使得机器人在不同模式之间进行切换，可以保证机器人在骑行模式的安全性，可以保证机器人的使用可靠性。另外，上述第二锁止件的结构稳定性高，各个部件配合可靠，使用寿命长，而且可以保证其与第一锁止件的配合可靠性。

在本实用新型的一些示例中，所述传动组件为传动齿轮组，所述传动齿轮组包括：起始齿轮、至少一个中间齿轮和终止齿轮，所述至少一个中间齿轮啮合在所述起始齿轮和所述终止齿轮之间，所述起始齿轮设置在所述第二电机的电机轴上，所述终止齿轮设置在所述运动转换组件上。

在本实用新型的一些示例中，所述运动转换组件包括：旋转杆，所述旋转杆与所述传动组件传动；弹簧，所述弹簧套设在所述旋转杆上，且所述旋转杆可向不同方向压缩所述弹簧；抵压件，所述抵压件与所述锁止块相连，所述弹簧设置在所述抵压件内且两端止抵在所述抵压件上。

在本实用新型的一些示例中，所述旋转杆上设置有径向延伸的压杆，所述压杆可转动地设置在所述弹簧的相邻环之间，以向不同方向压缩所述弹簧。

在本实用新型的一些示例中，所述压杆为两个且关于所述旋转杆的轴线对称设置。

在本实用新型的一些示例中，所述抵压件包括：相对的抵压板和连接板，所述连接板连接在两个所述抵压板之间，两个所述抵压板抵压在所述弹簧的两端，所述连接板与所述锁止块相连。

在本实用新型的一些示例中，所述第一锁止件设置有锁止槽，所述锁止块构造为锁止销。

在本实用新型的一些示例中，所述锁止销设置有自锁斜面，所述自锁斜面适于贴靠在所述锁止槽的侧壁上。

在本实用新型的一些示例中，所述第二锁止件还包括：外壳，所述第二电机、所述运动转换组件和所述锁止块设置在所述外壳内，所述外壳的下表面设置有限位台阶和限位柱，所述限位台阶和所述限位柱配合在所述躯体上。

根据本实用新型的机器人，包括：行走结构；所述的机器人的身体结构，所述身体结构设置在所述行走结构上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和\/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的身体结构的立体图；

图2是图1中所示的身体结构的爆炸图；

图3是图1中所示的身体结构的主视图；

图4是第二锁止件的主视图；

图5是图4中所示的第二锁止件的爆炸图；

图6是打开部分外壳的第二锁止件的示意图；

图7是处于解锁状态的第二锁止件的部分结构示意图；

图8是处于锁止状态的第二锁止件的部分结构示意图。

附图标记：

身体结构100；

躯体10；支撑臂11；支撑座12；

第一电机20；定子21；转子22；

头部30；第一锁止件40；第二锁止件50；第二电机51；

传动组件52；起始齿轮521；中间齿轮522；终止齿轮523；

运动转换组件53；旋转杆531；压杆532；弹簧533；抵压件534；

锁止块54；自锁斜面541；外壳55。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图8描述根据本实用新型实施例的身体结构100，该身体结构100应用于机器人中，机器人可以是平衡车机器人，但不限于此。

根据本实用新型实施例的身体结构100包括：躯体10、第一电机20、头部30、第一锁止件40和第二锁止件50。

如图1-图3所示，躯体10可以包括：支撑臂11和支撑座12，支撑座12连接在支撑臂 11的上端，支撑座12用于支撑第一电机20和头部30，采用此种支撑结构，可以保证第一电机 20和头部30的安装可靠性。

如图1-图3所示，第一电机20包括定子21和转子22，转子22可转动地设置在定子21 内，定子21设置在躯体10上。具体地，定子21固定在支撑座12上，其中，定子21的外周可以设置有壳体，壳体与支撑座12固定，这样可以将定子21也固定在支撑座12上。

头部30位于躯体10的上方，这样躯体10可以在下方支撑头部30。头部30与转子22 相连接，以随转子22同步转动。换言之，头部30和躯体10之间设置有第一电机20，第一电机 20驱动头部30相对躯体10转动，从而可以切换机器人的工作模式，例如，平衡车机器人可以通过转动的方式在骑行模式和机器人模式之间进行切换。

第一锁止件40设置在转子22或者头部30上，其中，图1-图3中的第一锁止件40设置在转子22上，但是由于转子22和头部30处于同步运动的关系，所以第一锁止件40设置在头部30上仍可以进行相应的解锁和锁止的配合。

第二锁止件50设置在躯体10上，具体地，第二锁止件50可以设置在支撑座12的上端，而且第二锁止件50可以与第一锁止件40在锁止位置相对。第二锁止件50包括：第二电机 51、传动组件52、运动转换组件53和锁止块54，第二电机51起到驱动作用，传动组件52设置在第二电机51和运动转换组件53之间，换言之，传动组件52可以在第二电机51和运动转换组件53之间进行传动。

传动组件52的传动方式有多种，下面提供一种具体方式。

如图5-图7所示，传动组件52可以为传动齿轮组，传动齿轮组包括：起始齿轮521、至少一个中间齿轮522和终止齿轮523，起始齿轮521设置在第二电机51的电机轴上，终止齿轮523设置在运动转换组件53上，至少一个中间齿轮522啮合在起始齿轮521和终止齿轮523 之间。起始齿轮521可以套设固定在第二电机51的电机轴上，中间齿轮可以为双联齿轮。

其中，中间齿轮522为一个时，该中间齿轮522同时与起始齿轮521和终止齿轮523 啮合，中间齿轮522为多个时，中间齿轮522依次啮合，然后在起始齿轮521和终止齿轮523之间传动。传动齿轮组为减速齿轮组，这也可以有效降低第二电机51的转速，从而可以使得锁止块54的解锁和锁止速度适宜，满足机器人的要求。

运动转换组件53与锁止块54相连，运动转换组件53将第二电机51的旋转运动转化为直线运动，并带动锁止块54选择性地锁止和解锁第一锁止件40。可以理解的是，运动转换组件53可以进行运动方式的转换，这样可以在第二电机51和锁止块54传动，从而可以有效地将第二电机51的旋转运动转化成锁止块54锁止运动和解锁运动。

由此，通过第一锁止件40和第二锁止件50的配合，可以有效地解锁和锁止头部30，从而可以使得机器人在不同模式之间进行切换，可以保证机器人在骑行模式的安全性，可以保证机器人的使用可靠性。另外，上述第二锁止件50的结构稳定性高，各个部件配合可靠，使用寿命长，而且可以保证其与第一锁止件40的配合可靠性。

下面详细描述一下运动转换组件53的结构。

如图5-图8所示，运动转换组件53包括：旋转杆531、弹簧533和抵压件534，旋转杆 531与传动组件52传动，具体地，传动组件52中的终止齿轮523套设固定在旋转杆531的一端，弹簧533套设在旋转杆531上，而且旋转杆531可向不同方向压缩弹簧533。抵压件534与锁止块54相连，弹簧533设置在抵压件534内，而且弹簧533的两端止抵在抵压件534上。

需要说明的是，不同方向指的是两个相反的方向，即图5-图8中所示的左右方向，例如，旋转杆531可以向左压缩弹簧533，也可以向右压缩弹簧533。其中，如图7和图8所示，旋转杆531上设置有径向延伸的压杆532，压杆532可转动地设置在弹簧533的相邻环之间，以向不同方向压缩弹簧533。压杆532为两个，而且两个压杆532关于旋转杆531的轴线对称设置。两个压杆532可以较平衡地压缩弹簧533，可以保证运动转换组件53的工作可靠性。

如图7所示，旋转杆531通过压杆532向左压缩弹簧533时，弹簧533向左收缩，并带动抵压件534向左直线运动，然后抵压件534带动锁止块54解锁第一锁止件40，同步解锁头部30；如图8所示，旋转杆531通过压杆532向右压缩弹簧533时，弹簧533向右收缩，并带动抵压件534向右直线运动，然后抵压件534带动锁止块54锁止第一锁止件40，同步锁止头部30。

具体地，抵压件534包括：相对的抵压板和连接板，连接板连接在两个抵压板之间，两个抵压板抵压在弹簧533的两端，连接板与锁止块54相连。采用两个抵压板的方式可以有效止抵弹簧533的两端，这样可以保证抵压件534随着弹簧533向不同方向直线运动。而且连接板可以有效连接锁止块54，从而可以进行传动。连接板和锁止块54可以相互转动。

如图7和图8所示，第一锁止件40设置有锁止槽，锁止块54构造为锁止销。锁止销可以伸入和伸出锁止槽内，从而进行锁止和解锁动作。采用上述方式，可以使得第一锁止件40 和第二锁止件50锁止和解锁可靠。

锁止销设置有自锁斜面541，自锁斜面541适于贴靠在锁止槽的侧壁上。需要说明的是，自锁斜面541可以保证锁止槽和锁止销锁止配合的稳定性，可以防止锁止销脱出锁止槽。

如图4和图5所示，第二锁止件50还包括：外壳55，第二电机51、运动转换组件52和锁止块54设置在外壳55内，外壳55的下表面设置有限位台阶（图未示出）和限位柱（图未示出），限位台阶和限位柱配合在躯体10上。限位台阶和限位柱可以配合在躯体10的支撑座12 上，这样可以有效限制第二锁止件50的位置，可以保证第二锁止件50的可靠性。

根据本实用新型实施例的机器人，包括行走结构和上述实施例的身体结构100，身体结构100设置在行走结构上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

设计图

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