人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，將機(jī)器人下架具兩側(cè)延伸站立用連結(jié)的腿部結(jié)構(gòu)，設(shè)由平行連桿樞接組裝，平行連桿組裝中段以電機(jī)鎖做適當(dāng)鎖控，達(dá)到膝關(guān)節(jié)的驅(qū)控，配合連桿的上、下兩端分別以伺服電機(jī)馬達(dá)與固定座及腳板相互連結(jié)，達(dá)到腿部架撐省力穩(wěn)固確實(shí)的使用操控功效目的。
【背景技術(shù)】
[0002]—般常見的人形化的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，通常分成上、下半身的結(jié)構(gòu)做為組合，使其能模擬人形的外觀與動(dòng)作，傳統(tǒng)人形機(jī)器人的組裝設(shè)計(jì)，依上、下半身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖8所示，以一連結(jié)固定座30做上、下半身的相互鎖合組裝，以構(gòu)成完整的機(jī)器人形狀，其中構(gòu)成上半身的上架具31與固定座30鎖固一體連結(jié)，而下半部的下架具32，主要分成兩側(cè)由數(shù)個(gè)傳控馬達(dá)33配合連接架34共同組成的多節(jié)狀的腿部組合，底部以伺服馬達(dá)35樞接腳板36，共同組成完整的機(jī)器人結(jié)構(gòu)；整個(gè)機(jī)器人的上半身結(jié)構(gòu)，除兩側(cè)臂桿件37由馬達(dá)做曲弧作動(dòng)外，大致呈連體式的鎖固組裝，尤其在下半身的設(shè)計(jì)上，由于是由數(shù)個(gè)傳控馬達(dá)33配合連接架34共同組成的多節(jié)狀的腿部組合，底部以伺服馬達(dá)35樞接腳板36，故于實(shí)際連結(jié)受力上，均依賴所有的馬達(dá)具的驅(qū)控出力，否則將無法正常的傳控受力，即使站立操作時(shí)也是如此，而以單連接架34的組合，其所有的受力架撐均由馬達(dá)出力承受，而當(dāng)機(jī)器人做特殊角度站立時(shí)，由于整個(gè)腿部的負(fù)荷完全集中于部份的馬達(dá)具上，故就整個(gè)機(jī)器人腿部組裝的傳控馬達(dá)33的損壞極為常見，連帶其使用損牦的成本極為高昂，故而就實(shí)際使用的結(jié)構(gòu)架撐穩(wěn)定及玩用操控成本考量，以現(xiàn)行的機(jī)器人的下半身腿部結(jié)構(gòu)組裝，其實(shí)有進(jìn)一步加以改設(shè)計(jì)的必要，如何有效使人形化狀的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組裝，達(dá)到更靈活及安全操作的實(shí)用需要，一直是機(jī)器人業(yè)者積極構(gòu)思改良設(shè)計(jì)的目標(biāo)，期望能使整個(gè)人形化的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，達(dá)到更符合人形安全動(dòng)作的操控目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本創(chuàng)作者從事人形機(jī)器人的教學(xué)研發(fā)及創(chuàng)作設(shè)計(jì)制造具有多年的經(jīng)驗(yàn)，對于前述人形化的機(jī)器人連結(jié)的結(jié)構(gòu)組裝設(shè)計(jì)，所衍生實(shí)用性不足的缺陷，極為了解，特依多年來于業(yè)界開發(fā)及設(shè)計(jì)使用的經(jīng)驗(yàn)，針對實(shí)際使用及操控的安全實(shí)用需要，加以開發(fā)改良終能設(shè)計(jì)出本實(shí)用新型人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，于下架具的連結(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)由平行連桿連結(jié)組裝，使整個(gè)腿部的連結(jié)受力均勻分布，架撐更穩(wěn)固安全省力，得以大幅改善整個(gè)架撐馬達(dá)出力負(fù)荷，使機(jī)器人控制更靈活安全，大幅改善前述腿形結(jié)構(gòu)組裝使用所衍生的不符實(shí)用性的缺陷。
[0004]本實(shí)用新型主要?jiǎng)?chuàng)作目的在于:通過下架具的腿形結(jié)構(gòu)，設(shè)由相對平行的前、后連桿連結(jié)組成多節(jié)狀的中空架構(gòu)，結(jié)合中段以電機(jī)鎖固定組裝，使連桿上、下分別以伺服馬達(dá)樞接固定座兩側(cè)及底部腳板，達(dá)到下半部的架放穩(wěn)固安全，通過連桿多節(jié)的平行樞接組裝，使機(jī)器人的作動(dòng)更靈活，架裝更穩(wěn)固安全，尤其在馬達(dá)的動(dòng)力輸出上，在平行連桿的均勻架撐下，將更省力安全，使人形機(jī)器人的活動(dòng)操作，更符人形操控的靈活安全實(shí)用目的。
[0005]為此，本實(shí)用新型提出一種人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，包含有上架具及由中間固定座連結(jié)組裝的下架具，上架具兩側(cè)分別組裝臂桿件，而下架具分兩側(cè)分別通過連桿組成腿部結(jié)構(gòu)，上架具、中間固定座和下架具共同組成完整的人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)；其中，下架具腿部結(jié)構(gòu)由平行連桿樞接組成，其中平行連桿頂端以伺服馬達(dá)與固定座鎖裝，組裝樞接的平行連桿樞接中段以電機(jī)鎖鎖組連結(jié)，連桿底端以伺服馬達(dá)與腳板連結(jié)組裝，共同組成以平行桿狀均勻受力的架撐組裝、操控安全實(shí)用的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一種可行性方案，連桿呈前、后側(cè)并列平行的樞接組裝設(shè)置。
【附圖說明】
[0007]圖1:是本實(shí)用新型機(jī)器人結(jié)構(gòu)組裝分解參考圖。
[0008]圖2:是本實(shí)用新型機(jī)器人結(jié)構(gòu)組裝外觀參考圖。
[0009]圖3:是本實(shí)用新型機(jī)器人側(cè)向組裝平面參考圖。
[0010]圖4:是本實(shí)用新型機(jī)器人正面組裝平面參考圖。
[0011]圖5:是本實(shí)用新型機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)組裝平面參考圖。
[0012]圖6:是本實(shí)用新型機(jī)器人腿部曲弧操作示意參考圖。
[0013]圖7:是本實(shí)用新型機(jī)器人轉(zhuǎn)控操作示意參考圖。
[0014]圖8:是常用機(jī)器人側(cè)向結(jié)構(gòu)組裝示意參考圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為方便貴審查員進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)特征及其實(shí)用目的，謹(jǐn)配合下列實(shí)施例圖式詳細(xì)說明如后:
[0016]本實(shí)用新型一種人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，整個(gè)機(jī)器人的外觀設(shè)計(jì)大致與常見的人形機(jī)器人外觀相近，整體結(jié)構(gòu)改良請參閱圖1-圖7所示，包含機(jī)器人仿人形的上半身上架具10及兩側(cè)樞轉(zhuǎn)的臂桿件11，和中段用以連結(jié)固定下半腿部下架具20的固定座12，其中上半部的上架具10以接近貼合式的架放于固定座12的座板頂面上，依架裝定位輔助需要，于固定座12的座板中央設(shè)留一軸孔13供以一軸座131凸伸鎖裝一置放于座板面上的轉(zhuǎn)盤件14，其由板面配合排列的滾珠環(huán)141分布，提供貼置于該轉(zhuǎn)盤件14上方的上架具10，得以做適當(dāng)?shù)氖×修D(zhuǎn)操控，故以轉(zhuǎn)盤件14可直接以一般市購薄板片狀的滾子止推軸承充用，使機(jī)器人結(jié)構(gòu)的上半部上架具10貼鎖合于該轉(zhuǎn)盤件14后，通過傳控馬達(dá)15的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)，上架具10得以安全平穩(wěn)的同心轉(zhuǎn)控，確保機(jī)器人操控的靈活性；下半部的下架具20，其分兩側(cè)分別鎖組于固定座12的底部，以多段樞接組成關(guān)節(jié)式的組裝，每一組合關(guān)節(jié)的連桿21分別設(shè)由前后平行狀的桿架組合，頂部及底部分別置裝有傳控伺服電機(jī)馬達(dá)22樞接，使腿部結(jié)構(gòu)得以提供不同軸向曲弧轉(zhuǎn)控的平穩(wěn)架裝站立操作，且通過前后平行連桿21、211連結(jié)包覆中段內(nèi)部設(shè)裝伺服電機(jī)鎖23，做為連桿21、211結(jié)構(gòu)的中段定位設(shè)置，驅(qū)控平行狀的關(guān)節(jié)組裝連桿21，達(dá)到腿部的抬起、放下等不同的連動(dòng)控制，而平行架桿式的腿部組裝，中段以兩顆伺服電機(jī)鎖23附于前平行連桿21，利用后平行連桿211及底端的腳板24寬面及伺服電機(jī)馬達(dá)22的水平軸向轉(zhuǎn)控操作輔助，使整個(gè)腿部的支撐結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固，提供立放及側(cè)向偏移位操控時(shí)貼地置裝更平穩(wěn)安全，尤其在站立及轉(zhuǎn)向操控動(dòng)作時(shí)，更可提高整體操控時(shí)的穩(wěn)定度與精確性，達(dá)到機(jī)器人操控及架撐時(shí)的穩(wěn)定度，使人形化的機(jī)器人的操控更具實(shí)用安全及靈活穩(wěn)定操控的目的。
[0017]本實(shí)用新型人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)主要改良特色在于:將人形狀的機(jī)器人下半部的腿部結(jié)構(gòu)組裝的主要下架具20，分由固定座12兩側(cè)底面組接，構(gòu)成腿部的外觀連結(jié)，以前、后平行連桿21、211分成數(shù)節(jié)狀的相互連結(jié)樞接組成，其中在樞接連桿21的頂端，以伺服電機(jī)馬達(dá)22與固定座12相樞接，通過該馬達(dá)件的轉(zhuǎn)控，使組合的腿部架撐可為張合的操控，而樞接的連桿21、211中段內(nèi)部組裝有伺服電機(jī)鎖23，提供組合腿部的腳形定位架撐輔助，使其具站立或彎曲架撐時(shí)，可連結(jié)前、后樞接的平行連桿21、211達(dá)到平均荷重的穩(wěn)定受力的分布，使馬達(dá)件的架撐出力可相對的降低，有效提升馬達(dá)件使用的壽命年限，直接達(dá)到整體使用及維修成本的降低，更可收到機(jī)器人使用架撐及動(dòng)作平穩(wěn)度的大幅提升，完全未見于任何機(jī)器人的設(shè)計(jì)上有類似的結(jié)構(gòu)裝設(shè)開發(fā)，可說是一全新且富實(shí)用功效的腿部結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)，而整體的腿部改良設(shè)計(jì)，搭配機(jī)器人上半部上架具10的轉(zhuǎn)向驅(qū)控設(shè)計(jì)使用，將可使機(jī)器人的操控達(dá)到靈活穩(wěn)定精準(zhǔn)確實(shí)，且多元的操控實(shí)用特性；就整體機(jī)器人的腿部連結(jié)驅(qū)動(dòng)控制裝置改良設(shè)計(jì)，確為類人形機(jī)器人安全穩(wěn)定架撐驅(qū)控觀念及技術(shù)上的全新首創(chuàng)設(shè)
i+o
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，主要將人形機(jī)器人下架具組裝的腿形連結(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)由平行架裝的連桿做相互樞接連結(jié)，配合頂、底端的伺服馬達(dá)組接及中段的伺服電機(jī)鎖的架裝輔助定位，使機(jī)器人下半部的架撐及操控連動(dòng)，更靈活穩(wěn)定確實(shí)安全，尤其可使馬達(dá)件相對出力大幅減少，有效延長馬達(dá)使用年限，大幅提升機(jī)器人組裝架撐的穩(wěn)固安全性，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)用功效，確實(shí)提供機(jī)器人操控安全使用上的全新設(shè)計(jì)思維，就其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)用特性，實(shí)已符合實(shí)用新型專利申請要件，于是依法提出申請。
[0019]符號說明
[0020]10上架具11臂桿件
[0021]12固定座13軸孔
[0022]131軸座14轉(zhuǎn)盤件
[0023]141滾珠環(huán)15傳控馬達(dá)
[0024]20下架具21、211連桿
[0025]22伺服電機(jī)馬達(dá)23電機(jī)鎖
[0026]24 腳板
[0027]30固定座31上架具
[0028]32下架具33傳控馬達(dá)
[0029]34連接架35伺服馬達(dá)
[0030]36腳板37臂桿件
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，包含有上架具及由中間固定座連結(jié)組裝的下架具，上架具兩側(cè)分別組裝臂桿件，而下架具分兩側(cè)分別通過連桿組成腿部結(jié)構(gòu)，上架具、中間固定座和下架具共同組成完整的人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)；其特征在于:下架具腿部結(jié)構(gòu)由平行連桿樞接組成，其中平行連桿頂端以伺服馬達(dá)與固定座鎖裝，組裝樞接的平行連桿樞接中段以電機(jī)鎖鎖組連結(jié)，連桿底端以伺服馬達(dá)與腳板連結(jié)組裝，共同組成以平行桿狀均勻受力的架撐組裝、操控安全實(shí)用的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，其特征在于，連桿呈前、后側(cè)并列平行的樞接組裝設(shè)置。
【專利摘要】本實(shí)用新型一種人形機(jī)器人的腿形改良結(jié)構(gòu)，是提供人形機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)做多點(diǎn)連結(jié)架撐，達(dá)到機(jī)器人架撐穩(wěn)固省力的結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)，主要將人形機(jī)械人下架具組成的兩側(cè)腿形架構(gòu)，依平行桿相互組接，其中中段連結(jié)處設(shè)以電機(jī)鎖固定定位，構(gòu)成一膝關(guān)節(jié)狀，配合平行連桿上端及與腳板連結(jié)底端，分別以伺服電機(jī)馬達(dá)做不同軸向的轉(zhuǎn)控連結(jié)，構(gòu)成類似腿部的曲弧轉(zhuǎn)控操作，通過平行連桿的組裝，使機(jī)器人架撐定位時(shí)馬達(dá)的出力，可收到省力安全且穩(wěn)固確實(shí)的人形安全操控目的。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN205022730
【申請?zhí)枴緾N201520608829
【發(fā)明人】劉俊民
【申請人】劉俊民
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年8月13日