[发明专利]一种皮影控制机器人

权利要求书

1.一种皮影控制机器人，其特征在于：包括实现水平移动控制的螺旋传动机构、实现竖直移动控制的曲柄滑块机构、实现手臂动作模拟的开环机械手结构、将机械手动作传递至皮影人手臂的平行四边形机构，螺旋传动机构的异形螺母(5)和曲柄滑块机构的竖直运动电机固定架(6)连接，曲柄滑块机构的竖直滑块(11)和开环机械手结构的左部支架(12)、右部支架(37)连接，开环机械手结构的各机械手连杆和平行四边形机构的连杆相铰接，连杆分置在不同竖直平面内，皮影人(41)左腕伸出的左腕水平轴(23)、左肘伸出的左肘水平轴(24)、腰部伸出的腰部水平轴(25)、右肘伸出的右肘水平轴(26)、右腕伸出的右腕水平轴(27)与平行四边形机构相应的连杆相连，从而将控制点运动传递至皮影人相应关节。

2.根据权利要求1所述的一种皮影控制机器人，其特征在于：所述的螺旋传动机构包括水平运动电机(39)，水平运动电机(39)通过联轴器带动螺杆(3)转动，螺杆(3)上设有异形螺母(5)，异形螺母(5)配置在水平滑轨(4)内，通过水平滑轨(4)、异形螺母(5)将转动转换为平动。

3.根据权利要求1所述的一种皮影控制机器人，其特征在于：所述的曲柄滑块机构包括竖直运动电机(7)，竖直运动电机(7)通过联轴器带动曲柄(8)转动，曲柄(8)通过曲柄连杆(9)和竖直滑块(11)连接，竖直滑块(11)配置在竖直滑轨(10)内，异形螺母(5)通过竖直运动电机固定架(6)与竖直运动电机(7)、竖直滑轨(10)进行固连，通过曲柄连杆(9)、竖直滑轨(10)、竖直滑块(11)将转动转换为平动。

4.根据权利要求1所述的一种皮影控制机器人，其特征在于：所述的开环机械手结构包括左部支架(12)、右部支架(37)，竖直滑块(11)上固连左部支架(12)、右部支架(37)以及支架上固连的左大臂电机(13)和右大臂电机(36)，左大臂电机(13)和右大臂电机(36)的输出轴通过联轴器分别固连左大臂机械手(14)和右大臂机械手(35)，左大臂机械手(14)和右大臂机械手(35)上再分别固连左小臂电机(15)及右小臂电机(34)，左小臂电机(15)及右小臂电机(34)的输出轴通过联轴器分别与左小臂机械手(16)和右小臂机械手(33)固连。

5.根据权利要求1所述的一种皮影控制机器人，其特征在于：所述的平行四边形机构包括保持竖直的左肩竖直连杆(19)、保持竖直的右肩竖直连杆(30)、与皮影人(41)左腕处伸出的左腕水平轴(23)相连接的左腕竖直连杆(21)、与皮影人(41)右腕处伸出的右腕水平轴(27)相连接的右腕竖直连杆(28)、与皮影人(41)腰部伸出的腰部水平轴(25)相连接的腰部竖直连杆(22)，左肩竖直连杆(19)、左腕竖直连杆(21)、右腕竖直连杆(28)、右肩竖直连杆(30)分别与大臂机械手(14)、左小臂机械手(16)、右大臂机械手(35)、右小臂机械手(33)连接，将机械手末端的相对位置复制至皮影人(41)左、右手腕，另加左肘竖直连杆(20)分别与皮影人(41)左肘处伸出的左肘水平轴(24)以及左小臂机械手(16)连接，右肘竖直连杆(29)分别与皮影人(41)右肘处伸出的右肘水平轴(24)以及右小臂机械手(33)连接，消除机械手逆运动学解的不唯一性，在竖直连杆之间增加与相应手臂等长的左小臂辅助连杆(17)、左大臂辅助连杆(18)、右大臂辅助连杆(31)、右小臂辅助连杆(32)，分别与相应的竖直连杆相连，消除平行四边形机构的异形状态。