[发明专利]机器人头部机构及其控制方法、机器人

说明书

本发明提供了一种机器人头部机构及其控制方法、机器人，该头部机构包括U形支架、头皮壳体组件、第一舵机模块和第二舵机模块，在所述U形支架的两个端部位置设有旋转部，所述头皮壳体组件固定在所述旋转部上，并所述第一舵机模块与所述旋转部连接，所述头皮壳体组件在所述第一舵机模块的驱动下随着所述旋转部进行上下翻转的运动；所述第二舵机模块与所述U形支架的U形底端连接，所述U形支架在所述第二舵机模块的驱动下进行左右转动，可以实现机器人头部绕Y轴和X轴两个方向的转动，尽可能的模拟了人类的抬头、低头运动以及头部的左、右转动运动，使得用户能够与机器人之间更加流畅的交流。

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，尤其涉及一种机器人头部机构及其控制方法、机器人。

背景技术

随着计算机技术、微电子技术、网络技术等快速的发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于服务行业的先进机器人系统也有了长足的进展。控制系统性能的进一步提高，激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中的成功应用，使机器人系统的可靠性有了很大提高。基础技术和器件的发展为机器人的智能化、仿人和仿生发展创造了良好的条件。当前，机器人不仅应用于工业领域，也在逐步应用于与人们生活联系紧密的领域。服务机器人、助老助残机器人、教育机器人、娱乐机器人的发明、生产和应用将会给人类的生活带来便利和乐趣。

目前，在机器人中，大部分都会在机器人的头部位置设置有显示屏或者摄像头等部件，但是其头部的结构基本都是固定的，实现转动的仅是摄像头部分而已，也即是有些机器人的头部和机身不能相对转动，这样会使机器人的活动表现比较僵硬，降低用户体验；有些机器人的头部和机身虽然能够发生相对转动，但其结构复杂，生产成本高，体积大而笨重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、生产成本低的机器人头部机构及其控制方法、机器人，使机器人的头部和机身能够自由实现相互转动，以提高用户体验。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机器人头部机构，包括：U形支架、头皮壳体组件、第一舵机模块和第二舵机模块；

在所述U形支架的两个端部位置设有旋转部，所述头皮壳体组件固定在所述旋转部上，并所述第一舵机模块与所述旋转部连接，所述头皮壳体组件在所述第一舵机模块的驱动下随着所述旋转部进行上下翻转的运动；

所述第二舵机模块与所述U形支架的U形底端连接，所述U形支架在所述第二舵机模块的驱动下进行左右转动。

在本发明的一些实施例中，在所述U形支架的U形底端上还设有连接通孔，所述第二舵机模块的输出轴与所述连接通孔通过插件固定连接。

在本发明的一些实施例中，所述机器人头部机构还包括安装底座，所述安装底座包括底座本体和设有第一轴承孔的上安装部；所述上安装部固定于所述底座本体的上端面上，并沿着垂直于所述底座本体的顶面的方向凸出；在组装时，所述第二舵机模块固定于所述底座本体上，并穿过所述第一轴承孔与所述U形支架连接。

在本发明的一些实施例中，所述安装底座还包括设有第二轴承孔的下安装部和辅助轴，所述下安装部固定于所述底座本体的下端面上，并沿着所述上安装部凸出的方向凸出，所述辅助轴设置于所述上安装部和下安装部之间，且所述辅助轴中设有通孔的一端套接于所述第一轴承孔的下方，设有圆柱凸起的一端插接在所述第二轴承孔内。

在本发明的一些实施例中，所述第二舵机模块包括第二舵机、第二第一输出法兰和第二连接轴，所述第二连接轴的一端与所述连接通孔连接，另一端依次穿过所述上安装部的第一轴承孔和辅助轴的通孔，与所述第二第一输出法兰连接；所述第二舵机通过第二第一输出法兰将其输出的力矩驱动所述第二连接轴控制所述U形支架的左右转动。

在本发明的一些实施例中，所述旋转部包括基于所述U形支架的两端部的内侧凸起的凸耳和与所述凸耳配合的中空的圆柱外壳；在所述凸耳的底面上设有第一通孔，以及设于所述第一通孔边缘的第一围坝；