[实用新型]一种机器人腰部结构及机器人

说明书

一种机器人腰部结构，包括上半身、下半身以及连接上半身和下半身的旋转机构和弯腰机构，弯腰机构设置于上半身的底部，旋转机构设置于下半身的顶部，弯腰机构通过第一铰链连接于旋转机构上部，弯腰机构包括推杆电机，推杆电机的上端通过第二铰链连接上半身，推杆电机的下端通过第三铰链连接下半身。本实用新型的有益效果为：1、通过对旋转步进电机的闭环控制，可以实现机器人腰部结构的灵活旋转；2、保证腰部弯曲角度的精准控制。

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种机器人的腰部结构。

背景技术

人体的腰部是一个典型的超冗余度系统，它具有高度的灵活性和柔韧性，是人体系统运动的调节中枢。为使仿人机器人具有良好的运动灵活性，仿人机器人腰部的构成及其运动学，动力学性能起着极为重要的作用。与人类腰部一样，仿人机器人腰部应具有调节身体重心以保持系统平衡、协调上身与下肢间的运动和隔离上身与下肢间的运动干扰等作用。

现有的仿人机器人采用的腰部机构，还存在几个缺点：1)由于串联驱动使其中一个方向的驱动电机和传动链成为其它方向驱动电机的负载，增加了电机的负荷，同时也影响了关节的动态性能；2)串联驱动要求驱动不同方向运动的电机和传动链处于上下不同平面,增加了腰部的高度，使仿人机器人重心提高，降低了机器人的运动稳定性；3)由于弯腰关节需要承受机器人上半身的重量，弯腰电机输出扭矩要求极大，减速比也较高，因此多采用谐波减速器，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中人形机器人所存在的缺陷，提供一种机器人的腰部结构来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种机器人腰部结构，包括上半身、下半身以及连接上半身和下半身的旋转机构和弯腰机构，所述弯腰机构设置于上半身的底部，所述旋转机构设置于下半身的顶部，其特征在于，所述弯腰机构通过第一铰链连接于旋转机构上部，弯腰机构包括推杆电机，所述推杆电机的上端通过第二铰链连接上半身，推杆电机的下端通过第三铰链连接下半身。

上述的一种机器人腰部结构，其特征在于，所述弯腰机构通过左右两个第一铰链连接于旋转机构上部，并且该左右两个第一铰链与所述推杆电机下端的第三铰链形成一个平面内的三角形位置。

上述的一种机器人腰部结构，其特征在于，所述旋转机构包括上连接板、下连接板和旋转步进电机，所述上连接板与下连接板之间设置有滚珠轴承，所述旋转步进电机的输出轴连接上连接板，所述弯腰机构通过第一铰链连接于上连接板的顶面，所述推杆电机下端通过第三铰链连接于上连接板的顶面。

上述的一种机器人腰部结构，其特征在于，还包括电位器和MCU，所述电位器设置于第一铰链的旋转轴处，所述电位通过电路连接MCU。

上述的一种机器人腰部结构，其特征在于，还包括编码器，所述编码器设置于旋转机构处，所述编码器连接MCU。

一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-5所述任意一项的腰部结构。

本实用新型的有益效果为：1、通过对旋转步进电机的闭环控制，可以实现机器人腰部结构的灵活旋转；2、弯腰部分采用推杆电机驱动，通过电动推杆的伸长、收缩，实现腰部的弯曲动作。同时，弯腰结构的旋转轴与电位器的旋转轴固定，通过MCU对电位器返回的电压值的实时监控，可以保证腰部弯曲角度的精准控制。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：