專利名稱：舞蹈機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機器人技術領域，尤其涉及到一種舞蹈機器人。
二背景技術：
從機器人誕生到現(xiàn)在，機器人技術經(jīng)歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程。隨著計算機技術、微電子技術、網(wǎng)絡技術等快速的發(fā)展，機器人技術也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進機器人系統(tǒng)也有了長足的進展?？刂葡到y(tǒng)性能的進一步提高，激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器在機器人系統(tǒng)中的成功應用，使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高?；A技術和器件的發(fā)展為機器人的智能化、仿人和仿生發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。當前，機器人不僅應用于工業(yè)領域，也正在醫(yī)療、生活、娛樂方面逐步進行發(fā)明、制造、應用。舞蹈機器人作為一種極具娛樂性和觀賞性的藝術形式，引起了人們的廣泛關注。 近年來有許多有關舞蹈機器人的發(fā)明創(chuàng)造，專利授權公告號為CN201543232U的“一種教育、娛樂兩用跳舞機器人”，提供了一種示范機械結(jié)構機器人的肢體動作的裝置，但是難于實現(xiàn)跳舞動作和效果。授權公告號為CN2392581Y的“一種跳舞機器人玩具”是一種模仿人體動作的玩具，其結(jié)構和比例不能實現(xiàn)仿真舞蹈動作和效果，并且結(jié)構也比較復雜。
三、發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有的舞蹈機器人的缺陷，提供一種仿真人體型和舞蹈動作、語音的，能應用于娛樂、服務場合的舞蹈機器人。本實用新型的基本構思是，由頭部組件、主體支撐、下主體支撐、2個機器人手臂、 頸部回轉(zhuǎn)裝置、腰部回轉(zhuǎn)機構、支架、電動推桿、行走輪組件、底板、轉(zhuǎn)向控制裝置、語音系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)構成；頭部組件由帶眼簾的眼睛組件、嘴巴、耳朵組成，在眉心部位安裝視覺傳感器；主體支撐是由兩肩部、頸部和上肢體構成的剛性構件，兩肩部通過機器人關節(jié)連接2個機器人手臂，頸部安裝頸部回轉(zhuǎn)裝置并連接頭部組件；支架固定在底板上；下主體支撐通過鉸鏈安裝在支架上，其上端通過腰部回轉(zhuǎn)機構或用腰部機器人關節(jié)與主體支撐連接，下端連接電動推桿，電動推桿固定在底板上。腰部回轉(zhuǎn)機構的結(jié)構是將回轉(zhuǎn)軸承的外圈固定安裝在下主體支撐的上端，在該位置的外部固定帶齒輪的微型電機；將主體支撐下端的固定安裝在回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈，在該位置的主體支撐外圓與回轉(zhuǎn)軸承同軸安裝齒圈，與固定在下主體支撐上的電機軸上的齒輪相嚙合構成。行走輪組件是由2個驅(qū)動輪和一個導向輪及動力裝置和轉(zhuǎn)向控制裝置組成，動力裝置與2個驅(qū)動輪軸相連接，轉(zhuǎn)向控制裝置安裝在導向輪上；用電機通過鏈輪或齒輪將動力傳遞到驅(qū)動輪軸上的差速器，或用2個電機通過鏈條傳動分別將動力傳遞給2個驅(qū)動輪軸并有電器控制系統(tǒng)控制、平衡運行速度。2個機器人手臂各由大臂殼體、小臂殼體、手腕組成，并由大臂關節(jié)、小臂關節(jié)、腕關節(jié)將其連接在一起，并安裝在主體支撐的兩肩部。機器人關節(jié)是由一對嚙合的錐齒輪副和安裝在驅(qū)動錐齒輪軸上的微型電機構成。電器控制系統(tǒng)由控制軟件和連接件構成，并通過控制器件與電源相連接；動力裝置電機、頸部回轉(zhuǎn)裝置電機、腰部回轉(zhuǎn)機構電機、轉(zhuǎn)向控制裝置、帶眼簾的眼睛組件、視覺傳感器、驅(qū)動機器人關節(jié)的微型電機、電動推桿、語音系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)相連接；頭部組件可以外罩頭套進行面部及嘴巴、耳朵裝飾。應用時通過按鈕或遙控傳感器接通電源(電源是隨機安裝的蓄電池或外接電源)，在控制軟件的控制下按照預先編制的軟件程序運行，眼睛組件發(fā)光實現(xiàn)眼簾眨動，頸部回轉(zhuǎn)裝置實現(xiàn)頭部的轉(zhuǎn)動；安裝在兩肩部的兩機器人手臂在電機的驅(qū)動下兩錐齒輪轉(zhuǎn)動或作行星擺動，肩關節(jié)實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)，大臂關節(jié)、小臂關節(jié)、腕關節(jié)的兩錐齒輪作行星擺動， 實現(xiàn)大、小、手腕的彎曲、擺動，腰部回轉(zhuǎn)機構的電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)扭腰動作，電動推桿作伸縮時實現(xiàn)機器人鞠躬動作；行走輪組件由驅(qū)動電機帶動2個驅(qū)動輪，由轉(zhuǎn)向控制裝置控制導向輪的方向?qū)崿F(xiàn)機器人行進、后退和轉(zhuǎn)動，在語音系統(tǒng)伴音下表現(xiàn)出舞蹈、行走動作，當運行中遇到障礙時視覺傳感器將信息反饋給電器控制系統(tǒng)及時控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)整方向避開障礙，或控制驅(qū)動電機停機制動。語音的音樂和語言、手臂彎曲、擺動、機器人主體和頭部轉(zhuǎn)動、鞠躬的綜合效果，可以根據(jù)應用需要通過預編控制軟件來實現(xiàn)多樣化。本實用新型與現(xiàn)有舞蹈機器人相比，構思巧妙，結(jié)構合理，以人體比例設計，舞蹈動作協(xié)調(diào)逼真，機器人在伴音的同時展現(xiàn)舞蹈動作，功能全、仿真效果良好，可應用于娛樂、 服務、游樂等多種公共場所。

圖1為本實用新型的結(jié)構示意圖；圖2為本實用新型的手臂結(jié)構示意圖；圖3為本實用新型實施鞠躬動作的形態(tài)示意圖。附圖標記1、頭部組件1-1、眼睛1-2、嘴巴1-3、耳朵1_4、視覺傳感器1_5、頸部回轉(zhuǎn)裝置 2、主體支撐組件2-1、腰部回轉(zhuǎn)機構2-2、下主體支撐2-3、鉸鏈3、右手臂3_1、肩關節(jié) 3-1-1、錐齒輪3-1-2、錐齒輪3-1-3、微型電機3_2、大臂關節(jié)3_3、大臂殼體3_4、小臂關節(jié)3-5、小臂殼體3-6、腕關節(jié)4、左手臂5、支架6、行走輪組件6_1、導向輪6_2、轉(zhuǎn)向控制裝置6-3驅(qū)動輪6-4、動力裝置7、底板8、電動推桿8-1、鉸鏈9、電器控制系統(tǒng)
五具體實施方式
結(jié)合附圖詳細敘述本實用新型的實施過程。如圖1、圖2、圖3所示仿照人身高度設計高度為168cm-175cm的舞蹈機器人。頭部部件1可以外罩用彩色橡膠制作的各種面貌的頭套進行面部及嘴巴、耳朵裝飾，機器人身體外罩舞蹈衣服。眼睛組件1-1、視覺傳感器1-4、嘴1-2、電動推桿8、可以選購市場現(xiàn)有的器件。語音系統(tǒng)、控制器件選購市場現(xiàn)有的器件，按照本實用新型的需要編制、選用軟件。頸部回轉(zhuǎn)裝置1-5可用電機帶動蝸輪蝸桿機構或直接安裝微型電機，或選用市場現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)裝置。腰部回轉(zhuǎn)機構 2-1可以按照圖3所示加工，主體支撐2-2與下主體支撐2-3連接的部分為圓柱或圓管子形狀，將回轉(zhuǎn)軸承的外圈固定安裝在下主體支撐2-3上端與主體支撐2連接部位的內(nèi)孔內(nèi)，將主體支撐2下端軸頸固定安裝在回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈，在該位置的主體支撐外圓與回轉(zhuǎn)軸承同軸安裝齒圈，與固定在下主體支撐2-3上的電機軸上帶的齒輪相嚙合構成；或采用用市場已有的腰部機器人關節(jié)。肩關節(jié)3-1、大臂關節(jié)3-2、小臂關節(jié)3-4、腕關節(jié)3-6按照圖2所示制造由微型電機帶動錐齒輪副，或選用市場現(xiàn)有的機器人關節(jié)；在腕關節(jié)3-6上安裝現(xiàn)有的機器人手。主體支撐組件2是由兩肩部、頸部和上肢體構成的剛性構件，在兩肩部通過肩關節(jié)3-1連接兩機器人手臂3和4，頸部安裝頸部回轉(zhuǎn)裝置1-5，在頸部回轉(zhuǎn)裝置1-5上安裝頭部組件1。支架5固定在底板7上；下主體支撐2-2通過鉸鏈2-3安裝在支架5上， 其上端通過腰部回轉(zhuǎn)機構2-1與主體支撐2連接，下端通過鉸鏈8-1連接電動推桿8，電動推桿8固定在底板7上。行走輪組件6是由2個驅(qū)動輪6-3和一個導向輪6-1及動力裝置 6-4和轉(zhuǎn)向控制裝置6-2組成，轉(zhuǎn)向控制裝置6-2安裝在導向輪6-1上；用2個電機通過鏈條傳動分別將動力傳遞給2個驅(qū)動輪6-3并由電器控制系統(tǒng)控制、平衡運行速度進行驅(qū)動， 或選用電機通過鏈輪或齒輪將動力傳遞到驅(qū)動輪軸上的差速器(差速器可選用現(xiàn)有的)進行驅(qū)動。電器控制系統(tǒng)9由控制軟件和連接件構成，并通過電器控制器件與電源(電源是隨機安裝的蓄電池或外接電源)相連接，動力裝置電機、頸部回轉(zhuǎn)裝置電機、腰部回轉(zhuǎn)機構電機、轉(zhuǎn)向控制裝置6-2、視覺傳感器、驅(qū)動機器人關節(jié)的微型電機、電動推桿8、語音系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)9相連接。 應用時通過按鈕或遙控傳感器接通電源，在控制軟件的控制下按照預先編制的軟件程序運行，眼睛組件發(fā)光實現(xiàn)眼簾眨動，頸部回轉(zhuǎn)裝置1-5實現(xiàn)頭部的轉(zhuǎn)動；安裝在兩肩部的兩機器人手臂3和4在肩關節(jié)3-1的微型電機3-1-3的驅(qū)動下，兩錐齒輪3-1-1和 3-1-2轉(zhuǎn)動或作行星擺動，肩關節(jié)實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)；大臂關節(jié)3-2、小臂關節(jié)3-4、腕關節(jié)的兩錐齒輪作行星擺動，實現(xiàn)大、小、手腕的彎曲、擺動；腰部回轉(zhuǎn)機構2-1的電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)扭腰動作，電動推桿8作伸縮時實現(xiàn)機器人鞠躬動作；行走輪組件6由驅(qū)動裝置帶動2個驅(qū)動輪 6-3，由轉(zhuǎn)向控制裝置6-2控制導向輪6-1的方向?qū)崿F(xiàn)機器人行進、后退和轉(zhuǎn)動，在語音系統(tǒng)伴音下表現(xiàn)出舞蹈、行走動作；當運行中遇到障礙時視覺傳感器1-4將信息反饋給電器控制系統(tǒng)9及時控制轉(zhuǎn)向控制裝置6-2調(diào)整方向避開障礙，或控制動力裝置6-4實施停機制動。語音的音樂和語言，手臂彎曲、擺動，機器人體腰部的扭動、鞠躬和頭部轉(zhuǎn)動的各種動作按照預先預編編制的控制軟件來實施。該舞蹈機器人功能全，性能良好，能仿真再現(xiàn)舞蹈藝術。
權利要求1.舞蹈機器人，其特征為，由頭部組件、主體支撐、下主體支撐、2個機器人手臂、頸部回轉(zhuǎn)裝置、腰部回轉(zhuǎn)機構、支架、電動推桿、行走輪組件、底板、轉(zhuǎn)向控制裝置、語音系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)構成；頭部組件由帶眼簾的眼睛組件、嘴巴、耳朵組成，在眉心部位安裝視覺傳感器；主體支撐是由兩肩部、頸部和上肢體構成的剛性構件，兩肩部通過機器人關節(jié)連接2 個機器人手臂，頸部安裝頸部回轉(zhuǎn)裝置并連接頭部組件；支架固定在底板上；下主體支撐通過鉸鏈安裝在支架上，其上端通過腰部回轉(zhuǎn)機構或用腰部機器人關節(jié)與主體支撐連接， 下端連接電動推桿，電動推桿固定在底板上；行走輪組件是由2個驅(qū)動輪和一個導向輪及動力裝置和轉(zhuǎn)向控制裝置組成，動力裝置與2個驅(qū)動輪軸相連接，轉(zhuǎn)向控制裝置安裝在導向輪上；2個機器人手臂各由大臂殼體、小臂殼體、手腕組成，并由大臂關節(jié)、小臂關節(jié)、腕關節(jié)將其連接在一起，并安裝在主體支撐的兩肩部；動力裝置電機、頸部回轉(zhuǎn)裝置電機、腰部回轉(zhuǎn)機構電機、轉(zhuǎn)向控制裝置、帶眼簾的眼睛組件、視覺傳感器、驅(qū)動機器人關節(jié)的微型電機、電動推桿、語音系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的舞蹈機器人，其特征為，所述的腰部回轉(zhuǎn)機構的結(jié)構是將回轉(zhuǎn)軸承的外圈固定安裝在下主體支撐的上端，在該位置的外部固定帶齒輪的微型電機；將主體支撐下端的固定安裝在回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈，在該位置的主體支撐外圓與回轉(zhuǎn)軸承同軸安裝齒圈，與固定在下主體支撐上的電機軸上帶的齒輪相嚙合。
3.根據(jù)權利要求1所述的舞蹈機器人，其特征為，所述的機器人關節(jié)是由一對嚙合的錐齒輪副和安裝在驅(qū)動錐齒輪軸上的微型電機構成。
4.根據(jù)權利要求1所述的舞蹈機器人，其特征為，所述行走輪組件的動力裝置是用電機通過鏈輪或齒輪將動力傳遞到驅(qū)動輪軸上的差速器，或用2個電機通過鏈條傳動分別將動力傳遞給2個驅(qū)動輪軸。
專利摘要本實用新型屬于機器人技術領域，尤其涉及到一種舞蹈機器人。由頭部組件、主體支撐、下主體支撐、2個機器人手臂、頸部回轉(zhuǎn)裝置、腰部回轉(zhuǎn)機構、支架、電動推桿、行走輪組件、底板、視覺傳感器、轉(zhuǎn)向控制裝置、語音系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)構成。機器人手臂由大臂、小臂、手腕組成，由關節(jié)將其連接在一起。動力裝置電機、頸部回轉(zhuǎn)裝置電機、腰部回轉(zhuǎn)機構電機、轉(zhuǎn)向控制裝置、視覺傳感器、驅(qū)動機器人關節(jié)的微型電機、電動推桿、語音系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)相連接。該實用新型構思巧妙，以人體比例設計，結(jié)構合理，舞蹈動作協(xié)調(diào)逼真，在伴音的同時展現(xiàn)舞蹈動作，功能全、仿真效果良好，可應用于娛樂、服務、游樂等場合。
文檔編號A63H13/04GK202191696SQ20102067306
公開日2012年4月18日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者張永佩 申請人:山東大陸科技有限公司