本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及機(jī)器人點頭、搖頭動作的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，機(jī)器人的種類日趨多樣化，機(jī)器人已經(jīng)逐漸的融入到人們的日常生活和生產(chǎn)中，相應(yīng)的，研發(fā)人員以及用戶對于機(jī)器人能實現(xiàn)的動作要求也越來越高,使其盡可能靈活的模范人類能進(jìn)行的動作，例如，機(jī)器人的點頭、搖頭動作。

現(xiàn)在市面上機(jī)器人的點頭、搖頭機(jī)構(gòu)都是通過兩個串聯(lián)的電機(jī)來實現(xiàn)的，該類機(jī)器人具有頭部、機(jī)身，并利用兩個串聯(lián)的電機(jī)，使頭部相對于機(jī)身做點頭和搖頭動作,該類機(jī)器人存在驅(qū)動源較多，頭部的靈活度較差等問題，影響了用戶體驗以及機(jī)器人的應(yīng)用推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人，以實現(xiàn)利用單個驅(qū)動源來實施機(jī)器人的點頭、搖頭動作，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、便于操作，有效減少了驅(qū)動源數(shù)量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種機(jī)器人，包括具有頭部與機(jī)身的殼體，還包括位于所述殼體內(nèi)部的電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、傳動軸、第一電磁離合組件、第二電磁離合組件以及支座：所述電機(jī)用于驅(qū)動所述傳動軸轉(zhuǎn)動；所述傳動機(jī)構(gòu)用于帶動所述頭部搖動，其包括第一齒輪組，所述第一齒輪組包括套裝于所述傳動軸的第一主動齒輪、第一輸出軸、固定套裝于所述第一輸出軸并與所述第一主動齒輪嚙合的第一從動齒輪；所述第一電磁離合組件用于所述傳動軸與所述頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開，所述第二電磁離合組件用于所述傳動軸與所述第一主動齒輪之間的動力接合與斷開；所述支座用于支撐相交或交錯設(shè)置的所述傳動軸、第一輸出軸。

進(jìn)一步的，所述第一電磁離合組件包括第一磁粉離合器、第一干式電磁離合器：所述第一磁粉離合器用于所述傳動軸與所述第一干式電磁離合器之間的動力接合與斷開；所述第一干式電磁離合器用于所述第一磁粉離合器與所述頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開。

進(jìn)一步的，所述第一磁粉離合器包括第一電磁鐵、第一磁粉、套筒、第一端蓋：所述第一電磁鐵固定套裝于所述傳動軸上遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一端；所述第一電磁鐵與所述套筒之間形成有容置所述第一磁粉的第一空腔；所述第一端蓋用于封閉所述第一空腔；所述第一干式電磁離合器用于所述套筒與所述頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開。

進(jìn)一步的，所述第一干式電磁離合器包括第一彈性件、第一銜鐵件以及第一螺線管：所述第一螺線管卷繞于所述套筒，當(dāng)所述第一螺線管通電時，用于吸合所述第一銜鐵件；所述第一彈性件連接于所述頭部的側(cè)端與第一銜鐵件之間，用于所述第一銜鐵件的復(fù)位。

進(jìn)一步的，所述套筒設(shè)有環(huán)形凹槽，所述第一螺線管位于所述環(huán)形凹槽內(nèi)；所述套筒與所述第一銜鐵件之間設(shè)有第一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于限制所述套筒與所述第一銜鐵件之間的相對轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步的，當(dāng)所述傳動軸與所述第一輸出軸交錯設(shè)置時，所述傳動機(jī)構(gòu)還包括第二齒輪組，所述第二齒輪組包括由所述支座支撐的第二輸出軸、固定套裝于所述第一輸出軸的第二主動齒輪以及固定套裝于所述第二輸出軸上的第二從動齒輪，所述第二主動齒輪、第二從動齒輪嚙合，所述第二輸出軸與所述傳動軸共面。

進(jìn)一步的，所述傳動機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于所述第二輸出軸與所述頭部的上端之間的第二干式電磁離合器，所述第二干式電磁離合器包括第二彈性件、第二銜鐵件以及第二電磁鐵：所述第二電磁鐵固定安裝于所述第二輸出軸上，當(dāng)所述第二電磁鐵通電時，所述第二電磁鐵吸合所述第二銜鐵件；所述第二彈性件連接于所述頭部的上端與第二銜鐵件之間，用于所述第二銜鐵件的復(fù)位。

進(jìn)一步的，所述第二輸出軸設(shè)有安裝孔，所述第二電磁鐵位于所述安裝孔內(nèi)；所述第二輸出軸與所述第二銜鐵件之間設(shè)有第二導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于限制所述第二輸出軸與所述第一銜鐵件之間的相對轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步的，所述第二電磁離合組件具體為第二磁粉離合器，其包括第三電磁鐵、第二磁粉、第二端蓋：所述第三電磁鐵固定套裝于所述傳動軸；所述第一主動齒輪與所述第三電磁鐵之間形成有容置所述第二磁粉的第二空腔；所述第二端蓋用于封閉所述第二空腔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：本發(fā)明中需要實現(xiàn)機(jī)器人的點頭動作時，只需利用第一電磁離合組件（起到離合器的作用）將傳動軸與頭部的側(cè)端之間動力接合，此時，電機(jī)驅(qū)動傳動軸在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動的同時將會帶動頭部實現(xiàn)點頭動作，若需要連續(xù)點頭動作的實現(xiàn)，只需操控電機(jī)往復(fù)轉(zhuǎn)動即可；在需要實現(xiàn)機(jī)器人的搖頭動作時，只需利用第二電磁離合組件（起到離合器的作用）將傳動軸與第一主動齒輪之間動力接合，此時，電機(jī)驅(qū)動傳動軸在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動的同時將會帶動第一主動齒輪轉(zhuǎn)動，通過傳動機(jī)構(gòu)的動力傳遞，最終，第一輸出軸通過傳遞來自電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來帶動頭部搖動，從而實現(xiàn)機(jī)器人的搖頭動作，同理，若需要連續(xù)搖頭動作的實現(xiàn)，只需操控電機(jī)往復(fù)轉(zhuǎn)動即可。本發(fā)明中點頭、搖頭機(jī)構(gòu)通過單個驅(qū)動源（電機(jī)）實現(xiàn)，不僅減少了驅(qū)動源數(shù)量，還提高了機(jī)器人點頭、搖頭時的靈活度，重要的是還便于用戶操控，有效提升用戶體驗，特別適合機(jī)器人的推廣應(yīng)用。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施例機(jī)器人的剖視圖；

圖2是圖1中的局部放大圖（一）；

圖3是圖1中的局部放大圖（二）；

圖4是本發(fā)明具體實施例機(jī)器人中局部結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖5是本發(fā)明具體實施例機(jī)器人中局部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖6是本發(fā)明其他實施例機(jī)器人中局部結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖7是本發(fā)明其他實施例機(jī)器人中局部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“一”、“二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1至圖5所示，本實施例提出了一種機(jī)器人，包括有殼體，為了更形象，該殼體具有頭部與機(jī)身，為了降低用戶的操作難度，本實施例采用了單個驅(qū)動源來操控機(jī)器人的點頭、搖頭動作，為此，機(jī)器人除了殼體，還包括位于殼體內(nèi)部的電機(jī)1、傳動機(jī)構(gòu)、傳動軸2、第一電磁離合組件、第二電磁離合組件以及支座3。

電機(jī)1用于驅(qū)動傳動軸2轉(zhuǎn)動，可通過與傳動軸2固定插裝的方式實現(xiàn)。支座3用于支撐傳動軸2使其自由地轉(zhuǎn)動，為了減小摩擦可在支座3與傳動軸2之間設(shè)置軸承。

第一電磁離合組件用于傳動軸2與頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開，起到離合器的作用，當(dāng)?shù)谝浑姶烹x合組件通電時，傳動軸2與頭部的側(cè)端動力接合，電機(jī)1驅(qū)動傳動軸2轉(zhuǎn)動同時帶動頭部的側(cè)端轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)器人的點頭動作。

第一電磁離合組件的結(jié)構(gòu)可參考現(xiàn)有技術(shù)中的電磁離合器來實現(xiàn)，本實施例中為了簡化現(xiàn)有技術(shù)中電磁離合器的結(jié)構(gòu)，特別設(shè)計第一電磁離合組件包括第一磁粉離合器4、第一干式電磁離合器5。兩種電磁離合的組合使用，有利于離合操作的順滑性，以及用戶體驗的改善，其中，第一磁粉離合器4用于傳動軸2與第一干式電磁離合器5之間的動力接合與斷開，而第一干式電磁離合器5用于第一磁粉離合器4與頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開。

為了便于實施傳動軸2與第一干式電磁離合器5之間的動力接合與斷開，本實施例設(shè)計第一磁粉離合器4包括第一電磁鐵41、第一磁粉42、套筒43、第一端蓋44。其中，第一電磁鐵41固定套裝于傳動軸2上遠(yuǎn)離電機(jī)1的一端，因現(xiàn)有技術(shù)中電磁鐵一般是通過在鐵芯外部纏繞螺線管的方式制成，本實施例為了實現(xiàn)第一電磁鐵41固定套裝于傳動軸2上，特別設(shè)計第一電磁鐵41中的“鐵芯”為圓管結(jié)構(gòu)，并將其過盈套裝于傳動軸2上。進(jìn)一步，在第一電磁鐵41與套筒43之間形成有容置第一磁粉42的第一空腔，為了防止第一磁粉42外露特別設(shè)計利用第一端蓋44來封閉第一空腔，需要注意的是，第一電磁鐵41中的螺線管既可穿過套筒43連接至外部電源，也可穿過第一端蓋44連接至外部電源，為了減少第一端蓋44的數(shù)量，本實施例在第一電磁鐵41與套筒43的同一側(cè)均設(shè)置了互相抵靠與接觸的翻邊，利用翻邊有效封閉第一空腔的一端，為了加強(qiáng)封閉效果可涂抹密封膠保證第一空腔的一端的密閉，并利用第一端蓋44封閉第一空腔的另一端，例如，可采用焊接或粘貼的方式將第一端蓋44固定在第一電磁鐵41與套筒43上。

為了充分利用第一磁粉離合器4中處于最外面的套筒43，本實施例中進(jìn)一步設(shè)計利用第一干式電磁離合器5來實現(xiàn)套筒43與頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開，以保證第一磁粉離合器4與頭部的側(cè)端之間的動力接合與斷開。干式電磁離合器的離合原理可參考現(xiàn)有技術(shù)，本實施例中為了簡化結(jié)構(gòu)，特別設(shè)計第一干式電磁離合器5包括第一彈性件51、第一銜鐵件52以及第一螺線管53。為了提高第一螺線管53通電時的磁力，本實施例具體采用鐵材料制成套筒43，并將第一螺線管53卷繞并固定于套筒43，使得第一螺線管53與套筒43一起構(gòu)成“電磁鐵”結(jié)構(gòu)，而第一彈性件51連接于頭部的側(cè)端與第一銜鐵件52之間，例如，通過掛接或焊接實現(xiàn)。

當(dāng)?shù)谝宦菥€管53通電時，產(chǎn)生的電磁力大于第一彈性件51的彈力，使得第一銜鐵件52被吸合至套筒43上，實現(xiàn)了套筒43與頭部的側(cè)端之間的動力接合，為了可靠吸合的實現(xiàn)，本實施例還設(shè)計第一銜鐵件52為具有底面和環(huán)形側(cè)壁的圓盒結(jié)構(gòu)，第一銜鐵件52的底面用于與第一彈性件51連接，第一銜鐵件52被吸合至套筒43上時，其環(huán)形側(cè)壁與套筒43插裝。當(dāng)?shù)谝宦菥€管53斷電時，第一彈性件51的彈力（彈性恢復(fù)力）將會使得第一銜鐵件52與套筒43的分離，即第一磁粉離合器4與頭部的側(cè)端之間的動力斷開，也實現(xiàn)了第一銜鐵件52的復(fù)位。

為了避免第一銜鐵件52被吸合至套筒43上時，與第一螺線管53之間發(fā)生碰撞、刮擦等干涉現(xiàn)象，特別在套筒43加工出了具有一定深度的環(huán)形凹槽，并將第一螺線管53位于環(huán)形凹槽內(nèi)，即能較好地保護(hù)第一螺線管53，還能保證第一螺線管53對套筒43卷繞的實現(xiàn)。

為了使得第一銜鐵件52被吸合至套筒43的過程更為順滑、輕柔，減少噪音的產(chǎn)生，本實施例還在第一銜鐵件52與套筒43之間設(shè)有第一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于限制套筒43與第一銜鐵件52之間的相對轉(zhuǎn)動，以避免機(jī)器人在點頭動作時出現(xiàn)第一銜鐵件52與套筒43之間相對摩擦的問題，例如，在套筒43加工有滑槽或滑塊，在第一銜鐵件52上加工有滑塊或滑槽，滑塊插裝于滑槽內(nèi)形成第一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。

上述介紹了機(jī)器人的點頭動作實現(xiàn)的相關(guān)實施方式，本實施中為了實現(xiàn)機(jī)器人的搖頭動作，特別設(shè)置了用于頭部搖動的傳動機(jī)構(gòu)，其包括有第一齒輪組6，具體的，第一齒輪組6包括套裝于傳動軸2的第一主動齒輪61、第一輸出軸62、固定套裝于第一輸出軸62的第一從動齒輪63。根據(jù)齒輪軸的位置分類，齒輪嚙合有相交軸嚙合、交錯軸嚙合、平行軸嚙合等，本實施例設(shè)計傳動軸2與第一輸出軸62交錯設(shè)置，使得第一主動齒輪61、第一從動齒輪63之間嚙合的方式為交錯軸式嚙合，并采用空心蝸桿作為第一主動齒輪61，蝸輪作為第一從動齒輪63，如圖4所示。此外，設(shè)計傳動軸2與第一主動齒輪61之間通過第二電磁離合組件來實現(xiàn)動力接合與斷開，支座3除了支撐傳動軸2外，還支撐第一輸出軸62以便于其在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)诙姶烹x合組件通電時，傳動軸2與第一主動齒輪61的動力接合，電機(jī)1驅(qū)動傳動軸2轉(zhuǎn)動，通過傳動機(jī)構(gòu)的動力傳遞，最終，第一輸出軸62通過傳遞來自電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩來帶動頭部搖動，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)器人的搖頭動作，例如，可將第一輸出軸62與頭部的上端固定插裝或焊接或螺釘連接來實現(xiàn)。

但是由于傳動軸2與第一輸出軸62交錯設(shè)置，因而不在一個平面內(nèi)，當(dāng)傳動軸2位于頭部的中心平面上時，第一輸出軸62則不在頭部的中心平面上，導(dǎo)致點頭、搖頭動作不夠擬人化，為了使得機(jī)器人的點頭、搖頭動作更加擬人化，更加生動形象，本實施例傳動機(jī)構(gòu)還包括第二齒輪組7，第二齒輪組7包括由支座3支撐的第二輸出軸71、固定套裝于第一輸出軸62的第二主動齒輪72以及固定套裝于第二輸出軸71上的第二從動齒輪73，第二主動齒輪72、第二從動齒輪73嚙合，并優(yōu)選常用的平行軸式嚙合，還特別設(shè)計第二輸出軸71與傳動軸2位于縱向的同一平面內(nèi)，如圖4、圖5所示。

鑒于第二齒輪組7的設(shè)計，本實施例可將第二輸出軸71與頭部上端的中間部位固定插裝或焊接或螺釘連接來實現(xiàn)，不過，為了使得第二輸出軸71與頭部之間連接的更加靈活、可控，本實施例傳動機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于第二輸出軸71與頭部的上端之間的第二干式電磁離合器8，其包括第二彈性件81、第二銜鐵件82以及第二電磁鐵83。第二電磁鐵83固定安裝于第二輸出軸71上，例如，焊接固定，或者如本實施例在第二輸出軸71上加工有容置第二電磁鐵83的安裝孔，為了使得第二電磁鐵83可靠、牢固地位于安裝孔內(nèi)，可在安裝孔的開口處設(shè)置固定第二電磁鐵83位置、防止其脫離安裝孔的擋塊。此外，第二銜鐵件82的結(jié)構(gòu)還可依據(jù)第一銜鐵件52來設(shè)計。當(dāng)?shù)诙姶盆F83通電時，第二電磁鐵83吸合第二銜鐵件82，而第二彈性件81連接于頭部的上端與第二銜鐵件82之間，因此可以實現(xiàn)第二輸出軸71與頭部之間的動力接合，第二輸出軸71通過傳遞來自電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩便可帶動頭部搖動，當(dāng)?shù)诙姶盆F83斷電時，第二彈性件81的彈力將會使得第二銜鐵件82與第二輸出軸71分離，即第二輸出軸71與頭部之間的動力斷開，也就實現(xiàn)了第二銜鐵件82的復(fù)位。

為了使得第二銜鐵件82被吸合至第二輸出軸71的過程更為順滑、輕柔，減少噪音的產(chǎn)生，本實施例還可在第二銜鐵件82與第二輸出軸71之間設(shè)有第二導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于第二銜鐵件82與第二輸出軸71之間的相對轉(zhuǎn)動，以避免機(jī)器人在搖頭動作時出現(xiàn)第二銜鐵件82與第二輸出軸71之間相對摩擦的問題，可參照本實施例中第一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的實施方式來設(shè)計。

由于第一螺線管53通電時，第一銜鐵件52帶動第一彈性件51移動，第一螺線管53斷電時，第一彈性件51帶動第一銜鐵件52移動，為了提高第一銜鐵件52、第一彈性件51移動準(zhǔn)確性，本實施例在頭部加工有導(dǎo)向用的第一導(dǎo)向槽，當(dāng)?shù)谝宦菥€管53斷電時，第一銜鐵件52、第一彈性件51均位于第一導(dǎo)向槽內(nèi)，使得在第一螺線管53通電時，第一銜鐵件52沿著第一導(dǎo)向槽的深度方向帶動第一彈性件51移動，以便更準(zhǔn)確的吸合至套筒43上。同理，本實施例在頭部也設(shè)有導(dǎo)向用的第二導(dǎo)向槽，當(dāng)?shù)诙姶盆F83斷電時，第二銜鐵件82、第二彈性件81位于第二導(dǎo)向槽內(nèi)。

為了便于實施傳動軸2與第一主動齒輪61之間的動力接合與斷開，本實施例設(shè)計第二電磁離合組件為第二磁粉離合器9，其包括第三電磁鐵91、第二磁粉92、第二端蓋93。其中，第三電磁鐵91固定套裝于傳動軸2，并隨傳動軸2轉(zhuǎn)動，特別的，第一主動齒輪61與第三電磁鐵91之間形成有容置第二磁粉92的第二空腔。第二端蓋93用于封閉第二空腔。為了減少第二端蓋93的數(shù)量，本實施例設(shè)計第三電磁鐵91與第一主動齒輪61的同一側(cè)相互抵靠，達(dá)到封閉第二空腔的一端目的，并利用第二端蓋93封閉第二空腔的另一端，可參考上述第一磁粉離合器4中的結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選在安裝第二端蓋93后再利用套裝于傳動軸2的其他零件（例如套管）頂緊。

由于彈簧具有易變形、彈性大、剛度強(qiáng)等優(yōu)點，本實施例采用彈簧作為第一彈性件51、第二彈性件81。由于支座3既需要支撐傳動軸2，還需要支撐第一輸出軸62、第二輸出軸71，考慮其結(jié)構(gòu)的特點，可采用金屬材料鑄造成型，或采用硬質(zhì)塑料注塑成型，其結(jié)構(gòu)形狀并不唯一只需滿足其功能要求即可，當(dāng)然，為了減小磨損，本實施例在支座3與傳動軸2、第一輸出軸62、第二輸出軸71之間均設(shè)置有軸承。并設(shè)計支座3橫向支撐傳動軸2，縱向支撐第一輸出軸62、第二輸出軸71，為了防止第一輸出軸62、第二輸出軸71從支座3上脫落，可在第一輸出軸62、第二輸出軸71上加工出抵接支座3的軸肩。此外，本實施例中第一銜鐵件52、第二銜鐵件82均可采用現(xiàn)有的軟磁性材料制成。

如圖6、7所示，在本發(fā)明的其他實施例中，還可設(shè)計傳動軸、第一輸出軸相交設(shè)置，此方案下，第一主動齒輪、第一從動齒輪之間為相交軸式嚙合，可優(yōu)選錐齒輪作為第一主動齒輪、第一從動齒輪，由于傳動軸與第一輸出軸相交設(shè)置，因而在一個平面內(nèi)，當(dāng)傳動軸位于頭部的中心平面上時，第一輸出軸也在頭部的縱向中心平面上，因而可保證機(jī)器人的點頭、搖頭動作的擬人化。

雖然本發(fā)明的方面已參考上述實施例加以特別示出和說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離所公開的精神和范圍的前提下可通過對所公開的技術(shù)方案進(jìn)行修改來預(yù)期各種其他的實施例。此類實施例應(yīng)當(dāng)被理解為落在如基于權(quán)利要求書和其任何等同物確定的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。