本发明属于仿真机器人技术领域,具体涉及一种多人控制的多轴机器人花车。
背景技术:
随着科学技术的快速发展,各种智能化设备加入到了游乐设施中,游乐设施逐渐智能化,而现有的大型演绎花车仅可以展示,与群众的互动较少,不可以让群众亲身参与其中,缺少了刺激性与趣味性,大部分动作靠人力拉伸,机械结构复杂,设计繁琐,操作舱空间狭小,控制动作可能磕碰内壁受伤。另外,部分花车配备柴油或汽油发电机,噪音大,污染严重。
因此,有必要针对现有技术中存在的问题,研发一种新的多轴机器人花车。
技术实现要素:
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的不足,解决目前存在的技术缺陷,本发明提供一种多人控制的多轴机器人花车。
本发明所采用的技术方案是:
一种多人控制的多轴机器人花车,包括底盘组件、固定架组件、胸腔组件、腿部组件、尾部组件、脖子组件、头部组件和手臂组件,
所述底盘组件上安装有固定架组件,所述固定架组件上铰接有胸腔组件,所述固定架组件的后侧固定安装有尾部组件,所述胸腔组件的两侧下方与腿部组件铰接,所述胸腔组件的两侧上方与手臂组件铰接,所述胸腔组件的上方固定安装有脖子组件,所述脖子组件的上方固定安装有头部组件,其中,
所述底盘组件包括底盘机架、电池、驾驶台和座椅,
所述底盘机架上方安装有电池,所述电池的后侧安装有驾驶台,所述驾驶台的后侧安装有座椅;
所述固定架组件包括立架、电机、链条、转轮、链轮、棘轮组、钢丝绳和卷扬机,
所述立架下方安装有电机,所述立架中部两侧安装有链轮,所述链轮外侧固定安装有转轮,所述转轮与电机之间通过链条配合传动,所述棘轮组固定安装在立架上方,所述卷扬机固定安装在立架的斜面上,所述钢丝绳卷绕在卷扬机上,穿过立架斜面上的孔并从立架上方的孔穿出;
所述胸腔组件包括支撑架、吊环、手部连接杆和拉杆,
所述支撑架的上方中间固定安装有吊环,所述支撑架铰接有手部连接杆,所述手部连接杆在拉杆的槽内做高副配合;
所述腿部组件包括小腿支架和大腿支架,
所述小腿支架与大腿支架之间通过铰接连接;
所述尾部组件包括尾部电机、电机座、尾骨一、尾部电缸一、尾骨二、尾骨三和尾部电缸二,
所述电机座上安装有尾部电机,所述尾部电机的输出轴上安装有尾骨一,所述尾骨一与尾骨二之间通过铰接相连,所述尾部电缸一的末端与尾骨一铰接,所述尾部电缸一的杆端与尾骨二铰接,所述尾骨二与尾骨三之间通过铰接相连,所述尾部电缸二的末端与尾骨二铰接,所述尾部电缸二的杆端与与尾骨三铰接;
所述脖子组件包括连接底板、脖子电缸、连接件一、连接杆一、连接件二、连接杆二、连接件三、连接杆三和脖子法兰,
所述连接底板与连接件一铰接,所述脖子电缸的末端与连接底板铰接,所述脖子电缸的杆端与连接件一铰接,所述连接件一铰接有连接件二,所述连接杆一的两端分别铰接有连接件一和连接件二,所述连接件二铰接有连接件三,所述连接杆二的两端分别铰接有连接件二和连接件三,所述连接件三铰接有脖子法兰,所述连接杆三的两端分别铰接有连接件三和脖子法兰;
所述头部组件包括眼部组件、下巴支架、头部电缸一、触角支架、头部电缸二、头部支架一、头部支架二、头部电缸三、头部电机和头部连接件,
所述头部连接件固定有头部电机,所述头部电机的法兰端连接有头部支架二,所述头部支架二与头部支架一铰接,所述头部电缸三的末端与杆端分别与头部支架二和头部支架一铰接,所述头部支架一的中部与头部电缸二的末端铰接,所述头部电缸二的杆端与触角支架铰接,所述触角支架与头部支架一铰接,所述头部电缸一的末端与杆端分别与头部支架一和下巴支架铰接,所述下巴支架与头部支架一铰接,所述眼部组件固定安装在头部支架一上;
所述手臂组件包括手掌组件和大小臂组件,所述手掌组件与大小臂组件铰接。
进一步地,所述眼睛组件包括底板、眼球、眼球电机组、眼皮、眼皮连杆、眼皮电机组、电机连杆和眼皮支架,
所述底板上固定有眼球电机组,所述眼球电机组的输出轴端与眼球固定,所述底板上还固定有眼皮电机组,所述眼皮电机组的输出轴端固定有电机连杆,所述电机连杆的末端铰接有眼皮连杆,所述眼皮连杆与眼皮中部铰接,所述眼皮的两侧与眼皮支架铰接。
进一步地,所述手掌组件包括指骨一、指骨二、连接杆一、指骨三、连杆二、手掌框架和手掌电缸,
所述手掌框架上铰接有指骨三的末端,所述指骨三的前端铰接有指骨二的末端,所述指骨二的前端铰接有指骨一的末端,所述手掌电缸的末端与杆端分别铰接手掌框架与指骨三,所述连杆二的两端分别铰接手掌框架和指骨三,所述连接杆一的两端分别铰接指骨一和指骨二。
进一步地,所述大小臂组件包括小臂、小臂电缸、大臂、大臂电缸和驱动杆,
所述驱动杆与大臂的末端铰接,所述大臂的前端与小臂铰接,所述大臂电缸的末端与杆端分别与驱动杆和大臂铰接,所述小臂电缸的末端与杆端分别与小臂和大臂铰接。
进一步地,所述手部连接杆的上端与驱动杆的末端铰接,所述手部连接杆的底部轴与棘轮组通过键连接固定,所述钢丝绳的上端端部与吊环固定连接。
进一步地,所述底盘机架为agv小车。
本发明公开了一种多人控制的多轴机器人花车,具有以下有益效果:
1、多轴机器人花车融合了多种机构,在单独的逻辑控制下可以独立运动;
2、多轴机器人花车采用电缸作为动力源,一方面提高了驱动力的大小;另一方面摆脱了气缸所用气源的限制,减少了气控系统中能量转换的损耗,也减少了空间的占用,减轻了整体的重量;
3、整体结构不封闭,为外观的连接提供了更加充裕的施展空间,帮助外观与内部骨架的结合,不会对外观材质造成撕裂的情况;
4、多轴机器人花车中的底部轴与棘轮通过键连接固定,通过手肘控制推拉,可以根据现场效果控制手肘伸出位置,同时通过棘轮控制,减少人工机械操作的机械强度,满足现场效果的展示。本机构能够做到精准控制、省力控制,可应用于快递分拣领域以及运输领域;5、多轴机器人花车的底盘采用agv小车,移动效果十分理想,同时本发明结构简单、制造方便、安全性高,而且乘坐舒适,控制简单,维护也很方便;
6、在巡游展示的效果上,多轴机器人花车不仅可以展示出与群众的互动,甚至可以让群众亲身参与其中,具有更高的刺激性与趣味性,并配合有声、光、电、烟雾特效,能很好的激发群众对明日科技的兴趣。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明多人控制的多轴机器人花车的整体结构示意图;
图2为本发明多人控制的多轴机器人花车中的底盘组件的结构示意图;
图3为本发明多人控制的多轴机器人花车中的固定架组件的结构示意图;
图4为本发明多人控制的多轴机器人花车中的胸腔组件的结构示意图;
图5为本发明多人控制的多轴机器人花车中的腿部组件的结构示意图;
图6为本发明多人控制的多轴机器人花车中的尾部组件的结构示意图;
图7为本发明多人控制的多轴机器人花车中的脖子组件的结构示意图;
图8为本发明多人控制的多轴机器人花车中的头部组件的结构示意图;
图9为本发明多人控制的多轴机器人花车中的眼睛组件的结构示意图;
图10为本发明多人控制的多轴机器人花车中的手臂组件的结构示意图;
图11为本发明多人控制的多轴机器人花车中的手掌组件的结构示意图;
图12为本发明多人控制的多轴机器人花车中的大小臂组件的结构示意图;
图中:1-底盘组件;2-固定架组件;3-胸腔组件;4-腿部组件;5-尾部组件;6-脖子组件;7-头部组件;8-手臂组件;
101-底盘机架;102-电池;103-驾驶台;104-座椅;
201-立架;202-电机;203-链条;204-转轮;205-链轮;206-棘轮组;207-钢丝绳;208-卷扬机;
301-支撑架;302-吊环;303-手部连接杆;304-拉杆;
401-小腿支架;402-大腿支架;
501-尾部电机;502-电机座;503-尾骨一;504-尾部电缸一;505-尾骨二;506-尾骨三;507-尾部电缸二;
601-连接底板;602-脖子电缸;603-连接件一;604-连接杆一;605-连接件二;606-连接杆二;607-连接件三;608-连接杆三;609-脖子法兰;
701-眼部组件;702-下巴支架;703-头部电缸一;704-触角支架;705-头部电缸二;706-头部支架一;707-头部支架二;708-头部电缸三;709-头部电机;710-头部连接件;
70101-底板;70102-眼球;70103-眼球电机组;70104-眼皮;70105-眼皮连杆;70106-眼皮电机组;70107-电机连杆;70108-眼皮支架;
801-手掌组件;802-大小臂组件;
80101-指骨一;80102-指骨二;80103-连接杆一;80104-指骨三;80105-连杆二、80106-手掌框架;80107-手掌电缸;
80201-小臂;80202-小臂电缸;80203-大臂;80204-大臂电缸;80205-驱动杆。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-12所示,一种多人控制的多轴机器人花车,包括底盘组件1、固定架组件2、胸腔组件3、腿部组件4、尾部组件5、脖子组件6、头部组件7和手臂组件8,
底盘组件1上安装有固定架组件2,固定架组件2上铰接有胸腔组件3,固定架组件2的后侧固定安装有尾部组件5,胸腔组件3的两侧下方与腿部组件4铰接,胸腔组件3的两侧上方与手臂组件8铰接,胸腔组件3的上方固定安装有脖子组件6,脖子组件6的上方固定安装有头部组件7,其中,
底盘组件包括底盘机架101、电池102、驾驶台103和座椅104,
底盘机架101上方安装有电池102,电池102的后侧安装有驾驶台103,驾驶台103的后侧安装有座椅104;
固定架组件2包括立架201、电机202、链条203、转轮204、链轮205、棘轮组206、钢丝绳207和卷扬机208,
立架201下方安装有电机202,立架201中部两侧安装有链轮205,链轮205外侧固定安装有转轮204,转轮204与电机202之间通过链条203配合传动,棘轮组206固定安装在立架201上方,卷扬机208固定安装在立架201的斜面上,钢丝绳207卷绕在卷扬机208上,穿过立架201斜面上的孔并从立架201上方的孔穿出;
胸腔组件3包括支撑架301、吊环302、手部连接杆303和拉杆304,
支撑架301的上方中间固定安装有吊环302,支撑架301铰接有手部连接杆303,手部连接杆303在拉杆304的槽内做高副配合;
腿部组件4包括小腿支架401和大腿支架402,
小腿支架401与大腿支架402之间通过铰接连接;
尾部组件5包括尾部电机501、电机座502、尾骨一503、尾部电缸一504、尾骨二505、尾骨三506和尾部电缸二507,
电机座502上安装有尾部电机501,尾部电机501的输出轴上安装有尾骨一503,尾骨一503与尾骨二505之间通过铰接相连,尾部电缸一504的末端与尾骨一503铰接,尾部电缸一504的杆端与尾骨二505铰接,尾骨二505与尾骨三506之间通过铰接相连,尾部电缸二507的末端与尾骨二505铰接,尾部电缸二507的杆端与与尾骨三506铰接;
脖子组件6包括连接底板601、脖子电缸602、连接件一603、连接杆一604、连接件二605、连接杆二606、连接件三607、连接杆三608、脖子法兰609,
连接底板601与连接件一603铰接,脖子电缸602的末端与连接底板601铰接,脖子电缸602的杆端与连接件一603铰接,连接件一603铰接有连接件二605,连接杆一604的两端分别铰接有连接件一603和连接件二605,连接件二605铰接有连接件三607,连接杆二606的两端分别铰接有连接件二605和连接件三607,连接件三607铰接有脖子法兰609,连接杆三608的两端分别铰接有连接件三607和脖子法兰609;
头部组件7包括眼部组件701、下巴支架702、头部电缸一703、触角支架704、头部电缸二705、头部支架一706、头部支架二707、头部电缸三708、头部电机709和头部连接件710,
头部连接件710固定有头部电机709,头部电机709的法兰端连接有头部支架二707,头部支架二707与头部支架一706铰接,头部电缸三708的末端与杆端分别与头部支架二707和头部支架一706铰接,头部支架一706的中部与头部电缸二705的末端铰接,头部电缸二705的杆端与触角支架704铰接,触角支架704与头部支架一706铰接,头部电缸一703的末端与杆端分别与头部支架一706和下巴支架702铰接,下巴支架702与头部支架一706铰接,眼部组件701固定安装在头部支架一706上;
手臂组件包括手掌组件801和大小臂组件802,手掌组件801与大小臂组件802铰接。
如图9所示,眼睛组件701包括底板70101、眼球70102、眼球电机组70103、眼皮70104、眼皮连杆70105、眼皮电机组70106、电机连杆70107和眼皮支架70108,
底板70101上固定有眼球电机组70103,眼球电机组70103的输出轴端与眼球70102固定,底板70101上还固定有眼皮电机组70106,眼皮电机组70106的输出轴端固定有电机连杆70107,电机连杆70107的末端铰接有眼皮连杆70105,眼皮连杆70105与眼皮70104中部铰接,眼皮70104的两侧与眼皮支架70108铰接。
如图11所示,手掌组件801包括指骨一80101、指骨二80102、连接杆一80103、指骨三80104、连杆二80105、手掌框架80106、手掌电缸80107,
手掌框架80106上铰接有指骨三80104的末端,指骨三80104的前端铰接有指骨二80102的末端,指骨二80102的前端铰接有指骨一80101的末端,手掌电缸80107的末端与杆端分别铰接手掌框架80106与指骨三80104,连杆二80105的两端分别铰接手掌框架80106和指骨三80104,连接杆一80103的两端分别铰接指骨一80101和指骨二80102。
如图12所示,大小臂组件802包括小臂80201、小臂电缸80202、大臂80203、大臂电缸80204和驱动杆80205,
驱动杆80205与大臂80203的末端铰接,大臂80203的前端与小臂80201铰接,大臂电缸80204的末端与杆端分别与驱动杆80205和大臂80203铰接,小臂电缸80202的末端与杆端分别与小臂80201和大臂80203铰接。
进一步地,手部连接杆303的上端与驱动杆80205的末端铰接,手部连接杆303的底部轴与棘轮组206通过键连接固定,钢丝绳207的上端端部与吊环302固定连接。
进一步地,底盘机架101为agv小车,可自动驾驶,自动寻找充电桩,驾驶员也可以手动驾驶。
本发明一种多人控制的多轴机器人花车,在花车的底盘机架上设置有立架,立架上方连接有上半身的支撑架,上半身的支撑架上端顺次连接有脖子组件、头部组件;上半身的支撑架两侧顺次连接有手臂组件和手掌组件;立架侧面连接有腿部组件;立架后方安装有尾巴组件。
多轴机器人花车分别由三个人控制,一人作为驾驶员,控制花车行进的方向和速度;一人进行遥控动作,包括舌头、下颚、耳朵、转头、点头、眼睑、眼睛、脖子的动作;一人进行手动控制动作,包括双臂抬升、大臂开肩、小臂、双手手掌、尾巴抬升、俯身、双腿、尾巴摆动、尾巴前后的动作。
舌头、下颚、耳朵、点头、大臂开肩、小臂、双手手掌、尾巴摆动由电缸控制;转头、眼睑、眼睛动作由电机控制;双臂抬升由手动控制;俯身动作由电葫芦控制;双腿动作由卷扬机控制。
在能量方面,花车底盘上安装有电池组,作为花车上整体的能量源来驱动花车,降低演出噪音,提升演出质量;使用电池驱动可避免拖拽电缆,挖沟布线。花车分为车和载体两部分。这两部分的电能互不干涉,仿真机器人部分电能可通过模拟计算,估算出剩余电量和可用时间,通过2.4g技术传输到驾驶舱和操作舱。仿真机器人使用的电机都是通过2.4g频段通信,操作舱内人员使用遥控器实时控制电机转动。
多轴机器人花车使用电能分配系统,可以估算出电池电量,限制大功率部分频繁动作,以达到能够顺利完成一次演出的目的。
多轴机器人花车的移动效果十分理想,同时本发明结构简单、制造方便、安全性高,可用于巡游展示,花车不仅可以展示出与群众的互动,甚至可以让群众亲身参与其中,群众可以在花车内部进行控制动作、也可在外进行观赏,使参与人员获得了一种全新的体验效果,具有更高的刺激性与趣味性,而且乘坐舒适,控制简单,维护也很方便。
要说明的是,以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制,所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其他修改,只要没超出本发明技术方案的思路和范围,均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
1.一种多人控制的多轴机器人花车,其特征在于:包括底盘组件(1)、固定架组件(2)、胸腔组件(3)、腿部组件(4)、尾部组件(5)、脖子组件(6)、头部组件(7)和手臂组件(8),
所述底盘组件(1)上安装有固定架组件(2),所述固定架组件(2)上铰接有胸腔组件(3),所述固定架组件(2)的后侧固定安装有尾部组件(5),所述胸腔组件(3)的两侧下方与腿部组件(4)铰接,所述胸腔组件(3)的两侧上方与手臂组件(8)铰接,所述胸腔组件(3)的上方固定安装有脖子组件(6),所述脖子组件(6)的上方固定安装有头部组件(7),其中,
所述底盘组件包括底盘机架(101)、电池(102)、驾驶台(103)和座椅(104),
所述底盘机架(101)上方安装有电池(102),所述电池(102)的后侧安装有驾驶台(103),所述驾驶台(103)的后侧安装有座椅(104);
所述固定架组件(2)包括立架(201)、电机(202)、链条(203)、转轮(204)、链轮(205)、棘轮组(206)、钢丝绳(207)和卷扬机(208),
所述立架(201)下方安装有电机(202),所述立架(201)中部两侧安装有链轮(205),所述链轮(205)外侧固定安装有转轮(204),所述转轮(204)与电机(202)之间通过链条(203)配合传动,所述棘轮组(206)固定安装在立架(201)上方,所述卷扬机(208)固定安装在立架(201)的斜面上,所述钢丝绳(207)卷绕在卷扬机(208)上,穿过立架(201)斜面上的孔并从立架(201)上方的孔穿出;
所述胸腔组件(3)包括支撑架(301)、吊环(302)、手部连接杆(303)和拉杆(304),
所述支撑架(301)的上方中间固定安装有吊环(302),所述支撑架(301)铰接有手部连接杆(303),所述手部连接杆(303)在拉杆(304)的槽内做高副配合;
所述腿部组件(4)包括小腿支架(401)和大腿支架(402),
所述小腿支架(401)与大腿支架(402)之间通过铰接连接;
所述尾部组件(5)包括尾部电机(501)、电机座(502)、尾骨一(503)、尾部电缸一(504)、尾骨二(505)、尾骨三(506)和尾部电缸二(507),
所述电机座(502)上安装有尾部电机(501),所述尾部电机(501)的输出轴上安装有尾骨一(503),所述尾骨一(503)与尾骨二(505)之间通过铰接相连,所述尾部电缸一(504)的末端与尾骨一(503)铰接,所述尾部电缸一(504)的杆端与尾骨二(505)铰接,所述尾骨二(505)与尾骨三(506)之间通过铰接相连,所述尾部电缸二(507)的末端与尾骨二(505)铰接,所述尾部电缸二(507)的杆端与与尾骨三(506)铰接;
所述脖子组件(6)包括连接底板(601)、脖子电缸(602)、连接件一(603)、连接杆一(604)、连接件二(605)、连接杆二(606)、连接件三(607)、连接杆三(608)和脖子法兰(609),
所述连接底板(601)与连接件一(603)铰接,所述脖子电缸(602)的末端与连接底板(601)铰接,所述脖子电缸(602)的杆端与连接件一(603)铰接,所述连接件一(603)铰接有连接件二(605),所述连接杆一(604)的两端分别铰接有连接件一(603)和连接件二(605),所述连接件二(605)铰接有连接件三(607),所述连接杆二(606)的两端分别铰接有连接件二(605)和连接件三(607),所述连接件三(607)铰接有脖子法兰(609),所述连接杆三(608)的两端分别铰接有连接件三(607)和脖子法兰(609);
所述头部组件(7)包括眼部组件(701)、下巴支架(702)、头部电缸一(703)、触角支架(704)、头部电缸二(705)、头部支架一(706)、头部支架二(707)、头部电缸三(708)、头部电机(709)和头部连接件(710),
所述头部连接件(710)固定有头部电机(709),所述头部电机(709)的法兰端连接有头部支架二(707),所述头部支架二(707)与头部支架一(706)铰接,所述头部电缸三(708)的末端与杆端分别与头部支架二(707)和头部支架一(706)铰接,所述头部支架一(706)的中部与头部电缸二(705)的末端铰接,所述头部电缸二(705)的杆端与触角支架(704)铰接,所述触角支架(704)与头部支架一(706)铰接,所述头部电缸一(703)的末端与杆端分别与头部支架一(706)和下巴支架(702)铰接,所述下巴支架(702)与头部支架一(706)铰接,所述眼部组件(701)固定安装在头部支架一(706)上;
所述手臂组件包括手掌组件(801)和大小臂组件(802),所述手掌组件(801)与大小臂组件(802)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种多人控制的多轴机器人花车,其特征在于:所述眼睛组件(701)包括底板(70101)、眼球(70102)、眼球电机组(70103)、眼皮(70104)、眼皮连杆(70105)、眼皮电机组(70106)、电机连杆(70107)和眼皮支架(70108),
所述底板(70101)上固定有眼球电机组(70103),所述眼球电机组(70103)的输出轴端与眼球(70102)固定,所述底板(70101)上还固定有眼皮电机组(70106),所述眼皮电机组(70106)的输出轴端固定有电机连杆(70107),所述电机连杆(70107)的末端铰接有眼皮连杆(70105),所述眼皮连杆(70105)与眼皮(70104)中部铰接,所述眼皮(70104)的两侧与眼皮支架(70108)铰接。
3.根据权利要求2所述的一种多人控制的多轴机器人花车,其特征在于:所述手掌组件(801)包括指骨一(80101)、指骨二(80102)、连接杆一(80103)、指骨三(80104)、连杆二(80105)、手掌框架(80106)和手掌电缸(80107),
所述手掌框架(80106)上铰接有指骨三(80104)的末端,所述指骨三(80104)的前端铰接有指骨二(80102)的末端,所述指骨二(80102)的前端铰接有指骨一(80101)的末端,所述手掌电缸(80107)的末端与杆端分别铰接手掌框架(80106)与指骨三(80104),所述连杆二(80105)的两端分别铰接手掌框架(80106)和指骨三(80104),所述连接杆一(80103)的两端分别铰接指骨一(80101)和指骨二(80102)。
4.根据权利要求3所述的一种多人控制的多轴机器人花车,其特征在于:所述大小臂组件(802)包括小臂(80201)、小臂电缸(80202)、大臂(80203)、大臂电缸(80204)和驱动杆(80205),
所述驱动杆(80205)与大臂(80203)的末端铰接,所述大臂(80203)的前端与小臂(80201)铰接,所述大臂电缸(80204)的末端与杆端分别与驱动杆(80205)和大臂(80203)铰接,所述小臂电缸(80202)的末端与杆端分别与小臂(80201)和大臂(80203)铰接。
5.根据权利要求4所述的一种多人控制的多轴机器人花车,其特征在于:所述手部连接杆(303)的上端与驱动杆(80205)的末端铰接,所述手部连接杆(303)的底部轴与棘轮组(206)通过键连接固定,所述钢丝绳(207)的上端端部与吊环(302)固定连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种多人控制的多轴机器人花车,其特征在于:所述底盘机架(101)为agv小车。
技术总结