CN213674152U - 有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，包括头部、肩部、胳膊手臂、机械手、躯体、底盘组件和控制器；躯体通过第一伸缩机构连接于底盘组件上；肩部固定于躯体上部，两胳膊手臂连接于肩部的两侧；两机械手连接于两胳膊手臂；头部连接于肩部；每一胳膊手臂包括第二伸缩机构；底盘组件包括底板、行进机构和旋转机构，底板通过旋转机构连接第一伸缩机构，行进机构连接于底板下，行进机构包括一个万向轮和两轮毂电机；肩部、胳膊手臂、轮毂电机、旋转机构、第一伸缩机构、第二伸缩机构和机械手分别连接控制器。本实用新型的一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，节省空间，适应家庭环境，简捷易用，安全可靠。

Description

有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人

技术领域

本实用新型涉及家用服务机器人技术领域，尤其涉及一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人。

背景技术

目前，家用服务机器人开始出现，但是，现有家用服务机器人普遍体积偏大，不能很好的节省家庭有限的空间，限制了其活动的范围和功能的很好发挥，存在家庭运行环境适应性较差的问题，不能很好的做到简捷易用。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，节省空间，适应家庭运行环境，且安全可靠，整体简捷易于家庭应用。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，包括一头部、一肩部、两胳膊手臂、两机械手、一躯体、一底盘组件和一控制器；所述躯体通过一第一伸缩机构连接于所述底盘组件上；所述肩部固定于所述躯体上部，两所述胳膊手臂分别连接于所述肩部的两侧；两所述机械手分别连接于两所述胳膊手臂的端部；所述头部连接于所述肩部上；每一所述胳膊手臂包括一第二伸缩机构；所述底盘组件包括一底板、一行进机构和一旋转机构，所述底板通过所述旋转机构连接所述第一伸缩机构，所述行进机构连接于所述底板下，所述行进机构包括一个万向轮和两轮毂电机；所述肩部、所述胳膊手臂、所述轮毂电机、所述旋转机构、所述第一伸缩机构、所述第二伸缩机构和所述机械手分别连接所述控制器。

优选地，所述旋转机构包括一旋转电机、两锥齿轮、一传动轴、一端板、两底架组件、两旋转架组件和一滚珠环件；所述旋转电机固定于所述底板上；所述底架组件包括一安装平台和形成于所述安装平台一侧的一支脚，所述底架组件通过所述支脚固定于所述底板上，两个所述底架组件对置设置，且所述安装平台位于所述旋转电机上方；两所述安装平台配合形成一第一传动轴通孔，所述安装平台的上表面配合形成一第一圆环凹槽，所述第一圆环凹槽设置于所述第一传动轴通孔外围；两所述旋转架组件的底面配合形成一第二圆环凹槽和一第二传动轴通孔；所述传动轴枢接于所述第一传动轴通孔内，所述传动轴的底部连接一所述锥齿轮，所述旋转电机的输出轴连接另一所述锥齿轮，所述旋转电机通过所述锥齿轮与所述传动轴传动连接，所述传动轴穿过所述第二传动轴通孔，所述传动轴的顶部固定所述端板，所述端板与两个所述旋转架组件螺接固定；所述滚珠环件包括多个滚珠和一环形连接件，多个所述滚珠通过所述环形连接件相连形成一环体；所述滚珠环件设置于所述第一圆环凹槽和所述第二圆环凹槽配合形成的空间内；所述滚珠环件支撑所述旋转架组件；所述旋转架组件连接所述第一伸缩机构；所述旋转电机连接所述控制器。

优选地，所述第一伸缩机构包括螺纹伸缩杆件和一第一重型电机，所述第一重型电机和所述螺纹伸缩杆件传动连接；所述螺纹伸缩杆件连接于所述躯体与所述旋转架组件之间，所述第一重型电机连接所述控制器。

优选地，所述第二伸缩机构包括一第一滑块、一第二滑块、一齿条、一剪叉式伸缩组件、一伸缩驱动齿轮和一伸缩电机；所述第一滑块包括一底部滑块和一端块，所述端块连接于所述底部滑块的一端；所述底部滑块的两侧沿长度方向分别形成一伸缩导向槽；所述底部滑块的上表面连接所述齿条；所述第二滑块中空且底部开口，所述第二滑块底部开口处的两侧向内延伸形成与所述伸缩导向槽配合的凸沿；所述第二滑块邻近所述第一滑块一端的侧壁形成一电机安装槽；所述伸缩电机设置于所述电机安装槽内；所述伸缩驱动齿轮与所述伸缩电机传动连接；所述伸缩驱动齿轮与所述齿条啮合；所述剪叉式伸缩组件连接于所述端块的顶部与所述第二滑块的顶部之间；所述伸缩电机连接所述控制器。

优选地，所述肩部两侧内置有两个第二重型电机，所述胳膊手臂和所述第二重型电机连接处有一手臂摆动电机，所述胳膊手臂的肘部有一下臂旋转电机和一下臂摆动电机，所述胳膊手臂的手腕处有一手腕转动电机，两个所述胳膊手臂各具有5个自由度，所述第二重型电机、所述手臂摆动电机、所述下臂旋转电机、所述下臂摆动电机、所述手腕转动电机连接所述控制器。

优选地，所述机械手包括五个手指和五个指部电机，所述指部电机分别一一对应地安装于五个所述手指，所述指部电机连接所述控制器。

优选地，还包括一通信装置，所述通信装置连接所述控制器。

优选地，所述机械手安装有一红外健康监测装置，所述红外健康监测装置用于测量血压、血糖和/或脉搏，所述红外健康监测装置连接所述控制器。

优选地，所述头部安装有一红外测温装置，所述红外测温装置连接所述控制器。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

1、第一伸缩机构可实现躯体部的伸缩，第二伸缩机构可实现胳膊手臂部的伸缩，节省空间；旋转机构可实现躯体的旋转，在小范围内完成了机器人整体旋转的功能，而不需要行进机构来完成机器人整体的旋转，减小了运动幅度，节省了空间，也更好的保障了运行安全。

2、安全可靠，所有运动部分和带电部分都尽量设计在结构内部，比如轮毂电机，手臂伸缩运动需要的一系列电机，躯体旋转电机等运动和带电部分。

3、机器人的家庭服务工作主要通过两个胳膊手臂和两个机械手来完成，躯体主要起支撑作用，胳膊手臂和机械手的多自由度设计使得机器人能完成较多的家庭服务任务，而整个机器人结构简捷，易于使用。

4、适应家庭使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的第一伸缩机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的底盘组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的环形连接件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的部分底架组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的部分旋转架组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的第二伸缩机构的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的第一滑块的结构示意图；

图9为本实用新型实施例的第二滑块的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图1～图9，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图1，本实用新型实施例的一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，包括一头部1、一肩部2、两胳膊手臂3、两机械手4、一躯体5、一底盘组件6和一控制器；躯体5通过一第一伸缩机构7连接于底盘组件6上；肩部2固定于躯体5上部，两胳膊手臂3分别连接于肩部2的两侧；两机械手4分别连接于两胳膊手臂3的端部；头部1连接于肩部2上；每一胳膊手臂3包括一第二伸缩机构8；底盘组件6包括一底板61、一行进机构62和一旋转机构63，底板61通过旋转机构63连接第一伸缩机构7，行进机构62连接于底板61下，行进机构62包括一个万向轮621和两轮毂电机622；肩部2、胳膊手臂3、轮毂电机622、旋转机构63、第一伸缩机构7、第二伸缩机构8和机械手4分别连接控制器。

本实用新型的一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，结构简单，躯体5和胳膊手臂3都可以伸缩，躯体5可以旋转，在小范围内完成了机器人整体旋转的功能，很好的节约了空间，适应家庭使用。底盘组件6下面的行进机构62的结构可以实现机器人任意方向的平面移动，包括直行、拐弯和旋转，支撑整个机器人。其运动主要依靠底部两侧的轮毂电机622提供动力，万向轮621跟随，通过两个轮毂电机622的转动速度差实现转向功能，万向轮621提供配合。这样使得结构简单安全、易于实现、成本低。采用轮毂电机622结构紧凑，安全可靠。

请参阅图3～图6，旋转机构63包括一旋转电机631、两锥齿轮632、一传动轴633、一端板637、两底架组件634、两旋转架组件635和一滚珠环件636；旋转电机631固定于底板61上；底架组件634包括一安装平台6341和形成于安装平台6341一侧的一支脚6342，底架组件634通过支脚6342固定于底板61上，两个底架组件634对置设置，且安装平台6341位于旋转电机631上方；两安装平台6341配合形成一第一传动轴通孔6343，安装平台6341的上表面配合形成一第一圆环凹槽6344，第一圆环凹槽6344设置于第一传动轴通孔6343外围；两旋转架组件635的底面配合形成一第二圆环凹槽6351和一第二传动轴通孔6352；传动轴633枢接于第一传动轴通孔6343内，传动轴633的底部连接一锥齿轮632，旋转电机631的输出轴连接另一锥齿轮632，旋转电机631通过锥齿轮632与传动轴633传动连接，传动轴633穿过第二传动轴通孔6352，传动轴633的顶部固定端板637，端板637与两个旋转架组件635螺接固定；滚珠环件636包括多个滚珠和一环形连接件6361，多个滚珠通过环形连接件6361相连形成一环体；滚珠环件636设置于第一圆环凹槽6344和第二圆环凹槽6351配合形成的空间内；滚珠环件636支撑旋转架组件635；旋转架组件635连接第一伸缩机构7；旋转电机631连接控制器。

旋转机构63实现机器人的躯体5做360°旋转；在现代家庭的狭小空间内可以实现不需要轮毂电机622的差速配合而直接实现机器人的调转。也就是说大范围的移动依靠底板61下面的三个轮子实现，当到了某一个位置，只需要机器人通过自身的旋转来实现某个服务，那么三个轮子就不用动，只需要通过旋转机构63来完成360°的旋转而实现机器人的工作。这样很好的达到了机器人家庭服务的目的，同时最大限度的节省了空间，实现节省空间和最大功能实现的双重优点。整体上方便其在家庭内的自由运动和所有服务功能的实现。

底架组件634与旋转架组件635之间设置滚珠环件636保证其转动的灵活性，同时对于机器人上部承重。在底架组件634与旋转架组件635之间设置类似于滚珠轴承的结构，主要的承重由底架组件634与旋转架组件635之间的滚珠环件636承担，滚珠环件636沿圆周方向在第一圆环凹槽6344和第二圆环凹槽6351配合形成的空间内等间距均匀排放多个滚珠，这样将重力均匀分布在每个滚珠上，很好的承担了整个机器人上部的重量。传动轴633不承担任何重量，运动不受任何额外的阻力，将承重和运动有效的分开，保证了机构的运行寿命和安全性。

请参阅图1～图3，第一伸缩机构7包括螺纹伸缩杆件71和一第一重型电机72，第一重型电机72和螺纹伸缩杆件71传动连接；螺纹伸缩杆件71连接于躯体5与旋转架组件635之间，第一重型电机72连接控制器。

第一伸缩机构7的结构简单可靠，使得机器人整体稳定安全。作为机器人伸缩主体安全可靠。

请参阅图1、图7～图9，第二伸缩机构8包括一第一滑块81、一第二滑块82、一齿条83、一剪叉式伸缩组件85、一伸缩驱动齿轮86和一伸缩电机84；第一滑块81包括一底部滑块811和一端块812，端块812连接于底部滑块811的一端；底部滑块811的两侧沿长度方向分别形成一伸缩导向槽813；底部滑块811的上表面连接齿条83；第二滑块82中空且底部开口，第二滑块82底部开口处的两侧向内延伸形成与伸缩导向槽813配合的凸沿821；第二滑块82邻近第一滑块81一端的侧壁形成一电机安装槽822；伸缩电机84设置于电机安装槽822内；伸缩驱动齿轮86与伸缩电机84传动连接；伸缩驱动齿轮86与齿条83啮合；剪叉式伸缩组件85连接于端块812的顶部与第二滑块82的顶部之间；伸缩电机84连接控制器。

第二伸缩机构8在两胳膊手臂3上，并不承担主体重量，设计精细。第二伸缩机构8外部结构由第一滑块81和第二滑块82组成，为了保证第二伸缩机构8在运动时的稳定性，在第一滑块81与第二滑块82之间以剪叉式伸缩组件85的方式链接，保证运动时剪叉式伸缩组件85伸缩能够满足第一滑块81和第二滑块82滑动的最大导程，辅助保持第二伸缩机构8的稳定性。内部结构中，在第一滑块81的内部表面布置齿条83，齿条83直接由伸缩驱动齿轮86带动。依靠伸缩驱动齿轮86带动齿条83完成第二伸缩机构8的伸缩。两胳膊手臂3伸缩为了节约空间和运行效率，创新地设计了两胳膊手臂3向离开肩部2方向伸长和向靠近肩部2方向收缩的双向运动，可以伸长时同时向离开肩部2两边方向移动，收缩时同时向靠近肩部2方向集中。

电机安装槽822作为伸缩电机84的固定安装空间，处于第二滑块82邻近第一滑块81一端的侧壁内，这样当伸缩电机84旋转时，可以让第一滑块81向离开肩部2方向两侧伸长到最大，相反可以让第一滑块81向靠近肩部2方向收缩到最小。结构简单，可以达到最大伸长和最小收缩。本实用新型采用内置电机结构，首先内置电机相对于外置电机，并不需要在外部添加固定点，由于整个滑块装置处于运动中，外置电机不方便固定。其次内置电机的方式使得手臂的结构更加紧凑，减小了机器人的整个体积，符合本机器人运行环境的要求。最后内置电机的方式将电机压缩在手臂内部，手臂外没有明显的运动结构，很好的保证了手臂的安全性以及整个机器人的安全性，非常适合本机器人的运行环境。

由于现代居家生活空间有限，为节省必要的生活空间，通过第一伸缩机构7和第二伸缩机构8实现机器人整体结构的伸缩。其中，第一伸缩机构7的伸缩性可达到30cm，可将机器人总体高度压缩至70厘米，保证了在闲置时尽可能节省空间，防止老人小孩的误触以至意外伤害。在需求允许的条件下，机器人可以伸展至最大体积，高度伸缩空间为70cm～100cm，臂展伸缩空间为60cm～70cm，可以满足一般家庭的活动需求，可针对不同身高的人群提供揉肩端水的服务。在闲置时，通过第一伸缩机构7的伸缩，第二伸缩机构8的伸缩，以及关节处电机的旋转，可以将机器人的占用空间体积收缩至0.13立方米。机器人躯体5和胳膊手臂3都可以伸缩，这是本实用新型的一个重要创新点，达到既节约了空间，又能实现机器人的服务功能。机器人本身运行灵活，功能全面有效。

请参阅图1，肩部2两侧内置有两个第二重型电机，胳膊手臂3和第二重型电机连接处有一手臂摆动电机，胳膊手臂3的肘部有一下臂旋转电机和一下臂摆动电机，胳膊手臂3的手腕处有一手腕转动电机，两个胳膊手臂3各具有5个自由度，第二重型电机、手臂摆动电机、下臂旋转电机、下臂摆动电机、手腕转动电机连接控制器。

机械手4包括五个手指和五个指部电机，指部电机分别一一对应地安装于五个手指，指部电机连接控制器。

机械手4采用的是五指设计，能够简单的完成一些抓取动作，揉肩动作。本设计主要是为了服务于家庭简单重复的劳动，需要手掌做较多的工作，所以手掌设计成五指，可以完成全面的工作。

还包括一通信装置，通信装置连接控制器。

机械手4安装有一红外健康监测装置，红外健康监测装置用于测量血压、血糖和/或脉搏，红外健康监测装置连接控制器。

红外健康监测装置可以测血压、测血糖、测脉搏；达到实时检测实时保健的作用，这些数据也可以通过无线传送至云端，作为健康调查和健康保障的大数据。提高被服务人群的免疫力，提升健康指数。

头部1安装有一红外测温装置，红外测温装置连接控制器。

红外测温装置可用于测量体温，可以设置时间每天检测体温变化，绘制体温健康表，为健康评估做参考。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，包括一头部、一肩部、两胳膊手臂、两机械手、一躯体、一底盘组件和一控制器；所述躯体通过一第一伸缩机构连接于所述底盘组件上；所述肩部固定于所述躯体上部，两所述胳膊手臂分别连接于所述肩部的两侧；两所述机械手分别连接于两所述胳膊手臂的端部；所述头部连接于所述肩部上；每一所述胳膊手臂包括一第二伸缩机构；所述底盘组件包括一底板、一行进机构和一旋转机构，所述底板通过所述旋转机构连接所述第一伸缩机构，所述行进机构连接于所述底板下，所述行进机构包括一个万向轮和两轮毂电机；所述肩部、所述胳膊手臂、所述轮毂电机、所述旋转机构、所述第一伸缩机构、所述第二伸缩机构和所述机械手分别连接所述控制器。

2.根据权利要求1所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述旋转机构包括一旋转电机、两锥齿轮、一传动轴、一端板、两底架组件、两旋转架组件和一滚珠环件；所述旋转电机固定于所述底板上；所述底架组件包括一安装平台和形成于所述安装平台一侧的一支脚，所述底架组件通过所述支脚固定于所述底板上，两个所述底架组件对置设置，且所述安装平台位于所述旋转电机上方；两所述安装平台配合形成一第一传动轴通孔，所述安装平台的上表面配合形成一第一圆环凹槽，所述第一圆环凹槽设置于所述第一传动轴通孔外围；两所述旋转架组件的底面配合形成一第二圆环凹槽和一第二传动轴通孔；所述传动轴枢接于所述第一传动轴通孔内，所述传动轴的底部连接一所述锥齿轮，所述旋转电机的输出轴连接另一所述锥齿轮，所述旋转电机通过所述锥齿轮与所述传动轴传动连接，所述传动轴穿过所述第二传动轴通孔，所述传动轴的顶部固定所述端板，所述端板与两个所述旋转架组件螺接固定；所述滚珠环件包括多个滚珠和一环形连接件，多个所述滚珠通过所述环形连接件相连形成一环体；所述滚珠环件设置于所述第一圆环凹槽和所述第二圆环凹槽配合形成的空间内；所述滚珠环件支撑所述旋转架组件；所述旋转架组件连接所述第一伸缩机构；所述旋转电机连接所述控制器。

3.根据权利要求2所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述第一伸缩机构包括螺纹伸缩杆件和一第一重型电机，所述第一重型电机和所述螺纹伸缩杆件传动连接；所述螺纹伸缩杆件连接于所述躯体与所述旋转架组件之间，所述第一重型电机连接所述控制器。

4.根据权利要求1所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述第二伸缩机构包括一第一滑块、一第二滑块、一齿条、一剪叉式伸缩组件、一伸缩驱动齿轮和一伸缩电机；所述第一滑块包括一底部滑块和一端块，所述端块连接于所述底部滑块的一端；所述底部滑块的两侧沿长度方向分别形成一伸缩导向槽；所述底部滑块的上表面连接所述齿条；所述第二滑块中空且底部开口，所述第二滑块底部开口处的两侧向内延伸形成与所述伸缩导向槽配合的凸沿；所述第二滑块邻近所述第一滑块一端的侧壁形成一电机安装槽；所述伸缩电机设置于所述电机安装槽内；所述伸缩驱动齿轮与所述伸缩电机传动连接；所述伸缩驱动齿轮与所述齿条啮合；所述剪叉式伸缩组件连接于所述端块的顶部与所述第二滑块的顶部之间；所述伸缩电机连接所述控制器。

5.根据权利要求1所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述肩部两侧内置有两个第二重型电机，所述胳膊手臂和所述第二重型电机连接处有一手臂摆动电机，所述胳膊手臂的肘部有一下臂旋转电机和一下臂摆动电机，所述胳膊手臂的手腕处有一手腕转动电机，两个所述胳膊手臂各具有5个自由度，所述第二重型电机、所述手臂摆动电机、所述下臂旋转电机、所述下臂摆动电机、所述手腕转动电机连接所述控制器。

6.根据权利要求1所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述机械手包括五个手指和五个指部电机，所述指部电机分别一一对应地安装于五个所述手指，所述指部电机连接所述控制器。

7.根据权利要求1所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，还包括一通信装置，所述通信装置连接所述控制器。

8.根据权利要求6所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述机械手安装有一红外健康监测装置，所述红外健康监测装置用于测量血压、血糖和/或脉搏，所述红外健康监测装置连接所述控制器。

9.根据权利要求6所述的有效节约空间的体旋转可伸缩家用服务机器人，其特征在于，所述头部安装有一红外测温装置，所述红外测温装置连接所述控制器。

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