一種用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構的制作方法

本發明屬于智能機器人技術領域，尤其是涉及一種用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構。

背景技術：

機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。隨著科技的發展，越來越多的機器人走入了普通場所，如幼兒園或者一些室內娛樂場所，常用于拍照和簡單對話，而現有機器人頭部運動結構較為復雜，需要先驅動一個方向轉動，然后再驅動另一個方向轉動，從而達到需要轉動角度位置，而不能一次性實現兩個方向的轉動。

為了對現有技術進行改進，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種機器人[申請號：CN201610152976.X]，包括底盤；支撐臂，支撐臂繞第一樞轉軸線可上下擺動地設置在底盤上；頭部，設置在支撐臂上；第一驅動機構，設置在底盤內或者設置在支撐臂內，第一驅動機構驅動支撐臂，以使支撐臂具有回收位置及外擺位置。

上述方案雖然在一定程度上解決了現有技術的不足，但是不能一次性實現兩個方向的轉動，整體設計還不夠合理。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，結構簡單的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：本用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構包括轉動套接在中心軸上的小齒輪連桿，所述的小齒輪連桿的下部固定套接有小齒輪，所述的小齒輪連桿外轉動套接有大齒輪連桿，所述的大齒輪連桿的下部固定套接有大齒輪，所述的中心軸的上端轉動套接有第一傘齒輪，所述的第一傘齒輪與第二傘齒輪相嚙合，所述的大齒輪連桿上設有供頭部固定板固定套接的轉動軸，所述的第二傘齒輪周向固定套接在轉動軸上，當大齒輪轉動時能夠帶動大齒輪連桿周向轉動從而帶動頭部固定板縱向擺動和左右搖動。更具體地說，大齒輪連桿周向轉動帶動機器人頭部左右搖動，因為第二傘齒輪和第一傘齒輪相嚙合，大齒輪連桿轉動時帶動第二傘齒輪沿著第一傘齒輪縱向轉動，從而實現機器人頭部的上下擺動，相當于人體的點頭功能，通過一次驅動即可實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動兩個功能，在兩個方向上同時實現轉動，整體設計合理，結構簡單。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的小齒輪連桿的上端與第一傘齒輪固定連接，當小齒輪轉動時通過帶動第一傘齒輪水平轉動從而帶動第二傘齒輪縱向轉動使得頭部固定板縱向擺動。通過單獨轉動小齒輪可以獨立實現機器人頭部的上下擺動，相當于人體的點頭功能。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的大齒輪連桿的上部兩側分別設有固定側板，所述的轉動軸設置在固定側板之間，所述的固定側板上開有供轉動軸端部定位的側定位槽，所述的轉動軸上套接有軸承，所述的軸承位于側定位槽和轉動軸之間。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的固定側板包括固定板和安裝板，所述的固定板與大齒輪連桿一體制，所述的固定板上開有安裝槽，所述的安裝板安裝在安裝槽上，所述的固定板上設有位于安裝槽上部的安裝平面，所述的安裝板上開有與安裝平面相貼合的槽切面。將頭部固定板固定在轉動軸上，然后將轉動軸的端部架設在固定板的開口上，然后再將安裝板安裝在固定板的側部實現轉動軸的定位，利于頭部固定板的安裝和拆卸。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的側定位槽位于安裝板上，所述的固定板上開有與側定位槽相通的開口，所述的安裝平面上開有位于安裝槽和開口之間的弧形導向口，所述的轉動軸的端部穿過開口插入到側定位槽中。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的第二傘齒輪上設有與頭部固定板相配合的切面，所述的第二傘齒輪中部設有轉動孔且轉動孔內壁上開有傘齒輪定位槽，所述的轉動軸的側部外壁開有軸定位槽，所述的第二傘齒輪和轉動軸之間設有定位塊，所述的定位塊的一部分插于傘齒輪定位槽中，定位塊另一部分插于軸定位槽中。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的第一傘齒輪和中心軸之間設有上內軸承，所述的小齒輪連桿和中心軸之間設有下內軸承，所述的大齒輪連桿的上部和第一傘齒輪之間設有上外軸承，大齒輪連桿的下部和小齒輪連桿之間設有下外軸承。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的中心軸的上端設有上固定板，所述的上內軸承位于上固定板和小齒輪連桿之間。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的小齒輪連桿的上部外壁上開有上內環形凹槽，所述的大齒輪連桿內壁上開有上外環形凹槽，所述的上內環形凹槽和上外環形凹槽共同圍成容置槽，所述的第一傘齒輪的下部軸向延伸有與插于容置槽的固定凸環。

在上述的用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構中，所述的小齒輪通過固定螺釘可拆卸固定在小齒輪連桿上，所述的第一傘齒輪和小齒輪連桿通過固定螺釘可拆卸固定連接，所述的大齒輪通過固定螺釘可拆卸固定在大齒輪連桿上，所述的小齒輪和大齒輪之間設有墊圈。利于各個部件之間的安裝和拆卸。

與現有的技術相比，本用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構的優點在于：大齒輪連桿周向轉動帶動機器人頭部左右搖動，因為第二傘齒輪和第一傘齒輪相嚙合，大齒輪連桿轉動時帶動第二傘齒輪沿著第一傘齒輪縱向轉動，從而實現機器人頭部的上下擺動，相當于人體的點頭功能，通過一次驅動即可實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動兩個功能，可以實現幾個方向同時運動，可像人類頭部一樣斜向轉動頭部，有更好的轉動適用范圍以及更好的擺頭效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的結構示意圖。

圖2是本發明提供的剖視圖。

圖3是本發明提供的大齒輪連桿的結構示意圖。

圖4是本發明提供的安裝板的結構示意圖。

圖5是本發明提供的第二傘齒輪的結構示意圖。

圖6是本發明提供的轉動軸的結構示意圖。

圖中，中心軸1、小齒輪連桿2、小齒輪3、同步帶4、第一驅動電機5、大齒輪連桿6、大齒輪7、第二驅動電機8、第一傘齒輪9、第二傘齒輪10、轉動軸11、固定側板12、側定位槽13、固定板14、安裝板15、安裝槽16、安裝平面17、槽切面18、開口19、弧形導向口20、切面21、傘齒輪定位槽22、軸定位槽23、定位塊24、上內軸承25、下內軸承26、上外軸承27、下外軸承28、上固定板29、固定凸環30、頭部固定板31。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1-6所示，本用于實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動的傳動機構包括轉動套接在中心軸1上的小齒輪連桿2，小齒輪連桿2的下部固定套接有小齒輪3，小齒輪連桿2外轉動套接有大齒輪連桿6，大齒輪連桿6的下部固定套接有大齒輪7，中心軸1的上端轉動套接有第一傘齒輪9，第一傘齒輪9與第二傘齒輪10相嚙合，大齒輪連桿6上設有供頭部固定板31固定套接的轉動軸11，第二傘齒輪10周向固定套接在轉動軸11上，當大齒輪7轉動時能夠帶動大齒輪連桿6周向轉動從而帶動頭部固定板31縱向擺動和左右搖動。更具體地說，大齒輪連桿6周向轉動帶動機器人頭部左右搖動，因為第二傘齒輪10和第一傘齒輪9相嚙合，大齒輪連桿6轉動時帶動第二傘齒輪10沿著第一傘齒輪9縱向轉動，從而實現機器人頭部的上下擺動，相當于人體的點頭功能，通過一次驅動即可實現機器人頭部縱向擺動和左右搖動兩個功能，在兩個方向上同時實現轉動，整體設計合理，結構簡單。

其中，小齒輪3通過同步帶4與能夠驅動小齒輪3轉動的第一驅動電機5相連接，大齒輪7通過同步帶4與能夠驅動大齒輪7轉動的第二驅動電機8相連接，小齒輪連桿2的上端與第一傘齒輪9固定連接，當小齒輪3轉動時通過帶動第一傘齒輪9水平轉動從而帶動第二傘齒輪10縱向轉動使得頭部固定板31縱向擺動。通過單獨轉動小齒輪3可以獨立實現機器人頭部的上下擺動，相當于人體的點頭功能。

其中，大齒輪連桿6的上部兩側分別設有固定側板12，轉動軸11設置在固定側板12之間，固定側板12上開有供轉動軸11端部定位的側定位槽13，轉動軸11上套接有軸承，軸承位于側定位槽13和轉動軸11之間。更具體地說，固定側板12包括固定板14和安裝板15，固定板14與大齒輪連桿6一體制，固定板14上開有安裝槽16，安裝板15安裝在安裝槽16上，固定板14上設有位于安裝槽16上部的安裝平面17，安裝板15上開有與安裝平面17相貼合的槽切面18。將頭部固定板31固定在轉動軸11上，然后將轉動軸11的端部架設在固定板14的開口19上，然后再將安裝板15安裝在固定板14的側部實現轉動軸11的定位，利于頭部固定板31的安裝和拆卸。側定位槽13位于安裝板15上，固定板14上開有與側定位槽13相通的開口19，安裝平面17上開有位于安裝槽16和開口19之間的弧形導向口20，轉動軸11的端部穿過開口19插入到側定位槽13中。

其中，第二傘齒輪10上設有與頭部固定板31相配合的切面21，第二傘齒輪10中部設有轉動孔且轉動孔內壁上開有傘齒輪定位槽22，轉動軸11的側部外壁開有軸定位槽23，第二傘齒輪10和轉動軸11之間設有定位塊24，定位塊24的一部分插于傘齒輪定位槽22中，定位塊24另一部分插于軸定位槽23中。第一傘齒輪9和中心軸1之間設有上內軸承25，小齒輪連桿2和中心軸1之間設有下內軸承26，大齒輪連桿6的上部和第一傘齒輪9之間設有上外軸承27，大齒輪連桿6的下部和小齒輪連桿2之間設有下外軸承28。中心軸1的上端設有上固定板29，上內軸承25位于上固定板29和小齒輪連桿2之間。小齒輪連桿2的上部外壁上開有上內環形凹槽，大齒輪連桿6內壁上開有上外環形凹槽，上內環形凹槽和上外環形凹槽共同圍成容置槽，第一傘齒輪9的下部軸向延伸有與插于容置槽的固定凸環30。

其中，所述的小齒輪3通過固定螺釘可拆卸固定在小齒輪連桿2上，所述的第一傘齒輪9和小齒輪連桿2通過固定螺釘可拆卸固定連接，所述的大齒輪7通過固定螺釘可拆卸固定在大齒輪連桿6上，所述的小齒輪3和大齒輪7之間設有墊圈。利于各個部件之間的安裝和拆卸。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。