CN203344065U - 仿人机器头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及拟人机器人领域，特别涉及一种仿人机器头机构。一种仿人机器头，双耳、眼球、双眉、眼睑、嘴巴以及颈部组成，双耳、眼球、双眉、眼睑、嘴巴以及颈部组成均连接在头部主体框架上，头部主体框架包括第一金属板、第二金属板和第三金属板，第一金属板和第二金属板通过第一金属杆、第二金属杆、第三金属杆固定连接；第二金属板和第三金属板通过第四金属杆、第五金属杆、第六金属杆及第七金属杆固定连接。本实用新型的机构可以模拟人的眨眼、动眉、侧耳、抬头、低头、摇头以及张嘴等动作，并能组合成多种多样的表情及动作。
Description
技术领域
本实用新型涉及拟人机器人领域，特别涉及一种仿人机器头机构。
背景技术
人们对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史，人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。1959年，第一台工业机器人在美国诞生，近几十年，各种用途的机器人相继问世，使人类的许多梦想变成了现实。随着机器人工作环境和工作任务的复杂化，要求机器人具有更高的运动灵活性和在特殊未知环境的适应性，机器人简单的轮子和履带的移动机构已不能适应多变复杂的环境要求。在仿生技术、控制技术和制造技术不断发展的今天，仿人及仿生物机器人相继被研制出来，仿生机器人已经成为机器人家族中的重要成员。
仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的***，能从事生物特点工作的机器人。仿生机器人的类型很多，主要为仿人、仿生物和生物机器人3大类。仿生机器人的主要特点：一是多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人，机构复杂；二是其驱动方式有些不同于常规的关节型机器人，通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金等驱动。
实用新型内容
本实用新型提供一种仿人机器头机构，该机构可以模拟人的眨眼、动眉、侧耳、抬头、低头、摇头以及张嘴，组合成多种多样的表情及动作。
本实用新型技术解决方案：
一种仿人机器头，双耳1、眼球3、双眉6、眼睑2、嘴巴4以及颈部5组成，其特征在于：所述双耳1、眼球3、双眉6、眼睑2、嘴巴4以及颈部5组成均连接在头部主体框架上，所述头部主体框架包括第一金属板7、第二金属板9和第三金属板16，第一金属板7和第二金属板9通过第一金属杆8、第二金属杆10、第三金属杆11固定连接；第二金属板9和第三金属板16通过第四金属杆12、第五金属杆13、第六金属杆14及第七金属杆15固定连接。
所述眼球3通过第八金属杆27连接在第二金属板9上，所述眼球3与第八金属杆27通过第二万向结构36连接，所述眼球3在第一传力杆23和第二传力杆25的牵引下绕第二万向结构36做上下左右四自由度运动。
所述第一传力杆23、第二传力杆25通过L型金属构件30与第三传力杆29连接并与第一舵机19相连组成一个传力回路，通过第一舵机19牵引眼球做两个自由度运动；通过第二舵机20牵引眼球做另外两个自由度运动。
所述眼睑2通过左右各一个的第九金属杆26、第十金属杆28连接在头部主体框架上，所述眼睑2通过杆端关节承轴结构与第九金属杆26、第十金属杆28连接，所述眼睑2并通过第五传力杆22、第六传力杆24的牵引绕杆端关节承轴转动。
所述第五传力杆22、第六传力杆24由第三舵机17牵引和第四舵机18驱动。
所述颈部5通过头部金属框架连接在金属横条56上，金属横条56为凹槽结构，由第五舵机58经第一传力杠杆57带动以实现头部的仰起和低下动作；所述头部金属框架经三个在圆形凹槽内的圆球39架在基座上并由第六舵机38带动以实现头部的转向。
所述嘴部4由第七舵机53经第七传力杆55带动下巴54运动以实现嘴巴的张开和闭拢。
所述双耳1包括左耳朵52和右耳朵，左耳朵52与金属环51连接，金属环51通过第一万向轴42连接在头部金属框架上，第八舵机43和第九舵机50分别通过第二万向轴41和第三万向轴40带动金属环51运动，使金属环51做四自由度运动，所述右耳朵通过第十舵机44和第十一舵机45实现四自由度运动。
所述双眉6包括左眉毛47和右眉毛，左眉毛47由第十二舵机49带动连接在金属舵机摇臂48上运动；所述右眉毛通过第十三舵机46实现运动。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的机构可以模拟人的眨眼、动眉、侧耳、抬头、低头、摇头以及张嘴等动作，并能组合成多种多样的表情及动作。
附图说明
图1为本实用新型正面示意图。
图2为本实用新型主体框架的中间层。
图3为本实用新型主体框架底层。
图4为本实用新型主体框架中间层俯视图。
图5为本实用新型主体框架中间层侧视图。
图6为本实用新型的眼部后视图。
图7为本实用新型的颈部底座示意图。
图8为本实用新型的颈部和嘴部侧视图。
图9为本实用新型的顶层，包含双耳和双眉。
图10为本实用新型的顶层侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
实施例：
如图1至图3所示，一种仿人机器头，双耳1、眼球3、双眉6、眼睑2、嘴巴4以及颈部5组成，所述双耳1、眼球3、双眉6、眼睑2、嘴巴4以及颈部5组成均连接在头部主体框架上，所述头部主体框架包括第一金属板7、第二金属板9和第三金属板16，第一金属板7和第二金属板9通过第一金属杆8、第二金属杆10、第三金属杆11固定连接；第二金属板9和第三金属板16通过第四金属杆12、第五金属杆13、第六金属杆14及第七金属杆15固定连接。
如图4至图6所示，所述眼球3通过第八金属杆27连接在第二金属板9上，所述眼球3与第八金属杆27通过第二万向结构36连接，所述眼球3在第一传力杆23和第二传力杆25的牵引下绕第二万向结构36做上下左右四自由度运动。所述第一传力杆23、第二传力杆25通过L型金属构件30与第三传力杆29连接并与第一舵机19相连组成一个传力回路，通过第一舵机19牵引眼球做两个自由度运动；通过第二舵机20牵引眼球做另外两个自由度运动。所述眼睑2通过左右各一个的第九金属杆26、第十金属杆28连接在头部主体框架上，所述眼睑2通过杆端关节承轴结构与第九金属杆26、第十金属杆28连接，所述眼睑2并通过第五传力杆22、第六传力杆24的牵引绕杆端关节承轴转动。所述第五传力杆22、第六传力杆24由第三舵机17牵引和第四舵机18驱动。
如图7和图8所示，所述颈部5通过头部金属框架连接在金属横条56上，金属横条56为凹槽结构，由第五舵机58经第一传力杠杆57带动以实现头部的仰起和低下动作；所述头部金属框架经三个在圆形凹槽内的圆球39架在基座上并由第六舵机38带动以实现头部的转向。所述嘴部4由第七舵机53经第七传力杆55带动下巴54运动以实现嘴巴的张开和闭拢。
如图9和图10所示，所述双耳1包括左耳朵52和右耳朵，左耳朵52与金属环51连接，金属环51通过第一万向轴42连接在头部金属框架上，第八舵机43和第九舵机50分别通过第二万向轴41和第三万向轴40带动金属环51运动，使金属环51做四自由度运动，所述右耳朵通过第十舵机44和第十一舵机45实现四自由度运动。所述双眉6包括左眉毛47和右眉毛，左眉毛47由第十二舵机49带动连接在金属舵机摇臂48上运动；所述右眉毛通过第十三舵机46实现运动。
具体工作过程：
双耳具有四自由度，由两个舵机带动，其中每个舵机分别带动两个自由度。耳朵安装在主体框架顶部，双耳呈V型结构分别延伸至两边侧面。
双眉与舵机金属摇臂连接由舵机带动，双眉安装在主体框架顶部向正前方延伸，在双眼的正上方。
眼球通过杆端万向结构连接在主体框架的中间层，由两个舵机分别各自牵引两个自由度内的运动使得眼球能够在四自由度内运动。每个舵机通过回形结构可以控制两个眼球的2自由度内的运动以此实现两个舵机控制两个眼球的四自由度运动。舵机安装在主体框架的中间层。
眼睑半包住眼球，眼睑由一个舵机带动两个传力杆构成的”<”型结构分别带动上眼睑和下眼睑，使得眼睑能够眨动。带动眼睑的舵机安装在主体框架的中间层。
嘴巴安装在主体框架的外底部，由一个安装在主体框架内底部的舵机通过传力杆带动下巴，使得嘴巴能够张开和闭拢。
颈部由一个倒置的凹槽金属条与一个金属支架构成T字型结构凹槽金属条可绕金属支架与凹槽金属条的接点转动，整个头部主体框架安装在凹槽金属条的顶部，凹槽金属条的尾端由一根传力杆与一个舵机相连，舵机带动整个头部运动，以此实现抬头和低头的动作。
颈部通过三个万向滚珠架在底座上，整个头部由一个舵机带动可进行左右转动，以此实现摇头、转头的动作。
综上，本实用新型达到预期目的。
Claims (9)
1.一种仿人机器头，由双耳(1)、眼球(3)、双眉(6)、眼睑(2)、嘴巴(4)以及颈部(5)组成，其特征在于：所述双耳(1)、眼球(3)、双眉(6)、眼睑(2)、嘴巴(4)以及颈部(5)组成均连接在头部主体框架上，所述头部主体框架包括第一金属板(7)、第二金属板(9)和第三金属板(16)，第一金属板(7)和第二金属板(9)通过第一金属杆(8)、第二金属杆(10)、第三金属杆(11)固定连接；第二金属板(9)和第三金属板(16)通过第四金属杆(12)、第五金属杆(13)、第六金属杆(14)及第七金属杆(15)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述眼球(3)通过第八金属杆(27)连接在第二金属板(9)上，所述眼球(3)与第八金属杆(27)通过第二万向结构(36)连接，所述眼球(3)在第一传力杆(23)和第二传力杆(25)的牵引下绕第二万向结构(36)做上下左右四自由度运动。
3.根据权利要求2所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述第一传力杆(23)、第二传力杆(25)通过L型金属构件(30)与第三传力杆(29)连接并与第一舵机(19)相连组成一个传力回路，通过第一舵机(19)牵引眼球做两个自由度运动；通过第二舵机(20)牵引眼球做另外两个自由度运动。
4.根据权利要求1所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述眼睑(2)通过左右各一个的第九金属杆(26)、第十金属杆(28)连接在头部主体框架上，所述眼睑(2)通过杆端关节承轴结构与第九金属杆(26)、第十金属杆(28)连接，所述眼睑(2)并通过第五传力杆(22)、第六传力杆(240的牵引绕杆端关节承轴转动。
5.根据权利要求4所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述第五传力杆(22)、第六传力杆(24)由第三舵机(17)牵引和第四舵机(18)驱动。
6.根据权利要求1所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述颈部(5)通过头部金属框架连接在金属横条(56)上，金属横条(56)为凹槽结构，由第五舵机(58)经第一传力杠杆(57)带动以实现头部的仰起和低下动作；所述头部金属框架经三个在圆形凹槽内的圆球(39)架在基座上并由第六舵机(38)带动以实现头部的转向。
7.根据权利要求1所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述嘴巴(4)由第七舵机(53)经第七传力杆(55)带动下巴(54)运动以实现嘴巴的张开和闭拢。
8.根据权利要求1所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述双耳(1)包括左耳朵(52)和右耳朵，左耳朵(52)与金属环(51)连接，金属环(51)通过第一万向轴(42)连接在头部金属框架上，第八舵机(43)和第九舵机(50)分别通过第二万向轴(41)和第三万向轴(40)带动金属环(51)运动，使金属环(51)做四自由度运动，所述右耳朵通过第十舵机(44)和第十一舵机(45)实现四自由度运动。
9.根据权利要求1所述的一种仿人机器头，其特征在于：所述双眉(6)包括左眉毛(47)和右眉毛，左眉毛(47)由第十二舵机(49)带动连接在金属舵机摇臂(48)上运动；所述右眉毛通过第十三舵机(46)实现运动。
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