CN205166941U - 一种面部表情机器人眼部结构装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种面部表情机器人眼部结构装置,其包括支撑结构、眼球结构和眼睑结构,眼球结构和眼睑结构设置在支撑结构上,眼球结构包括两个眼球驱动舵机、眼球左右转动曲柄、眼球左右转动摇杆、四个定制螺栓、眼球座、眼球、眼球支座、连接杆、眼球上下转动摇杆、眼球上下转动曲柄,本实用新型能够实现的自由度较多,结构紧凑,占用空间少,与人类眼球接近,能够实现左右、上下四个自由度的转动,并且左右、上下转动不干涉,两个方向上能够同时运动,只需控制两个驱动舵机即可,从而使机器人眼球运动更为拟人化,对于本实用新型的眼睑机构,结构简单,便于实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人眼部结构装置,具体为一种面部表情机器人眼部结构装置,属于机器人技术领域。
背景技术
面部表情机器人的研究开始于上世纪60年代,目前,国内外的许多科研机构、高校都在对面部表情机器人进行研究,经过他们的努力,仿人机器人技术得到了长足的发展。对于表情机器人的眼部结构的设计,它需要考虑人的头部形态,其尺寸大小要与人头部尺寸相协调,同时还要求机器人眼部结构的实现动作与人类眼部动作相似。目前表情机器人的眼部结构要么结构复杂,尺寸大小不合适,要么就是自由度数不够,无法像人类眼球那样自如转动。
为解决以上的技术问题,本实用新型提供了一种面部表情机器人眼部结构装置,其能够实现的自由度较多,结构紧凑,占用空间少,与人类眼球接近,能够实现左右、上下四个自由度的转动,并且左右、上下转动不干涉,两个方向上能够同时运动,只需控制两个驱动舵机即可,从而使机器人眼球运动更为拟人化。对于本实用新型的眼睑机构,结构简单,便于实现。
发明内容
针对上述情况,为解决现有技术之缺陷,本实用新型之目的就是提供了一种面部表情机器人眼部结构装置,其包括支撑结构、眼球结构和眼睑结构,其特征在于,所述的眼球结构和眼睑结构设置在所述支撑结构上,其中,所述眼球结构包括两个眼球驱动舵机、眼球左右转动曲柄、眼球左右转动摇杆、四个定制螺栓、眼球座、眼球、眼球支座、连接杆、眼球上下转动摇杆、眼球上下转动曲柄,所述眼球座和眼球之间采用球铰副铰接设置,所述眼球座安放于两个互相连接的眼球支座上,所述眼球支座通过左右两侧的所述定制螺栓支撑设置在所述支撑结构上,所述眼球座的后面设置有一钻孔,与所述眼球连接的所述连接杆从所述钻孔中伸出,所述眼球左右转动曲柄和眼球左右转动摇杆之间、所述眼球上下转动曲柄和眼球上下转动摇杆之间均为曲柄摆杆机构,这两个曲柄摆杆机构的圆弧导轨均与所述连接杆接触,眼球左右转动曲柄和眼球上下转动曲柄上均连接有一个所述眼球驱动舵机,当两个驱动舵机分别带动眼球左右转动曲柄和眼球上下转动曲柄旋转时,曲柄上的滑销会在摆杆的滑道中滑动从而使得摆杆绕着其与眼球支座的固定连接点摆动,然后带动所述连接杆摆动,所述连接杆的摆动驱动眼球在球座中左右、上下转动。
进一步,作为优选,所述眼睑结构包括眼睑驱动舵机、眼睑摆杆和眼睑曲柄,其中,所述眼睑曲柄与所述眼睑驱动舵机连接驱动,所述眼睑摆杆和眼睑曲柄构成曲柄摇杆机构,所述眼睑驱动舵机带动眼睑曲柄旋转,眼睑曲柄上的滑销在眼睑摆杆的滑道中滑动,从而驱使眼睑摆杆绕着其与眼球支座的固定连接点摆动,实现眨眼动作。
进一步,作为优选,所述的支撑结构包括眼部支撑件、眼部基座、舵机支撑板和舵机机座,其中,所述定制螺栓与眼部支撑件相连,眼部支撑件安装在眼部基座,眼球驱动舵机和眼睑驱动舵机均安放于所述舵机机座上,所述舵机机座通过舵机支撑板连接到眼部基座上。
进一步,作为优选,所述眼球左右转动的最大角度为±35°,所述眼球上下能转动的最大角度为±45°,所述眼睑摆杆的摆动角度为80°。
进一步,作为优选,所述眼球的直径大小为25mm。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供的一种面部表情机器人眼部结构装置,其能够实现的自由度较多,结构紧凑,占用空间少,与人类眼球接近,能够实现左右、上下四个自由度的转动,并且左右、上下转动不干涉,两个方向上能够同时运动,只需控制两个驱动舵机即可,从而使机器人眼球运动更为拟人化。对于本实用新型的眼睑机构,结构简单,便于实现。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种面部表情机器人眼部结构装置结构示意图;
图2为本实用新型提供的一种面部表情机器人眼部结构装置的眼睑机构的结构示意图;
其中,1、驱动舵机,2、眼球左右转动曲柄,3、眼球左右转动摇杆,4、定制螺栓,5、眼球座,6、眼球,7、眼球支座,8、连接杆,9、眼部支撑件,10、眼球上下转动摇杆,11、眼球上下转动曲柄,12、眼部基座,13、舵机支撑板,14、舵机机座,15、眼睑摆杆,16、眼睑曲柄。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1-2所示,本实用新型提供了一种面部表情机器人眼部结构装置,其包括支撑结构、眼球结构和眼睑结构,所述的眼球结构和眼睑结构设置在所述支撑结构上,其中,所述眼球结构包括两个眼球驱动舵机1、眼球左右转动曲柄2、眼球左右转动摇杆3、四个定制螺栓4、眼球座5、眼球6、眼球支座7、连接杆8、眼球上下转动摇杆10、眼球上下转动曲柄11,所述眼球座5和眼球6之间采用球铰副铰接设置,所述眼球座5安放于两个互相连接的眼球支座7上,所述眼球支座7通过左右两侧的所述定制螺栓4支撑设置在所述支撑结构上,所述眼球座5的后面设置有一钻孔,与所述眼球6连接的所述连接杆8从所述钻孔中伸出,所述眼球左右转动曲柄2和眼球左右转动摇杆3之间、所述眼球上下转动曲柄11和眼球上下转动摇杆10之间均为曲柄摆杆机构,这两个曲柄摆杆机构的圆弧导轨均与所述连接杆8接触,眼球左右转动曲柄2和眼球上下转动曲柄11上均连接有一个所述眼球驱动舵机1,当两个眼球驱动舵机分别带动眼球左右转动曲柄2和眼球上下转动曲柄11旋转时,曲柄上的滑销会在摆杆的滑道中滑动从而使得摆杆绕着其与眼球支座7的固定连接点摆动,然后带动所述连接杆8摆动,所述连接杆的摆动驱动眼球在球座中左右、上下转动。
在本实施例中,眼睑机构需要实现类似人的眨眼动作,同样采用曲柄摆杆机构,如图2所示,所述眼睑结构包括眼睑驱动舵机1、眼睑摆杆15和眼睑曲柄16,其中,所述眼睑曲柄16与所述眼睑驱动舵机1连接驱动,所述眼睑摆杆15和眼睑曲柄16构成曲柄摇杆机构,所述眼睑驱动舵机带动眼睑曲柄旋转,眼睑曲柄16上的滑销在眼睑摆杆的滑道中滑动,从而驱使眼睑摆杆绕着其与眼球支座的固定连接点摆动,实现眨眼动作。所述的支撑结构包括眼部支撑件9、眼部基座12、舵机支撑板13和舵机机座14,其中,所述定制螺栓4与眼部支撑件9相连,眼部支撑件9安装在眼部基座12上,眼球驱动舵机1和眼睑驱动舵机1均安放于所述舵机机座14上,所述舵机机座14通过舵机支撑板13连接到眼部基座上。
另外,通过对眼球结构的仿真分析,所述眼球左右转动的最大角度为±35°,所述眼球上下能转动的最大角度为±45°,所述眼睑摆杆的摆动角度为80°。为了与人类眼球接近,所述眼球的直径大小为25mm。
本实用新型能够实现的自由度较多,结构紧凑,占用空间少,与人类眼球接近,能够实现左右、上下四个自由度的转动,并且左右、上下转动不干涉,两个方向上能够同时运动,只需控制两个驱动舵机即可,从而使机器人眼球运动更为拟人化。对于本实用新型的眼睑机构,结构简单,便于实现。
以上实施方式仅用于说明本实用新型,而并非对本实用新型的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (5)
1.一种面部表情机器人眼部结构装置,其包括支撑结构、眼球结构和眼睑结构,其特征在于,所述的眼球结构和眼睑结构设置在所述支撑结构上,其中,所述眼球结构包括两个眼球驱动舵机、眼球左右转动曲柄、眼球左右转动摇杆、四个定制螺栓、眼球座、眼球、眼球支座、连接杆、眼球上下转动摇杆、眼球上下转动曲柄,所述眼球座和眼球之间采用球铰副铰接设置,所述眼球座安放于两个互相连接的眼球支座上,所述眼球支座通过左右两侧的所述定制螺栓支撑设置在所述支撑结构上,所述眼球座的后面设置有一钻孔,与所述眼球连接的所述连接杆从所述钻孔中伸出,所述眼球左右转动曲柄和眼球左右转动摇杆之间、所述眼球上下转动曲柄和眼球上下转动摇杆之间均为曲柄摆杆机构,这两个曲柄摆杆机构的圆弧导轨均与所述连接杆接触,眼球左右转动曲柄和眼球上下转动曲柄上均连接有一个所述眼球驱动舵机,当两个眼球驱动舵机分别带动眼球左右转动曲柄和眼球上下转动曲柄旋转时,眼球左右转动曲柄和眼球上下转动曲柄上的滑销会在摆杆的滑道中滑动,从而使得摆杆绕着其与眼球支座的固定连接点摆动,然后带动所述连接杆摆动,所述连接杆的摆动驱动眼球在球座中左右、上下转动。
2.根据权利要求1所述的一种面部表情机器人眼部结构装置,其特征在于,所述眼睑结构包括眼睑驱动舵机、眼睑摆杆和眼睑曲柄,其中,所述眼睑曲柄与所述眼睑驱动舵机连接驱动,所述眼睑摆杆和眼睑曲柄构成曲柄摇杆机构,所述眼睑驱动舵机带动眼睑曲柄旋转,眼睑曲柄上的滑销在眼睑摆杆的滑道中滑动,从而驱使眼睑摆杆绕着其与眼球支座的固定连接点摆动,实现眨眼动作。
3.根据权利要求2所述的一种面部表情机器人眼部结构装置,其特征在于,所述的支撑结构包括眼部支撑件、眼部基座、舵机支撑板和舵机机座,其中,所述定制螺栓与眼部支撑件相连,眼部支撑件安装在眼部基座,眼球驱动舵机和眼睑驱动舵机均安放于所述舵机机座上,所述舵机机座通过舵机支撑板连接到眼部基座上。
4.根据权利要求3所述的一种面部表情机器人眼部结构装置,其特征在于,所述眼球左右转动的最大角度为±35°,所述眼球上下能转动的最大角度为±45°,所述眼睑摆杆的摆动角度为80°。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种面部表情机器人眼部结构装置,其特征在于,所述眼球的直径大小为25mm。
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