仿生机器人的头部结构和仿生机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种仿生机器人的头部结构和仿生机器人，其中，头部结构包括支撑架和眉部仿真机构，眉部仿真机构包括：眉部；眉部驱动组件，设置在支撑架上；眉部连接臂组件，眉部连接臂组件的第一端与支撑架枢转连接，眉部设置在眉部连接臂组件的第二端，眉部驱动组件的驱动端与眉部连接臂组件或眉部连接以带动眉部摆动而实现眉部仿真机构的扬眉动作或皱眉动作。本发明专利技术解决了现有技术中的仿生机器人的头部结构无法实现扬眉和皱眉动作而造成仿生机器人模拟人的面部表情单一，仿真效果差的问题。

Head Structure of Bionic Robot and Bionic Robot

The invention provides a head structure of a bionic robot and a bionic robot, in which the head structure includes a support frame and an eyebrow simulation mechanism, and the eyebrow simulation mechanism includes: an eyebrow; an eyebrow driving component, which is arranged on a support frame; an eyebrow connecting arm component, the first end of the eyebrow connecting arm component pivotally connects with the support frame, and the eyebrow part is arranged at the second end of the eyebrow connecting arm component. The driving end of the eyebrow driving component is connected with the eyebrow connecting arm component or the eyebrow connecting part to drive the eyebrow swing and realize the eyebrow raising or frowning action of the eyebrow simulation mechanism. The invention solves the problem that the head structure of the bionic robot in the prior art can not realize the eyebrow raising and frowning action, which causes the bionic robot to simulate the facial expression of human being to be single and the simulation effect is poor.

【技术实现步骤摘要】
仿生机器人的头部结构和仿生机器人
本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种仿生机器人的头部结构和仿生机器人。
技术介绍
仿生机器人是能够模仿生物、从事生物特点工作的机器人，例如，在西方国家，机械宠物十分流行，仿生麻雀机器人可以担任环境监测的任务，再例如，仿人机器人可以为人类提供很多便利服务，因此，仿生机器人越来越得到人们的重视，具有很好的发展前景。为了使仿生机器人更逼真地模拟生物的特点，仿生机器人的通常设置有头部结构，这样能够方便地模拟生物的眨眼、张嘴等动作，而现有的仿生机器人的眉部通常固定设置在头部结构上，因此，现有的仿生机器人无法模拟人的扬眉和皱眉动作，从而造成现有的仿生机器人无法更逼真的模仿人高兴或愤怒时的面部表情，进而导致仿生机器人的表情单一，仿真效果差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种仿生机器人的头部结构和仿生机器人，以解决现有技术中的仿生机器人的头部结构无法实现扬眉和皱眉动作而造成仿生机器人模拟人的面部表情单一，仿真效果差的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种仿生机器人的头部结构，包括支撑架和眉部仿真机构，眉部仿真机构包括：眉部；眉部驱动组件，设置在支撑架上；眉部连接臂组件，眉部连接臂组件的第一端与支撑架枢转连接，眉部设置在眉部连接臂组件的第二端，眉部驱动组件的驱动端与眉部连接臂组件或眉部连接以带动眉部摆动。进一步地，眉部连接臂组件沿远离眉部的方向包括相连接的第一眉部连接臂和第二眉部连接臂，其中，第一眉部连接臂的远离眉部的一端沿第二眉部连接臂的长度方向可滑动地与第二眉部连接臂连接。进一步地，眉部仿真机构还包括枢接轴，第二眉部连接臂通过枢接轴与支撑架连接，枢接轴的轴线方向与竖直方向呈夹角设置。进一步地，支撑架包括顶板，眉部驱动组件包括：眉部驱动舵机，设置在顶板上；眉部驱动杆，眉部驱动杆的第一端与眉部驱动舵机的舵盘枢转连接，眉部驱动杆的第二端与第一眉部连接臂枢转连接。进一步地，支撑架包括底板和设置在底板上的脸部支撑板，头部结构还包括脸部仿真机构，脸部仿真机构包括顺次连接的脸部驱动舵机、脸部连接臂和脸部，其中，脸部驱动舵机设置在脸部支撑板上，脸部连接臂与脸部驱动舵机的舵盘连接以带动脸部摆动而模拟人脸处肌肉的运动。进一步地，眉部仿真机构和脸部仿真机构均为两个，支撑架具有沿竖直方向的纵向对称平面，两个眉部仿真机构和两个脸部仿真机构均对称设置在纵向对称平面的两侧。进一步地，支撑架包括底板和与底板连接的眼部支撑板，头部结构还包括眼部仿真机构，眼部仿真机构包括：眼球部，眼球部与眼部支撑板连接；眼皮部，眼皮部与眼部支撑板可枢转地连接，眼皮部在遮盖眼球部的闭合位置和露出眼球部的打开位置之间运动；眼皮部驱动组件，眼皮部驱动组件驱动眼皮部在闭合位置和打开位置之间运动而实现眼部仿真机构的眨眼动作。进一步地，眼球部和眼皮部均为两个，支撑架具有沿竖直方向的纵向对称平面，两个眼球部对称设置在纵向对称平面的两侧，两个眼皮部和两个眼球部一一对应设置。进一步地，眼球部具有横向对称平面，眼皮部包括上眼皮和下眼皮，上眼皮和下眼皮对称设置在横向对称平面的两侧。进一步地，支撑架还包括设置在底板上的第一电机支撑板，眼皮部驱动组件包括：眼皮部驱动舵机，设置在第一电机支撑板上；眼皮部驱动组件，包括过渡摇臂和两个眼皮部驱动杆，过渡摇臂的一端与眼皮部驱动舵机的舵盘枢转连接，两个眼皮部驱动杆的第一端均与过渡摇臂的远离眼皮部驱动舵机的一端连接，两个眼皮部驱动杆的第二端分别与上眼皮和下眼皮枢转连接。进一步地，眼部仿真机构还包括支撑臂和万向节，支撑臂的第一端与眼部支撑板连接，支撑臂的第二端通过万向节与眼球部铰接。进一步地，支撑架还包括顶板和两块中间筋板，顶板与底板相对设置，两块中间筋板设置在顶板和底板之间并相间隔地设置，眼部仿真机构还包括第一眼球部驱动组件，包括：第一眼球部驱动舵机，设置在底板上；第一眼球部驱动杆，第一眼球部驱动杆的第一端与第一眼球部驱动舵机的舵盘枢转连接；转杆组件，转杆组件可转动地设置在两块中间筋板之间，第一眼球部驱动杆的第二端与转杆组件铰接以带动转杆组件转动；第一眼球部从动杆，第一眼球部从动杆的第一端与转杆组件枢转连接，第一眼球部从动杆的第二端与眼球部的上端或下端铰接以带动眼球部绕支撑臂沿竖直方向转动。进一步地，转杆组件包括：转杆，转杆可转动地支撑在两块中间筋板之间，且转杆的两端分别穿过两块中间筋板；主动摆杆，主动摆杆与转杆连接，第一眼球部驱动杆与主动摆杆铰接；从动摆杆，从动摆杆设置在转杆的端部，第一眼球部从动杆与从动摆杆枢转连接。进一步地，主动摆杆设置在转杆的中间位置处，从动摆杆位于中间筋板的背离主动摆杆的一侧。进一步地，主动摆杆和从动摆杆呈夹角设置。进一步地，眼部仿真机构还包括第二眼球部驱动组件，包括：第二眼球部驱动舵机，设置在底板上；传动组件，第二眼球部驱动舵机通过传动组件与眼球部连接以带动眼球部绕支撑臂沿水平方向转动。进一步地，传动组件包括：传动转杆，传动转杆的第一端与底板枢转连接，传动转杆的第二端形成驱动转盘，传动转杆的轴线与第二眼球部驱动舵机的舵盘的轴线平行；同步连杆，同步连杆的两端分别与第二眼球部驱动舵机的舵盘和驱动转盘枢转连接以实现二者同步转动；第二眼球部从动杆，第二眼球部从动杆的第一端与驱动转盘枢转连接，第二眼球部从动杆的第二端与眼球部铰接。进一步地，支撑架包括底板，头部结构还包括嘴部仿真机构，嘴部仿真机构包括：上颚部，与底板固定连接；下颚部，可移动地设置在底板上，下颚部在远离上颚部的方向和朝向上颚部的方向运动以模拟人嘴部的张开和闭合；下颚部驱动组件，下颚部驱动组件与下颚部连接以驱动下颚部远离或朝向上颚部运动。进一步地，下颚部可转动地与底板连接，下颚部驱动组件包括：下颚部驱动舵机，设置在底板上；下颚部连接臂，下颚部连接臂的第一端与下颚部驱动舵机的舵盘枢转连接，下颚部连接臂的第二端与下颚部连接。进一步地，头部结构还包括面部骨架，面部骨架与支撑架连接并位于眉部仿真机构的外周侧，面部骨架上开设有多个避让孔。根据本专利技术的另一方面，提供了一种仿生机器人，包括上述的头部结构。应用本专利技术的技术方案，通过在头部结构的支撑架上设置眉部仿真机构，眉部仿真机构包括眉部、眉部驱动组件和眉部连接臂组件，其中，眉部驱动组件设置在支撑架上，眉部连接臂组件的第一端与支撑架枢转连接，眉部设置在眉部连接臂组件的第二端，眉部驱动组件的驱动端与眉部连接臂组件或眉部连接以带动眉部摆动而实现眉部仿真机构的扬眉动作或皱眉动作。这样，眉部在眉部驱动组件的驱动作用下能够实现摆动，从而达到了逼真模拟人的眉部器官运动的效果，配合于头部结构的其他仿真器官部件，能够使头部结构更有效地模拟出人高兴或愤怒时的面部表情，增加了头部结构仿真表情的多样性，进而提高了仿生机器人的仿真效果。此外，眉部驱动组件稳定安装在支撑架上，并通过眉部连接臂组件可靠地带动眉部运动，整个眉部仿真机构运动结构件少，保证了眉部运动的可靠性，使仿生机器人的头部结构能够顺利地完成扬眉动作或皱眉动作，因此，本专利技术的仿生机器人不仅提高了模拟人的面部表情的逼真性，而且具有很高的自动化程度，降低了对仿生机器人的操作复杂度。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生机器人的头部结构，其特征在于，包括支撑架(100)和眉部仿真机构(200)，所述眉部仿真机构(200)包括：眉部(210)；眉部驱动组件(220)，设置在所述支撑架(100)上；眉部连接臂组件(230)，所述眉部连接臂组件(230)的第一端与所述支撑架(100)枢转连接，所述眉部(210)设置在所述眉部连接臂组件(230)的第二端，所述眉部驱动组件(220)的驱动端与所述眉部连接臂组件(230)或所述眉部(210)连接以带动所述眉部(210)摆动。

【技术特征摘要】
1.一种仿生机器人的头部结构，其特征在于，包括支撑架(100)和眉部仿真机构(200)，所述眉部仿真机构(200)包括：眉部(210)；眉部驱动组件(220)，设置在所述支撑架(100)上；眉部连接臂组件(230)，所述眉部连接臂组件(230)的第一端与所述支撑架(100)枢转连接，所述眉部(210)设置在所述眉部连接臂组件(230)的第二端，所述眉部驱动组件(220)的驱动端与所述眉部连接臂组件(230)或所述眉部(210)连接以带动所述眉部(210)摆动。2.根据权利要求1所述的头部结构，其特征在于，所述眉部连接臂组件(230)沿远离所述眉部(210)的方向包括相连接的第一眉部连接臂(231)和第二眉部连接臂(232)，其中，所述第一眉部连接臂(231)的远离所述眉部(210)的一端沿所述第二眉部连接臂(232)的长度方向可滑动地与所述第二眉部连接臂(232)连接。3.根据权利要求2所述的头部结构，其特征在于，所述眉部仿真机构(200)还包括枢接轴(240)，所述第二眉部连接臂(232)通过所述枢接轴(240)与所述支撑架(100)连接，所述枢接轴(240)的轴线方向与竖直方向呈夹角设置。4.根据权利要求2所述的头部结构，其特征在于，所述支撑架(100)包括顶板(110)，所述眉部驱动组件(220)包括：眉部驱动舵机(221)，设置在所述顶板(110)上；眉部驱动杆(222)，所述眉部驱动杆(222)的第一端与所述眉部驱动舵机(221)的舵盘枢转连接，所述眉部驱动杆(222)的第二端与所述第一眉部连接臂(231)枢转连接。5.根据权利要求1所述的头部结构，其特征在于，所述支撑架(100)包括底板(120)和设置在所述底板(120)上的脸部支撑板(160)，所述头部结构还包括脸部仿真机构(300)，所述脸部仿真机构(300)包括顺次连接的脸部驱动舵机(310)、脸部连接臂(320)和脸部(330)，其中，所述脸部驱动舵机(310)设置在所述脸部支撑板(160)上，所述脸部连接臂(320)与所述脸部驱动舵机(310)的舵盘连接以带动所述脸部(330)摆动而模拟人脸处肌肉的运动。6.根据权利要求5所述的头部结构，其特征在于，所述眉部仿真机构(200)和所述脸部仿真机构(300)均为两个，所述支撑架(100)具有沿竖直方向的纵向对称平面，两个所述眉部仿真机构(200)和两个所述脸部仿真机构(300)均对称设置在所述纵向对称平面的两侧。7.根据权利要求1所述的头部结构，其特征在于，所述支撑架(100)包括底板(120)和与所述底板(120)连接的眼部支撑板(130)，所述头部结构还包括眼部仿真机构(400)，所述眼部仿真机构(400)包括：眼球部(410)，所述眼球部(410)与所述眼部支撑板(130)连接；眼皮部(420)，所述眼皮部(420)与所述眼部支撑板(130)可枢转地连接，所述眼皮部(420)在遮盖所述眼球部(410)的闭合位置和露出所述眼球部(410)的打开位置之间运动；眼皮部驱动组件(430)，所述眼皮部驱动组件(430)驱动所述眼皮部(420)在所述闭合位置和所述打开位置之间运动而实现所述眼部仿真机构(400)的眨眼动作。8.根据权利要求7所述的头部结构，其特征在于，所述眼球部(410)和所述眼皮部(420)均为两个，所述支撑架(100)具有沿竖直方向的纵向对称平面，两个所述眼球部(410)对称设置在所述纵向对称平面的两侧，两个所述眼皮部(420)和两个所述眼球部(410)一一对应设置。9.根据权利要求7或8所述的头部结构，其特征在于，所述眼球部(410)具有横向对称平面，所述眼皮部(420)包括上眼皮(421)和下眼皮(422)，所述上眼皮(421)和所述下眼皮(422)对称设置在所述横向对称平面的两侧。10.根据权利要求9所述的头部结构，其特征在于，所述支撑架(100)还包括设置在所述底板(120)上的第一电机支撑板(140)，所述眼皮部驱动组件(430)包括：眼皮部驱动舵机(431)，设置在所述第一电机支撑板(140)上；眼皮部驱动组件(432)，包括过渡摇臂(4321)和两个眼皮部驱动杆(4322)，所述过渡摇臂(4321)的一端与所述眼皮部驱动舵机(431)的舵盘枢转连接，所述两个眼皮部驱动杆(4322)的第一端均与所述过渡摇臂(4321)的远离所述眼皮部驱动舵机(431)的一端连接，所述两个眼皮部驱动杆(4322)的第二端分别与所述上眼皮(421)和所述下眼皮(422)枢转连接。11.根据权利要求7或8所述的头部结构，其特征在于，所述眼部仿真机构(400)还包括支撑臂(440)和万向节(450)，所述支撑臂(440)的第一端与所述眼部支撑板(130)连接，所述支撑臂(...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启合众科技有限公司，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44