一种实现人类面部表情的机器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种实现人类面部表情的机器，其特征在于：包括颈部底座、脸颊板、鼻骨、眼球，所述颈部底座上设有支撑架，支撑架两侧对称设有支撑转轴，支撑转轴装配在脸颊板下端的通孔中，支撑架上装配有头部支撑杆，两个脸颊板之间靠近底部装配有下颌板，两个脸颊板之间位于下颌板的上方设有上颌板，两个脸颊板的内侧位于上颌板上方分别设有支撑板一，支撑板一上设有鼻骨；所述脸颊板的内侧面分别设有支撑板二，两个支撑板二之间设有眼球支撑板，两个所述脸颊板内侧位于眼球上方对称设有眼皮支撑架，本实用新型专利技术以舵机控制的、具有多模块的、结构简单的面部表情机器人样机。

A machine that implements human facial expressions

The utility model relates to a machine for realizing human facial expression, which consists of a neck base, a cheek plate, a nose bone, an eyeball. A support frame is provided on the neck base, a supporting rotating shaft is arranged on both sides of the support frame, the supporting shaft is assembled in the through hole of the lower end of the cheek plate, and a head support is assembled on the support frame. The two cheek plates are fitted with a mandibular plate near the bottom, the two cheek plates are located on the upper jaw plate above the mandibular board, and the inner side of the two cheek plates is separately provided with a supporting plate above the upper jaw plate, and the support plate is provided with a nasal bone. The inner face of the cheek plate is divided into the support plate two and the two support plate two. An eyeball support plate is arranged between the two cheek plates and the inner side of the eyeball is arranged on the top of the eyeball. The utility model has a multi module and simple structure of facial expression robot controlled by a rudder.

【技术实现步骤摘要】
一种实现人类面部表情的机器
本技术涉及自动化机械
，具体涉及一种实现人类面部表情的机器。
技术介绍
20世纪以来，随着经济和科技的高速发展，机器人已逐渐走进工厂进入人类生活，其中以能与人类交互的仿人机器人最为引人瞩目，欧美及日韩等过等国开展仿人面部表情的机器人的研究工作较早。日本作为机器人大国，在高仿真度的仿人机器人研究领域处于领先地位。如小林弘研制出世界上第一个能够上课的仿人机器人“佐屋”。麻省理工学院的辛西娅·布雷齐尔博士创造出可以和人类进行视觉交流的机器人它的面部表情拥有与人类面部表情类似的特征可以根据人的动作和表情表达出自己的喜怒哀乐还能做出与人类接近的手势甚至是耸肩、扭屁股之类。在国内，仿人面部机器人的研究还处于起步阶段，由诌人啁制造的硅胶高仿机器人，需要79道制作工序，而且材料价格昂贵，高端技术人员欠缺，制造过程十分复杂。我国哈尔滨工业大学智能机械研究所在1996年研制了孙中山先生机器人。在2004年对其进行了改造，选用制作电影时的材料作为面部表皮加入了心理模型系统。这些机器人基本完成了在外形上与人相似但是内部机械结构复杂质量过大造价昂贵。
技术实现思路
为克服所述不足，本技术的目的在于提供实现人类面部表情的机器，以舵机控制的、具有多模块的、结构简单的面部表情机器人样机。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实现人类面部表情的机器，包括颈部底座、脸颊板、鼻骨、眼球，所述颈部底座上设有支撑架，支撑架两侧对称设有支撑转轴，支撑转轴装配在脸颊板下端的通孔中，支撑架上装配有头部支撑杆，头部支撑杆与颈肌气缸的下端装配在一起，颈肌气缸的上端与头部连接杆装配在一起，所述头部连接杆的两端分别与一个脸颊板的上端内侧面固定连接在一起；两个脸颊板之间靠近底部装配有下颌板，所述下颌板两侧对称设有连接板，连接板通过转轴装配在脸颊板上，实现下颌板在两个脸颊板之间上下转动，所述连接板之间设有传动杆，传动杆上套装从动齿轮，从动齿轮与四号舵机输出端的主动齿轮啮合在一起；两个脸颊板之间位于下颌板的上方设有上颌板，两个脸颊板的内侧位于上颌板上方分别设有支撑板一，支撑板一上设有鼻骨；所述脸颊板的内侧面分别设有支撑板二，两个支撑板二之间设有眼球支撑板，眼球支撑板的侧边设有转轴，转轴装配在支撑板二上的安装孔内，所述眼球支撑板上对称设有两个眼球，眼球的后侧分别与眼球丝杠的两端连接，眼球丝杠通过连接件与一号舵机的输出端啮合在一起，一号舵机设在眼球支撑板上，二号舵机放在支撑板二上，二号舵机的输出端通过联轴器与眼球支撑板后侧的连接轴连接在一起；两个所述脸颊板内侧位于眼球上方对称设有眼皮支撑架，眼皮支撑架上设有安装孔，安装孔内设有眼皮转轴，眼皮转轴的一端固定有眼皮，眼皮位于眼球上方，眼皮转轴的另一端与眼皮连杆二的一端垂直连接，两个眼皮连杆二的另一端通过眼皮连杆一连接在一起，所述眼皮连杆一上装配有从动齿轮，从动齿轮与三号舵机的输出端的主动齿轮啮合在一起，三号舵机带动眼皮上下活动，实现眨眼功能；两个所述脸颊之间的顶部固定有脑壳。具体地，所述头部支撑杆与头部连接杆之间的中心距离为193mm。具体地，所述颈肌气缸采用MA16*50-S的气缸。具体地，所述一号舵机、二号舵机、三号舵机选型为转动角度为180度的迷你舵机，型号都为SG90；四号舵机选型为MG996R。本技术具有以下有益效果：面部表情机器人由机械本体、控制系统、舵机驱动系统等部分组成，控制系统根据实验人员的不同要求对机器人发出指令通过舵机驱动系统控制机器人各个结构的运动，最后实现所需的面部表情；机器人采用4个舵机联动控制，实现机器人的不同面部表情。舵机能产生较大转矩，适用与需要角度不断变化并可以保持的机构。舵机转动角度范围0-180°通过周期为20ms的PWM信号控制，PWM信号高电平延时时间在0.5-2.5ms之间，高电平的延时时间决定了舵机的角度。这就解决了面部机器人难于控制表情的困难。另外与国内外同类机器人相比，本研究所涉及的机器人具有内部结构简单，空间利用率大，易于控制，重量较轻且成本低廉等优势；且各功能互不干涉，可以同时实现，生动形象模仿人类表情。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的俯视图。图3为本技术的侧视图。图4为本技术的主视图。图5为本技术的后视图。图6为本技术眼球部位的放大图。图中1脸颊板，2下颌板，21连接板，22上颌板，23传动杆，24四号舵机，3鼻骨，31支撑板一，4眼球，41眼睛支撑板，42支撑板二，43眼皮，44一号舵机，45二号舵机，46三号舵机，47眼皮连杆一，48眼球丝杠，49眼皮连杆二，410眼皮支撑架，5头壳板，6劲肌气缸，61头部连接杆，7颈部底座，71支撑架，72头部支撑杆,73支撑转轴。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。如图1至6所示的一种实现人类面部表情的机器，包括颈部底座7、脸颊板1、鼻骨3、眼球4，所述颈部底座7上设有支撑架71，支撑架71两侧对称设有支撑转轴73，支撑转轴21装配在脸颊板1下端的通孔中，起到支撑和连接的作用，脸颊板1可以相对颈部底座7转动，支撑架71上装配有头部支撑杆72，头部支撑杆72与颈肌气缸6的下端装配在一起，颈肌气缸6的上端与头部连接杆61装配在一起，其装配方式为颈肌气缸6的上下均设有通孔，头部支撑杆72和头部连接杆61分别穿过对应的通孔实现连接，所述头部连接杆61的两端分别与一个脸颊板1的上端内侧面固定连接在一起，通过颈肌气缸6的运动来实现低头抬头功能；两个脸颊板1之间靠近底部装配有下颌板2，所述下颌板2两侧对称设有连接板21，连接板21通过转轴装配在脸颊板1上，实现下颌板2在两个脸颊板1之间上下转动，所述连接板21之间设有传动杆23，传动杆23的端部穿过连接板21上的通孔，端部通过螺母固定，传动杆23上套装从动齿轮，从动齿轮与四号舵机24输出端的主动齿轮啮合在一起，四号舵机23控制下颌板2的张合；两个脸颊板1之间位于下颌板2的上方设有上颌板22，两个脸颊板1的内侧位于上颌板22上方分别设有支撑板一31，支撑板一31上设有鼻骨3；所述脸颊板1的内侧面分别设有支撑板二42，两个支撑板二42之间设有眼球支撑板41，眼球支撑板41的侧边设有转轴，转轴装配在支撑板二42上的安装孔内，所述眼球支撑板41上对称设有两个眼球4，眼球4的后侧分别与眼球丝杠48的两端连接，眼球丝杠48通过连接件与一号舵机4的输出端啮合在一起，连接件可以采用与眼球丝杠配合的涡轮杆，涡轮杆再经过联轴器与一号舵机的输出端连接在一起，一号舵机44放在眼球支撑板上，一号舵机44控制眼球支撑板41左右运动，带动眼球4左右运动，二号舵机45放在支撑板二42上，二号舵机45的输出端通过联轴器与眼球支撑板41后侧的连接轴连接在一起，控制眼部支撑板41绕与支撑板二连接的转轴转动，来控制眼睛的上下转动；两个所述脸颊板1内侧位于眼球上方对称设有眼皮支撑架410，眼皮支撑架410上设有安装孔，安装孔内设有眼皮转轴，眼皮转轴的一端固定有眼皮42，眼皮42位于眼球4上方，眼皮转轴的另一端与眼皮连杆二49的一端垂直连接，两个眼皮连杆二49的另一端通过眼皮连杆一47连接在一起，所述眼皮连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现人类面部表情的机器，其特征在于：包括颈部底座、脸颊板、鼻骨、眼球，所述颈部底座上设有支撑架，支撑架两侧对称设有支撑转轴，支撑转轴装配在脸颊板下端的通孔中，支撑架上装配有头部支撑杆，头部支撑杆与颈肌气缸的下端装配在一起，颈肌气缸的上端与头部连接杆装配在一起，所述头部连接杆的两端分别与一个脸颊板的上端内侧面固定连接在一起；两个脸颊板之间靠近底部装配有下颌板，所述下颌板两侧对称设有连接板，连接板通过转轴装配在脸颊板上，实现下颌板在两个脸颊板之间上下转动，所述连接板之间设有传动杆，传动杆上套装从动齿轮，从动齿轮与四号舵机输出端的主动齿轮啮合在一起；两个脸颊板之间位于下颌板的上方设有上颌板，两个脸颊板的内侧位于上颌板上方分别设有支撑板一，支撑板一上设有鼻骨；所述脸颊板的内侧面分别设有支撑板二，两个支撑板二之间设有眼球支撑板，眼球支撑板的侧边设有转轴，转轴装配在支撑板二上的安装孔内，所述眼球支撑板上对称设有两个眼球，眼球的后侧分别与眼球丝杠的两端连接，眼球丝杠通过连接件与一号舵机的输出端啮合在一起，一号舵机设在眼球支撑板上，二号舵机放在支撑板二上，二号舵机的输出端通过联轴器与眼球支撑板后侧的连接轴连接在一起；两个所述脸颊板内侧位于眼球上方对称设有眼皮支撑架，眼皮支撑架上设有安装孔，安装孔内设有眼皮转轴，眼皮转轴的一端固定有眼皮，眼皮位于眼球上方，眼皮转轴的另一端与眼皮连杆二的一端垂直连接，两个眼皮连杆二的另一端通过眼皮连杆一连接在一起，所述眼皮连杆一上装配有从动齿轮，从动齿轮与三号舵机的输出端的主动齿轮啮合在一起，三号舵机带动眼皮上下活动，实现眨眼功能；两个所述脸颊之间的顶部固定有脑壳。...

【技术特征摘要】
1.一种实现人类面部表情的机器，其特征在于：包括颈部底座、脸颊板、鼻骨、眼球，所述颈部底座上设有支撑架，支撑架两侧对称设有支撑转轴，支撑转轴装配在脸颊板下端的通孔中，支撑架上装配有头部支撑杆，头部支撑杆与颈肌气缸的下端装配在一起，颈肌气缸的上端与头部连接杆装配在一起，所述头部连接杆的两端分别与一个脸颊板的上端内侧面固定连接在一起；两个脸颊板之间靠近底部装配有下颌板，所述下颌板两侧对称设有连接板，连接板通过转轴装配在脸颊板上，实现下颌板在两个脸颊板之间上下转动，所述连接板之间设有传动杆，传动杆上套装从动齿轮，从动齿轮与四号舵机输出端的主动齿轮啮合在一起；两个脸颊板之间位于下颌板的上方设有上颌板，两个脸颊板的内侧位于上颌板上方分别设有支撑板一，支撑板一上设有鼻骨；所述脸颊板的内侧面分别设有支撑板二，两个支撑板二之间设有眼球支撑板，眼球支撑板的侧边设有转轴，转轴装配在支撑板二上的安装孔内，所述眼球支撑板上对称设有两个眼球，眼球的后侧分别与眼球丝杠的两端连接，眼球丝杠通过连接件与一号舵机的输出端啮合在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，张瑞华，
申请(专利权)人：山东协和学院，
类型：新型
国别省市：山东,37