多自由度表情机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种多自由度表情机器人，涉及表情机器人技术领域，解决了表情机器人零部件运动自由度少，表现形式单一的技术问题。该多自由度表情机器人包括眼球翻转机构、眼球摆动机构中的任意一个或两个，以及眼部组件，眼部组件包括眼皮和眼睑，眼球翻转机构与眼球连接用于带动眼球上下翻转，眼球摆动机构与眼球连接用于带动眼球左右摆动；表情机器人还包括有眼部旋转机构，眼部旋转机构与眼部组件连接，用于带动眼球和眼睑同步旋转。本发明专利技术的多自由度表情机器人，能够增加表情机器人的自由度，眼球和眼睑自由度多，增加了表现形式，表情表现更丰富。表现更丰富。表现更丰富。

【技术实现步骤摘要】
多自由度表情机器人


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其是涉及一种多自由度表情机器人。

技术介绍

[0002]表情机器人是一种能模拟人类面部表情和情绪动作的智能机器人，其作为一种服务机器人，对于实现人机交互特别是情感交互具有重要作用，由于表情机器人的人性化、情感化的特点，使得表情机器人的研究有着非常广泛的应用前景，近年来，越来越多的研究机构及组织开展了仿人面部表情机器人的研究。
[0003]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术中的表情机器人，集成度高，结构密集，增加零部件的自由度有一定困难。具体的，如眼球、眼睑、头部等零部件运动自由度少，大多数只能进行眼球的转动、眼睑的转动，表现形式单一，表情生硬，难以表达丰富的情绪。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多自由度表情机器人，以解决现有技术中存在的表情机器人零部件运动自由度少，表现形式单一的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的多自由度表情机器人，包括眼球翻转机构、眼球摆动机构中的任意一个或两个，以及眼部组件，其中：所述眼部组件包括眼皮和眼睑，所述眼球翻转机构与眼球连接用于带动所述眼球上下翻转，所述眼球摆动机构与所述眼球连接用于带动所述眼球左右摆动；所述表情机器人还包括有眼部旋转机构，所述眼部旋转机构与所述眼部组件连接，用于带动所述眼球和所述眼睑同步旋转。
[0006]优选的，所述眼部旋转机构包括有旋转舵机和安装板，其中：所述安装板的一端与所述旋转舵机的舵盘连接，所述安装板的另一端与所述眼部组件的一侧或两侧连接，所述旋转舵机的舵盘在竖直方向上旋转，并带动所述安装板及所述眼部组件同步旋转。
[0007]优选的，所述眼球内存在有眼球运动副，所述眼球运动副包括眼球旋转轴和第一销轴，其中：所述眼球旋转轴的两端与所述眼球转动连接，以使所述眼球能够相对于所述眼球旋转轴翻动；所述眼球旋转轴与所述眼部旋转机构之间通过所述第一销轴转动连接，以使所述眼球旋转轴能以所述第一销轴为轴心在水平面内摆动。
[0008]优选的，所述眼球摆动机构包括眼球摆动舵机、摆动滑槽、转轴和曲柄，其中：所述摆动滑槽连接于所述眼球摆动舵机的舵盘，所述摆动滑槽在水平方向上延伸，所述转轴竖直布置，且所述转轴的一端延伸至所述摆动滑槽内，另一端与曲柄的第一端
连接，所述曲柄的第二端与所述第一销轴的端部连接；所述眼球摆动舵机的舵盘转动时能推动所述转轴转动，进而带动所述眼球旋转轴在水平内左右摆动。
[0009]优选的，所述眼球翻转机构包括眼球翻转舵机和球头连杆，其中：所述球头连杆的一端与所述眼球翻转舵机的舵盘连接，另一端与所述眼球连接，所述球头连杆在所述眼球翻转舵机的舵盘转动时能推动所述眼球以所述眼球旋转轴为轴心在竖直平面内上下翻转。
[0010]优选的，所述表情机器人还包括有眼睑翻转机构，所述眼睑翻转机构包括眼睑翻转舵机、同步带轮和传送带，其中：其中一个所述同步带轮固定于所述眼睑翻转舵机的舵机法兰上，另一个所述同步带轮与所述眼睑固定连接，所述传送带与两个所述同步带轮传动连接，所述眼睑翻转舵机的舵盘旋转时能通过传送带带动所述眼睑前后翻转。
[0011]优选的，所述表情机器人还包括有头部摆动机构和/或头部俯仰机构，其中：所述头部摆动机构包括摆头驱动装置和连接板，所述连接板与所述眼球和所述眼睑均固定连接，且所述连接板与所述摆头驱动装置的转动部连接，所述摆头驱动装置能够在正转和反转时带动所述连接板同步运动以使所述表情机器人的头部做左右摆头动作；所述头部俯仰机构包括俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置与所述摆头驱动装置固定连接，所述摆头驱动装置的转动部能够在第一竖直平面内转动，所述俯仰驱动装置的转动部能够在第二竖直平面内转动，所述第二竖直平面与所述第一竖直平面相互垂直；所述俯仰驱动装置能够在正转和反转时带动所述表情机器人头部做俯仰动作。
[0012]优选的，所述表情机器人还包括有头部旋转机构，所述头部旋转机构包括转头驱动装置和法兰连杆，其中：所述转头驱动装置的转动部沿水平面布置，并能在水平内转动，所述转头驱动装置的转动部与所述法兰连杆的下端连接，所述法兰连杆的上端承托所述表情机器人的头部，所述转头驱动装置正转和反转时能带动所述表情机器人头部在水平面内360
°
旋转。
[0013]优选的，所述表情机器人还包括有嘴巴和嘴巴张合机构，所述嘴巴张合机构包括嘴巴驱动舵机、直线滑槽、第一滚轮、第一直线滑轨和嘴巴连接板，其中：所述嘴巴驱动舵机的舵盘能够在竖直平面内转动，所述直线滑槽固定于所述嘴巴驱动舵机的舵盘上，所述第一滚轮位于所述直线滑槽内，且所述第一滚轮与所述嘴巴连接板固定，所述嘴巴连接板滑动连接于第一直线滑轨上，且所述第一直线滑轨竖直布置，所述嘴巴连接板与所述嘴巴连接；所述嘴巴驱动舵机的舵盘转动时能够带动所述嘴巴连接板和所述嘴巴在竖直平面内做直线往复运动。
[0014]优选的，所述表情机器人还包括有喷雾机构，所述喷雾机构设置在耳朵和/或鼻子的对应位置处，所述喷雾机构包括喷雾罐、按压驱动舵机、压板和第二直线滑轨，其中：所述按压驱动舵机的舵盘上设置有第二滚轮，所述压板位于所述第二滚轮的下方并滑动连接于所述第二直线滑轨内，所述第二直线滑轨竖直布置，且所述压板的底面与所述喷雾罐的喷头相抵靠，所述按压驱动舵机舵盘转动时能带动所述第二滚轮转动并向下按压所述压板，以使所述压板在沿所述第二直线滑轨滑动时按压所述喷雾罐的喷头喷气。
[0015]本专利技术提供的，与现有技术相比，具有如下有益效果：该多自由度表情机器人，眼球翻转机构能够带动眼球上下翻转，眼球摆动机构能够带动眼球左右摆动，可选择上述两
机构的其中任一设置或者上述两机构都设置；由于眼部旋转机构能够带动眼球和眼睑同步旋转，能够增加表情机器人的自由度，眼球和眼睑自由度多，增加了表现形式，表情表现更丰富。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是多自由度表情机器人的整体结构示意图；图2是多自由度表情机器人的眼部结构示意图；图3是眼睑翻转的结构示意图；图4是眼球、眼睑同步摆动的结构示意图；图5是头部俯仰的结构示意图；图6是多自由度表情机器人的另一视角的结构示意图；图7是嘴巴张合的结构示意图；图8是耳朵出喷雾机构的结构示意图。
[0018]图中100、眼睑；200、眼球；300、嘴巴；201、眼球旋转轴；202、夹持板；203、弯曲支撑架；204、第一销轴；205、固定支撑架；1、眼部旋转机构；11、旋转舵机；12、安装板；13、轴承座；14、固定板；2、眼球翻转机构；21、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度表情机器人，其特征在于，包括眼球翻转机构（2）、眼球摆动机构（3）中的任意一个或两个，以及眼部组件，其中：所述眼部组件包括眼球（200）和眼睑（100），所述眼球翻转机构（2）与眼球（200）连接用于带动所述眼球（200）上下翻转，所述眼球摆动机构（3）与所述眼球（200）连接用于带动所述眼球（200）左右摆动；所述表情机器人还包括有眼部旋转机构（1），所述眼部旋转机构（1）与所述眼部组件连接，用于带动所述眼球（200）和所述眼睑（100）同步旋转。2.根据权利要求1所述的多自由度表情机器人，其特征在于，所述眼部旋转机构（1）包括有旋转舵机（11）和安装板（12），其中：所述安装板（12）的一端与所述旋转舵机（11）的舵盘连接，所述安装板（12）的另一端与所述眼部组件的一侧或两侧连接，所述旋转舵机（11）的舵盘在竖直方向上旋转，并带动所述安装板（12）及所述眼部组件同步旋转。3.根据权利要求1或2所述的多自由度表情机器人，其特征在于，所述眼球内存在有眼球运动副，所述眼球运动副包括眼球旋转轴（201）和第一销轴（204），其中：所述眼球旋转轴（201）的两端与所述眼球转动连接，以使所述眼球能够相对于所述眼球旋转轴（201）翻动；所述眼球旋转轴（201）与所述眼部旋转机构（1）之间通过所述第一销轴（204）转动连接，以使所述眼球旋转轴（201）能以所述第一销轴（204）为轴心在水平面内摆动。4.根据权利要求3所述的多自由度表情机器人，其特征在于，所述眼球摆动机构（3）包括眼球摆动舵机（31）、摆动滑槽（32）、转轴（33）和曲柄（34），其中：所述摆动滑槽（32）连接于所述眼球摆动舵机（31）的舵盘，所述摆动滑槽（32）在水平方向上延伸，所述转轴（33）竖直布置，且所述转轴（33）的一端延伸至所述摆动滑槽（32）内，另一端与曲柄（34）的第一端连接，所述曲柄（34）的第二端与所述第一销轴（204）的端部连接；所述眼球摆动舵机（31）的舵盘转动时能推动所述转轴（33）转动，进而带动所述眼球旋转轴（201）在水平内左右摆动。5.根据权利要求3所述的多自由度表情机器人，其特征在于，所述眼球翻转机构（2）包括眼球翻转舵机（21）和球头连杆（22），其中：所述球头连杆（22）的一端与所述眼球翻转舵机（21）的舵盘连接，另一端与所述眼球（200）连接，所述球头连杆（22）在所述眼球翻转舵机（21）的舵盘转动时能推动所述眼球（200）以所述眼球旋转轴（201）为轴心在竖直平面内上下翻转。6.根据权利要求1或2所述的多自由度表情机器人，其特征在于，所述表情机器人还包括有眼睑翻转机构（4），所述眼睑翻转机构（4）包括眼睑翻转舵机（41）、同步带轮（42）和传送带（43），其中：其中一个所述同步带轮（42）固定于所述眼睑翻转舵机（41）的舵机法兰上，另一个所述同步带轮（42）与所述眼睑固定连接，所述传送带（43）与两个所述同步带轮（42）传动连接，所述眼睑翻转舵机（41）的舵盘旋转时能通过传送带（43）带动所述眼睑（100）前后翻转。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧彬，米海鹏，
申请(专利权)人：北京木甲天枢文化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：