高仿真表演机器人语音口形的驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种高仿真表演机器人语音口形的驱动装置，其体积小，结构简单，便于安装，调试简单，性能稳定可靠，成本低廉。本实用新型专利技术包括比例伺服机构，比例伺服机构与机器人的下颌骨连接，比例伺服机构并与机器人的语音输出系统连接，比例伺服机构包括与机器人的语音输出系统连接的调制器，调制器与比较器连接，比较器通过放大器与比例伺服电机连接，比较器并与脉冲发生器连接，脉冲发生器与反馈电位器连接，反馈电位器与比例伺服电机连接。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人的驱动装置，尤其是涉及一种高仿真表演机器 人语音口形的驱动装置。二、
技术介绍
众所周知人们会说话是一个非常简单的常识问题，不容置疑人们只要不犯 疾病都会说话的，可是对仿真人来说要它说话就不是件容易的事情了 。那么仿真人是如何仿效人类说话功能呢？这个课题一直困扰着从事该工作 的技术人员，过去大致采取的是两种方法1、 使用较复杂的机电驱动技术，如步进电机来驱动嘴唇的张合，然而步进 电机的运行是需要较复杂的电子驱动技术，还要进行步进电机驱动所需的信号 采集和转化，同时机电设备多、杂，技术复杂，制造成本高，体积庞大，最重 要的是最终的调试结果令人失望，只能以失败告终。2、 采用气动系统驱动，用空气压縮机将压縮后的高压气体存储起来，用采 集后的语音信息去驱动气动执行元件来拖动上颚的运动，这种方法运行后发现 存在以下问题，由于气压难实现恒压，性能变得很不稳定；另外气压系统难于 实现比例控制，所以人口形和话音不易吻合。同时它需要空压机，这就带来了体积大、噪音大、安装维护十分繁杂等问题。三、
技术实现思路
本技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种高仿真表演机 器人语音口形的驱动装置，其体积小，结构简单，便于安装，调试简单，性能 稳定可靠，成本低廉。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种高仿真表演机器人语音口形的驱动装置，其特征在于包括比例伺服 机构，比例伺服机构与机器人的下颌骨连接，比例伺服机构并与机器人的语音 输出系统连接。上述比例伺服机构包括与机器人的语音输出系统连接的调制器，调制器与 比较器连接，比较器通过放大器与比例伺服电机连接，比较器并与脉冲发生器 连接，脉冲发生器与反馈电位器连接，反馈电位器与比例伺服电机连接。 与现有技术相比，本技术具有的优点和效果如下1 、本技术体积较小，便于安装在仿真人体内；2、 本技术结构简单，用电省，无需附加的机构和设备，并且调试简单， 性能稳定可靠；3、 本技术成本低廉，便于推广使用，社会经济效益显著。四、 附图说明图l为本技术的结构示意图；图2为本技术的原理框图；图3为人类声音的调幅波随时间变化的曲线图；图4为驱动信息随时间变化的曲线图。图中，l-调制器，2-比较器，3-放大器，4-比例伺服电机，5-脉冲发生器， 6-反馈电位器。五具体实施方式参见图1和图2，本技术包括比例伺服机构，比例伺服机构与机器人的下颌骨连接，比例伺服机构并与机器人的语音输出系统连接，比例伺服机构包括与机器人的语音输出系统连接的调制器1，调制器1与比较器2连接，比较器 2通过放大器3与比例伺服电机4连接，比较器2并与脉冲发生器5连接，脉冲 发生器5与反馈电位器6连接，反馈电位器6与比例伺服电机4连接。其中， 调制器l、比较器2、放大器3、比例伺服电机4、脉冲发生器5、反馈电位器6 均为市售的现有产品。调制器1是声音信息转换或最后仿真人口形变化的桥梁， 比例伺服电机4是口形驱动的关键机械。实际工作时，首先对口形的信号进行调制处理，输入是慢变的直流脉动电 压，输出是脉冲宽度随电压变化的脉冲电压，此脉冲电压进入比较器2与基准 脉冲相比较，输入脉冲较基准脉冲宽，比较器2输出十信号，反之输出一 信号。比较器2的输出信号经整形加宽、放大处理后驱动比例伺服电机4转动， 正反转取决于十、一信号，比例伺服电机4经减速后带动反馈电位器6 和力矩输出轴，反馈电位器6控制基准脉冲发生器5改变基准脉冲的宽度。此 基准脉冲与输入了的控制脉冲相比较。比较结果为0时电机停止转动，从而 实现了电机转出与转角与输入信号成正比的转角，口形的张合就与自己发出的 声音相吻合。本技术的原理a) 口形信息的采集众所周知只要有说话声音的出现必然导致口形的变化，即嘴唇的上下张合， 口形的信息就包含在声音的发音中，简而言之声音大，口形变化大(上下垂直 幅度)，声音的节奏就是口形变化的节奏。那么只要将声音变化的幅度和节奏精 确的提取出来再加以适当的变化就可以作为驱动口形变化的信息源了。(2) 口形信息的适当处理技术仿真人的口形是否与真人类似是关键之重。如何提取口形信息，当然是采 取音频技术，从音频技术中可得到声音与电信息的电波信息，这个信息就是人类声音的调幅波，见图3。从图3可知口形的变化是随声音信号的包络线规律变 化的，音色是包络线内的波形，亦是人的嗓子发音，它的频率较高，对口形的 变化无大的影响。由图3可见包络线就类似口形变化，但不等于是需要的驱动 信号。然而可以取包络线的上半侧作为驱动信息是可行的。这是因为取它一半 仍包含有口形信息，同时它更适合需要的驱动信息。(3) 驱动技术与驱动信息的关系，图4就是所需的驱动信息。图4为一幅随时间而按正弦规律变化的曲线，幅值可按电压表式，横轴与 时间，这实际上就是口形随时间上下运动的轨迹。(4) 采用比例控制的直流伺服系统从图4取得的控制信号去驱动一只比例伺服电机为本技术采用的理想 的方法。比例伺服电机就是它随输入信号的幅值能快速准确的执行输入信号指 令，即按照一定的比例执行输入的信息。用通俗的说法是输入多少电压值，电 机就输出相对应的转角。亦角度值。本技术的直流伺服电机的技术指标是 输出角度±60° ，力矩3kg/cm，转角所需时间《0.2s，精度±1° ，能很好的配合仿真人的口形控制,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高仿真表演机器人语音口形的驱动装置，其特征在于：包括比例伺服机构，比例伺服机构与机器人的下颌骨连接，比例伺服机构并与机器人的语音输出系统连接。

【技术特征摘要】
1、一种高仿真表演机器人语音口形的驱动装置，其特征在于包括比例伺服机构，比例伺服机构与机器人的下颌骨连接，比例伺服机构并与机器人的语音输出系统连接。2、 根据权利要求l所述的高仿真表演机器人语音口形的驱动装置，其特征 在于所述比例伺服机构包括与机...

【专利技术属性】
技术研发人员：江育林，
申请(专利权)人：西安超人雕塑研究院，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]