一种仿生眼动机器人及其工作方法技术

本发明专利技术属于仿生机械技术领域，具体涉及一种仿生眼动机器人及其工作方法。本发明专利技术包括基座、第一联动组件、两个第二联动组件、第一限位件、设有仿生眼的两个眼球总成；驱动第一联动组件改变第一平行四边形结构在水平面上的第一高度，和/或驱动第二联动组件改变第二平行四边形结构在竖直面上的第二高度，以分别带动两个仿生眼沿设定球面运动。本发明专利技术的仿生眼动机器人的两仿生眼通过第一联动组件、第二联动组件形成的相互垂直的第一平行四边形结构和第二平行四边形结构，同时通过限位件实现仿生眼在设定的球面上做水平面移动、竖直面移动以及转动动作，更贴合人眼的眼珠和眼白沿其所在球面进行的实际运动轨迹。球面进行的实际运动轨迹。球面进行的实际运动轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生眼动机器人及其工作方法


[0001]本专利技术属于仿生机械
，具体涉及一种仿生眼动机器人及其工作方法。

技术介绍

[0002]仿生眼动机器人用于模仿人类眼睛的眨眼、眼球的水平运动、竖直运动以及转动动作，在实际的应用中，如眼动追踪系统的数据检测、眼动追踪系统的前期实验等，均要求仿生眼动机器人的整体功能接近人眼，部分性能超越人眼，才能满足实际的应用需求。
[0003]我们知道人眼的运动依靠外直肌、内直肌、下斜肌等各眼外肌实现眼球的运动，现有技术中，仿生眼动机器人的各个动作为了模仿人眼的各眼外肌对眼球的牵动，眼球的不同动作采用不同的动力源单独控制，造成每一个动作对应的眼球转动中心均不相同，难以贴合人眼实际的运动轨迹，且进行不同动作切换时，需要停止之前的动作动力源，进行下一个动作的控制，每一次进行动作切换时均有一定的时间停顿，使得整个眼动机器人的动作不流畅，即我们常见的仿生眼动作的僵硬问题，造成检测、实验数据的不准确性，无法满足实际应用中对于仿生眼动机器人整体功能更贴合人眼自然规律的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的眼动机器人难以贴合人眼的实际运动轨迹的缺陷，提供了一种贴合人眼自然规律较强的仿生眼动机器人。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仿生眼动机器人，包括：
[0006]基座；
[0007]第一联动组件，活动安装在所述基座上并在水平面上形成带有缺边的第一平行四边形结构；
[0008]两个第二联动组件，分别位于第一平行四边形结构的对边上并在竖直面上形成相应的第二平行四边形结构；
[0009]第一限位件，固定设置在所述基座上并与第一平行四边形结构的对边水平转动连接；
[0010]设有仿生眼的两个眼球总成，分别竖直转动安装在第一平行四边形结构的对边上；其中
[0011]所述第一平行四边形结构、第二平行四边形结构、所述第一限位件三者的交汇处形成设定球面的球心，仿生眼到球心的距离为设定球面的半径；
[0012]驱动第一联动组件改变第一平行四边形结构在水平面上的第一高度，和/或驱动第二联动组件改变第二平行四边形结构在竖直面上的第二高度，以分别带动两个仿生眼沿设定球面运动。
[0013]进一步地，所述第一限位件包括：
[0014]U型支架，固定在基座上；
[0015]两个限位轴，分别设置在U型支架的两端；其中
[0016]所述限位轴与第一平行四边形结构的对边水平转动连接。
[0017]进一步地，所述U型支架的两端沿水平方向弯折，形成安装部；
[0018]两个所述限位轴分别竖直安装在所述安装部上。
[0019]进一步地，所述第一联动组件包括：
[0020]两个旋转连杆，分别水平转动连接在相应的限位轴上；
[0021]基杆，水平转动连接在两个旋转连杆之间；其中
[0022]所述基杆和两个旋转连杆在水平面上形成所述第一平行四边形结构，即
[0023]所述第一平行四边形结构的对边为两个旋转连杆，所述第一平行四边形结构的缺边为U型支架的两端跨度，所述第一高度为两个旋转连杆在水平面上的垂直距离；以及
[0024]驱动基杆，使两个旋转连杆在水平面上围绕限位轴同步转动，以改变所述第一高度，从而带动两个仿生眼同向同步水平运动。
[0025]进一步地，所述基杆的长度等于U型支架的两端跨度。
[0026]进一步地，所述第二联动组件包括：随动连杆，其一端通过第一辅助连杆竖直转动连接在旋转连杆上，另一端竖直转动连接在眼球总成上；其中
[0027]所述第一辅助连杆、随动连杆、眼球总成、旋转连杆在竖直平面上形成所述第二平行四边形结构，即
[0028]所述第二高度为随动连杆与旋转连杆在竖直平面上的垂直距离；以及
[0029]驱动随动连杆，使随动连杆在竖直平面上移动，以改变所述第二高度，从而带动仿生眼竖直运动。
[0030]进一步地，所述随动连杆与旋转连杆平行。
[0031]进一步地，所述眼球总成包括：
[0032]所述仿生眼；
[0033]第一转动轴，其一端固定安装在所述仿生眼上，其另一端通过第二辅助连杆竖直转动连接在随动连杆上；
[0034]第二转动轴，其一端固定安装在仿生眼上，另一端竖直转动连接在旋转连杆的外侧。
[0035]进一步地，还包括用以驱动所述基杆的第一驱动组件；
[0036]所述第一驱动组件包括：
[0037]至少一个滑杆；
[0038]滑块，与所述滑杆配合滑动连接且通过连接件与所述基杆活动连接；
[0039]第一电机，固定安装在所述滑块上；
[0040]第一齿轮，与所述第一电机的输出端同轴设置，
[0041]第一齿条，固定设置在所述基座上且平行于所述基杆且与所述第一齿轮啮合；其中，
[0042]通过所述第一电机带动所述滑块沿所述滑杆运动，以带动所述基杆在水平面上运动。
[0043]进一步地，所述连接件包括：
[0044]连接长孔，设置在所述滑块上且沿垂直于所述基杆靠近所述仿生眼的方向延伸；
[0045]连接轴，穿设在所述连接长孔中，且一端与所述基杆固定连接，另一端设置有防止
所述连接轴与所述连接长孔相互脱离的挡块；
[0046]环套，套设在所述连接轴外侧；其中，
[0047]所述环套与连接轴之间、连接轴与连接长孔的孔壁之间均间隙配合。
[0048]进一步地，还包括用以驱动所述随动连杆的第二驱动组件；
[0049]所述第二驱动组件包括：
[0050]第二电机，固定安装在所述旋转连杆上；
[0051]第二齿轮，与所述第二电机的输出轴同轴设置；
[0052]第二齿条，设置在所述随动连杆上且与所述第一齿轮啮合；其中
[0053]所述第二电机带动所述第二齿条绕所述第二齿轮移动，以带动所述随动连杆在竖直面上运动。
[0054]进一步地，还包括间隔设置在所述基座上的两个眼皮开合装置；
[0055]所述眼皮开合装置包括:
[0056]眼皮连杆机构，分别转动连接上眼皮、下眼皮；
[0057]远端眼皮驱动装置，通过眼皮连杆机构同时带动所述上眼皮、下眼皮做同步开合动作。
[0058]进一步地，所述眼皮连杆机构包括导向架，首尾依次转动连接的第一连杆、第二连杆以及T形连杆；其中，
[0059]所述第一连杆的首端与所述远端眼皮驱动装置的输出轴同轴设置，所述T形连杆的立杆端部与所述第二连杆转动连接，所述T形连杆的横杆两端分别转动连接有上眼皮连杆和下眼皮连杆；所述上眼皮连杆与所述上眼皮转动连接，所述下眼皮连杆与所述下眼皮转动连接；
[0060]所述导向架上开设有导向长孔，所述T形连杆上设置有与所述导向长孔移动配合的导向块，所述导向长孔的延伸线穿过所述设定球面的球心。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生眼动机器人，其特征在于，包括：基座(1)；第一联动组件(2)，活动安装在所述基座(1)上并在水平面上形成带有缺边的第一平行四边形结构；两个第二联动组件(3)，分别位于第一平行四边形结构的对边上并在竖直面上形成相应的第二平行四边形结构；第一限位件(4)，固定设置在所述基座(1)上并与第一平行四边形结构的对边水平转动连接；设有仿生眼(51)的两个眼球总成(5)，分别竖直转动安装在第一平行四边形结构的对边上；其中所述第一平行四边形结构、第二平行四边形结构、所述第一限位件(4)三者的交汇处形成设定球面的球心，仿生眼(51)到球心的距离为设定球面的半径；驱动第一联动组件(2)改变第一平行四边形结构在水平面上的第一高度，和/或驱动第二联动组件(3)改变第二平行四边形结构在竖直面上的第二高度，以分别带动两个仿生眼(51)沿设定球面运动。2.根据权利要求1所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述第一限位件(4)包括：U型支架(41)，固定在基座(1)上；两个限位轴(42)，分别设置在U型支架(41)的两端；其中所述限位轴(42)与第一平行四边形结构的对边水平转动连接。3.根据权利要求2所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述U型支架(41)的两端沿水平方向弯折，形成安装部；两个所述限位轴(42)分别竖直安装在所述安装部上。4.根据权利要求2所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述第一联动组件(2)包括：两个旋转连杆(21)，分别水平转动连接在相应的限位轴(42)上；基杆(22)，水平转动连接在两个旋转连杆(21)之间；其中所述基杆(22)和两个旋转连杆(21)在水平面上形成所述第一平行四边形结构，即所述第一平行四边形结构的对边为两个旋转连杆(21)，所述第一平行四边形结构的缺边为U型支架(41)的两端跨度，所述第一高度为两个旋转连杆(21)在水平面上的垂直距离；以及驱动基杆(22)，使两个旋转连杆(21)在水平面上围绕限位轴(42)同步转动，以改变所述第一高度，从而带动两个仿生眼(51)同向同步水平运动。5.根据权利要求4所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述基杆(22)的长度等于U型支架(41)的两端跨度。6.根据权利要求4所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述第二联动组件(3)包括：随动连杆(31)，其一端通过第一辅助连杆(32)竖直转动连接在旋转连杆(21)上，另一端竖直转动连接在眼球总成(5)上；其中所述第一辅助连杆(32)、随动连杆(31)、眼球总成(5)、旋转连杆(21)在竖直平面上形
成所述第二平行四边形结构，即所述第二高度为随动连杆(31)与旋转连杆(21)在竖直平面上的垂直距离；以及驱动随动连杆(31)，使随动连杆(31)在竖直平面上移动，以改变所述第二高度，从而带动仿生眼(51)竖直运动。7.根据权利要求6所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述随动连杆(31)与旋转连杆(21)平行。8.根据权利要求6所述的仿生眼动机器人，其特征在于，所述眼球总成(5)包括：所述仿生眼(51)；第一转动轴(52)，其一端固定安装在所述仿生眼(51)上，其另一端通过第二辅助连杆(54)竖直转动连接在随动连杆(31)上；第二转动轴(53)，其一端固定安装在仿生眼(51)上，另一端竖直转动连接在旋转连杆(21)的外侧。9.根据权利要求4所述的仿生眼动机器人，其特征在于，还包括用以驱动所述基杆(22)的第一驱动组件(6)；所述第一驱动组件(6)包括：至少一个滑杆(64)；滑块(65)，与所述滑杆(64)配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥红来，黄肖山，王振，寇宇畅，
申请(专利权)人：博睿康科技常州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：