本发明专利技术设计了一个仿生双目球面并联机构。包括双眼底座、电机支座，微型伺服电机、电机复位检测电路、下连杆、上连杆、眼球平台、相机支架、微型摄像机、眼球姿态传感器、双眼底座姿态传感器。双眼底座装有两套球面并联机构，双眼底座姿态传感器位于两套机构中，并固定在双眼底座上。电机复位检测电路以霍尔传感器为检测元件，以铁片为检测对象，从而实现电机的复位。眼球姿态传感器与双眼底座姿态传感器用于测得眼球相对双眼底座的位置关系。球面并联机构中各个旋转轴均通过眼球球心。球面并联机构具有三个自由度，由三个电机的旋转运动，并通过上下连杆传递运动得以实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及一种能模仿眼睛各种运动形式三自由度的仿生双目球面并联机构。
技术介绍
人类感知客观世界90%以上的信息是通过眼睛获得的。对机器人来说，“眼睛”也是一个重要的感知设备。当今的机器人急切需要具备人眼诸多功能的仿生机器人眼。有了这样的机器人眼，机器人视觉技术和机器人技术将得到巨大的发展。国外研究的人很多，国内目前还没有多少人进行这方面的研究.现在仿生眼的结构有意大利的用四个电机通过绳子拉动相机，相机固定在半圆壳中以及串联机构，加拿大的球面联机构、浙江大学用六个人工肌肉代替人类眼睛三对肌肉的结构。上述三种结构都存在各自的弊端第一种，绳子为弹性件，控制精度难以保证；第二种为串联机构，其中控制上下摆动的电机所受的扭矩非常大，整个结构刚度较差。 第三种球面并联结构，其工作空间是半锥角70度的圆锥形，自旋角为士30度，虽然其相应速度很快，但整个结构的尺寸非常大，并且相机凹进去，前端四周突出，不适合人脸造型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对以上问题，提供一种仿生双目球面并联机构以满足下述的性能要求一、保证动平台的自由度和控制精度；二、满足颠簸环境下的机械性能要求； 三、整体结构尺寸适当，保证较好的运动性能和运动空间。为了达到上述要求，本专利技术的构思是设计一种双目球面并联机构仿生眼睛包括双眼底座、电机支座，微型伺服电机 (EC45flat)、电机复位检测电路、铁片、下连杆、上连杆、眼球平台、相机支架、微型摄像机 (F-03IC)、眼球姿态传感器(3DM-GX3-25)、双眼底座姿态传感器(Gladiator LMRK)及此传感器支座。其特征在于双眼底座上放置有两套三个120度均布的电机支座，三个电机支座上分别各安装一个微型伺服电机，此外还装有电机复位检测电路，三个微型伺服电机的输出轴上分别与置于其上的下连杆一端面连接，并且该端面上装有一铁片用于电机复位检测电路。三个下连杆另一端的孔内分别安装有两个微型轴承，微型轴承通过转轴与上连杆一端通孔相连；眼球平台的球面设置有三个120度均布的孔，三个孔内分别安装有两个微型轴承，眼球平台上的微型轴承分别通过转轴与上连杆另一端通孔连接。眼球平台装有相机支架，相机支架上眼球姿态传感器(3DM-GX3-25)，相机(F-031C)装在相机支架上。双眼底座上装有两套三自由度球面并联机构。双眼底座姿态传感器(Gladiator LMRK)装在两眼球中间，固定在双眼底座上。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案一种仿生双目球面并联机构，包括双眼底座、左眼、右眼和双眼底座姿态传感器，其特征在于1)所述双眼底座上放置有两套三个120度均布的电机支座，该三个电机支座上分别各安装一个微型伺服电机，此外还装有一个电机复位检测电路，该三个微型伺服电机的输出轴上分别与置于其上的一根下连杆的一端面连接，并且该端面上装有一铁片用于安装所述电机复位检测电路；2)所述三个下连杆另一端的孔内分别安装有两个微型轴承，该两个微型轴承支配的一根转轴与一根上连杆一端通孔转动配合；一个眼球平台的球面设置有三个120度均布的孔，该三个孔内分别各安装有两个微型轴承，所述眼球平台上的微型轴承支承的转轴与所述上连杆另一端通孔转动配合。所述眼球平台装有一个相机支架和一个眼球姿态传感器， 一个相机装在所述相机支架上。 所述双眼底座姿态传感器采用采用Gladiator LMRK传感器，所述眼球姿态传感器采用3DM-GX3-25传感器，所述相机采用F-031C相机。本专利技术与现有技术相比，具有如下实质性特点和显著优点(1)三自由度球面并联机构工作空间半锥角45度的圆锥形，能实现至少士20度。完全符合人眼的运动空间，并且尺寸适当。(2)该球面并联机构的球心即旋转中心，摄像头成像点位于该机构球心。(3)整体刚度大，运动性能较好，定位精度高，控制方便。附图说明图1 仿生双目结构示意图。图2 :三自由度球面并联机构。图3 单支路结构示意图。图4:关节结构示意图。图5 相机支架结构示意图。图6 眼睛平台结构示意图。图7 上连杆结构示意图。图8 下连杆结构示意图。图9 电机支座结构示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步的说明。实施例一参加图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9，本双目球面并联机构仿生眼睛包括双眼底座(1)、电机支座(15)，微型伺服电机(EC45flat) (14)、电机复位检测电路(13)、铁片(12)、下连杆(11)、上连杆(10)、眼球平台(8)、相机支架(7)、微型摄像机 (F-031C) (6)、眼球姿态传感器(3DM-GX3-25) (9)、双眼底座姿态传感器(Gladiator LMRK) (5)及此传感器支架(4)。双眼底座(1)上装有两套三自由度球面并联机构(2、3)。双眼底座姿态传感器(Gladiator LMRK) (5)装在两眼球中间，通过传感器支架(4)固定在双眼底座(1)上。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于三自由度球面并联机构特征在于双眼底座(1)上放置有两套三个120度均布的电机支座(15)，三个电机支座(15)上分别各安装一个微型伺服电机(14)，此外还装有电机复位检测电路(13)，三个微型伺服电机(14)的输出轴上分别与置于其上的下连杆(11) 一端面连接，并且该端面上装有一铁片(12)用于电机复位检测电路(13)。三个下连杆(11)另一端的孔内分别安装有两个微型轴承(17)，微型轴承(17)通过转轴与上连杆(10)—端通孔相连；眼球平台(8)的球面设置有三个120度均布的孔，三个孔内分别安装有两个微型轴承 (17)，眼球平台(8)上的微型轴承(17)分别通过转轴(16)与上连杆(10)另一端通孔连接。 眼球平台(8 )装有相机支架(7 )，相机支架(7 )上眼球姿态传感器(3DM-GX3-25 ) (9 )，相机 (F-031C) (6)装在相机支架(7)上。 实施例三本实施例与实施例二基本相同，特别之处在于铁片(12)通过螺丝固定在下连杆(11)的下端面，下连杆(11)下端面固定在微型私服电机(14 )输出轴上。在电机支座(15 )上装有电机复位检测电路(13 )，铁片(12 )随着电机轴转动，当铁片(12)转到电机复位检测电路(13)上方时，会产生一个信号，从而实现电机复位。实施例四本实施例与实施例三基本相同，特别之处在于下连杆(11)通过转轴(16)与上连杆(10)相连，下连杆(11)上端与上连杆(10)下端中间隔有垫圈(18)。上连杆(11)通过转轴(16)与眼睛平台(8)相连，上连杆(11)上端面与眼睛平台(8)间隔有垫圈(18)。权利要求1.一种仿生双目球面并联机构，包括双眼底座(1)、左眼(3)、右眼(2)和双眼底座姿态传感器(5)，其特征在于所述双眼底座(1)上放置有两套三个120度均布的电机支座(15)，该三个电机支座 (15)上分别各安装一个微型伺服电机(14)，此外还装有一个电机复位检测电路(13)，该三个微型伺服电机(14)的输出轴上分别与置于其上的一根下连杆(11)的一端面连接，并且该端面上装有一铁片(12 )用于安装所述电机复位检测电路(13 )；所述三个下连杆(11)另一端的孔内分别安装有两个微型轴承(本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种仿生双目球面并联机构，包括双眼底座（１）、左眼（３）、右眼（２）和双眼底座姿态传感器（５），其特征在于：所述双眼底座（１）上放置有两套三个１２０度均布的电机支座（１５），该三个电机支座（１５）上分别各安装一个微型伺服电机（１４），此外还装有一个电机复位检测电路（１３），该三个微型伺服电机（１４）的输出轴上分别与置于其上的一根下连杆（１１）的一端面连接，并且该端面上装有一铁片（１２）用于安装所述电机复位检测电路（１３）；所述三个下连杆（１１）另一端的孔内分别安装有两个微型轴承（１７），该两个微型轴承（１７）支配的一根转轴与一根上连杆（１０）一端通孔转动配合；一个眼球平台（８）的球面设置有三个１２０度均布的孔，该三个孔内分别各安装有两个微型轴承（１７），所述眼球平台（８）上的微型轴承支承的转轴与所述上连杆（１０）另一端通孔转动配合；所述眼球平台（８）装有一个相机支架（７）和一个眼球姿态传感器（９），一个相机（６）装在所述相机支架（７）上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭其明，徐元玉，缪金松，金文俊，罗均，谢少荣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31
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