机器人眼球与头部联动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种机器人眼球与头部联动装置，包括眼珠上下转动机构和眼珠左右转动机构以及脖子上下转动机构和脖子左右转动机构，眼珠上下转动机构为眼珠上下转动轴，两颗眼珠与其同轴安装，眼珠左右转动机构包括平行四边形连杆机构、水平设置的丝杆和与丝杆旋合的滑块，平行四边形连杆机构连接滑块，眼珠安装于平行四边形连杆机构上；脖子上下转动机构为水平脖子上下转动轴，脖子左右转动机构为脖子左右转动轴，脖子安装于脖子上下转动轴和脖子左右转动轴上；眼珠上下转动轴与脖子上下转动轴之间设有多级齿轮上下联动传动副，丝杆与脖子左右转动轴之间设有多级齿轮左右联动传动副。本实用新型专利技术传动精度和效率高，实现了眼球脖子快速联合运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
机器人眼球与头部联动装置(-)
:[0001 ] 本技术涉及机器人结构，特别是一种机器人眼球与头部联动装置。(二)
技术介绍
:机器人的设计和制造已进入仿真阶段，仿真机器人一般具有仿人的四肢和头部，头部的动作包括脖子的转动和眼睛的转动。传统设计中，脖子的转动和眼睛的转动分别由不同的机械传动机构带动，存在两种转动不协调一致的问题，联动性不强，动作变形、别扭、不逼真。(三)
技术实现思路
:为此，本技术提出了一种机器人眼球与头部联动装置。本技术机器人眼球与头部联动装置的技术方案包括眼珠上下转动机构和眼珠左右转动机构以及脖子上下转动机构和脖子左右转动机构，与现有技术不同的是所述眼珠上下转动机构为水平设置的眼珠上下转动轴，两颗眼珠与眼珠上下转动轴同轴安装，所述眼珠左右转动机构包括平行四边形连杆机构、水平设置的丝杆和与丝杆旋合的滑块(内部开有内螺纹孔)，所述平行四边形连杆机构连接滑块，所述眼珠安装于平行四边形连杆机构上；所述脖子上下转动机构为水平设置的脖子上下转动轴，所述脖子左右转动机构为竖直设置的脖子左右转动轴，脖子安装于脖子上下转动轴和脖子左右转动轴上；所述眼珠上下转动轴与脖子上下转动轴之间设有眼球、脖子上下联动的多级齿轮上下联动传动副，所述丝杆与脖子左右转动轴之间设有眼球、脖子左右联动的多级齿轮左右联动传动副。所述多级齿轮上下联动传动副的一种结构包括齿轮I轴、齿轮II轴、齿轮III轴、齿轮IV轴以及换向I轴和换向II轴，所述齿轮I轴上同轴固连I轴锥齿轮和I轴齿轮，齿轮I轴通过上下转动变速器连接伺服电机一侧的输出轴，所述齿轮II轴上同轴滑动连接II轴双联齿轮和固连II轴齿轮，所述齿轮III轴上同轴固连III轴齿轮，所述齿轮IV轴上同轴固连IV轴齿轮，所述换向I轴上同轴固连I轴输入锥齿轮和I轴输出锥齿轮，所述换向II轴上同轴固连换向II轴锥齿轮、换向II轴左齿轮和换向II轴右齿轮，对应于II轴双联齿轮于齿轮II轴上设置上下联动电磁离合器，II轴齿轮同时与III轴齿轮和IV轴齿轮啮合，III轴齿轮与脖子上下转动轴上同轴固连的脖子上下转动齿轮啮合，IV轴齿轮与眼珠上下转动轴上同轴固连的眼珠上下转动齿轮啮合；所述上下联动电磁离合器断电时，眼珠和脖子上下不转动，上下联动电磁离合器正向通电时，II轴双联齿轮啮合I轴齿轮，实现眼珠和脖子同时正向转动，上下联动电磁离合器反向通电时，II轴双联齿轮啮合换向II轴左齿轮，实现眼珠和脖子同时反向转动。所述多级齿轮左右联动传动副包括齿轮V轴、齿轮VI轴和齿轮Vn轴，所述齿轮V轴上同轴固连V轴齿轮并通过左右转动变速器连接伺服电机另一侧的输出轴，所述齿轮VI轴上同轴滑动连接VI轴双联齿轮和固连VI轴齿轮，所述齿轮νπ轴上同轴固连νπ轴齿轮和νπ轴圆锥齿轮，所述VI轴齿轮同时与νπ轴齿轮和眼珠左右转动齿轮啮合，所述眼珠左右转动齿轮同轴固连于丝杆上，所述νπ轴圆锥齿轮与脖子左右转动轴上同轴固连的脖子左右转动锥齿轮啮合，对应于VI轴双联齿轮于齿轮VI轴上设置左右联动电磁离合器；所述左右联动电磁离合器断电时，眼珠和脖子左右不转动，左右联动电磁离合器正向通电时，VI轴双联齿轮啮合V轴齿轮，实现眼珠和脖子同时正向转动，左右联动电磁离合器反向通电时，VI轴双联齿轮啮合换向II轴右齿轮，实现眼珠和脖子同时反向转动。为保证眼珠优先于脖子转动，所述II轴双联齿轮和VI轴双联齿轮设计为不完全圆柱齿轮。本技术的优点:本技术机器人眼球与头部联动装置结构简单、传动精度、效率高，眼球总是优先于脖子转动，实现了眼球、脖子的快速联合运动。(四)【附图说明】:图1为本技术一种实施方式的结构示意图。图2为图1实施方式中眼球视觉区域效果图。图号标识:1、眼珠上下转动轴；2、眼珠；3、平行四边形连杆机构；4、丝杆；5、滑块；6、脖子上下转动轴；7、脖子左右转动轴；8、脖子；9、伺服电机；10、上下转动变速器；11、齿轮I轴；12、齿轮II轴；13、齿轮III轴；14、齿轮IV轴；15、换向I轴；16、换向II轴；17、I轴锥齿轮；18、I轴齿轮；19、II轴双联齿轮；20、II轴齿轮；21、111轴齿轮；22、IV轴齿轮；23、I轴输入锥齿轮；24、I轴输出锥齿轮；25、换向II轴锥齿轮；26、换向II轴左齿轮；27、换向II轴右齿轮；28、上下联动电磁离合器；29、脖子上下转动齿轮；30、眼珠上下转动齿轮；31、齿轮V轴；32、齿轮VI轴；33、齿轮VII轴；34、左右转动变速器；35、V轴齿轮；36、VI轴双联齿轮；37、VI轴齿轮；38、VII轴齿轮；39、VII轴圆锥齿轮；40、左右联动电磁离合器；41、眼珠左右转动齿轮；42、脖子左右转动锥齿轮。(五)【具体实施方式】:下面结合附图对本技术的技术方案作进一步说明:本技术机器人眼球与头部联动装置设于机器人头部内，包括水平设置的眼珠上下转动轴I和眼珠左右转动机构、水平设置的脖子上下转动轴6和竖直设置的脖子左右转动轴7、双输出轴伺服电机9、上下转动变速器10和左右转动变速器34，所述眼珠左右转动机构包括平行四边形连杆机构3、丝杆4和滑块5，所述丝杆4水平设置，所述滑块5与丝杆4旋合，两颗眼珠2与眼珠上下转动轴I同轴安装，平行四边形连杆机构3连接滑块5，眼珠2安装于平行四边形连杆机构3上，脖子8安装于脖子上下转动轴6和脖子左右转动轴7上,如图1所示。所述眼珠上下转动轴I和脖子上下转动轴6之间设有多级齿轮上下联动传动副。所述多级齿轮上下联动传动副包括水平齿轮I轴11、水平齿轮II轴12、水平齿轮III轴13、水平齿轮IV轴14、竖直换向I轴15和水平换向II轴16，所述齿轮I轴11通过上下转动变速器10连接伺服电机9 一侧的输出轴，齿轮I轴11上同轴固连I轴锥齿轮17和I轴齿轮18，齿轮II轴12上同轴滑动连接II轴双联齿轮19 (不完全圆周齿轮)和固连II轴齿轮20，于II轴双联齿轮19旁的齿轮II轴12上同轴固连上下联动电磁离合器28，齿轮III轴13上同轴固连III轴齿轮21，齿轮IV轴14上同轴固连IV轴齿轮22，换向I轴15上同轴固连上、下位的I轴输出锥齿轮24和I轴输入锥齿轮23，换向II轴16上同轴固连左、中、右的换向II轴左齿轮26、换向II轴锥齿轮25和换向II轴右齿轮27，其中I轴锥齿轮17与I轴输入锥齿轮23常啮合，I轴输出锥齿轮24与换向II轴锥齿轮25常啮合，II轴齿轮20同时与III轴齿轮21和IV轴齿轮22常啮合，IV轴齿轮22与眼珠上下转动齿轮30 (同轴固连于眼珠上下转动轴I上)常啮合，III轴齿轮21与脖子上下转动齿轮29常啮合，如图1所示。有三种情况:1、上下联动电磁离合器28断电时，II轴双联齿轮19处于空挡位置，眼珠2和脖子8均不上下转动。2、上下联动电磁离合器28正向通电时，II轴双联齿轮19的一侧齿轮啮合I轴齿轮18，实现眼珠2和脖子8的正向转动(眼珠2优先于脖子8转动)。3、上下联动电磁离合器28反向通电时，II轴双联齿轮19的另一侧齿轮啮合换向II轴左齿轮26，实现眼珠2和脖子8的反向转动(眼珠2优先于脖子8转动)。所述丝杆4与脖子左右转动轴7之间设有多级齿轮左右联动传动副。本文档来自技高网...

【技术保护点】
机器人眼球与头部联动装置，包括眼珠上下转动机构和眼珠左右转动机构以及脖子上下转动机构和脖子左右转动机构，其特征在于：所述眼珠上下转动机构为水平设置的眼珠上下转动轴（1），两颗眼珠（2）与眼珠上下转动轴（1）同轴安装，所述眼珠左右转动机构包括平行四边形连杆机构（3）、水平设置的丝杆（4）和与丝杆（4）旋合的滑块（5），所述平行四边形连杆机构（3）连接滑块（5），所述眼珠（2）安装于平行四边形连杆机构（3）上；所述脖子上下转动机构为水平设置的脖子上下转动轴（6），所述脖子左右转动机构为竖直设置的脖子左右转动轴（7），脖子（8）安装于脖子上下转动轴（6）和脖子左右转动轴（7）上；所述眼珠上下转动轴（1）与脖子上下转动轴（6）之间设有眼球、脖子上下联动的多级齿轮上下联动传动副，所述丝杆（4）与脖子左右转动轴（7）之间设有眼球、脖子左右联动的多级齿轮左右联动传动副。

【技术特征摘要】
1.机器人眼球与头部联动装置，包括眼珠上下转动机构和眼珠左右转动机构以及脖子上下转动机构和脖子左右转动机构，其特征在于:所述眼珠上下转动机构为水平设置的眼珠上下转动轴(1)，两颗眼珠(2)与眼珠上下转动轴(I)同轴安装，所述眼珠左右转动机构包括平行四边形连杆机构(3)、水平设置的丝杆(4)和与丝杆(4)旋合的滑块(5)，所述平行四边形连杆机构(3)连接滑块(5)，所述眼珠(2)安装于平行四边形连杆机构(3)上；所述脖子上下转动机构为水平设置的脖子上下转动轴(6)，所述脖子左右转动机构为竖直设置的脖子左右转动轴(7)，脖子(8)安装于脖子上下转动轴(6)和脖子左右转动轴(7)上；所述眼珠上下转动轴(I)与脖子上下转动轴(6)之间设有眼球、脖子上下联动的多级齿轮上下联动传动副，所述丝杆(4)与脖子左右转动轴(7)之间设有眼球、脖子左右联动的多级齿轮左右联动传动副。2.根据权利要求1所述的机器人眼球与头部联动装置，其特征在于:所述多级齿轮上下联动传动副包括齿轮I轴(11)、齿轮II轴(12)、齿轮III轴(13)、齿轮IV轴(14)以及换向I轴(15)和换向II轴(16)，所述齿轮I轴(11)上同轴固连I轴锥齿轮(17)和I轴齿轮(18 )，齿轮I轴(11)通过上下转动变速器(10 )连接伺服电机(9 ) 一侧的输出轴，所述齿轮II轴(12)上同轴滑动连接II轴双联齿轮(19)和固连II轴齿轮(20)，所述齿轮III轴(13)上同轴固连III轴齿轮(21 )，所述齿轮IV轴(14 )上同轴固连IV轴齿轮(22 )，所述换向I轴(15 )上同轴固连I轴输入锥齿轮(23)和I轴输出锥齿轮(24)，所述换向II轴(16)上同轴固连换向II轴锥齿轮(25)、换向II轴左齿轮(26)和换向II轴右齿轮(27)，对应于II轴双联齿轮(19)于齿轮II轴(12)上设置上下联动电磁离合器(28)，II轴齿轮(20)同时与III轴齿轮(21)和IV轴齿轮(22)啮合，III轴齿轮(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：林景亮，李祖裕，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：实用新型
国别省市：