一種表情機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種表情機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]表情機(jī)器人是一種能模擬人類面部表情和情緒動(dòng)作的智能機(jī)器人，其作為一種服務(wù)機(jī)器人，對(duì)于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互特別是情感交互具有重要作用，由于表情機(jī)器人的人性化、情感化的特點(diǎn)，使得表情機(jī)器人的研究有著非常廣泛的應(yīng)用前景，近年來(lái)，越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)及組織開展了仿人面部表情機(jī)器人的研究。
[0003]表情機(jī)器人的研究難點(diǎn)之一是在有限空間內(nèi)完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而整體設(shè)計(jì)具有空間狹窄、運(yùn)動(dòng)范圍小、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確及負(fù)載小的特點(diǎn)，同時(shí)整體機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要協(xié)調(diào)，符合人類頭、面部的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求運(yùn)動(dòng)傳遞要準(zhǔn)確，不能失真，這也是該課題所要著重解決的問題。
[0004]目前，歐美及日本的一些大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)已取得了一定的研究成果，其所研制的機(jī)器人注重機(jī)械穩(wěn)定性，具有復(fù)雜的頭部結(jié)構(gòu)且面部表皮和肌理逼真。
[0005]上述現(xiàn)有的表情機(jī)器人雖然基本完成了在外形上與人相似，但內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量過大，造價(jià)昂貴，外形不美觀，并且驅(qū)動(dòng)裝置多數(shù)選用直流電機(jī)或舵機(jī)，在狹小的頭部結(jié)構(gòu)中控制不同位點(diǎn)的機(jī)構(gòu)交織在一起，使得運(yùn)動(dòng)傳遞不協(xié)調(diào)，從而最終影響到機(jī)器人整體外觀和頭部運(yùn)動(dòng)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種外形美觀、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、空間利用率高、表情生動(dòng)靈活及成本低的表情機(jī)器人。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種表情機(jī)器人，包括機(jī)器人本體構(gòu)架和固定桁架，所述機(jī)器人本體構(gòu)架設(shè)置在所述固定桁架的固定面上，所述固定桁架上固設(shè)有多個(gè)步進(jìn)電機(jī)組及分別與所述步進(jìn)電機(jī)組連接的多個(gè)齒輪齒條傳動(dòng)組，所述機(jī)器人本體構(gòu)架包括骨架系統(tǒng)、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上的兩眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上的兩眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上的兩眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上的下頌運(yùn)動(dòng)部件及設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上的攝像感應(yīng)裝置，所述機(jī)器人本體構(gòu)架上設(shè)有分別與所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的用于控制所述眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件及下頌運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)鋼絲。
[0008]進(jìn)一步地，所述骨架系統(tǒng)包括豎直并排設(shè)置的三個(gè)定層骨架、垂直插接在所述定層骨架上方的前額固定骨架、水平插接在所述定層骨架中部的中層固定骨架、設(shè)置在所述中層固定骨架底部的底座固定支架，水平插接在所述底座固定支架上的下層固定骨架及豎直固設(shè)在所述中層固定骨架兩端的兩防護(hù)板。
[0009]進(jìn)一步地，所述眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括眉毛部件、轉(zhuǎn)軸、設(shè)置在所述眉毛部件上的關(guān)節(jié)搖桿及固設(shè)在所述關(guān)節(jié)搖桿兩端的兩拉動(dòng)桿，所述眉毛部件通過所述轉(zhuǎn)軸與所述骨架系統(tǒng)連接，所述關(guān)節(jié)搖桿通過復(fù)位彈簧固定在所述骨架系統(tǒng)上，所述拉動(dòng)桿通過驅(qū)動(dòng)鋼絲與所述固定桁架上的所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括眼瞼和上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承，所述眼臉通過螺栓固設(shè)在所述上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承上，所述上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上且所述上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承通過復(fù)位彈簧與驅(qū)動(dòng)鋼絲連接，所述驅(qū)動(dòng)鋼絲連接所述固定桁架上的所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步地，所述眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括眼球上下轉(zhuǎn)動(dòng)部件和眼球左右轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述眼球上下轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括一眼球及一上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承，所述上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)上，所述上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承的一端連接所述眼球，所述上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承的另一端通過復(fù)位彈簧與驅(qū)動(dòng)鋼絲連接，所述驅(qū)動(dòng)鋼絲連接所述固定桁架上的所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述眼球左右轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括一眼球及一左右搖桿，所述左右搖桿分別與所述眼球與復(fù)位彈簧連接，所述左右搖桿通過驅(qū)動(dòng)鋼絲連接所述固定桁架上的所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0012]進(jìn)一步地，所述下頌運(yùn)動(dòng)部件包括一下頌部件及一下頌關(guān)節(jié)軸承，所述下頌部件的尾端與所述骨架系統(tǒng)連接，所述下頌關(guān)節(jié)軸承設(shè)置在所述下頌部件上，所述下頌部件通過復(fù)位彈簧與驅(qū)動(dòng)鋼絲連接，所述驅(qū)動(dòng)鋼絲連接所述固定桁架上的所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的表情機(jī)器人，其機(jī)器人本體構(gòu)架上設(shè)有分別與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的用于控制眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件及下頌運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)鋼絲，這樣，從表情機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，在不影響表情實(shí)現(xiàn)效果的前提下，對(duì)眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件及下頌運(yùn)動(dòng)部件這四個(gè)主要的面部模塊重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化自由度，節(jié)省大量空間，動(dòng)力上選擇精準(zhǔn)度更高的步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從機(jī)器人本體構(gòu)架分離，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳至驅(qū)動(dòng)鋼絲，最終帶動(dòng)眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件及下頌運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)自由運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)機(jī)器人進(jìn)行頭部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)和改進(jìn)，減少了連接點(diǎn)，提高了空間利用率，簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)表情的自由度數(shù)量，機(jī)器人運(yùn)行更加平穩(wěn)、安裝和操作更加簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其機(jī)器人本體構(gòu)架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其骨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其眼球上下轉(zhuǎn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其眼球左右運(yùn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8是本發(fā)明一實(shí)施例提供的表情機(jī)器人其下頌運(yùn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種表情機(jī)器人，包括機(jī)器人本體構(gòu)架1和固定桁架2，所述機(jī)器人本體構(gòu)架1設(shè)置在所述固定桁架2的固定面21上，所述固定桁架2上固設(shè)有多個(gè)步進(jìn)電機(jī)組3及分別與所述步進(jìn)電機(jī)組3連接的多個(gè)齒輪齒條傳動(dòng)組4，所述機(jī)器人本體構(gòu)架1包括骨架系統(tǒng)11、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)11上的兩眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件12、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)11上的兩眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件13、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)11上的兩眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件14、設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)11上的下頌運(yùn)動(dòng)部件15及設(shè)置在所述骨架系統(tǒng)11上的攝像感應(yīng)裝置16，所述機(jī)器人本體構(gòu)架1上設(shè)有分別與所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4連接的用于控制所述眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件12、眼瞼轉(zhuǎn)動(dòng)部件13、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)部件14及下頌運(yùn)動(dòng)部件15運(yùn)動(dòng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)鋼絲，通過對(duì)表情器人進(jìn)行頭部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)和改進(jìn)，減少了連接點(diǎn)，提高了空間利用率，簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)表情的自由度數(shù)量，機(jī)器人運(yùn)行更加平穩(wěn)、安裝和操作更加簡(jiǎn)單。
[0026]本實(shí)施例中，如圖3所示，所述骨架系統(tǒng)11包括豎直并排設(shè)置的三個(gè)定層骨架111、垂直插接在所述定層骨架111上方的前額固定骨架112、水平插接在所述定層骨架111中部的中層固定骨架113、設(shè)置在所述中層固定骨架113底部的底座固定支架115，水平插接在所述底座固定支架115上的下層固定骨架114及豎直固設(shè)在所述中層固定骨架113兩端的兩防護(hù)板116。
[0027]本實(shí)施例中，如圖4所示，所述眉毛轉(zhuǎn)動(dòng)部件12包括眉毛部件121、轉(zhuǎn)軸122、設(shè)置在所述眉毛部件121上的關(guān)節(jié)搖桿123及固設(shè)在所述關(guān)節(jié)搖桿123兩端的兩拉動(dòng)桿124，所述眉毛部件121通過所述轉(zhuǎn)軸122與所述骨架系統(tǒng)連