[发明专利]十三自由度仿人机器人头部机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿人机器人头部机构。

背景技术

目前的仿人机器人头部机构结构复杂、运动灵活性差、运动精度低，特别是眼睛的运动机构不够灵活，即眼睛的左右或上下转动是同步的；整体外观乃至局部的尺寸、以及每个器官所能运动的幅度都与人类的头部相差较大，整体机构的动作协调性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种十三自由度仿人机器人头部机构，以解决目前仿人机器人头部机构结构复杂、灵活性差、运动精度低、整体机构的动作协调性不高的问题。本发明包括双眼独立偏转和仰俯运动、眼睑及嘴巴开合运动，眼眉的紧皱与舒缓、嘴角的移动共计十三个自由度。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的十三自由度仿人机器人头部机构由两个眼眉机构、两个眼睛运动机构、嘴机构和底板组成；每个眼眉机构由眼眉舵机支架、两个眼眉伺服舵机、两个眼眉滑销、两个眼眉摆杆、两根眼眉轴、两个眼眉轴套和两个眼眉支撑杆组成；每个眼睛运动机构由眼睛支架、两个眼球伺服舵机、眼睑伺服舵机、眼球舵机支架、眼眶、四根眼眶轴、两个眼球滑销、外滑环、外滑环摆杆、两个外滑环轴套、内滑环、内滑环摆杆、两个内滑环轴套、眼球摆杆、眼球、眼球套、眼睑支撑架、两个眼睑轴套、眼睑滑销和眼睑摆杆组成；嘴机构由嘴架、两个嘴角舵机支架、两个嘴角伺服舵机、两个嘴角滑销、两个嘴角摆杆、两个嘴角轴套、两根嘴角轴、上嘴唇、嘴巴舵机支架、嘴巴伺服舵机、嘴巴滑销、下嘴唇、两根嘴巴轴和两个嘴巴轴套组成；

眼眉舵机支架和眼睛支架一一对应设置，眼睛支架和眼眉舵机支架由前至后固定在底板的上端面上，两个眼眉伺服舵机均固装在眼眉舵机支架上，每个眼眉伺服舵机的输出端与眼眉舵机曲柄的一端固接，两个眼眉舵机曲柄相对于眼眉舵机支架的中心对称设置在眼眉舵机支架外的两侧，每个眼眉舵机曲柄的另一端固装有一个眼眉滑销，眼睛支架外的两侧各设置有一个眼眉摆杆，眼眉滑销设置在眼眉摆杆一端设有的眼眉滑销长槽内，且二者滑动配合，眼眉摆杆的另一端与眼眉轴的一端连接，眼眉轴的另一端与眼眉支撑杆的后端连接，眼眉轴上套装有眼眉轴套且二者间隙配合，眼眉轴套装在眼睛支架侧壁上的眼眉轴套孔内且二者过盈配合；

所述两个眼球伺服舵机分别是眼球左右摆动伺服舵机和眼球仰俯转动伺服舵机，眼球左右摆动伺服舵机固装在眼睛支架的上横梁上，眼球仰俯转动伺服舵机和眼睑伺服舵机设置在眼睛支架与眼眉舵机支架之间且均固装在眼球舵机支架上，眼眶为圆环形，圆环形眼眶的外圆周端面上设有与圆环形眼眶的内环腔相通的四根眼眶轴，且圆环形眼眶的水平中心轴线和垂直中心轴线上各设置有两根眼眶轴，四根眼眶轴与圆环形眼眶制成一体，圆环形眼眶固定在眼睛支架的两侧和底板的上端面上，眼球仰俯转动伺服舵机的输出端与眼球仰俯舵机曲柄的一端固接，两个眼球滑销分别是眼球仰俯滑销和眼球左右摆动滑销，眼球仰俯舵机曲柄的另一端与眼球仰俯滑销固接，外滑环的一外侧壁与外滑环摆杆固接，外滑环摆杆上设有外滑环长槽，眼球仰俯滑销与外滑环摆杆上的外滑环长槽滑动配合，外滑环的两端各设有一个外滑环轴套孔，外滑环上的每个外滑环轴套孔内固装有一个外滑环轴套，每个外滑环轴套套装在位于圆环形眼眶水平中心轴线上的眼眶轴上且二者间隙配合；

眼球左右摆动伺服舵机的输出端与眼球左右摆动舵机曲柄的一端固接，眼球左右摆动舵机曲柄的另一端与眼球左右摆动滑销固接，内滑环的一外侧壁与内滑环摆杆固接，内滑环摆杆上设有内滑环长槽，眼球左右摆动滑销与内滑环摆杆上的内滑环长槽滑动配合，内滑环的两端各设有一个内滑环轴套孔，内滑环的每个内滑环轴套孔内固装有一个内滑环轴套，每个内滑环轴套套装在位于圆环形眼眶垂直中心轴线上的眼眶轴上且二者间隙配合，眼球摆杆的一端与眼球的中心位置连接，外滑环上设有外滑环滑道，内滑环上设有内滑环滑道，眼球摆杆的另一端穿过内滑环的内滑环滑道和外滑环的外滑环滑道设置在外滑环的外面，眼球套设置在眼球与圆环形眼眶之间，眼球套与圆环形眼眶过盈配合，眼球与眼球套间隙配合；

眼睑支撑架的两端各设有一个眼睑轴套孔，眼睑支撑架的每个眼睑轴套孔内固装有一个眼睑轴套，眼睑轴套套装在位于圆环形眼眶水平中心轴线上的眼眶轴上且二者间隙配合，眼睑伺服舵机的输出端与眼睑开合曲柄的一端固接，眼睑开合曲柄的另一端与眼睑滑销固接，眼睑摆杆与眼睑支撑架固接，眼睑滑销与眼睑摆杆上的眼睑长槽滑动配合；