[发明专利]一种三自由度仿生颈部机构

说明书

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，具体而言，涉及一种三自由度仿生颈部机构。

背景技术

随着电子技术、控制技术、传感测量技术、信号处理技术、计算机技术及仿生技术的发展，视觉仿生研究日益受到重视，成为前沿交叉学科的研究热点。现有的视觉仿生研究主要集中在仿生眼睛上，尽管仿生眼睛能实现三自由度，但是在视觉过程中，仿生眼睛只能实现小范围视野调整，而无法实现大范围视野调整。

人的颈脖子肌肉繁多，按功能控制头部运动的肌肉主要有：胸锁乳突肌，前斜角肌，中斜角肌，后斜角肌，小斜角肌，斜方肌，头半棘肌，颈半棘肌，头最长肌，头夹肌，颈夹肌等。在颈脖子静止的情况下，人眼左右、上下转动角度为100度左右，旋转最大角度13度左右，无法实现大范围的运动角度。而在颈脖子的转动过程中，人眼可以跟随颈脖子的转动实现大范围的调整视野。因此，对于仿生颈部的研究也是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种体积小巧、结构简单三自由度仿生颈部机构。

本发明提供了一种三自由度仿生颈部机构，包括：

底座，其上安装有支架托台；

仿生颈部，其为球形腔，且固定安装在所述支架托台，所述仿生颈部周向上均匀安装有第一支架、第二支架和第三支架，所述第一支架、所述第二支架和所述第三支架连接交汇于所述仿生颈部的球心处；

第一伺服电机，其与所述第一支架连接；

第二伺服电机，其与所述第二支架连接；

第三伺服电机，其与所述第三支架连接。

作为本发明进一步的改进，所述仿生颈部在所述第一伺服电机的驱动下上下运动。

作为本发明进一步的改进，所述仿生颈部在所述第二伺服电机的驱动下旋转运动。

作为本发明进一步的改进，所述仿生颈部在所述第三伺服电机的驱动下侧曲运动。

作为本发明进一步的改进，还包括第一支架托、第二支架托和第三支架托，所述第一支架托位于所述第一支架和所述第一伺服电机之间，所述第二支架托位于所述第二支架和所述第二伺服电机之间，所述第三支架托位于所述第三支架和所述第三伺服电机之间。

作为本发明进一步的改进，还包括三轴伺服电机驱动器，所述第一伺服电机、所述第二伺服电机和所述第三伺服电机均与所述三轴伺服电机驱动器连接。

本发明的有益效果为：结构简单，集成度高，可实现侧曲运动自由度、摇摆运动自由度和俯仰运动自由度。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种三自由度仿生颈部机构结构示意图。

图中，

1、底座；2、支架托台；3、仿生颈部；41、第一支架；42、第二支架；51、第一伺服电机；52、第二伺服电机；53、第三伺服电机；61、第一支架托；62、第二支架托。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明实施例的一种三自由度仿生颈部机构，包括底座1、支架托台2、仿生颈部3、三个支架、三个伺服电机、三个支架托和一个三轴伺服电机驱动器。三个支架包括第一支架41、第二支架42和第三支架。三个伺服电机包括第一伺服电机51、第二伺服电机52和第三伺服电机53。三个支架托包括第一支架托61、第二支架托62和第三支架托。

底座1上安装有支架托台2。仿生颈部3为球形腔，且固定安装在支架托台2。仿生颈部3周向上均匀安装有第一支架41、第二支架42和第三支架，第一支架41、第二支架42和第三支架连接交汇于仿生颈部3的球心处。第一伺服电机51与第一支架41连接，第二伺服电机52与第二支架42连接，第三伺服电机53与第三支架连接。第一支架托61位于第一支架41和第一伺服电机51之间，用于固定第一伺服电机51。第二支架托62位于第二支架42和第二伺服电机52之间，用于固定第二伺服电机52。第三支架托位于第三支架和第三伺服电机53之间，用于固定第三伺服电机53。

第一伺服电机51、第二伺服电机52和第三伺服电机53均与一个三轴伺服电机驱动器连接，该三轴伺服电机驱动器用于驱动第一伺服电机51、第二伺服电机52和第三伺服电机53的运动。在第一伺服电机51、第二伺服电机52和第三伺服电机53的运动驱动下，该仿生颈部机构可实现三自由度运动。仿生颈部3在第一伺服电机51的驱动下上下运动，实现俯仰运动自由度。仿生颈部3在第二伺服电机52的驱动下旋转运动，实现摇摆运动自由度。仿生颈部3在第三伺服电机53的驱动下侧曲运动，实现侧曲运动自由度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。