[发明专利]一种仿真机器人眼皮眼睑防冲突装置

说明书

本发明仿真机器人眼皮眼睑防冲突装置，包括眼球转动机构、眼睑转动机构、制系统设计和眼部机构运动学仿真；本发明对眼球转动机构进行运动学分析，得到其运动学逆解公式，并在ADAMS中进行运动，控制系统能够使得眼部机构实现同人眼一样的眼睑张开和闭合运动、眼球同向运动、异向运动及圆周运动；在保证了眼球完整性的前提下，该机构能够实现较大范围的角度转动，具有传动精确可靠、两个眼球独立控制的特点。

技术领域

本发明涉及一种仿真机器技术领域，尤其是一种仿真机器人眼皮眼睑防冲突装置。

背景技术

在机器人眼部运动准确控制的研究中，人体的面部表情主要依赖于眼睛、眉毛、嘴和下颚，对眼部机构的研究是仿人机器人表情再现和人机交互的一个重要组成部分；眼皮眼睑防冲突核心的控制芯片为单片机，利用其内部的定时器来产生不同的占空比，控制PwM信号的输出；但控制精度低，在一些精度要求较高的场合，实现的效果就会不理想。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种能够解决现有技术中控制精度低，在一些精度要求较高的场合，实现的效果就会不理想的问题仿真机器人眼皮眼睑防冲突装置。

一种仿真机器人眼皮眼睑防冲突装置，包括眼球转动机构、眼睑转动机构、制系统设计和眼部机构运动学仿真；所述眼球转动机构包括薄壁轴承、摄像头、眼球、转轴、销钉、第一关节轴承、固定轴、左右推杆、上下推杆、上下转动驱动舵机、左右转动驱动舵机和第一关节轴承；所述薄壁轴承设置有两个，固定设置在眼球侧壁中；所述摄像头固定在眼球上；所述销钉固定设置在眼球固定座上；所述左右转动驱动舵机固定设置在仿真机器人头部内侧；所述第一关节轴承固定设置在转轴上；所述左右推杆一端固定设置在左右转动驱动舵机上，另一端固定设置在第一关节轴承中；所述固定轴固定设置在销钉座上端；所述上下转动驱动舵机固定设置在仿真机器人头部内侧；所述第一关节轴承固定设置在固定轴上；所述上下推杆一端固定设置在上下转动驱动舵机上，另一端设置在第一关节轴承上。

作为本发明进一步的方案：所述转轴通过两个薄壁轴承固定在眼球上。

作为本发明进一步的方案：所述眼睑转动机构通过舵机驱动摇臂，带动连杆实现上、下眼睑的张开和闭合运动。

作为本发明进一步的方案：所述眼睑转动机构包括左眼和右眼且相互独立，左右眼均包含眼睑运动机构和眼球转动机构，分别具有2个自由度作为本发明进一步的方案：所述制系统设计通过SOPC Bui lder构建硬件系统，按照设计需要添加软核，进行相应的设置以实现要求的功能；在N10sIII DE集成开发环境编写程序，实现PwM信号不同的占空比，控制舵机的运动当FPGA复位开始运行后，初始化程序，等待模式的选择，模式分为串口模式和按键模式，通过按键模式能够简单实现左右眼睑和眼球的运动。

作为本发明进一步的方案：所述眼部机构运动学仿真将眼脸运动机构及驱动眼脸运动的舵机采用布尔运算与大地联接，对模型进行了简化。

作为本发明进一步的方案：所述眼部机构运动学仿真添加运动副、驱动和约束，并检验各个部件的连接状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明对眼球转动机构进行运动学分析，得到其运动学逆解公式，并在ADAMS中进行运动，控制系统能够使得眼部机构实现同人眼一样的眼睑张开和闭合运动、眼球同向运动、异向运动及圆周运动；在保证了眼球完整性的前提下，该机构能够实现较大范围的角度转动，具有传动精确可靠、两个眼球独立控制的特点。

附图说明

图1是本发明实施例中的眼球转动机构结构示意图；

图2是本发明实施例中控制系统的主程序流程图；