[发明专利]可变焦机器人眼

说明书

本发明可变焦机器人眼，包括部球形转子型多自由度超声波电机、行波型圆形超声波电机，部球形转子型多自由度超声波电机、行波型圆形超声波电机共同驱动光学采集装置在三维空间内自由转动以及实现机器人眼变焦；球形转子型多自由度超声波电机的球形转子为空心球体结构，三部定子分布于球形转子外侧；行波型圆形超声波电机设置于球形转子型多自由度超声波电机的球体空腔内，行波型圆形超声波电机与球形转子型多自由度超声波电机的相对位置确定。

技术领域

本发明涉及智能装备技术领域，特别涉及智能机械人，具体的，其展示一种可变焦机器人眼。

背景技术

随着机器人领域的大力发展，机器人将在越来越多的领域代替人类进行工作，现有研究表明，人类对世界感知信息的80%都是通过眼睛获取的，对机器人而言，其其他感知系统均弱于人类，故机器眼对其获取外界信息显得更为重要。

在现有技术下，机器人的眼球均有光采集装置构成，这解决了光信号的接收问题，但是现有机器人眼的运动控制装置发展还没有得到长足的发展，特别是在低端机器人领域，眼部装置简单的使用摄像装置，没有设置眼球运动机构，无法实现镜头的三维运动，这不仅影响着机器人的视野，同时显得机器人较为笨重。在高端机器人领域，采用多台伺服电机以及对应的传动装置解决眼球运动问题，这大大增加了机器人眼的装置复杂度和制造成本，且控制精度有限。

因此，有必要提供一种可变焦机器人眼来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可变焦机器人眼，其可以实现眼球的三维转动并具有外部调焦功能，眼球转动极为精细化且外部调焦装置提高了机器人眼工作的可靠性。

技术方案如下：

一种可变焦机器人眼，包括部球形转子型多自由度超声波电机、行波型圆形超声波电机，部球形转子型多自由度超声波电机、行波型圆形超声波电机共同驱动光学采集装置在三维空间内自由转动以及实现机器人眼变焦；

球形转子型多自由度超声波电机的球形转子为空心球体结构，三部定子分布于球形转子外侧；

行波型圆形超声波电机设置于球形转子型多自由度超声波电机的球体空腔内，行波型圆形超声波电机与球形转子型多自由度超声波电机的相对位置确定。

进一步的，行波型圆形超声波电机，其环形转子上设置有一机械轴，机械轴将行波型圆形超声波电机的旋转运动转化为机械轴轴向方向的平动，进而控制外部调焦装置的运动。

进一步的，行波型圆形超声波电机，其环形转子与机械轴之间通过螺纹相配合，在环形转子进行旋转运动时，通过限定环形转子在机械轴轴向方向的位置，迫使机械轴通过螺纹进行轴向平动，实现机械运动形式的转换。

进一步的，球形转子型多自由度超声波电机，其空腔转子开有一圆形口，该口用以设置行波型圆形超声波电机以及摄像装置，在内部装置设置完毕后，在该圆形口安置透镜以便实现调焦功能。

进一步的，环形转子上的机械轴，在其上设置光学采集装置以及透镜配合球形转子上的透镜，在机械轴的运动下实现不同透镜组合，进而实现变焦功能。

进一步的，行波型环形转子机械轴上设置机器人眼光学采集装置以及透镜，光学采集装置，环形转子机械轴上的透镜以及球形转子上的透镜需保证在同一直线上，但光学装置与透镜不限于和转轴共线。

与现有技术相比，本发明可实现三维自由转动且灵敏型较高，运动精密，所需传动装置较少，结构相对简单；除此之外，也可以实现机器人眼外部调焦功能，增强了机器人工作的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图之一。

图2是本发明的结构示意图之二。

图3是本发明的结构示意图之三。