[发明专利]十三自由度仿人机器人头部机构

摘要

十三自由度仿人机器人头部机构，它涉及一种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、整体机构协调性不高问题。眼眉伺服舵机通过眼眉摆杆驱动眼眉轴绕眼眉轴套转动，从而使眼眉支撑杆摆动；眼球仰俯转动伺服舵机通过眼球仰俯舵机曲柄、眼球仰俯滑销及外滑环摆杆驱动外滑环摆动，从而带动眼球摆杆运动；眼球左右摆动伺服舵机通过眼球左右摆动舵机曲柄、眼球左右摆动滑销及内滑环摆杆驱动内滑环摆动；眼睑伺服舵机通过眼睑开合曲柄、眼睑滑销和眼睑摆杆驱动眼睑支撑架摆动；嘴角伺服舵机通过嘴角舵机曲柄、嘴角滑销及嘴角摆杆驱动嘴角摆杆上下开合运动。本发明可实现仿人机器人头部十三个自由度的运动。

主权项

一种十三自由度仿人机器人头部机构，所述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(8)组成；其特征在于：每个眼眉机构由眼眉舵机支架(32)、两个眼眉伺服舵机(1)、两个眼眉滑销(12)、两个眼眉摆杆(30)、两根眼眉轴(19)、两个眼眉轴套(18)和两个眼眉支撑杆(29)组成；每个眼睛运动机构由眼睛支架(4)、两个眼球伺服舵机、眼睑伺服舵机(42)、眼球舵机支架(43)、眼眶(3)、四根眼眶轴(44)、两个眼球滑销、外滑环(15)、外滑环摆杆(47)、两个外滑环轴套(21)、内滑环(13)、内滑环摆杆(48)、两个内滑环轴套(49)、眼球摆杆(14)、眼球(5)、眼球套(6)、眼睑支撑架(16)、两个眼睑轴套(20)、眼睑滑销(50)和眼睑摆杆(51)组成；嘴机构由嘴架(9)、两个嘴角舵机支架(33)、两个嘴角伺服舵机(52)、两个嘴角滑销(53)、两个嘴角摆杆(26)、两个嘴角轴套(25)、两根嘴角轴(24)、上嘴唇(28)、嘴巴舵机支架(34)、嘴巴伺服舵机(54)、嘴巴滑销(55)、下嘴唇(27)、两根嘴巴轴(23)和两个嘴巴轴套(22)组成；眼眉舵机支架(32)和眼睛支架(4)一一对应设置，眼睛支架(4)和眼眉舵机支架(32)由前至后固定在底板(8)的上端面上，两个眼眉伺服舵机(1)均固装在眼眉舵机支架(32)上，每个眼眉伺服舵机(1)的输出端与眼眉舵机曲柄(1-1)的一端固接，两个眼眉舵机曲柄(1-1)相对于眼眉舵机支架(32)的中心对称设置在眼眉舵机支架(32)外的两侧，每个眼眉舵机曲柄(1-1)的另一端固装有一个眼眉滑销(12)，眼睛支架(4)外的两侧各设置有一个眼眉摆杆(30)，眼眉滑销(12)设置在眼眉摆杆(30)一端设有的眼眉滑销长槽内，且二者滑动配合，眼眉摆杆(30)的另一端与眼眉轴(19)的一端连接，眼眉轴(19)的另一端与眼眉支撑杆(29)的后端连接，眼眉轴(19)上套装有眼眉轴套(18)且二者间隙配合，眼眉轴套(18)装在眼睛支架(4)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(40)和眼球仰俯转动伺服舵机(41)，眼球左右摆动伺服舵机(40)固装在眼睛支架(4)的上横梁上，眼球仰俯转动伺服舵机(41)和眼睑伺服舵机(42)设置在眼睛支架(4)与眼眉舵机支架(32)之间且均固装在眼球舵机支架(43)上，眼眶(3)为圆环形，圆环形眼眶(3)的外圆周端面上设有与圆环形眼眶(3)的内环腔相通的四根眼眶轴(44)，且圆环形眼眶(3)的水平中心轴线和垂直中心轴线上各设置有两根眼眶轴(44)，四根眼眶轴(44)与圆环形眼眶(3)制成一体，圆环形眼眶(3)固定在眼睛支架(4)的两侧和底板(8)的上端面上，眼球仰俯转动伺服舵机(41)的输出端与眼球仰俯舵机曲柄(41-1)的一端固接，两个眼球滑销分别是眼球仰俯滑销(45)和眼球摆动滑销(46)，眼球仰俯舵机曲柄(41-1)的另一端与眼球仰俯滑销(45)固接，外滑环(15)的一外侧壁与外滑环摆杆(47)固接，外滑环摆杆(47)上设有外滑环长槽，眼球仰俯滑销(45)与外滑环摆杆(47)上的外滑环长槽滑动配合，外滑环(15)的两端各设有一个外滑环轴套孔，外滑环(15)上的每个外滑环轴套孔内固装有一个外滑环轴套(21)，每个外滑环轴套(21)套装在位于圆环形眼眶(3)水平中心轴线上的眼眶轴(44)上且二者间隙配合；眼球左右摆动伺服舵机(40)的输出端与眼球左右摆动舵机曲柄(40-1)的一端固接，眼球左右摆动舵机曲柄(40-1)的另一端与眼球左右摆动滑销(46)固接，内滑环(13)的一外侧壁与内滑环摆杆(48)固接，内滑环摆杆(48)上设有内滑环长槽，眼球左右摆动滑销(46)与内滑环摆杆(48)上的内滑环长槽滑动配合，内滑环(13)的两端各设有一个内滑环轴套孔，内滑环(13)的每个内滑环轴套孔内固装有一个内滑环轴套(49)，每个内滑环轴套(49)套装在位于圆环形眼眶(3)垂直中心轴线上的眼眶轴(44)上且二者间隙配合，眼球摆杆(14)的一端与眼球(5)的中心位置连接，外滑环(15)上设有外滑环滑道(15-1)，内滑环(13)上设有内滑环滑道(13-1)，眼球摆杆(14)的另一端穿过内滑环(13)的内滑环滑道(13-1)和外滑环(15)的外滑环滑道(15-1)设置在外滑环(15)的外面，眼球套(6)设置在眼球(5)与圆环形眼眶(3)之间，眼球套(6)与圆环形眼眶(3)过盈配合，眼球(5)与眼球套(6)间隙配合；眼睑支撑架(16)的两端各设有一个眼睑轴套孔，眼睑支撑架(16)的每个眼睑轴套孔内固装有一个眼睑轴套(20)，眼睑轴套(20)套装在位于圆环形眼眶(3)水平中心轴线上的眼眶轴(44)上且二者间隙配合，眼睑伺服舵机(42)的输出端与眼睑开合曲柄(42-1)的一端固接，眼睑开合曲柄(42-1)的另一端与眼睑滑销(50)固接，眼睑摆杆(51)与眼睑支撑架(16)固接，眼睑滑销(50)与眼睑摆杆(51)上的眼睑长槽滑动配合；嘴架(9)的上端与底板(8)的下端面固接，两个嘴角舵机支架(33)均固定在嘴架(9)上的后侧，每个嘴角舵机支架(33)上固装有一个嘴角伺服舵机(52)，每个嘴角伺服舵机(52)的输出端与嘴角舵机曲柄(52-1)的一端固接，嘴架(9)的两侧各设置有一个嘴角舵机曲柄(52-1)，每个嘴角舵机曲柄(52-1)的另一端与嘴角滑销(53)固接，每个嘴角滑销(53)与相应的嘴角摆杆(26)后端上的嘴角滑槽滑动配合，嘴角摆杆(26)的前端为嘴角支撑点，嘴角摆杆(26)的中部设有嘴角轴套孔，嘴角轴套(25)固装在嘴角摆杆(26)上的嘴角轴套孔内，每个嘴角轴套(25)内装有与其间隙配合的嘴角轴(24)，两根嘴角轴(24)同轴设置，上嘴唇(28)与嘴架(9)的两侧固接，嘴巴舵机支架(34)固定在嘴架(9)上且位于嘴角伺服舵机(52)的前侧，嘴巴伺服舵机(54)的输出端与嘴巴舵机曲柄(54-1)的一端固接，嘴巴舵机曲柄(54-1)的另一端与嘴巴滑销(55)固接，嘴巴滑销(55)与下嘴唇(27)侧壁上的下嘴唇滑槽滑动配合，嘴架(9)的两侧各固装有一根嘴巴轴(23)，两根嘴巴轴(23)同轴设置，下嘴唇(27)的两端各设有一个嘴巴轴套孔，下嘴唇(27)上的每个嘴巴轴套孔内固装有一个嘴巴轴套(22)，嘴巴轴套(22)套装在嘴巴轴(23)上且二者间隙配合。