一种仿人表情机器人的嘴部活动机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种仿人表情机器人的嘴部活动机构，其特征在于，包括横向设置的顶板，所述顶板的底部设置有双轴舵机和下颌板，所述双轴舵机的输出端沿所述顶板的宽度方向安装在所述顶板的后部，所述下颚板包括两个正对设置且分别安装在所述双轴舵机的两个输出端上的颌支板，两个所述颌支板的下端连接有呈弧形的颌体板；所述顶板的前端具有竖向设置的鼻梁板，所述鼻梁板的下端与所述颌体板之间铰接有整体呈菱形的嘴部连杆机构。本实用新型专利技术头部结构和机器人均具有结构设计巧妙，空间利用率高，能够模拟嘴部动作等优点。能够模拟嘴部动作等优点。能够模拟嘴部动作等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种仿人表情机器人的嘴部活动机构


[0001]本技术涉及机器人
，特别的涉及一种仿人表情机器人的嘴部活动机构。

技术介绍

[0002]随着机器人行业发展，服务机器人也在迅速发展，人形机器人作为服务机器人的一种，其具有与人类相类似的外表特征，能在服务人们的同时，实现一些简单的仿人基本动作。心理学家研究表明，人在进行情感表达时，语言只表达7%的内容，声调也只能表达38%的内容，而55%的内容全由人的表情与动作来表达。所以，研究人形机器人的面部表情控制及表情的实现方法越来越重要。
[0003]人形机器人的面部表情一般采用两种方法实现：一种是采用机械结构配合安装的摄像机、麦克等传感器构成头部和眼、耳、口等器官。根据美国心理学家Ekman提出的的面部动作编码系统(Facial Action Coding System，FACS)中表情与运动单元(Action Unit，AU)之间的关系，在机器人面部皮肤上设计与各AU点对应的表情控制点，面部表情驱动机构(一般采用电机、气缸驱动，液压驱动)与表情控制点相连，通过表情控制点的组合和位移变化，实现不同的面部表情。另一种是采用仿人头骨、仿人器官、仿人肌肉、仿人皮肤等构成头部，用人工肌肉来驱动产生表情，可以使头部外表和面部表情高度仿真。仿人肌肉虽然具有良好的前景，但仍然受限于技术，目前，采用机械结构来实现表情动作仍是首选。面部表情主要包括眼部表情和嘴部表情，其中，嘴部表情主要要通过嘴角动作传达微笑和难过等表情，因此，如何模拟嘴部活动成为亟待解决的问题。

技术实现思路
r/>[0004]针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种结构巧妙，空间利用率高，能够模拟嘴部动作的仿人表情机器人的嘴部活动机构。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种仿人表情机器人的嘴部活动机构，其特征在于，包括横向设置的顶板，所述顶板的底部设置有双轴舵机和下颌板，所述双轴舵机的输出端沿所述顶板的宽度方向安装在所述顶板的后部，所述下颌板包括两个正对设置且分别安装在所述双轴舵机的两个输出端上的颌支板，两个所述颌支板的下端连接有呈弧形的颌体板；所述顶板的前端具有竖向设置的鼻梁板，所述鼻梁板的下端与所述颌体板之间铰接有整体呈菱形的嘴部连杆机构。
[0007]采用上述结构，下颌板通过安装在顶板上的双轴舵机和连接在鼻梁板上的嘴部连杆机构吊设在顶板上，双轴舵机的输出端转动时，带动下颌板转动，由于鼻梁板固定不动，铰接在鼻梁板与颌体板之间的嘴部连杆机构就会在颌体板的上下摆动下形成嘴巴打开和闭合的动作。直接将下颌板安装在双轴舵机的输出端上，无需其他传动部件转换，从而能够减少空间占用，便于其他部件的设置。
[0008]进一步的，所述顶板的下方还吊设有横向设置的安装座，所述安装座上具有竖向
设置的嘴角拉伸舵机，所述嘴角拉伸舵机的输出端设置有转盘，所述转盘上铰接有两根沿所述顶板的宽度方向设置的第一嘴角连杆，且两个铰接点位于同一直径方向上；所述第一嘴角连杆的另一端铰接有沿顶板的长度方向设置的第二嘴角连杆，所述第二嘴角连杆的另一端与所述嘴部连杆机构宽度方向上的一个铰接点相铰接；所述安装座上还竖向设置有与所述第二嘴角连杆对应的固定铰轴，所述第二嘴角连杆的中部具有与所述固定铰轴对应设置的中部铰接孔，并铰接在所述固定铰轴上。
[0009]这样，嘴角拉伸舵机的输出端带动转盘转动，转盘沿顶板宽度方向推拉第一嘴角连杆，第一嘴角连杆进一步驱动第二嘴角连杆绕固定铰轴转动，第二嘴角连杆的另一端就可以带动嘴部连杆机构的嘴角左右拉伸。
[0010]进一步的，所述中部铰接孔沿长度方向延伸成长条形，所述第二嘴角连杆背离所述嘴部连杆机构的一端端部具有沿铰轴的轴向突出设置的限位导向柱，所述安装座上具有弧形导向槽，所述限位导向柱可滑动地设置在所述弧形导向槽内，使所述第二嘴角连杆的另一端在所述嘴部连杆机构所在平面上移动。
[0011]这样，第二嘴角连杆的一端在第一嘴角连杆的推拉下和限位导向柱与弧形导向槽的限位作用下，中部铰接孔在固定铰轴的限制下伸缩，从而可以保证第二嘴角连杆的另一端始终与嘴部连杆机构位于同一平面上，避免第二嘴角连杆在长度方向上的拉伸而破坏嘴部连杆机构的铰接结构，有利于延长使用寿命。
[0012]进一步的，所述安装座与所述顶板之间连接有嘴角提升机构，所述嘴角提升机构包括竖向设置的吊装板和提升导向板，所述提升导向板上具有竖向设置的提升导向槽，所述安装座上安装有提升板，所述提升板上具有与所述提升导向槽滑动配合的提升滑块，所述吊装板上安装有用于驱动所述提升板沿所述提升导向槽升降的提升驱动机构，所述提升驱动机构的驱动端与所述提升板相连。
[0013]这样，通过嘴角提升机构的升降，带动安装座整体上下移动，利用安装座上的第二嘴角连杆就可以实现嘴角的上扬或下垂，便于实现笑脸或难过表情。
[0014]进一步的，所述吊装板和所述提升导向板相互平行设置，所述提升驱动机构为朝向所述提升导向板设置的提升舵机；所述提升板位于所述提升导向板朝向所述提升驱动机构的一侧，且所述提升板朝向所述提升驱动机构的一侧具有沿横向设置的矩形槽，所述矩形槽内可滑动地配合有提升盘，所述提升盘的直径与所述矩形槽的宽度一致；所述提升盘偏心安装在所述提升舵机的输出端上。
[0015]这样，提升舵机的输出端转动带动提升盘在矩形槽内滑动，同时，由于提升盘的偏心设置，使得提升盘的最高点在转动过程中变化，从而带动提升板在竖向上下移动，进而实现安装座的整体提升或下降。
[0016]进一步的，所述提升导向槽为贯穿设置在所述提升导向板上的条形孔；所述提升滑块为圆柱形，并穿过所述提升导向槽。
[0017]进一步的，所述嘴部连杆机构包括横向设置在所述鼻梁板上的上唇连杆和横向设置在所述颌体板上的下唇连杆，所述上唇连杆的两端铰接有上嘴角连杆；所述下唇连杆的两端铰接有下嘴角连杆，位于同一侧的所述上嘴角连杆和下嘴角连杆铰接相连。
[0018]进一步的，所述上唇连杆和所述下唇连杆均包括两个相互铰接设置的副连杆，所述副连杆的另一端具有活动定位部，所述活动定位部采用可被磁铁吸合的材料制成；所述
上唇连杆和所述下唇连杆中部的铰接点固定在所述鼻梁板和所述颌体板，所述鼻梁板和所述颌体板上各具有两个用于吸合所述活动定位部的唇部电磁铁。
[0019]这样，唇部电磁铁通电状态下，两个副连杆的活动定位部被唇部电磁铁吸住，下颌板转动时，带动两侧的上嘴角连杆和下嘴角连杆上下，实现嘴巴开合运动。而安装座在嘴角提升机构的升降驱动下，通过第二嘴角连杆带动上嘴角连杆和下嘴角连杆的铰接处同时向上或同时向下运动，上嘴角连杆和下嘴角连杆的铰接处同时向上时，可以将颌体板上的唇部电磁铁断电，让下唇连杆的两个副连杆向上转动，增加嘴角上移空间，便于实现微笑表情；上嘴角连杆和下嘴角连杆的铰接处同时向下时，可以将鼻梁板上的唇部电磁铁断电，让上唇连杆的两个副连杆向下转动，增加嘴角下移空间，便本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿人表情机器人的嘴部活动机构，其特征在于，包括横向设置的顶板（11），所述顶板（11）的底部设置有双轴舵机（12）和下颌板（13），所述双轴舵机（12）的输出端沿所述顶板（11）的宽度方向安装在所述顶板（11）的后部，所述下颌板（13）包括两个正对设置且分别安装在所述双轴舵机（12）的两个输出端上的颌支板（131），两个所述颌支板（131）的下端连接有呈弧形的颌体板（132）；所述顶板（11）的前端具有竖向设置的鼻梁板（14），所述鼻梁板（14）的下端与所述颌体板（132）之间铰接有整体呈菱形的嘴部连杆机构（15）。2.如权利要求1所述的仿人表情机器人的嘴部活动机构，其特征在于，所述顶板（11）的下方还吊设有横向设置的安装座（16），所述安装座（16）上具有竖向设置的嘴角拉伸舵机（161），所述嘴角拉伸舵机（161）的输出端设置有转盘（162），所述转盘（162）上铰接有两根沿所述顶板（11）的宽度方向设置的第一嘴角连杆（163），且两个铰接点位于同一直径方向上；所述第一嘴角连杆（163）的另一端铰接有沿顶板（11）的长度方向设置的第二嘴角连杆（164），所述第二嘴角连杆（164）的另一端与所述嘴部连杆机构（15）宽度方向上的一个铰接点相铰接；所述安装座（16）上还竖向设置有与所述第二嘴角连杆（164）对应的固定铰轴，所述第二嘴角连杆（164）的中部具有与所述固定铰轴对应设置的中部铰接孔，并铰接在所述固定铰轴上。3.如权利要求2所述的仿人表情机器人的嘴部活动机构，其特征在于，所述中部铰接孔沿长度方向延伸成长条形，所述第二嘴角连杆（164）背离所述嘴部连杆机构（15）的一端端部具有沿铰轴的轴向突出设置的限位导向柱，所述安装座（16）上具有弧形导向槽，所述限位导向柱可滑动地设置在所述弧形导向槽内，使所述第二嘴角连杆（164）的另一端在所述嘴部连杆机构（15）所在平面上移动。4.如权利要求2所述的仿人表情机器人的嘴部活动机构，其特征在于，所述安装座（16）与所述顶板（11）之间连接有嘴角提升机构（17），所述嘴角提升机构（17）包括竖向设置的吊装板（171）和提升导向板（172），所述提升导向板（172）上具有竖向设置的提升导向槽（173），所述安装座（16）上安装有提升板（174），所述提升板（174）上具有与所述提升导向槽（173）滑动配合的提升滑块（175），所述吊装板（171）上安装有用于驱动所述提升...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕健，何苗，胡方超，路世青，扶万章，彭皓南，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：新型
国别省市：