[發明專利]仿人面部表情機器人

無效

• 申請號: 200910052039.7
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101570019A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 柯顯信;柏垠;唐文彬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種機器人，特別是一種仿人面部表情機器人。

技術背景

自從1954年第一臺電子程序可編的工業機器人誕生以來，服役機器人已經超過100萬臺，當代機器人技術的發展已經進入智能機器人階段。??仿人機器人的研究開始于上個世紀60年代，發展迅速，目前已成為智能機器人領域的主要研究方向之一。人在進行情感表達時，語言只表達7％的內容，聲調也只能表達38％的內容，而55％的內容全由人的表情與動作來表達。可見仿人表情機器人技術的研究在實現人與機器人的交互中起著重要的作用。

仿人機器人發展至今業已取得喜人的成果。對于仿人表情機器人，與人進行交流協作對于設計必須考慮三個重要因素：1)與人外形大小、樣貌相似；2)容易控制；3)把大量傳感器和驅動裝置裝入頭部中。這就意味著機械結構設計要在有限空間里完成，并為未來配置傳感器等其他智能裝置預留大量空間。對應的解決方法可以采用先進的人工肌肉作為驅動，人工肌肉具有占用空間少、運動結構多元化等特點。如歐美和日本的一些科研機構及公司所研制的機器人。這些機器人基本完成了在外形上與人相似，但是內部機械結構復雜，重量過大，造價昂貴。驅動大都選擇了直流電機和步進電機，在扭矩要求較大的場合必須另外設計減速裝置，增加了結構設計復雜性。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種仿人面部表情機器人，內部結構簡單，空間利用率大。

為達到上述的墓地，本發明的構思是：

現有的人類面部表情機器人大多結構復雜，造價昂貴，并且不易于控制，本發明就是以較為簡單的結構實現現有的人類面部表情機器人所能達到的功能。

本發明不僅使用了獨特的結構并且通過對人面部表情運動分析，選用了大量能使得通用零件，如關節軸承、直線滑軌和軸承座的零件，簡化了實現表情自由度的數量，設計出與人外形1∶1接近的仿人表情機器人。使得機器人運動更加的平穩，結構更加簡單，降低成本，并易于控制，并且由于使用了大量的通用零件使得維護及更新十分簡單。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種仿人面部表情機器人，包括本體構架，其特征在于所述本體構架上仿人體面部安裝有兩個眉毛轉動部件、兩個眼瞼轉動部件、兩個眼球轉動部件以及一個下頜運動部件。所述兩個眉毛轉動部件分別由連接桿對稱的固定于本體構架的上部；所述兩個眼瞼轉動部件分別固定于左右兩個對稱的支座上，再由所述支座固定在本體構架上；所述兩個眼球轉動部件通過一個舵機架連接在本體構架上；所述下頜運動部件由另一個舵機架固定于所述本體構架上。

上述每個所述眉毛轉動部件的結構：由一個眉毛舵機、一個眉毛舵機臂、一條眉毛組成；所述眉毛與眉毛舵機臂通過螺栓聯接，眉毛舵機臂安裝在舵機的輸出軸上，所述眉毛舵機與所述連桿連接。

上述每個所述眼瞼轉動部件的結構：由一個眼瞼舵機、一個眼瞼舵機臂、一個眼瞼組成。所述眼瞼由螺栓緊固在所述眼瞼舵機臂上，所述眼瞼舵機臂安裝在所述眼瞼舵機輸出軸上，眼瞼舵機由一根連桿固定在所述支座上。

上述眼球轉動部件由兩部分組成：眼球左右轉動部件和眼球上下轉動部件。

上述眼球左右轉動部件的結構：由一個眼球左右轉動舵機、一個眼球左右轉動舵機臂、一個左右轉動關節軸承、一個眼球部件組成。眼球左右轉動舵機通過螺釘與所述舵機架相聯，左右轉動關節軸承分別連接眼球左右轉動舵機臂與眼球部件，眼球部件通過一個軸承座固定在底板上，底板與本體構架固定連接。

上述眼球上下轉動部件的結構：由一個眼球上下轉動舵機、一個眼球上下轉動舵機臂、一個上下轉動關節軸承、一個眼球部件組成。所述眼球上下轉動舵機通過螺釘與一個舵機架相聯，所述舵機架固定在本體構架上，上下轉動關節軸承分別連接眼球上下轉動舵機臂與眼球部件，眼球部件通過一個軸承座固定在底板上。

上述眼球部件的結構：由一根轉軸、一個滑軌、一個滑塊、一個眼球組成，所述眼球接在所述轉軸上，所述轉軸安裝在所述軸承座上，通過固定于所述滑塊上的一個叉型連接桿與所述轉軸相配合。

上述下頜運動部件的結構：由一個下頜舵機、一個下頜舵機臂、一個下頜、一個下頜關節軸承組成。所述下頜舵機通過螺釘與一個下頜舵機架相聯，所述下頜舵機架固連在一個下頜支架上，所述關節軸承分別連接所述下頜舵機臂和所述下頜，下頜上端固定在一個軸承座上，軸承座和下頜支架用螺栓固定在一個上板上，上板與本體構架固定連接。

上述的眉毛轉動部件的眉毛舵機的型號為Hitec?HS-82MG。

上述的眼瞼轉動部件的眼瞼舵機型號為Tower?Pro?SG-90。