[實用新型]基于LED陣列的機器人眼睛情緒表達裝置

有效

• 申請號: 201520552276.0
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN204810627U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 高子慶
• 申請（專利權）人: 深圳市銳曼智能裝備有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;F21S10/00;F21V19/00;F21V23/00;A63H3/40;F21Y101/02
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 皮發泉

技術領域

本實用新型涉及機器人情緒表達的技術領域，尤其涉及一種基于LED陣列的機器人眼睛情緒表達裝置。

背景技術

國內現有仿真機器人技術尚不滿足使機器人與真人一樣完成眨眼動作，例如北理工的“匯童”機器人。國外現有仿真機器人技術多是以人工肌肉或者電機直接驅動眼部完成眨眼動作，例如日本大阪大學研制的雷普莉Q1號。其中，用人工肌肉作為驅動件和傳動件屬于柔性傳動，傳動線性差，系統很不穩定。另外，人工肌肉屬于氣壓系統，難于實現比例控制，所以機器人眼部動作與真人動作相差較遠。同時，上述眨眼傳動裝置需要空壓機，這就帶來了機器人體積大、噪音大、安裝維修十分繁雜等問題。

所以，在中國實用新型專利申請號為“CN200920034455.X”，名稱為“高仿真表演機器人用眨眼傳動機構”的專利文件中公開了一種高仿真表演機器人用眨眼傳動機構，包括驅動機器人眼瞼動作的驅動機構和安裝在所述驅動機構和機器人眼瞼之間的傳動機構，所述驅動機構為比例伺服舵機。該實用新型結構簡單、加工制作方便、安裝及使用操作簡便且使用效果好、動作可靠，能有效解決現有機器人眨眼傳動機構所存在的體積大、制造成本高、不易安裝、噪音大、安裝維修麻煩、傳動效果差等實際問題。

然而，該實用新型通過機械結構使得機器人能夠眨眼，依然比較呆板、冷酷，不太像實體人。因而如果可以用機器人的眼睛加上肢體動作表達情緒，使機器人也有性格、脾氣，使其更像一個“人”，那就能夠達到逼真的效果了。

實用新型內容

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種結構簡單、效果逼真的基于LED陣列的機器人眼睛情緒表達裝置。

為了達到上述目的，本實用新型一種基于LED陣列的機器人眼睛情緒表達裝置，包括采集表情的感知傳感器、ARM主控處理器、頭部MCU控制器以及眼睛控制器；所述ARM主控處理器的輸入端與感知傳感器的輸出端電連接，且所述ARM主控處理器的輸出端與頭部MCU控制器的輸入端電連接，所述MCU控制器輸出端與眼睛控制器電連接，所述眼睛控制器上設置有明暗調節模組；所述明暗調節模組包括PWM調制模塊、多個陣列式排布的LED燈以及多塊與LED燈相適配的背光板，所述PWM調制模塊分別與多個LED燈電連接。

其中，所述明暗調節模組中LED燈和背光板的個數均為三個，機器人眼睛分為上中下三層，三個LED燈和三個背光板分別相適配的排布在機器人眼睛的上中下三層中，所述機器人眼睛的上層和下層均比中層的寬度要寬。

其中，機器人眼睛上還設置有一層保護膜以及不透明的黑色的瞳孔片，所述保護膜設置在機器人眼睛的外表面，所述瞳孔片固定在保護膜的中間位置，且瞳孔片跨越了眼睛的上中下三層。

其中，所述眼睛控制器上還設置有顏色調節模組，所述顏色調節模組分別與多個LED燈電連接，所述多個LED燈均為由RGB三色晶片組成全彩像素的發光管。

其中，所述表達裝置還包括機體動作控制模組，所述機體動作控制模組與頭部MCU控制器的輸出端電連接，所述機體動作控制模組接收頭部MCU控制器的情緒動作指令并控制頭部作出相應動作。

本實用新型的有益效果是：

與現有技術相比，本實用新型基于LED陣列的機器人眼睛情緒表達裝置通過在做眨眼動作時，利用PWM技術，先使得上下兩層的LED亮度漸滅，中間一層的LED保持亮度，然后使上下兩層再漸亮，這樣一來，從人眼的角度去看，與正常人眨眼非常相似。ARM主控處理器通過感知傳感器采集人的表情，并作出判斷，然后發送預設的指令給頭部MCU控制器，使其眼睛表達不同的情緒。本實用新型的情緒表達裝置很好的體現了機器人情緒的變化，使機器人也有性格、有情緒，給人機互動帶來很好的體驗效果，也使機器人的行為、動作更加人性化，更易于大眾所接受。

附圖說明

圖1為本實用新型基于LED陣列的機器人眼睛情緒表達裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型明暗調節模組的結構示意圖。

主要元件符號說明如下：

10、感知傳感器11、ARM主控處理器

12、頭部MCU控制器13、眼睛控制器

14、機體動作控制模組131、明暗調節模組

132、顏色調節模組1311、LED燈

1312、背光板1313、瞳孔片

1314、PWM調制模塊。

具體實施方式

為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。