[發明專利]一種仿人面部表情機器人

在審

• 申請號: 201910363539.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110103234A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 朱海飛;許崇銘;邱榆;向彬彬;康小盼;管貽生
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明涉及一種仿人面部表情機器人。包括支撐底板、頸部機構、嘴部機構、眼睛機構、眼瞼機構以及眼眉機構，頸部機構的底部固定于支撐底板上，嘴部機構包括上顎支撐板、上唇機構、嘴角機構、下唇機構、下巴機構以及嘴唇，所述的上唇機構、嘴角機構、下唇機構、下巴機構設于上顎支撐板上；分別與嘴唇的上唇驅動點、嘴角驅動點、下唇驅動點連接；嘴部機構通過上顎支撐板固定于頸部機構的頂部，眼睛機構設于上顎支撐板上，用于實現眼球的轉動；眼瞼機構設于眼睛機構上，用于實現眨眼、閉眼動作；眼眉機構設于眼睛機構上，用于實現眼眉的皺眉、挑眉動作。本發明能夠實現多種仿人面部表情。

技術領域

本發明涉及仿生機器人領域，更具體地，涉及一種仿人面部表情機器人。

背景技術

目前，“機器人臉”研究存在以下突出問題：

1)關于機器人面部表情實現理論和方法研究匱乏，絕大部分仿人機器人并沒有表情豐富的“臉”；

2)極少數的機器人有“臉”，但面部表情或僵硬、或驚悚，普遍存在靜態表情不逼真、動態變化不自然等問題。

目前市面上已出現一些面部表情機器人，如仿人面部表情機器人頭部機構方案設計上海大學學報(自然科學版),2016,22(04)432-439公開的一種仿人面部表情機器人頭部機構方案設計。利用多個舵機制造了一個22自由度機器人，但結構較為復雜，且表情動作僵硬，不夠逼真。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種仿人面部表情機器人，能夠實現多種仿人表情。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種仿人面部表情機器人，包括支撐底板、頸部機構、嘴部機構、眼睛機構、眼瞼機構以及眼眉機構，所述的頸部機構的底部固定于支撐底板上，所述的頸部機構能夠相對于支撐底板做水平旋轉、左右擺動以及前后俯仰運動；所述頸部機構中基座固定不動，固定板通過支撐圓筒與基座連接，支撐圓筒內裝有旋轉舵機，固定板上設置有三個擺動舵機與一個定平臺，定平臺通過下連桿與擺動舵機連接，動平臺和上連桿連接，上連桿與下連桿通過球副機構連接，動平臺與連接件連接，連接件與頭部機構連接，連接件與旋轉舵機之間裝有萬向軸，通過萬向軸傳遞扭矩可實現頭部的回轉，通過三個擺動舵機的協調驅動可實現頭部的點頭和側擺。所述的嘴部機構包括上顎支撐板、上唇機構、嘴角機構、下唇機構、下巴機構以及嘴唇，所述的上唇機構、嘴角機構設于上顎支撐板的頂部，所述的下唇機構、下巴機構設于上顎支撐板的底部；所述的上唇機構與嘴唇的上唇驅動點連接，用于驅動嘴唇的上唇的運動；所述的嘴角機構設有兩組，分別與嘴唇的左側嘴角驅動點和右側嘴角驅動點連接，用于驅動嘴唇嘴角的運動；所述的下巴機構能夠相對于上顎支撐板轉動；所述的下唇機構與嘴唇的下唇驅動點連接，用于驅動嘴唇的下唇的運動；所述的嘴部機構通過上顎支撐板固定于頸部機構的頂部，所述的眼睛機構設于上顎支撐板上，通過眼睛機構能夠實現眼球的轉動；所述的眼瞼機構設于眼睛機構上，用于實現眼瞼的開合動作；所述的眼眉機構設于眼睛機構上，用于實現眼眉的皺眉、挑眉動作。

在本發明中，支撐底板用于固定和支撐機器人的頭部，進步機構可以相對于支撐底板水平旋轉、左右擺動以及前后俯仰運動，實現機器人頭部的搖頭、點頭等動作；嘴部機構主要包括上唇機構、嘴角機構、下唇機構以及下巴機構，通過這幾個機構的配合可以實現嘴唇的開合運動，實現機器人說話時嘴型的運動；通過眼睛機構實現眼球的轉動，模仿人的眼睛的轉動；通過眼瞼機構實現眼瞼的開合運動，實現模仿眨眼、閉眼等動作；通過眼眉機構實現眼眉的皺眉、挑眉等動作；眼睛機構、眼瞼機構和眼眉機構的配合，可以實現機器人眼部的多種表情動作。通過上述各個機構的配合運動，從而呈現出多種仿人表情。