[發明專利]一種柔索驅動的嘴部機構

在審

• 申請號: 201910365024.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110000772A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 邱榆;朱海飛;黃沁知;陳宏楷;許崇銘
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/10
• 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

本發明涉及機器人技術領域，更具體地，涉及一種柔索驅動的嘴部機構。包括上顎支撐板、上唇機構、下唇機構、嘴角機構、嘴唇以及下巴機構；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。本發明將口型動作拆分成上唇、下唇、嘴角和下巴四大運動控制區域，能夠實現復雜的說話口型動作。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，更具體地，涉及一種柔索驅動的嘴部機構。

背景技術

仿人機器人的頭部動作主要包括眼部、嘴部和脖子等，其中嘴部動作在仿人機器人的語音表達中必不可少，故研發一種能夠復現說話口型的機構對仿人機器人的研發至關重要。

目前大部分的仿人機器人的嘴唇只有下巴運動機構，只能做出簡單的嘴唇張合運動，而不能做出說話的口型，復現人類口型動作的逼真度較低，其中有一小部分的仿人機器人能夠復現說話口型，目前這些嘴唇控制機構存在的問題包括口型變化速度較慢和變化幅度較小等。

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，提供一種柔索驅動的嘴部機構，通過上唇機構、下唇機構、嘴角機構以及下巴機構分別與嘴唇連接，可實現嘴唇的多種口型變化。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種柔索驅動的嘴部機構，包括上顎支撐板、上唇機構、下唇機構、嘴角機構、嘴唇以及下巴機構；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。在下巴的張合運動及下唇機構的作用下，可實現嘴唇的耦合運動。

進一步的，所述的上唇機構包括上唇舵機、上唇絞盤、上唇柔索、上唇滑輪組、上唇轉向輪、上唇滑槽以及上唇連桿；所述的上唇舵機、上唇滑輪組以及上唇滑槽均固定于上顎支撐板的頂部，所述的上唇滑槽豎向設置，所述的上唇轉向輪固定于上唇滑槽上且可相對于上唇滑槽作相對轉動，所述的上唇連桿的一端與上唇滑槽滑動連接，另一端與嘴唇的上唇驅動點連接；所述的上唇絞盤與上唇舵機連接，為上唇舵機的輸出；所述的上唇柔索的一端纏繞在上唇絞盤上，另一端依次繞過上唇滑輪組和上唇轉向輪后與上唇滑槽上的上唇連桿連接，通過上唇舵機的驅動，上唇絞盤牽拉上唇柔索使得上唇連桿在上唇滑槽上來回滑動。通過上唇舵機的轉動，上唇絞盤牽拉上唇柔索，在上唇轉向輪的作用下，上唇柔索牽拉上唇連桿在上唇滑槽上做直線相對滑動，從而實現上唇驅動點垂直上移，達到上唇上移的效果。

進一步的，所述的嘴角機構對稱設有兩組，每組嘴角機構均包括嘴角舵機、嘴角絞盤、嘴角柔索、嘴角滑輪組、嘴角轉向輪、嘴角滑槽、嘴角連桿、以及嘴角滑槽固定板；其中一組嘴角機構的嘴角連桿的一端與左側嘴角驅動點連接，另一組嘴角機構的嘴角連桿的一端與右側嘴角驅動點連接；所述的嘴角舵機、嘴角滑輪組以及嘴角滑槽固定板設于上顎支撐板上；兩組嘴角滑槽對稱設于嘴唇的兩側且靠近嘴唇嘴角處；所述的嘴角絞盤與嘴角舵機連接，為嘴角舵機的輸出，所述的嘴角滑槽固定于嘴角滑槽固定板上，嘴角轉向輪固定于嘴角滑槽上且可相對于嘴角滑槽相對轉動；所述的嘴角連桿的另一端與嘴角滑槽滑動連接；所述的嘴角柔索的一端纏繞在嘴角絞盤上，另一端依次繞過嘴角滑輪組和嘴角轉向輪后與嘴角連桿連接，通過嘴角舵機的驅動，嘴角絞盤牽拉嘴角柔索使得嘴角連桿在嘴角滑槽上來回滑動。作為優選的，嘴角滑槽設有一定的傾斜度，嘴角滑槽的一端靠近嘴角，另一端向腦部的后方及上方傾斜，這樣當嘴角連桿在嘴角滑槽上滑動時，嘴角連桿拉動嘴角實現嘴角傾斜向上移動。