仿真下顎系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于：仿真下顎系統(tǒng)包含三維掃描機、三維雕刻機、仿真下顎骨、伺服馬達及硅膠體；三維掃描機能獲得三維數(shù)據(jù)資料，三維雕刻機接收三維數(shù)據(jù)資料，雕刻一基材為一仿真下顎骨，三維雕刻機在仿真下顎骨上雕刻一列仿真齒。伺服馬達為變速伺服馬達，安裝于仿真下顎骨內表面，伺服馬達一端具有第一齒輪，該齒輪可驅動一轉軸。硅膠體貼附于仿真下顎骨外表面，而成為一仿真下顎；仿真下顎骨靠近顳顎關節(jié)部分設置轉軸。仿真下顎系統(tǒng)可以還包含一傳動單元，且傳動單元可為鏈條或動力傳輸皮帶；傳動單元套設第一齒輪及第二齒輪。本發(fā)明的有益效果：可實現(xiàn)各種表情，且防止牙齒毀損，情感表達自然，栩栩如生。
【專利說明】仿真下顎系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)，特別是一種仿真下顎系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在國外，一般機器人雖內建有人工智慧，可以表現(xiàn)近似人類所產生的動作，但面部依然呆板而不具有咧嘴、張口說話、咀嚼、閉嘴等表情動作，無法自動地模擬人的面部表情。尤其機器人在咧嘴、張口說話時，一般機器人嘴巴內并無安裝牙齒，機器人其動態(tài)外觀顯然粗陋且細膩度不足，并無法完全按照人類表情動作加以制造?？v使安裝牙齒于機器人的下顎骨上，也要尋找及搜集人類或動物的牙齒，不僅浪費時間，也徒增成本。通過人們實際實驗所設計的產品，機器人的外觀和行為必須相互搭配。若因細微的缺陷或外觀和行為不協(xié)調，則違反設計者的期望，可能會對機器人產生厭惡或反感的心態(tài)。結果導致人類不愉快的觀感。例如幼小孩童或視力退化的中老年人于面對機器人時，不僅外表、動作、觸感與人些微相似，易使孩童或中老年人形成錯覺。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供了一種仿真下顎系統(tǒng)，用以解決上述的現(xiàn)有問題。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:一種仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于:仿真下顎系統(tǒng)包含三維掃描機、三維雕刻機、仿真下顎骨、伺服馬達及硅膠體；三維掃描機能獲得三維數(shù)據(jù)資料，三維雕刻機接收三維數(shù)據(jù)資料，雕刻一基材為一仿真下顎骨，三維雕刻機在仿真下顎骨上雕刻一列仿真齒。伺服馬達為變速伺服馬達，安裝于仿真下顎骨內表面，伺服馬達一端具有第一齒輪，該齒輪可驅動一轉軸。硅膠體貼附于仿真下顎骨外表面，而成為一仿真下顎；仿真下顎骨靠近顳顎關節(jié)部分設置轉軸。仿真下顎系統(tǒng)可以還包含一傳動單元，且傳動單元可為鏈條或動力傳輸皮帶；傳動單元套設第一齒輪及第二齒輪。
[0005]本發(fā)明的有益效果:可實現(xiàn)各種表情，且防止牙齒毀損，情感表達自然，栩栩如生。【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的第一實施例仿真下顎骨作動于機器人面部的立體結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的第一實施例仿真下顎系統(tǒng)的方塊示意圖；
圖3為本發(fā)明的第一實施例仿真下顎配裝于機器人面部的立體結構示意圖；
圖4為本發(fā)明的第二實施例仿真下顎骨作動于機器人面部的立體結構示意圖；
圖5為本發(fā)明的第二實施例仿真下顎系統(tǒng)的方塊示意圖。
[0007]圖中標示:2、三維掃描機，21、三維數(shù)據(jù)資料，3、三維雕刻機，4、基材，41、仿真下顎骨,411、仿真齒,5、伺服馬達,51、第一齒輪,6、娃膠體,61、仿真下顎,7、轉軸,71、第二齒輪，
8、傳動單元，其中91為圖中所示的第一旋轉運動,92為第二旋轉運動,93為所示的降伏應力?！揪唧w實施方式】
[0008]結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0009]如圖所示，本發(fā)明一種仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于:仿真下顎系統(tǒng)包含三維掃描機
2、三維雕刻機3、仿真下顎骨41、伺服馬達5及硅膠體6 ;三維掃描機2能獲得三維數(shù)據(jù)資料21，三維雕刻機3接收三維數(shù)據(jù)資料21，雕刻一基材4為一仿真下顎骨41，三維雕刻機3在仿真下顎骨41上雕刻一列仿真齒411。伺服馬達5為變速伺服馬達，安裝于仿真下顎骨41內表面,伺服馬達5—端具有第一齒輪51,該齒輪可驅動一轉軸7。娃膠體6貼附于仿真下顎骨41外表面，而成為一仿真下顎61 ;仿真下顎骨41靠近顳顎關節(jié)部分設置轉軸7。仿真下顎系統(tǒng)可以還包含一傳動單元8，且傳動單元8可為鏈條或動力傳輸皮帶；傳動單元8套設第一齒輪51及第二齒輪71。
[0010]圖中，三維掃描機2掃描人體下顎骨，以獲得人體下顎骨及人體牙齒的三維數(shù)據(jù)資料21。在此實施例中，三維掃描機2將雷射(也可為其他可見光或紅外線等不可見光)照射到被測物體(人體下顎骨)上，從而使物體產生發(fā)光輪廓，通過三維掃描機2的光傳感器從不同的視點捕捉輪廊，從而得到整個物體的三維數(shù)據(jù)資料21，但并不以此非接觸的三維掃描機2為限，也可為接觸式的三維掃描機2。
[0011]三維雕刻機3接收三維數(shù)據(jù)資料21，以雕刻一基材4為一仿真下顎骨41，并且，三維雕刻機3于仿真下顎骨41上雕刻一列仿真齒411 (即仿真牙齒)。在此實施例中，此基材4可為一金屬、一陶瓷或一高分子材料。其中金屬可為招金屬材質，高分子材料可為塑鋼。
[0012]伺服馬達5為變速伺服馬達，在此實施例中，伺服馬達5可為直流變速伺服馬達，并且伺服馬達可為三段式變速伺服馬達，此變速伺服馬達內部可以變換不同直徑的齒輪，以調整伺服馬達的轉速，或者變換伺服馬達所消耗的功率，以調整伺服馬達的轉速，但不以這兩種變速機構為限。
[0013]伺服馬達5切換為第一段(中速)時，可以每分鐘5至10的旋轉圈數(shù)露出下列牙齒(即仿真齒411)。伺服馬達5切換為第二段(低速)時，可以每分鐘I至2的旋轉圈數(shù)緩慢閉合仿真齒411，防止下列牙齒碰撞上方牙齒所造成的毀損。伺服馬達切換為第三段(高速)時，可以每分鐘10至20的旋轉圈數(shù)，反覆露出及閉合此列仿真齒411而呈動態(tài)狀。此時，露出及閉合此列仿真齒411，預先設定仿真下顎骨41旋轉的角度，防止下列牙齒碰撞上方牙齒所造成的毀損。因此，當下列牙齒碰撞上方牙齒時，二者將產生應力。若二者其中的一負荷超過本身的降伏點，而成為降伏應力93時，下列牙齒或上方牙齒將永久變形。故緩慢轉動仿真齒411，使二者碰觸所造成的負荷趨近于零，可防止下列牙齒或上方牙齒永久形變。在此實施例中，以上方牙齒產生降伏應力93 (如圖1所示)。
[0014]此外，若二者其中的一負荷超過超本身極限強度，而成為極限應力時，下列牙齒或上方牙齒將斷裂。故緩慢轉動上述仿真齒411，使二者碰觸所造成的負荷趨近于零，可防止下列牙齒或上方牙齒斷裂。
[0015]硅膠體6貼附于仿真下顎骨41外表面，而成為一仿真下顎61。其中，仿真下顎骨41靠近顳顎關節(jié)部分設置此轉軸7 (也可于靠近顳顎關節(jié)部分的仿真下顎骨41 二端各別設置一轉軸7)，其中顳顎關節(jié)位于人體下顎骨與人體頭顱骨之間。不論人類于講話、吃東西、唱歌等需要嘴部移動的動作，顳顎關節(jié)大都是按不同幅度旋轉而運動，故顳顎關節(jié)在面部上是一個可動態(tài)作動又獨特的關節(jié)。[0016]藉由伺服馬達5的一第一齒輪51驅動至少一轉軸7，其中此轉軸7可為一第二齒輪71 (也包含轉軸7的一端為第二齒輪71,此外,上述第一齒輪51及第二齒輪71可各別為內齒輪或外齒輪)，使第一齒輪51嚙合第二齒輪71,并且利用此轉軸7為軸心使仿真下顎骨41作第一旋轉運動91，以露出此列仿真齒411。
[0017]當機器人的嘴部閉闔時，藉由伺服馬達5的第一齒輪51驅動第二齒輪71，并且利用該轉軸7為軸心，使仿真下顎骨41作一第二旋轉運動92，以闔閉機器人嘴部，使此列仿真齒411閉合而不顯露于外。其中此列仿真齒411可涂布白色染劑以增進美觀及符合人類牙齒的真實色彩。
[0018]參閱圖4、5，其為本發(fā)明的第二實施例仿真下顎骨作動于機器人面部的立體結構示意圖及第二實施例仿真下顎系統(tǒng)的方塊示意圖。第一實施例中，第一齒輪動力傳遞的元件與第二實施例其第一齒輪動力傳遞的元件不同，因此第一實施例與第二實施例中，其相同的元件及相同的功效于此實施例中不予重新闡述。圖中，不同的是在第二實施例中，仿真下顎系統(tǒng)更包含一傳動單元8,并且,傳動單元8可為鏈條或動力傳輸皮帶。傳動單元8套設第一齒輪51及第二齒輪71,藉由第一齒輪51傳遞動力予傳動單兀8,傳動單兀8傳遞動力至第二齒輪71，使仿真下顎骨41作可第一旋轉運動91或第二旋轉運動92?；蛘?，傳動單元由多連桿機構構成，以傳輸動力予仿真下顎骨41，使仿真下顎骨41作可第一旋轉運動91或第二旋轉運動92。
[0019]依據(jù)上述所陳，為了使人類用自然方式與機器人互動，機器人的臉部加入本發(fā)明的下顎。利用本發(fā)明的機器人下顎具有一個自由度，可以上下轉動，用以產生豐富變化的表情，使機器人更為活潑生動。之后，機器人臉部可以增加耳朵、眉毛、鼻子、眼睛、和雙唇等。藉由已設定的動作，可以使機器人具備喜、怒、哀、樂、張口說話、開口及閉嘴等表情，因此，通過對人類結構、功能、作動進行分析及研究后，以逆向工程加以制作出功能相近、相仿機器人，而建構一個具有類似人類功能的自動化人工機器人系統(tǒng)。
【權利要求】
1.一種仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于: 仿真下顎系統(tǒng)包含三維掃描機(2)、三維雕刻機(3)、仿真下顎骨(41)、伺服馬達(5)及娃膠體(6)； 三維掃描機(2 )能獲得三維數(shù)據(jù)資料(21)，三維雕刻機(3 )接收三維數(shù)據(jù)資料(21)，雕刻一基材(4)為一仿真下顎骨(41 )，三維雕刻機(3)在仿真下顎骨(41)上雕刻一列仿真齒(411)。
2.根據(jù)權利要求1所述的仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于:伺服馬達(5)為變速伺服馬達，安裝于仿真下顎骨(41)內表面，伺服馬達(5)—端具有第一齒輪(51)，該齒輪可驅動一轉軸(7)。
3.根據(jù)權利要求1所述的仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于:硅膠體(6)貼附于仿真下顎骨(41)外表面，而成為一仿真下顎(61);仿真下顎骨(41)靠近顳顎關節(jié)部分設置轉軸(7)。
4.根據(jù)權利要求1所述的仿真下顎系統(tǒng)，其特征在于:仿真下顎系統(tǒng)可以還包含一傳動單元(8)，且傳動單元(8)可為鏈條或動力傳輸皮帶；傳動單元(8)套設第一齒輪(51)及第二齒輪(71)。
【文檔編號】B25J11/00GK103707303SQ201310740625
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】朱科奇 申請人:寧波市鄞州科啟動漫工業(yè)技術有限公司