本發(fā)明屬于人形服務機器人領域，設計一種能實現(xiàn)眼部、嘴部以及頸部基本動作的人形機器人頭部結(jié)構。

背景技術：

機器人的研究和應用大部分集中于工業(yè)領域，近年對于服務機器人的研究日益增多，但對服務機器人面部表情的研究還相對較少。

隨著機器人技術的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，機器人將不僅限于工業(yè)領域的應用，越來越多的機器人將走進人們?nèi)粘Ｉ?，在服務行業(yè)發(fā)揮作用，如家政，表演，娛樂，教育，迎賓等眾多行業(yè)。當機器人走入服務領域時，相比于自動化生產(chǎn)線上飛速作業(yè)的工業(yè)機器人，相信人們更加喜歡和人類有著相似結(jié)構的人形機器人。

心理學研究表明，人類超過60％的信息交流是通過非語言來實現(xiàn)的，如表情，眼神，手勢動作等。當人形服務機器人走近人類生活，為我們身邊的工作提供幫助時，相比于冰冷的機械設備，服務機器人若能實現(xiàn)一些基本的頭部和面部動作，比如眨眼，張口講話，點點頭，搖搖頭等，將更容易獲得人們的喜愛，從而十分有助于服務機器人的推廣。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設計了一種人形機器人頭部結(jié)構，該頭部結(jié)構在外觀尺寸上基本仿人，能夠?qū)崿F(xiàn)眨眼運動，眼球上下、左右運動，嘴巴的張合，以及點頭、搖頭的動作。此外，機器人的眼球為兩個攝像頭，可將視頻圖像實通過無線網(wǎng)絡實時傳輸給上位機。

本發(fā)明采用的技術方案：一種人形服務機器人頭部，它包括眼部1，嘴部2以及頸部3，眼部實現(xiàn)了眼皮的眨動，眼球的上下、左右轉(zhuǎn)動動作；嘴部實現(xiàn)了嘴巴的張合動作；頸部實現(xiàn)了點頭和搖頭動作?？偣矊崿F(xiàn)了6個基本的頭部器官動作，其驅(qū)動電機位置的布置如圖1中4，5，6，圖2中7、8，9所示。圖3、圖4及圖5為眼部動作的分解圖。

眼皮的眨動由曲柄導桿機構實現(xiàn)，具體傳動方案如下：電機4驅(qū)動曲柄12轉(zhuǎn)動，曲柄驅(qū)動導桿11擺動，實現(xiàn)眼皮粘連處10的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了雙眼的眨動動作。

眼球的左右運動由平行連桿機構實現(xiàn)，桿件13、15和16保持平行且尺寸長度相同，電機7驅(qū)動桿15轉(zhuǎn)動，桿13，16與眼球固連，在連桿14帶動下，桿13，16轉(zhuǎn)動角度與速度與桿15保持一致，實現(xiàn)了雙眼球的同步動作。

眼球的上下動作由曲柄搖桿機構實現(xiàn)，電機8驅(qū)動曲柄19，連桿18帶動搖桿17擺動，桿17與眼球固連，眼球隨桿17運動，從而實現(xiàn)雙眼球的同步上下運動。

嘴巴的張合動作由電機9轉(zhuǎn)動完成。

頸部實現(xiàn)的點頭和轉(zhuǎn)頭由電機5、6轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。

本發(fā)明技術特點：本發(fā)明結(jié)構簡單，緊湊，能實現(xiàn)兩眼眨動，兩眼球上下、左右運動，通過應用連桿機構，眼部各個動作運動分別由一個電機驅(qū)動，實現(xiàn)了兩只眼睛的同步動作。

附圖

圖1為本發(fā)明的人形機器人頭部整體結(jié)構示意圖(正面)。

圖2為本發(fā)明的人形機器人頭部整體結(jié)構示意圖(背面)。

圖3為本發(fā)明的眨眼運動部分結(jié)構示意圖。

圖4為本發(fā)明的眼球左右運動結(jié)構示意圖。

圖5為本發(fā)明的眼球上下運動結(jié)構示意圖。

圖1中：1.眼睛部分，2.嘴巴部分，3.頸部部分，4.眼皮眨動電機，5.頸部點頭電機，6.頸部轉(zhuǎn)頭電機。

圖2中：7.眼球左右轉(zhuǎn)動電機，8.眼球上下運動電機，9.嘴巴張合電機。

圖3中：10.眼皮粘連處，11.眼皮眨動導桿，12.眼皮眨動曲柄。

圖4中：13.右眼球左右轉(zhuǎn)動桿，14.左右眼球動作連桿，15.左右眼球動作曲柄，16.左眼球動作轉(zhuǎn)動桿。

圖5中：17.眼球上下運動搖桿，18.眼球上下運動連桿，19.眼球上下運動曲柄。

具體實施方式

結(jié)合實施實例及附圖進一步敘述本發(fā)明。

圖1和圖2為人形機器人頭部整體結(jié)構，主要包括眼部，嘴部和頸部三個運動部分，圖中，嘴部張合由電機9直接驅(qū)動，電機9的旋轉(zhuǎn)運動帶動下顎作張合運動；頸部上下點頭運動和左右轉(zhuǎn)頭運動分別由電機5，6直接驅(qū)動，由電機的旋轉(zhuǎn)運動直接帶動頭部的上下點頭和左右轉(zhuǎn)頭運動。圖3～圖5分別通過連桿機構分別實現(xiàn)眼睛的眨動、眼球的左右、上下的運動。三個部分可以作為單獨模塊實現(xiàn)頭部器官的部分動作，也可以組合使用實現(xiàn)頭部眼、嘴以及頸部的基本動作。