本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，提供一種仿生眼裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的迅猛發(fā)展和機(jī)器人技術(shù)的提升，仿生人眼的開發(fā)成為了用于構(gòu)建真實(shí)、交互性極高的情感表達(dá)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。人形機(jī)器人在教育、服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，良好的人機(jī)交互體驗(yàn)至關(guān)重要，其中眼神交流作為非語言溝通的主要方式，被認(rèn)為是最具親和力和說服力的溝通手段之一。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，仿人面部器官機(jī)構(gòu)通常涉及眼球運(yùn)動和眼瞼運(yùn)動兩大部分。眼球運(yùn)動，通常通過多個(gè)關(guān)節(jié)配合機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。這種方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)較為復(fù)雜的眼球位移，但需要較多的機(jī)械零件，增加了成本并限制了設(shè)計(jì)靈活性，且與人體眼球運(yùn)動的自然范圍和動力學(xué)特性有顯著差異。簡化的眼瞼運(yùn)動設(shè)計(jì)限制了機(jī)器人的表情豐富度，會影響交互的自然性和用戶滿意度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種仿生眼裝置，用以解決相關(guān)技術(shù)中仿生眼裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，實(shí)現(xiàn)高效、自然和人性化的眼球仿生動作。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供一種仿生眼裝置，包括：

3、兩個(gè)仿生眼球本體；

4、第一連桿，所述第一連桿的兩端分別通過傳動組件與兩個(gè)所述仿生眼球本體傳動連接；

5、第一驅(qū)動件，所述第一驅(qū)動件與所述第一連桿鉸接，以帶動所述第一連桿在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述第一連桿基于所述第一驅(qū)動件的動作帶動兩個(gè)所述仿生眼球在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；

6、第二驅(qū)動件，所述第二驅(qū)動件與所述第一驅(qū)動件連接，以帶動所述第一驅(qū)動件以及兩個(gè)所述仿生眼球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一驅(qū)動件的輸出端連接有第一曲柄，所述第一曲柄的第一端連接于所述第一驅(qū)動件的輸出軸，所述第一曲柄的第二端鉸接于所述第一連桿。

8、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述傳動組件包括：

9、鉸接軸，所述鉸接軸的第一端轉(zhuǎn)動連接于所述第一連桿的兩端；

10、第二連桿，所述第二連桿球鉸于安裝位，所述第二連桿的第一端鉸接于所述鉸接軸的第二端，所述第二連桿的第二端轉(zhuǎn)動連接于兩個(gè)所述仿生眼球本體。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述仿生眼球本體上設(shè)置有至少三個(gè)限位柱，至少四個(gè)限位柱之間形成限位空間，所述第二連桿的第二端插設(shè)于所述限位空間。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一曲柄與所述第一連桿的鉸接點(diǎn)、所述第一曲柄與所述第一驅(qū)動件的連接點(diǎn)、所述鉸接軸與所述第一連桿的鉸接點(diǎn)以及所述第二連桿的球鉸點(diǎn)的連線形成平行四邊形框架。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括：

14、第一支撐柱，連接于安裝位；

15、眼皮；

16、眼瞼，鉸接于所述眼皮并與所述眼皮圍設(shè)形成用于容納仿生眼球本體的安裝空間，所述眼皮和所述眼瞼中的至少一個(gè)鉸接于所述第一支撐柱；

17、第三驅(qū)動件，與所述眼皮鉸接。

18、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第三驅(qū)動件的輸出端連接有第二曲柄，所述第二曲柄上連接有第三連桿，所述第三連桿鉸接于所述眼皮。

19、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括：

20、底座，所述安裝位形成于所述底座；

21、第一支撐架，所述第一驅(qū)動件安裝于所述第一支撐架；

22、第二支撐架，所述第二驅(qū)動件安裝于所述第二支撐架，所述第二驅(qū)動件的輸出端連接所述第一支撐架，以帶動所述第一支撐架相對于所述底座在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

23、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括第二支撐柱，所述第二支撐柱連接于所述底座，所述第二支撐柱上設(shè)置有球鉸結(jié)構(gòu)，所述第二連桿球鉸于所述球鉸結(jié)構(gòu)。

24、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括軸承座，所述第一支撐架可轉(zhuǎn)動地連接于所述軸承座。

25、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的仿生眼裝置，通過兩個(gè)仿生眼球本體、第一連桿、第一驅(qū)動件和第二驅(qū)動件的協(xié)同工作，能夠模擬人類眼球在水平面（左右轉(zhuǎn)動）和豎直平面（上下轉(zhuǎn)動）內(nèi)的自然運(yùn)動。這種設(shè)計(jì)不僅提高了眼球運(yùn)動的自由度，還使得仿生眼球的運(yùn)動更加接近真實(shí)眼球的生理機(jī)制，為機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域提供了更加逼真的視覺交互體驗(yàn)。通過獨(dú)立的第一驅(qū)動件和第二驅(qū)動件分別控制水平面和豎直平面內(nèi)的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了對仿生眼球運(yùn)動的精準(zhǔn)控制。這種設(shè)計(jì)有利于在復(fù)雜環(huán)境中準(zhǔn)確捕捉視覺信息，提高系統(tǒng)的整體性能和反應(yīng)速度。該仿生眼裝置中的各個(gè)組件通過巧妙的連接和傳動方式組合在一起，形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高的整體。這種設(shè)計(jì)不僅減小了裝置的整體體積和重量，還便于安裝和維護(hù)，提高了設(shè)備的便攜性和可靠性。由于該仿生眼裝置能夠模擬真實(shí)眼球的多種運(yùn)動模式，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。它可以被用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)的升級，提高機(jī)器人的環(huán)境感知和交互能力；也可以應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中，為用戶提供更加沉浸式的視覺體驗(yàn)；此外，在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，該裝置還可以作為輔助訓(xùn)練工具，幫助患者恢復(fù)視力或改善眼球運(yùn)動功能。該仿生眼裝置的設(shè)計(jì)具有一定的模塊化和可擴(kuò)展性。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和需求的不斷變化，可以在此基礎(chǔ)上增加更多的功能模塊或改進(jìn)現(xiàn)有組件的性能，以滿足更加復(fù)雜和多樣化的應(yīng)用場景。

技術(shù)特征：

1.一種仿生眼裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生眼裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動件（104）的輸出端連接有第一曲柄（108），所述第一曲柄（108）的第一端連接于所述第一驅(qū)動件（104）的輸出軸，所述第一曲柄（108）的第二端鉸接于所述第一連桿（102）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生眼裝置，其特征在于，所述傳動組件包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生眼裝置，其特征在于，所述仿生眼球本體（100）上設(shè)置有至少三個(gè)限位柱（114），至少四個(gè)限位柱（114）之間形成限位空間，所述第二連桿（112）的第二端插設(shè)于所述限位空間。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生眼裝置，其特征在于，所述第一曲柄（108）與所述第一連桿（102）的鉸接點(diǎn)、所述第一曲柄（108）與所述第一驅(qū)動件（104）的連接點(diǎn)、所述鉸接軸（110）與所述第一連桿（102）的鉸接點(diǎn)以及所述第二連桿（112）的球鉸點(diǎn)的連線形成平行四邊形框架。

6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的仿生眼裝置，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿生眼裝置，其特征在于，所述第三驅(qū)動件（122）的輸出端連接有第二曲柄（124），所述第二曲柄（124）上連接有第三連桿（126），所述第三連桿（126）鉸接于所述眼皮（118）。

8.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的仿生眼裝置，其特征在于，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿生眼裝置，其特征在于，還包括第二支撐柱（134），所述第二支撐柱（134）連接于所述底座（128），所述第二支撐柱（134）上設(shè)置有球鉸結(jié)構(gòu)（138），所述第二連桿（112）球鉸于所述球鉸結(jié)構(gòu)（138）。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿生眼裝置，其特征在于，還包括軸承座（136），所述第一支撐架（130）可轉(zhuǎn)動地連接于所述軸承座（136）。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，提供一種仿生眼裝置。仿生眼裝置包括兩個(gè)仿生眼球本體；第一連桿，第一連桿的兩端分別通過傳動組件與兩個(gè)仿生眼球本體傳動連接；第一驅(qū)動件，第一驅(qū)動件與第一連桿鉸接，以帶動第一連桿在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，第一連桿基于第一驅(qū)動件的動作帶動兩個(gè)仿生眼球在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動件，第二驅(qū)動件與第一驅(qū)動件連接，以帶動第一驅(qū)動件以及兩個(gè)仿生眼球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。該仿生眼裝置使得仿生眼球的運(yùn)動更加接近真實(shí)眼球的生理機(jī)制；實(shí)現(xiàn)了對仿生眼球運(yùn)動的精準(zhǔn)控制；而且該仿生眼球裝置結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，便于安裝和維護(hù)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊嘉文,張宗正,趙昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19