一種三自由度仿生眼睛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及仿生機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種三自由度仿生眼睛。
【背景技術(shù)】
[0002]眼睛是人類最重要的器官之一，人類感知客觀世界90%以上的信息是通過眼睛獲得的。對于仿生機(jī)器人來說，“眼睛”也是一個重要的感知設(shè)備，因此研宄機(jī)器人仿生眼睛是當(dāng)今機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的研宄熱點。
[0003]人的眼睛在頭部保持不動的情況下通過眼球向各個方向轉(zhuǎn)動擴(kuò)大視野，其視覺機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、運動靈活等特點。解剖學(xué)、生理學(xué)研宄表明:每只眼睛有6條肌肉，三個自由度，雙眼不單獨運動，而是在神經(jīng)控制下進(jìn)行共軛運動(掃視運動，平滑追蹤)、異向運動(福輳運動，散開運動)、穩(wěn)態(tài)注視運動(震顫，微掃視，慢漂移)、反射運動(前庭動眼仿射，視動反射)等運動。目前的仿生眼睛大多是兩自由度的，只有水平和豎直兩個自由度。與此同時，有部分人對三自由度的仿生眼睛展開了研宄，但這些仿生眼睛存在許多缺點，比如:體積大、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度低等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高的三自由度仿生眼睛。
[0005]本發(fā)明提供了一種三自由度仿生眼睛，包括:
[0006]眼球，其為球形腔；
[0007]支架底座，其位于所述眼球內(nèi)的后半部，所述支架底座在X軸方向、Y軸方向和Z軸方向上分別安裝第一連接軸、第二連接軸和第三連接軸，所述第一連接軸、所述第二連接軸和所述第三連接軸連接交匯于所述眼球的球心處；
[0008]第一伺服電機(jī)，其與所述第一連接軸連接；
[0009]第二伺服電機(jī)，其與所述第二連接軸連接；
[0010]第三伺服電機(jī)，其與所述第三連接軸連接；
[0011]攝像裝置，其位于所述眼球內(nèi)的前半部，且位于與所述第二連接軸相對應(yīng)的Y軸的反方向上，并與所述第一連接軸、所述第二連接軸和所述第三連接軸連接固定于所述眼球的球心處，所述攝像裝置包括第一攝像頭和第二攝像頭。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述攝像裝置在所述第一伺服電機(jī)的驅(qū)動下上下運動。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述攝像裝置在所述第二伺服電機(jī)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)運動。
[0014]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述攝像裝置在所述第三伺服電機(jī)的驅(qū)動下左右運動。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，包括第一安裝托、第二安裝托和第三安裝托，所述第一安裝托位于所述第一連接軸和所述第一伺服電機(jī)之間，所述第二安裝托位于所述第二連接軸和所述第二伺服電機(jī)之間，所述第三安裝托位于所述第三連接軸和所述第三伺服電機(jī)之間。
[0016]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，還包括三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器，所述第一伺服電機(jī)、所述第二伺服電機(jī)和所述第三伺服電機(jī)均與所述三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接。
[0017]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭左右相鄰設(shè)置。
[0018]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一攝像頭為廣角短焦攝像頭，所述第二攝像頭為長焦攝像頭。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，可實現(xiàn)左右運動自由度、旋轉(zhuǎn)運動自由度和俯仰運動自由度，通過兩個攝像頭的設(shè)置可以提高仿生眼睛的定位精度。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例所述的一種三自由度仿生眼睛的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，
[0022]1、眼球；2、攝像裝置；21、第一攝像頭；22、第二攝像頭；3、支架底座；31、第一連接軸；32、第二連接軸；33、第三連接軸；41、第一安裝托；42、第二安裝托；43、第三安裝托；51、第一伺服電機(jī)；52、第二伺服電機(jī)；53、第三伺服電機(jī)。
【具體實施方式】
[0023]下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明實施例的一種三自由度仿生眼睛，包括眼球1、攝像裝置2、支架底座3、三個連接軸、三個伺服電機(jī)、三個安裝托和一個三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器。三個連接軸包括第一連接軸31、第二連接軸32和第三連接軸33。三個伺服電機(jī)包括第一伺服電機(jī)51、第二伺服電機(jī)52和第三伺服電機(jī)53。三個安裝托包括第一安裝托41、第二安裝托42和第三安裝托43。
[0025]眼球I為球形腔。第一攝像頭21和第二攝像頭22左右相鄰設(shè)置，其中，第一攝像頭21為廣角短焦攝像頭，第二攝像頭22為長焦攝像頭。支架底座3位于眼球I內(nèi)的后半部，支架底座3在X軸方向、Y軸方向和Z軸方向上分別安裝第一連接軸31、第二連接軸32和第三連接軸33，第一連接軸31、第二連接軸32和第三連接軸33連接交匯于眼球I的球心處。第一伺服電機(jī)51與第一連接軸31連接，第二伺服電機(jī)52與第二連接軸32連接，第三伺服電機(jī)53與第三連接33軸連接。攝像裝置2位于眼球I內(nèi)的前半部，且位于與第二連接軸32相對應(yīng)的Y軸的反方向上，并與第一連接軸31、第二連接軸32和第三連接軸33連接固定于眼球I的球心處。第一連接軸31和第一伺服電機(jī)之間51設(shè)有第一安裝托41，用于固定第一伺服電機(jī)51。第二連接軸32和第二伺服電機(jī)52之間設(shè)有第二安裝托42，用于固定第二伺服電機(jī)52。第三連接軸33和第三伺服電機(jī)53之間設(shè)有第三安裝托43，用于固定第三伺服電機(jī)53。
[0026]第一伺服電機(jī)51、第二伺服電機(jī)52和第三伺服電機(jī)53均與一個三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接，該三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器用于驅(qū)動第一伺服電機(jī)51、第二伺服電機(jī)52和第三伺服電機(jī)53的運動。在第一伺服電機(jī)51、第二伺服電機(jī)52和第三伺服電機(jī)53的運動驅(qū)動下，該仿生眼睛可實現(xiàn)三自由度運動。攝像裝置2在第一伺服電機(jī)51的運動驅(qū)動下上下運動，實現(xiàn)俯仰自由度。攝像裝置2在第二伺服電機(jī)52的運動驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)繞光軸旋轉(zhuǎn)自由度。攝像裝置2在第三伺服電機(jī)53的運動驅(qū)動下左右運動，實現(xiàn)左右自由度。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種三自由度仿生眼睛，其特征在于，包括: 眼球(I)，其為球形腔； 支架底座(3)，其位于所述眼球(I)內(nèi)的后半部，所述支架底座(3)在X軸方向、Y軸方向和Z軸方向上分別安裝第一連接軸(31)、第二連接軸(32)和第三連接軸(33)，所述第一連接軸(31)、所述第二連接軸(32)和所述第三連接軸(33)連接交匯于所述眼球(I)的球心處； 第一伺服電機(jī)(51)，其與所述第一連接軸(31)連接； 第二伺服電機(jī)(52)，其與所述第二連接軸(32)連接； 第三伺服電機(jī)(53)，其與所述第三連接軸(33)連接； 攝像裝置(2)，其位于所述眼球(I)內(nèi)的前半部，且位于與所述第二連接軸(32)相對應(yīng)的Y軸的反方向上，并與所述第一連接軸(31)、所述第二連接軸(32)和所述第三連接軸(33)連接固定于所述眼球(I)的球心處，所述攝像裝置(2)包括第一攝像頭(21)和第二攝像頭(22) ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，所述攝像裝置(2)在所述第一伺服電機(jī)(51)的驅(qū)動下上下運動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，所述攝像裝置(2)在所述第二伺服電機(jī)(52)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)運動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，所述攝像裝置(2)在所述第三伺服電機(jī)(53)的驅(qū)動下左右運動。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，還包括第一安裝托(41)、第二安裝托(42)和第三安裝托(43)，所述第一安裝托(41)位于所述第一連接軸(31)和所述第一伺服電機(jī)(51)之間，所述第二安裝托(42)位于所述第二連接軸(32)和所述第二伺服電機(jī)(52)之間，所述第三安裝托(43)位于所述第三連接軸(33)和所述第三伺服電機(jī)(53)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，還包括三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器，所述第一伺服電機(jī)(51)、所述第二伺服電機(jī)(52)和所述第三伺服電機(jī)(53)均與所述三軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，所述第一攝像頭(21)和所述第二攝像頭(22)左右相鄰設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三自由度仿生眼睛，其特征在于，所述第一攝像頭(21)為廣角短焦攝像頭，所述第二攝像頭(22)為長焦攝像頭。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三自由度仿生眼睛，包括：眼球，其為球形腔；支架底座，其位于眼球內(nèi)的后半部，支架底座在X軸方向、Y軸方向和Z軸方向上安裝第一連接軸、第二連接軸和第三連接軸，三個連接軸交匯于眼球的球心處；第一伺服電機(jī)，其與第一連接軸連接；第二伺服電機(jī)，其與第二連接軸連接；第三伺服電機(jī)，其與第三連接軸連接；攝像裝置，其位于眼球內(nèi)的前半部，且在與第二連接軸相對應(yīng)的Y軸的反方向上，并與三個連接軸、連接固定于眼球的球心處，攝像裝置包括第一攝像頭和第二攝像頭。本發(fā)明的有益效果：結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，可實現(xiàn)左右運動自由度、旋轉(zhuǎn)運動自由度和俯仰運動自由度，通過兩個攝像頭的設(shè)置可以提高仿生眼睛的定位精度。
【IPC分類】B25J19/04, B25J9/08
【公開號】CN104942830
【申請?zhí)枴緾N201510446391
【發(fā)明人】劉培志, 趙小川, 陳曉鵬, 錢毅, 王晉華, 李陳, 施建昌, 劉珊, 查長流
【申請人】中國兵器工業(yè)計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月27日