十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，包括一對(duì)眼眉單元、一對(duì)眼睛眼瞼單元、一個(gè)下頜單元、一個(gè)結(jié)構(gòu)連接單元和一個(gè)頸部單元；結(jié)構(gòu)連接單元的下端與頸部單元的上端相連，一對(duì)眼睛眼瞼單元分別安裝在結(jié)構(gòu)連接單元上部左、右兩側(cè)，一對(duì)眼眉單元分別與一對(duì)眼睛眼瞼單元對(duì)應(yīng)連接，下頜單元安裝在結(jié)構(gòu)連接單元上。本發(fā)明的整體動(dòng)作協(xié)調(diào)性好，通過頭頸控制機(jī)構(gòu)，以準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)和迅速地實(shí)現(xiàn)多種頭頸器官的靈活運(yùn)動(dòng)，來表達(dá)機(jī)器人的多種表情。
【專利說明】
十自由度仿人機(jī)裔人頭頸機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及仿真機(jī)器人設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜繁瑣，運(yùn)動(dòng)靈活性差，運(yùn)動(dòng)精度低，特別是眼睛眼瞼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不夠靈活;傳動(dòng)過程過于繁瑣，運(yùn)動(dòng)副不合理，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)摩擦阻力大、噪聲大，機(jī)構(gòu)卡死現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生;結(jié)構(gòu)層次性差，整體結(jié)構(gòu)的可安裝維修性差;整體外觀乃至局部尺寸、以及每個(gè)器官所能運(yùn)動(dòng)的幅度與速度都與人類的頭部、頸部相差較大，整體機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，目的在于解決現(xiàn)有仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)復(fù)雜繁瑣、運(yùn)動(dòng)靈活性差、運(yùn)動(dòng)精度低、摩擦阻力大、結(jié)構(gòu)層次性差、整體機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)性不高的問題。
[0004]本發(fā)明按照與正常成年人肢體尺寸比例1:1設(shè)計(jì)，包括雙眼眉的平移和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作、雙眼的偏轉(zhuǎn)和俯仰動(dòng)作、一對(duì)上下眼瞼開合動(dòng)作、下頌開合動(dòng)作、頸部旋轉(zhuǎn)動(dòng)作、頸部俯仰動(dòng)作、頸部?jī)A斜動(dòng)作共計(jì)十六個(gè)自由度。
[0005]十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，所述頭頸機(jī)構(gòu)包括一對(duì)眼眉單元、一對(duì)眼睛眼瞼單元、一個(gè)下頌單元、一個(gè)結(jié)構(gòu)連接單元和一個(gè)頸部單元;所述結(jié)構(gòu)連接單元的下端與頸部單元的上端相連，一對(duì)眼睛眼瞼單元分別安裝在結(jié)構(gòu)連接單元上部左、右兩側(cè)，一對(duì)眼眉單元分別與一對(duì)眼睛眼瞼單元對(duì)應(yīng)連接，下頌單元安裝在結(jié)構(gòu)連接單元上。
[0006]每個(gè)眼眉單元均包括眼眉平移舵機(jī)、眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、眼眉、齒條、眼眉浮動(dòng)架，眼眉平移舵機(jī)上裝有齒輪，齒輪與安裝在眼眉浮動(dòng)板上的齒條嚙合，眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)與眼眉相連，眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)通過眼眉浮動(dòng)架安裝在眼眉浮動(dòng)板上。
[0007]眼眉平移舵機(jī)上安裝有眼眉舵機(jī)固定架，眼眉舵機(jī)固定架與對(duì)應(yīng)的眼眉浮動(dòng)板之間裝有滾珠滑組。
[0008]每個(gè)眼睛眼瞼單元均包括眼睛、上眼瞼、下眼瞼，所述眼睛上安裝有眼睛轉(zhuǎn)環(huán)，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)的一側(cè)通過設(shè)置的一號(hào)眼睛連桿、一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿的配合連接有一號(hào)眼睛舵機(jī)，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)的另一側(cè)通過設(shè)置的二號(hào)眼睛連桿、二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿的配合連接有二號(hào)眼睛舵機(jī)，上眼瞼通過設(shè)置的上眼瞼連桿連接有上眼瞼舵機(jī)，下眼瞼通過設(shè)置的下眼瞼連桿連接有下眼瞼舵機(jī)。
[0009]所述下頌單元包括下頌舵機(jī)、下頌舵機(jī)支架、下頌軸承座、下頌連桿、下頌，所述下頌舵機(jī)安裝在下頌舵機(jī)支架上，下頌舵機(jī)通過下頌連桿與下頌的左側(cè)連接，下頌的右側(cè)與下頌軸承座相連。
[0010]所述結(jié)構(gòu)連接單元的下部設(shè)有鼻子、上頌，結(jié)構(gòu)連接單元的側(cè)部安裝有面部裝飾板。
[0011]所述頸部單元包括頭頸底座、安裝在頭頸底座上的頸部軸承座、安裝在頸部軸承座頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架、安裝在頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架上的頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、與頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)通過頸部轉(zhuǎn)軸相連的頸部俯仰舵機(jī)支架、安裝在頸部俯仰舵機(jī)支架上的頸部俯仰舵機(jī)、與頸部俯仰舵機(jī)通過舵機(jī)交叉支架連接的頸部?jī)A斜舵機(jī)。
[0012]本發(fā)明的有益效果有以下幾點(diǎn):
[0013]1.本發(fā)明的頭頸機(jī)構(gòu)自由度多達(dá)十六個(gè)，大量采用成品件，齒輪、齒條、滾珠滑組、L型桿端關(guān)節(jié)軸承、微型軸承、交叉滾子軸承取代簡(jiǎn)單滑桿滑銷，減小了運(yùn)動(dòng)副的摩擦阻力，同時(shí)大量采用舵機(jī)輸出軸與運(yùn)動(dòng)部件直連的形式，避免了傳動(dòng)過程中的阻力，避免因機(jī)械傳動(dòng)過程中卡死現(xiàn)象的發(fā)生，使其運(yùn)動(dòng)靈活性提高，尤其是眼睛眼瞼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用連桿與L型桿端關(guān)節(jié)軸承的結(jié)合使眼睛的左右偏轉(zhuǎn)在-35°?+35°范圍內(nèi)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)在-35°?+35°范圍內(nèi)。
[0014]2.本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)乃至每個(gè)器官所能運(yùn)動(dòng)的幅度都與正常成年人頭部相近。
[0015]3.本發(fā)明的整體動(dòng)作協(xié)調(diào)性好，通過頭頸控制機(jī)構(gòu)，以準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)和迅速地實(shí)現(xiàn)多種頭頸器官的靈活運(yùn)動(dòng)，來表達(dá)機(jī)器人的多種表情。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的右側(cè)的眼眉單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明的右側(cè)眼睛與眼臉單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明的右側(cè)眼睛與眼臉單元局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5是本發(fā)明的下頌單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7是本發(fā)明的頸部單元結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述。
[0025]如圖1至圖7所示，十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)眼眉單元100、兩個(gè)眼睛眼瞼單元200、下頌單元300、結(jié)構(gòu)連接單元400、頸部單元500。
[0026]如圖2所示，每個(gè)眼眉單元100均包括眼眉平移舵機(jī)1、眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)2、眼眉舵機(jī)固定架3、眼眉舵機(jī)浮動(dòng)架4、眼眉浮動(dòng)板5、齒條7和眼眉11。
[0027]如圖3所示，每個(gè)眼睛眼瞼單元包括一號(hào)眼睛舵機(jī)12、二號(hào)眼睛舵機(jī)13、眼睛眼瞼安裝板14、兩個(gè)一號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器15、一號(hào)眼睛連桿16、二號(hào)眼睛連桿17、二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿19、眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20、眼睛21、上眼瞼舵機(jī)22、下眼瞼舵機(jī)23、眼瞼舵機(jī)支架24、兩個(gè)二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25、上眼瞼連桿26、下眼瞼連桿27、兩個(gè)一號(hào)L型桿端關(guān)節(jié)軸承28、上眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)29、下眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)30、上眼瞼31、下眼瞼32。
[0028]如圖4所示，下頌單元包括下頌舵機(jī)35、下頌舵機(jī)支架36、下頌軸承座37、兩個(gè)下頌微型軸承38、兩個(gè)下頌轉(zhuǎn)軸39、兩個(gè)開口擋圈40、二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25、下頌連桿41、二號(hào)L型桿端關(guān)節(jié)軸承28、下頌42。
[0029]如圖5所示，結(jié)構(gòu)連接單元包括一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43、二號(hào)機(jī)構(gòu)連接板44、三號(hào)結(jié)構(gòu)連接板45、四號(hào)結(jié)構(gòu)連接板46、五號(hào)結(jié)構(gòu)連接板47、鼻子48、上頌49、面部裝飾板50。
[0030]如圖6所示，頸部單元包括頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)51、頸部俯仰舵機(jī)52、頸部?jī)A斜舵機(jī)53、頭頸底座54、頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架55、頸部旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器58、頸部俯仰舵機(jī)支架60、舵機(jī)交叉支架61、傾斜舵機(jī)支架62。
[0031]所述兩個(gè)眼眉單元100為相互獨(dú)立單元，圖2所示為右側(cè)的眼眉單元100，眼眉平移舵機(jī)I均安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)的眼眉舵機(jī)固定架3上，眼眉平移舵機(jī)I的輸出端分別裝有齒輪6，齒輪6與安裝在對(duì)應(yīng)眼眉浮動(dòng)板5上的齒條7嚙合，眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)2通過對(duì)應(yīng)眼眉舵機(jī)浮動(dòng)架4安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)的眼眉浮動(dòng)板5上，眼眉浮動(dòng)板5均設(shè)有安裝軸承的腔體，腔體內(nèi)對(duì)應(yīng)裝有眼眉微型軸承9，眼眉微型軸承9內(nèi)均裝有眼眉聯(lián)軸器10，眼眉聯(lián)軸器10—端與對(duì)應(yīng)側(cè)的眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)2輸出端連接，眼眉聯(lián)軸器10的另一端與眼眉11的桿端連接，從而眼眉11就與對(duì)應(yīng)側(cè)的眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)2直連，眼眉舵機(jī)固定架3與對(duì)應(yīng)的眼眉浮動(dòng)板5之間均裝有滾珠滑組8，滾珠滑組8的一面與對(duì)應(yīng)眼眉舵機(jī)固定架3連接，滾珠滑組8另一面與對(duì)應(yīng)的眼眉浮動(dòng)板5連接，從而眼眉浮動(dòng)板5可以沿垂直方向運(yùn)動(dòng)。
[0032]眼眉單元的動(dòng)作流程:眼眉平移舵機(jī)I正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，齒輪6、齒條7嚙合帶動(dòng)眼眉浮動(dòng)板5與安裝在其上的零部件整體上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)眼眉11的旋轉(zhuǎn)，此串聯(lián)機(jī)構(gòu)眼眉11就具有上下運(yùn)動(dòng)和平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)自由度了，即可實(shí)現(xiàn)多種眼眉11的位置姿態(tài)。
[0033]以眼眉11初始位置時(shí)眼眉11桿端軸心所在的水平面為基準(zhǔn)，眼眉11初始位置置為0mm，眼眉11的上下平移范圍為-4mm?+10mm，最大平移速度87mm/s;眼眉11初始角度為8°，眼眉11的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-12°?+29°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度256deg/s。
[0034]所述兩個(gè)眼睛眼瞼單元200為相互獨(dú)立單元，圖3所示為右側(cè)的眼睛眼瞼單元200，眼睛機(jī)構(gòu)中一號(hào)眼睛舵機(jī)12與對(duì)應(yīng)的二號(hào)眼睛舵機(jī)13安裝在對(duì)應(yīng)的眼睛眼瞼安裝板14上，一號(hào)眼睛舵機(jī)12與二號(hào)眼睛舵機(jī)13的舵機(jī)臂分別裝有一號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器15，一號(hào)眼睛連桿16的一端通過一號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器15與對(duì)應(yīng)側(cè)的一號(hào)眼睛舵機(jī)12的舵機(jī)臂鉸接，二號(hào)眼睛連桿17的一端通過對(duì)應(yīng)側(cè)的一號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器15與對(duì)應(yīng)側(cè)的二號(hào)眼睛舵機(jī)13的舵機(jī)臂鉸接。眼睛眼瞼安裝板14前端中間均裝有一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿18，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)的一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿18上，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20為尼龍材質(zhì)，二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿19安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)的眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20的左側(cè)，一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿18和二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿19與對(duì)應(yīng)側(cè)的眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20均為間隙配合，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20上均安裝眼睛21，眼睛21為硅膠材質(zhì)的空心半球，一號(hào)眼睛連桿16上設(shè)有的90°折彎端與一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿18對(duì)應(yīng)鉸接，二號(hào)眼睛連桿17上設(shè)有的90°折彎端與二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿19對(duì)應(yīng)鉸接，一號(hào)眼睛連桿16與二號(hào)眼睛連桿17均為彈性細(xì)桿。
[0035]眼睛的動(dòng)作流程:一號(hào)眼睛舵機(jī)12正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)舵機(jī)臂旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)臂通過一號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器15拉動(dòng)一號(hào)眼睛連桿16，一號(hào)眼睛連桿16帶動(dòng)一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿18旋轉(zhuǎn)，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20即可上下旋轉(zhuǎn)，同時(shí)二號(hào)眼睛舵機(jī)13正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)舵機(jī)臂旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)臂通過一號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器15拉動(dòng)對(duì)應(yīng)側(cè)的二號(hào)眼睛連桿17，二號(hào)眼睛連桿17帶動(dòng)二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿19與對(duì)應(yīng)側(cè)的眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20繞一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿18旋轉(zhuǎn)，此并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以使眼睛轉(zhuǎn)環(huán)20在與其初始位軸線一定角度范圍內(nèi)的任意方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，試驗(yàn)證明，由于一號(hào)眼睛連桿16與二號(hào)眼睛連桿17為彈性細(xì)桿，不會(huì)造成欠自由度卡死的問題。
[0036]以眼睛21正視時(shí)眼睛21軸線為基準(zhǔn)，眼睛21的左右范圍初始角度為0°，眼睛21的左右轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-35?+35°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度270deg/s;眼睛21上下范圍的初始角度為0°，眼睛21的上下轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-35?+35°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度270deg/s。
[0037]所述兩個(gè)眼睛眼瞼單元200為相互獨(dú)立單元，圖3所示為右側(cè)的眼睛眼瞼單元200，眼瞼機(jī)構(gòu)中上眼瞼舵機(jī)22與下眼瞼舵機(jī)23通過對(duì)應(yīng)側(cè)的眼瞼舵機(jī)支架24安裝在對(duì)應(yīng)側(cè)的眼睛眼瞼安裝板14上，上眼瞼舵機(jī)22與下眼瞼舵機(jī)23分別裝有二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25，上眼瞼連桿26的一端通過對(duì)應(yīng)側(cè)的二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25與對(duì)應(yīng)側(cè)的上眼瞼舵機(jī)22的舵機(jī)臂鉸接，下眼瞼連桿27的一端通過對(duì)應(yīng)側(cè)的二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25與對(duì)應(yīng)側(cè)的下眼瞼舵機(jī)23的舵機(jī)臂鉸接。眼睛眼瞼安裝板14前端上、下兩側(cè)分別裝有上眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)29、下眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)30，上眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)29與下眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)30均通過鉸接的方式與對(duì)應(yīng)側(cè)的眼睛眼瞼安裝板14連接。所述上眼瞼31與下眼瞼32分別安裝在上眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)29與下眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)30上，上眼瞼連桿26的另一端通過一側(cè)的一號(hào)L型桿端關(guān)節(jié)軸承28與對(duì)應(yīng)側(cè)的上眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)29連接，下眼瞼連桿27的另一端通過另一側(cè)的一號(hào)L型桿端關(guān)節(jié)軸承28與對(duì)應(yīng)側(cè)的下眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)30連接。
[0038]眼瞼的動(dòng)作流程:上眼瞼舵機(jī)22正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)舵機(jī)臂旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)臂通過二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25拉動(dòng)對(duì)應(yīng)側(cè)的上眼瞼連桿26，上眼瞼連桿26帶動(dòng)對(duì)應(yīng)側(cè)的上眼瞼轉(zhuǎn)環(huán)29繞鉸接處的銷軸旋轉(zhuǎn)，上眼瞼31即可繞鉸接處的銷軸上下旋轉(zhuǎn)，下眼瞼32原理同上，完成眼瞼的張開閉合。
[0039]以眼睛正視時(shí)眼睛軸線為基準(zhǔn)，上眼瞼31轉(zhuǎn)動(dòng)的初始角度為35°，上眼瞼31的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-10°?+55°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度371deg/s;下眼瞼32轉(zhuǎn)動(dòng)的初始角度為-35°，下眼瞼32的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-20°?-45°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度143deg/s。
[0040]所述下頌單元300如圖4所示，下頌舵機(jī)35安裝在下頌舵機(jī)支架36上，下頌舵機(jī)35的舵機(jī)臂通過二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25與下頌連桿41的一端連接，下頌連桿41的里一端通過L型桿端關(guān)節(jié)軸承28與下頌42的左側(cè)連接，下頌42兩端各裝有下頌轉(zhuǎn)軸39，左側(cè)下頌轉(zhuǎn)軸39與下頌舵機(jī)支架36內(nèi)的下頌微型軸承38裝配，右側(cè)下頌轉(zhuǎn)軸39與下頌軸承座37內(nèi)的下頌微型軸承38裝配，兩個(gè)下頌轉(zhuǎn)軸39的末端均配有開口擋圈40。
[0041]下頌的動(dòng)作流程:下頌舵機(jī)35正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)舵機(jī)臂旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)臂通過二號(hào)舵角快速調(diào)節(jié)器25拉動(dòng)下頌連桿41，下頌連桿41帶動(dòng)下頌42繞下頌轉(zhuǎn)軸39旋轉(zhuǎn)，完成下頌42張開閉合。
[0042]以下頌42軸心所在的水平面為基準(zhǔn)，下頌42轉(zhuǎn)動(dòng)的初始角度為-70°下頌42的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-70°?-102°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度159deg/s。
[0043]所述結(jié)構(gòu)連接單元400如圖6所示，一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43為結(jié)構(gòu)連接單元400的基礎(chǔ)板，二號(hào)結(jié)構(gòu)連接板44通過一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43中間沉頭孔內(nèi)的螺栓與一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43連接，三號(hào)結(jié)構(gòu)連接板45、四號(hào)結(jié)構(gòu)連接板46分別和一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43兩端的上表面連接，五號(hào)結(jié)構(gòu)連接板47與一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43中間下表面連接，鼻子48與上頌49和五號(hào)結(jié)構(gòu)連接板47連接，面部裝飾板50與一號(hào)結(jié)構(gòu)連接板43連接。
[0044]所述頸部單元500如圖6所示，頭頸底座54為頸部單元500的基礎(chǔ)，頭頸底座54上安裝有頸部軸承座56，頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架55安裝在頸部軸承座56上，頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)51安裝在頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架55上，頸部軸承座56內(nèi)裝有交叉滾子軸承57，交叉滾子軸承57內(nèi)裝配有頸部轉(zhuǎn)軸59，頸部轉(zhuǎn)軸59的一端通過頸部旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器58與頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)51直連，頸部轉(zhuǎn)軸59的另一端與頸部俯仰舵機(jī)支架60連接，頸部俯仰舵機(jī)52的機(jī)身安裝在頸部俯仰舵機(jī)支架60上，舵機(jī)交叉支架61的一端與頸部俯仰舵機(jī)52的舵盤連接，另一端與頸部?jī)A斜舵機(jī)53的舵盤連接，頸部?jī)A斜舵機(jī)53的機(jī)身安裝傾斜舵機(jī)支架62。
[0045]頸部動(dòng)作流程:頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)51正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)頸部轉(zhuǎn)軸59之上的零部件旋轉(zhuǎn)，頸部俯仰舵機(jī)52正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)舵機(jī)交叉支架61、頸部?jī)A斜舵機(jī)53、傾斜舵機(jī)支架62整體俯仰，頸部?jī)A斜舵機(jī)53正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)傾斜舵機(jī)支架62傾斜，完成頸部的旋轉(zhuǎn)、俯仰、傾斜。
[0046]以頸部旋轉(zhuǎn)軸心所在的前視基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，頸部轉(zhuǎn)動(dòng)的初始角度為0°，頸部的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為-70°?+70°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度467deg/s。
[0047]以頸部俯仰軸心所在的上視基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，頸部俯仰的初始角度為0°，頸部的俯仰范圍為-40°?+40°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度430deg/s。
[0048]以頸部?jī)A斜軸心所在的右視基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，頸部?jī)A斜的初始角度為0°，頸部的傾斜范圍為-45°?+45°，最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度360deg/s。
[0049]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，包括一對(duì)眼眉單元、一對(duì)眼睛眼瞼單元、一個(gè)下頌單元、一個(gè)結(jié)構(gòu)連接單元和一個(gè)頸部單元;其特征在于:所述結(jié)構(gòu)連接單元的下端與頸部單元的上端相連，一對(duì)眼睛眼瞼單元分別安裝在結(jié)構(gòu)連接單元上部左、右兩側(cè)，一對(duì)眼眉單元分別與一對(duì)眼睛眼瞼單元對(duì)應(yīng)連接，下頌單元安裝在結(jié)構(gòu)連接單元上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)眼眉單元均包括眼眉平移舵機(jī)、眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、眼眉、齒條、眼眉浮動(dòng)架，眼眉平移舵機(jī)上裝有齒輪，齒輪與安裝在眼眉浮動(dòng)板上的齒條嚙合，眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)與眼眉相連，眼眉旋轉(zhuǎn)舵機(jī)通過眼眉浮動(dòng)架安裝在眼眉浮動(dòng)板上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，其特征在于:眼眉平移舵機(jī)上安裝有眼眉舵機(jī)固定架，眼眉舵機(jī)固定架與對(duì)應(yīng)的眼眉浮動(dòng)板之間裝有滾珠滑組。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)眼睛眼瞼單元均包括眼睛、上眼瞼、下眼瞼，所述眼睛上安裝有眼睛轉(zhuǎn)環(huán)，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)的一側(cè)通過設(shè)置的一號(hào)眼睛連桿、一號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿的配合連接有一號(hào)眼睛舵機(jī)，眼睛轉(zhuǎn)環(huán)的另一側(cè)通過設(shè)置的二號(hào)眼睛連桿、二號(hào)眼睛轉(zhuǎn)桿的配合連接有二號(hào)眼睛舵機(jī)，上眼瞼通過設(shè)置的上眼瞼連桿連接有上眼瞼舵機(jī)，下眼瞼通過設(shè)置的下眼瞼連桿連接有下眼瞼舵機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述下頌單元包括下頌舵機(jī)、下頌舵機(jī)支架、下頌軸承座、下頌連桿、下頌，所述下頌舵機(jī)安裝在下頌舵機(jī)支架上，下頌舵機(jī)通過下頌連桿與下頌的左側(cè)連接，下頌的右側(cè)與下頌軸承座相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)連接單元的下部設(shè)有鼻子、上頌，結(jié)構(gòu)連接單元的側(cè)部安裝有面部裝飾板。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六自由度仿人機(jī)器人頭頸機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述頸部單元包括頭頸底座、安裝在頭頸底座上的頸部軸承座、安裝在頸部軸承座頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架、安裝在頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)支架上的頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、與頸部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)通過頸部轉(zhuǎn)軸相連的頸部俯仰舵機(jī)支架、安裝在頸部俯仰舵機(jī)支架上的頸部俯仰舵機(jī)、與頸部俯仰舵機(jī)通過舵機(jī)交叉支架連接的頸部?jī)A斜舵機(jī)。
【文檔編號(hào)】B25J11/00GK106078762SQ201610583958
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月23日 公開號(hào)201610583958.7, CN 106078762 A, CN 106078762A, CN 201610583958, CN-A-106078762, CN106078762 A, CN106078762A, CN201610583958, CN201610583958.7
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