CN106695843A - 一种互动的仿人面部表情的机器人 - Google Patents

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CN106695843A
CN106695843A CN201710173828.0A CN201710173828A CN106695843A CN 106695843 A CN106695843 A CN 106695843A CN 201710173828 A CN201710173828 A CN 201710173828A CN 106695843 A CN106695843 A CN 106695843A
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CN
China
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Inventor
王军
陈翠琴
尹利平
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Hainan vocational technical college
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Hainan vocational technical college
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0005—Manipulators having means for high-level communication with users, e.g. speech generator, face recognition means
    • B25J11/0015—Face robots, animated artificial faces for imitating human expressions

Abstract

本发明涉及一种互动的仿人面部表情的机器人，包括接收模块，表情模块，表情控制模块，表情驱动模块，还包括一个头部本体机架，在所述头部本体机架上在仿人面部的眉、眼、颌位置相应安装有两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件。本发明能够实现机器人具有细腻的面部表情，以及使得机器人与用户之间可以进行情感互动，进而提高了机器人的趣味性。

Description

一种互动的仿人面部表情的机器人
技术领域
本发明涉及一种互动的仿人面部表情的机器人。
背景技术
表情机器人是一种能模拟人类面部表情和情绪动作的智能机器人，其作为一种服务机器人，对于实现人机交互特别是情感交互具有重要作用，由于表情机器人的人性化、情感化的特点，使得表情机器人的研究有着非常广泛的应用前景，近年来，越来越多的研究机构及组织开展了仿人面部表情机器人的研究。
表情机器人的研究难点之一是在有限空间内完成机械结构设计，而整体设计具有空间狭窄、运动范围小、运动准确及负载小的特点，同时整体机构的动作要协调，符合人类头、面部的运动规律，要求运动传递要准确，不能失真。
同时，目前很多商业场所以及教学领域已经采用了可互动的交互式系统，大部分采用的是语音交互或文字检索交互，目前现有的交互系统只能进行简单的互动，例如只能根据问题库回答问题，因此，应用范围较窄。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种互动的仿人面部表情的机器人。
本发明是以如下技术方案实现的，一种互动的仿人面部表情的机器人，包括：一个头部本体机架，在所述头部本体机架上于仿人面部的眉、眼、颌位置相应安装有两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件，头部本体机架上套设有橡胶面皮；
其中两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件分别通过连接杆固定在头部本体机架上，所述连接杆的一端连接有从动齿轮；所述本体构架上还设有多个步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有主动齿轮，每个步进电机连接的主动齿轮与相应的从动齿轮相啮合来控制眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件运动；
机器人身体框架上还设置有：
接收模块，用于接收用户的个人行为以及用户的个人资料；
表情模块，用于根据所述接收模块所接收的用户的个人资料以及当前的用户的个人行为，计算出机器人相应的面部表情数据；
表情控制模块，用于接受所述表情模块计算的面部表情数据，查找符合相应面部表情数据的面部动作；
细腻表情处理模块，用于接受所述表情控制模块发出的面部动作来驱动眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件的步进电机运动，并协调各个步进电机的运动，使得橡胶面皮与眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件运动相协调。
优选的是，还包括关系交互模块，根据用户与机器人的互动，记录用户与机器人当前的关系亲密度系数。
优选的是，所述用户资料包括用户年龄、性别、学历、教育程度、职业和爱好。
优选的是，所述用户行为包括用户手势、触摸输入和语音。
优选的是，所述接受模块包括用于检测用户手势的三轴加速传感器、用于接收用户触摸输入的触摸显示屏和用于接收用户语音的麦克风。
优选的是，所述机器人的身体框架下方设置有底盘，底盘上设置有前轮和后轮，相对于所述机器人的行进方向，所述后轮设置在前轮的后面；以及设置在前轮和后轮之间的驱动轮。
本发明的有益效果是：本发明通过对机器人进行面部结构进行精简和改进，提高了空间利用率，实现机器人具有细腻的面部表情，以及机器人运行更加平稳、安装和操作更加简单；还可以与用户进行情感互动，提高了机器人的趣味性。
附图说明
图1是本发明机器人的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明提供一种互动的仿人面部表情的机器人，包括：一个头部本体机架，在所述头部本体机架上于仿人面部的眉、眼、颌位置相应安装有两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件，头部本体机架上套设有橡胶面皮；
其中两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件分别通过连接杆固定在头部本体机架上，所述连接杆的一端连接有从动齿轮；所述本体构架上还设有多个步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有主动齿轮，每个步进电机连接的主动齿轮与相应的从动齿轮相啮合来控制眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件运动；
机器人身体框架上还设置有：
接收模块，用于接收用户的个人行为以及用户的个人资料；
表情模块，用于根据所述接收模块所接收的用户的个人资料以及当前的用户的个人行为，计算出机器人相应的面部表情数据；
表情控制模块，用于接受所述表情模块计算的面部表情数据，查找符合相应面部表情数据的面部动作；
细腻表情处理模块，用于接受所述表情控制模块发出的面部动作来驱动眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件的步进电机运动，并协调各个步进电机的运动，使得橡胶面皮与眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件运动相协调。
优选的是，还包括关系交互模块，根据用户与机器人的互动，记录用户与机器人当前的关系亲密度系数。
优选的是，所述用户资料包括用户年龄、性别、学历、教育程度、职业和爱好。
优选的是，所述用户行为包括用户手势、触摸输入和语音。
优选的是，所述接受模块包括用于检测用户手势的三轴加速传感器、用于接收用户触摸输入的触摸显示屏和用于接收用户语音的麦克风。
优选的是，所述机器人的身体框架下方设置有底盘，底盘上设置有前轮和后轮，相对于所述机器人的行进方向，所述后轮设置在前轮的后面；以及设置在前轮和后轮之间的驱动轮。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种互动的仿人面部表情的机器人，其特征在于，包括：一个头部本体机架，在所述头部本体机架上于仿人面部的眉、眼、颌位置相应安装有两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件，头部本体机架上套设有橡胶面皮；
其中两个眉毛转动部件、两个眼睑转动部件、两个眼球转动部件及一个下颌转动部件分别通过连接杆固定在头部本体机架上，所述连接杆的一端连接有从动齿轮；所述本体构架上还设有多个步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有主动齿轮，每个步进电机连接的主动齿轮与相应的从动齿轮相啮合来控制眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件运动；
所述机器人的身体框架上还设置有：
接收模块，用于接收用户的个人行为以及用户的个人资料；
表情模块，用于根据所述接收模块所接收的用户的个人资料以及当前的用户的个人行为，计算出机器人相应的面部表情数据；
表情控制模块，用于接受所述表情模块计算的面部表情数据，查找符合相应面部表情数据的面部动作；
细腻表情处理模块，用于接受所述表情控制模块发出的面部动作来驱动眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件的步进电机运动，并协调各个步进电机的运动，使得橡胶面皮与眉毛转动部件、眼睑转动部件、眼球转动部件及下颌转动部件运动相协调。
2.如权利要求1所述的一种互动的仿人面部表情的机器人，其特征在于，还包括：
关系交互模块，根据用户与机器人的互动，记录用户与机器人当前的关系亲密度系数。
3.如权利要求1所述的一种互动的仿人面部表情的机器人，其特征在于：
所述用户资料包括用户年龄、性别、学历、教育程度、职业和爱好。
4.如权利要求1所述的一种互动的仿人面部表情的机器人，其特征在于，所述用户行为包括用户手势、触摸输入和语音。
5.如权利要求2所述的一种互动的仿人面部表情的机器人，其特征在于，所述接受模块包括用于检测用户手势的三轴加速传感器、用于接收用户触摸输入的触摸显示屏和用于接收用户语音的麦克风。
6.如权利要求1所述的一种互动的仿人面部表情的机器人，其特征在于，所述机器人的身体框架下方设置有底盘，底盘上设置有前轮和后轮，相对于所述机器人的行进方向，所述后轮设置在前轮的后面；以及设置在前轮和后轮之间的驱动轮。
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