CN108044635A - 一种带头部表情的轮腿机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带头部表情的轮腿机器人，包括头部组件及机器人头部以下部件，头部组件包括舌头组件、摇头组件、点头组件、嘴巴组件、嘴角组件、眼珠组件、眼皮组件、头外壳、头皮和头部固定座，各组件配置有各自相对应的驱动舵机及其驱动动作部件；舌头组件包括舌头伸缩组件、舌头上下翘动组件和舌头左右摆动组件，舌头组件完成舌头的伸缩、上下翘动和左右摆动动作表情，嘴角组件嘴角微笑动作表情，嘴巴组件完成嘴巴张开闭合动作表情，眼珠组件完成眼珠左右运动动作表情，眼皮组件完成眼皮眨眼动作表情，摇头组件和点头组件完成头部的摇头或点头动作表情。提供带舌头和嘴角表情丰富等丰富表情动作，丰富表情体验及愉悦心情感受。

Description

一种带头部表情的轮腿机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是涉及一种带头部的轮腿机器人。

背景技术

随着机器人的产品不断出现，机器人被得到较大程度上的应用，不过现有一些带头部的仿人机器人，具有运动快速灵活，有较强的弹跳等动作能力，具备一定的仿人类效果；然而却不具有带舌头和嘴角等头部丰富表情动作功能，不能给人们提供使用沟通上的丰富表情体验及愉悦心情感受。

发明内容

本发明为解决现有带头部的仿人机器人存在着不具有带舌头和嘴角等头部丰富表情动作功能，不能给人们提供使用沟通上的丰富表情体验及愉悦心情感受等现状而提供的一种可为仿人机器人提供带舌头和嘴角等头部丰富表现的表情动作，可为人们提供使用功能基础上再增加沟通上的丰富表情体验及愉悦心情感受的带头部表情的轮腿机器人。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种带头部表情的轮腿机器人，包括头部组件及机器人头部以下部件，其特征在于：头部组件包括舌头组件、摇头组件、点头组件、嘴巴组件、嘴角组件、眼珠组件、眼皮组件、头外壳、头皮和头部固定座，各组件配置有各自相对应的驱动舵机及其驱动动作部件；其中舌头组件包括舌头伸缩组件、舌头上下翘动组件和舌头左右摆动组件，舌头组件用于动作完成舌头的伸缩、上下翘动和左右摆动动作表情，嘴角组件用于动作完成嘴角微笑动作表情，嘴巴组件用于工作完成嘴巴张开闭合动作表情，眼珠组件用于工作完成眼珠左右运动动作表情，眼皮组件用于工作完成眼皮眨眼动作表情，摇头组件和点头组件用于工作完成头部的摇头或点头动作表情；可为仿人机器人提供带舌头和嘴角表情丰富等丰富表情动作，给人们提供使用功能基础上再增加沟通上的丰富表情体验及愉悦心情感受；结构紧凑，控制方便，可操作性强。

作为优选，所述的舌头组件设有舌头扭转组件，舌头扭转组件包括舌头扭转舵机、扭转驱动块、扭转绳轮组件和扭转块，扭转驱动块设在舌头扭转舵机上，扭转绳轮组件设在扭转驱动块上，扭转块设在扭转绳轮你组件上，扭转块上设舌头。提高舌头扭转活动仿形丰富表情效果。

作为优选，所述的舌头左右摆动组件包括基座、主轴、燕尾槽公板、左右摆动舵机、舵机臂、拨动块、拨叉组件、开槽圆柱销和连接座，左右摆动舵机上设舵机臂，舵机臂上设拔叉组件，拨叉组件上设开槽圆柱销，开槽圆柱销通过连接座与燕尾槽公板相连接。提高舌头左右摆动活动仿形丰富表情效果。

作为优选，所述的舌头上下翘动组件包括翘动舵机、摆动块和翘动绳轮组件，翘动舵机上设翘动绳轮组件，翘动绳轮组件上设摆动块，摆动块上设舌头。

作为优选，所述的舌头伸缩组件包括舌头伸缩舵机、燕尾槽公母板组件、齿条组件和摆动件，舌头伸缩舵机上设齿条组件，齿条组件上设燕尾槽公母板组件，燕尾槽公母板组件上设摆动件，摆动件上设舌头，燕尾槽母板来回直线运动，带动舌头伸缩运动。提高舌头伸缩活动活动仿形丰富表情效果。

作为优选，所述的嘴角组件包括嘴角舵机、舵机盘、曲柄盘、连杆、滑动块、导向块、摆动臂和上牙齿组件，嘴角舵机上设舵机盘，舵机盘上设曲柄盘，曲柄盘上设两个对称的连杆，连杆上设导向块和滑动块，滑动块上设拨动杆，拨动杆上设嘴角摆动臂。提高嘴角活动仿形丰富表情效果。

作为优选，所述的摇头组件包括摇头舵机、摇头舵机壳体、摇头驱动块、摇头驱动轴承和摇头转动体，摇头驱动块与摇头舵机相连接，摇头转动体与摇头驱动块相连，驱动酷块带动转动体转动，带动头部摇头动作；点头组件包括点头舵机、偏心轮、摆动块、摆动轴和嘴巴舵机壳体，偏心轮与点头舵机相连接，偏心轮上设摆动块，摆动块上设嘴巴舵机壳体。提高头部摇动丰富表情效果。

作为优选，所述的眼珠组件包括眼珠舵机、舵机臂、拨动盘、联动杆、摆动臂、眼珠和眼珠舵机架，眼珠舵机上设舵机臂，舵机臂上设拨动盘，拨动盘上设联动杆，联动杆上设摆动臂，摆动臂上设眼珠，联动杆动作带动左右眼珠同时转动。提高眼珠活动仿形丰富活动效果。

作为优选，所述的机器人头部以下部件包括轮腿组件、髋部运动组件、手臂组件、手组件、腹部运动组件和身体平衡组件。提高机器人头部以下部件的活动丰富动作效果。

作为优选，所述的手臂组件包括A蜗轮蜗杆减速电机、A减速电机固定板、传动套、交叉轴承、B蜗轮蜗杆减速电机、B减速电机固定板、上臂铰链、电推杆、上臂管、肘关节、前臂杆、手腕电机，手腕电机固定座、蜗轮轴、蜗杆、蜗轮和手铰链座；电推杆的伸缩来带动手前臂转动完成手肘部的转动，电机带动蜗杆蜗轮转动，再带动手腕铰链转动完成手腕部的转动，减速电机A转动带动上臂铰链及上臂杆转动完成上臂的转动；减速电机的转动带动传动套完成整个手臂的摆动。提高手臂活动丰富动作效果。

本发明的有益效果是：可为仿人机器人提供带舌头和嘴角表情丰富等丰富表情动作，给人们提供使用功能基础上再增加沟通上的丰富表情体验及愉悦心情感受；结构紧凑，控制方便，可操作性强。结构紧凑，控制方便，稳定性好，可操作性强。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明带头部表情的轮腿机器人中头部去头后壳的结构示意图。

图2是本发明带头部表情的轮腿机器人中头部正面观察结构示意图。

图3是本发明带头部表情的轮腿机器人中头部侧面观察结构示意图。

图4是本发明带头部表情的轮腿机器人中舌头上下翘动组件的结构示意图。

图5是本发明带头部表情的轮腿机器人中舌头伸缩组件的结构示意图。

图6是本发明带头部表情的轮腿机器人中舌头左右摆动组件的剖视结构示意图。

图7是本发明带头部表情的轮腿机器人中舌头左右摆动组件的结构示意图。

图8是本发明带头部表情的轮腿机器人中嘴巴组件的结构示意图。

图9是本发明带头部表情的轮腿机器人中嘴角组件的结构示意图。

图10是本发明带头部表情的轮腿机器人中眼珠组件的结构示意图。

图11是本发明带头部表情的轮腿机器人中轮腿组件的结构示意图。

图12是本发明带头部表情的轮腿机器人手臂组件的结构示意图。

图13是本发明带头部表情的轮腿机器人髋部运动组件的结构示意图。

图14是本发明带头部表情的轮腿机器人的后部观察结构示意图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14所示的实施例中，一种带头部表情的轮腿机器人，包括头部组件01及机器人头部以下部件，头部组件01包括舌头组件、摇头组件50、点头组件40、嘴巴组件60、嘴角组件70、眼珠组件80、眼皮组件90、头外壳100、头皮和头部固定座02，各组件配置有各自相对应的驱动舵机及其驱动动作部件；其中舌头组件包括舌头伸缩组件3A、舌头上下翘动组件2A和舌头左右摆动组件4A，舌头组件用于动作完成舌头的伸缩、上下翘动和左右摆动动作表情，嘴角组件70用于动作完成嘴角微笑动作表情，嘴巴组件60用于工作完成嘴巴张开闭合动作表情，眼珠组件80用于工作完成眼珠左右运动动作表情，眼皮组件90用于工作完成眼皮眨眼动作表情，摇头组件和点头组件用于工作完成头部的摇头或点头动作表情。舌头组件设有舌头扭转组件，舌头扭转组件包括舌头扭转舵机、扭转驱动块、扭转绳轮组件和扭转块，扭转驱动块设在舌头扭转舵机上，扭转绳轮组件设在扭转驱动块上，扭转块设在扭转绳轮你组件上，扭转块上设舌头。舌头左右摆动组件4A包括基座46、主轴411、燕尾槽公板47、左右摆动舵机41、舵机臂43、拨动块481、拨叉组件、开槽圆柱销和连接座，左右摆动舵机上设舵机臂，舵机臂上设拔叉组件，拨叉组件上设开槽圆柱销44，开槽圆柱销44通过连接座45与燕尾槽公板47相连接。拨叉组件包括拔叉482、拔叉轴483和拨叉座484，拨动块481与左右摆动舵机41相连接。主轴411设在主轴轴承412上。舌头上下翘动组件包括基座21、主轴22、翘动舵机23、摆动块29和翘动绳轮组件，翘动舵机23上安装翘动绳轮组件，翘动绳轮组件上设摆动块29，摆动块上设舌头。翘动绳轮组件包括主动绳轮24、绳轮连接块25、被动绳轮27和线绳26。舌头伸缩组件包括舌头伸缩舵机37、燕尾槽公母板组件、齿条组件和摆动件，舌头伸缩舵机37上设齿条组件，舌头伸缩舵机37安装在伸缩舵机座381上，齿条组件上设燕尾槽公母板组件，燕尾槽公母板组件上设摆动件34，摆动件上设舌头03，燕尾槽母板来回直线运动，带动舌头伸缩运动。齿条组件包括齿条36、齿轮38和齿轮连接块。燕尾槽公母板组件包括燕尾槽公板32和燕尾槽母板38。嘴巴组件由嘴巴舵机61、舵机臂、下巴65、下牙齿64组成。由嘴巴舵机带动舵机臂，再由舵机臂63带动下巴65和牙齿64上下摆动，实现嘴巴开合动作。嘴角组件包括嘴角舵机、舵机盘、曲柄盘、连杆、滑动块74、导向块77、摆动臂和上牙齿组件，嘴角舵机71上设舵机盘72，嘴角舵机71设在嘴角舵机安装架73上，嘴角舵机安装架73上安装上牙齿组件盖板75，舵机盘上设曲柄盘，曲柄盘上设两个对称的连杆，连杆上设导向块和滑动块74，滑动块74上设拨动杆，拨动杆上设嘴角摆动臂76。摇头组件包括摇头舵机、摇头舵机壳体、摇头驱动块、摇头驱动轴承和摇头转动体，摇头驱动块与摇头舵机相连接，摇头转动体与摇头驱动块相连，驱动酷块带动转动体转动，带动头部摇头动作；点头组件包括点头舵机、偏心轮、摆动块、摆动轴和嘴巴舵机壳体，偏心轮与点头舵机相连接，偏心轮上设摆动块，摆动块上设嘴巴舵机壳体。眼珠组件包括眼珠舵机81、舵机臂83、拨动盘、84，联动杆、联动杆安装在摆动座85上，摆动臂、眼珠和眼珠舵机架，眼珠舵机上设舵机臂，舵机臂上设拨动盘，拨动盘上设联动杆，联动杆上设摆动臂86，摆动臂86上安装眼珠88，联动杆动作带动左右眼珠88同时转动。眼皮组件的左右眼皮91分别由眼皮舵机、眼皮拨动块、眼皮架、眼皮舵机壳体眼皮舵机盖组成。左右由眼皮舵机分别带动眼皮拨动块、再由眼皮拨动块带动眼皮架上下摆动，实现眨眼动作。机器人头部以下部件包括轮腿组件、髋部运动组件、手臂组件、手组件、腹部运动组件07和身体平衡组件06。轮腿组件包括轮组件04和腿组件，腿组件包括小腿杆041和大腿部件，大腿部件包括大腿肌架043和大腿活动控制连接杆042，小腿杆041下端与轮组件04活动连接，小腿杆041上端与大腿活动控制连接杆042下端及大腿肌架043下端相活动连接，大腿活动控制连接杆042上端及大腿肌架043上端和髋部运动组件相活动连接，髋部运动组件包括轴承连接组件044、固定座外侧板045、髋部油缸组件046、油缸铰链轴047、固定座内侧板（15.7）、连接板048组成。髋部运动组件由髋部油缸组件活塞杆伸缩来带动上身实现弯腰动作。髋部运动组件结构，轴承连接组件044由轴承连接套、轴承连接套和交叉轴承构成。手臂组件包括A蜗轮蜗杆减速电机05A、A减速电机固定板、传动套、交叉轴承、B蜗轮蜗杆减速电机05B、B减速电机固定板、上臂铰链051、电推杆052、上臂管053、肘关节、前臂杆056、手腕电机057，手腕电机固定座059、蜗轮轴05C、蜗杆058、蜗轮05D和手铰链座05E；电推杆的伸缩来带动手前臂转动完成手肘部的转动，电机带动蜗杆蜗轮转动，再带动手腕铰链转动完成手腕部的转动，减速电机A转动带动上臂铰链及上臂杆转动完成上臂的转动；减速电机的转动带动传动套完成整个手臂的摆动。肘关节包括A肘关节055和B肘关节054, B肘关节054和上臂管053下端相连接，A肘关节055和电推杆052下端相连接，提高肘关节活动灵活有效性。轮腿机器人的液压系统动力部件及其他部件：液压系统动力部件由油箱、过滤器、油泵、溢流阀、球型蓄能器、高响应电磁阀、伺服阀、腿油缸、髋部油缸组成。液压系统为油缸提供动力，并通过控制阀，实现腿部的运动和髋部的运动，如站立、下蹲、转弯、过单边斜坡、弹跳等动作。电器及电源：它由蓄电池和充电装置，各电机控制模块和控制主板组成。它为各电机提供动力，通过控制模块和控制主板实现手臂组件四个自由度动作、手组件的五个手指动作和身体平衡部件重心调整功能，同时通过液压控制模块和控制主板实现对腿部和髋部的运动控制。传感器：有视觉传感器、距离传感器、压力传感器、触觉传感器、接近传感器、陀螺仪（角度传感器）、轮部编码器等。通过这些传感器的输入信号，控制主板控制能使轮腿机器人智能地实现运动平衡、避障、上下单边斜坡、弹跳、手抓取物件和搬运货物、室外滑行和表情动作等。

在本发明位置关系描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种带头部表情的轮腿机器人，包括头部组件及机器人头部以下部件，其特征在于：头部组件包括舌头组件、摇头组件、点头组件、嘴巴组件、嘴角组件、眼珠组件、眼皮组件、头外壳、头皮和头部固定座，各组件配置有各自相对应的驱动舵机及其驱动动作部件；其中舌头组件包括舌头伸缩组件、舌头上下翘动组件和舌头左右摆动组件，舌头组件用于动作完成舌头的伸缩、上下翘动和左右摆动动作表情，嘴角组件用于动作完成嘴角微笑动作表情，嘴巴组件用于工作完成嘴巴张开闭合动作表情，眼珠组件用于工作完成眼珠左右运动动作表情，眼皮组件用于工作完成眼皮眨眼动作表情，摇头组件和点头组件用于工作完成头部的摇头或点头动作表情。

2.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的舌头组件设有舌头扭转组件，舌头扭转组件包括舌头扭转舵机、扭转驱动块、扭转绳轮组件和扭转块，扭转驱动块设在舌头扭转舵机上，扭转绳轮组件设在扭转驱动块上，扭转块设在扭转绳轮你组件上，扭转块上设舌头。

3.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的舌头左右摆动组件包括基座、主轴、燕尾槽公板、左右摆动舵机、舵机臂、拨动块、拨叉组件、开槽圆柱销和连接座，左右摆动舵机上设舵机臂，舵机臂上设拔叉组件，拨叉组件上设开槽圆柱销，开槽圆柱销通过连接座与燕尾槽公板相连接。

4.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的舌头上下翘动组件包括翘动舵机、摆动块和翘动绳轮组件，翘动舵机上设翘动绳轮组件，翘动绳轮组件上设摆动块，摆动块上设舌头。

5.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的舌头伸缩组件包括舌头伸缩舵机、燕尾槽公母板组件、齿条组件和摆动件，舌头伸缩舵机上设齿条组件，齿条组件上设燕尾槽公母板组件，燕尾槽公母板组件上设摆动件，摆动件上设舌头，燕尾槽母板来回直线运动，带动舌头伸缩运动。

6.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的嘴角组件包括嘴角舵机、舵机盘、曲柄盘、连杆、滑动块、导向块、摆动臂和上牙齿组件，嘴角舵机上设舵机盘，舵机盘上设曲柄盘，曲柄盘上设两个对称的连杆，连杆上设导向块和滑动块，滑动块上设拨动杆，拨动杆上设嘴角摆动臂。

7.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的摇头组件包括摇头舵机、摇头舵机壳体、摇头驱动块、摇头驱动轴承和摇头转动体，摇头驱动块与摇头舵机相连接，摇头转动体与摇头驱动块相连，驱动酷块带动转动体转动，带动头部摇头动作；点头组件包括点头舵机、偏心轮、摆动块、摆动轴和嘴巴舵机壳体，偏心轮与点头舵机相连接，偏心轮上设摆动块，摆动块上设嘴巴舵机壳体。

8.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的眼珠组件包括眼珠舵机、舵机臂、拨动盘、联动杆、摆动臂、眼珠和眼珠舵机架，眼珠舵机上设舵机臂，舵机臂上设拨动盘，拨动盘上设联动杆，联动杆上设摆动臂，摆动臂上设眼珠，联动杆动作带动左右眼珠同时转动。

9.按照权利要求1所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的机器人头部以下部件包括轮腿组件、髋部运动组件、手臂组件、手组件、腹部运动组件和身体平衡组件。

10.按照权利要求9所述的带头部表情的轮腿机器人，其特征在于：所述的手臂组件包括A蜗轮蜗杆减速电机、A减速电机固定板、传动套、交叉轴承、B蜗轮蜗杆减速电机、B减速电机固定板、上臂铰链、电推杆、上臂管、肘关节、前臂杆、手腕电机，手腕电机固定座、蜗轮轴、蜗杆、蜗轮和手铰链座；电推杆的伸缩来带动手前臂转动完成手肘部的转动，电机带动蜗杆蜗轮转动，再带动手腕铰链转动完成手腕部的转动，减速电机A转动带动上臂铰链及上臂杆转动完成上臂的转动；减速电机的转动带动传动套完成整个手臂的摆动。