CN111745656A - 一种仿生机器人眼系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及移动一种仿生机器人眼系统。仿生机器人眼系统包含:机器人眼体,一对眼球,一对上眼皮,一对下眼皮,一个机器人眼球驱动系统,一个机器人眼皮驱动系统,和一个机器人眼控制器。机器人眼体包含前面板和后面板,所述一对眼球包含第一眼球和第二眼球。前面板,上眼皮和下眼皮构成第一眼窝和第二眼窝。第一眼球和第二眼球分别安装在第一眼窝和第二眼窝中,其中第一眼窝和第二眼窝限制相应的第一眼球和第二眼球仅可以分别围绕相应的第一眼球中心和第二眼球中心转动。机器人眼球驱动系统包含一个眼球纵向驱动机构和一个眼球横向驱动机构。机器人眼球驱动系统和机器人眼皮驱动系统分别可以同时地和独立地驱动机器人眼球和机器人眼皮。
Description
技术领域
本发明涉及机器人系统,具体的涉及到一种机器人眼球驱动系统,一种机器人眼皮驱动系统,和一种带有机器人眼球驱动系统和机器人眼皮驱动系统的仿生机器人眼系统。
背景技术
人眼是人类进行相互交流的最重要的器官之一。根据某些统计数据,人类在周围感知的信息中有90%以上是通过眼睛获得的。眼睛转动和眨眼是机器人动作和表情中不可缺少的,非常重要的特征之一。目前,机器人眼由大量非常复杂的零件构成,而且其驱动机制非常复杂。有些机器人眼睛的大小不适合装在一些机器人中。有些机器人眼没有足够的自由度。有些机器人眼不能像人的眼球一样自由旋转,或者不能在各自的眼睛中心周围自然转动。本行业中需要有一种构成简单,操作方便,动作自然和现实的机器人眼系统。
发明内容
在一方面,本发明涉及一种机器人眼球驱动系统。在某些实施例中,所述机器人眼球驱动系统包括:一个机器人眼体,一对眼球,一个眼球纵向驱动机构,和一个眼球横向驱动机构。所述机器人眼体包含一个前面板和一个后面板,其中前面板设有一个第一眼窝和一个第二眼窝。所述一对眼球包含一个第一眼球和一个第二眼球。其中第一眼球和第二眼球分别设置在相应的第一眼窝和第二眼窝中。所述第一眼窝和第二眼窝限制相应的第一眼球和第二眼球仅可以分别围绕第一眼球中心和第二眼球中心转动。
在某些实施例中,所述眼球横向驱动机构包含一个眼球横向移动架。第一眼球和第二眼球可旋转性地连接在眼球横向移动架上,用于驱动第一眼球和第二眼球进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构包含一个眼球纵向移动块。其中眼球纵向移动块包含一个眼球横向移动架约束机构,所述眼球横向移动架约束机构包含一个上约束臂和一个下约束臂。眼球横向移动架约束机构的上约束臂和下约束臂约束眼球横向移动架,并允许眼球横向移动架进行横向滑动。当眼球纵向移动块进行纵向移动时,所述眼球横向移动架与眼球纵向移动块同步进行纵向移动,并带动第一眼球和第二眼球进行纵向转动,当眼球横向移动架进行横向滑动时,眼球横向移动架带动第一眼球和第二眼球进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构和眼球横向驱动机构可以同时地和独立地驱动第一眼球和第二眼球。
在某些实施例中,所述眼球纵向驱动机构还包括:一个眼球纵向驱动电机,一个第一眼球纵向驱动臂,一个第二眼球纵向驱动臂,和一个眼球纵向驱动轴。所述眼球纵向驱动电机用于驱动第一眼球和第二眼球纵向转动,并包含一个第一眼球纵向转动轴,其中第一眼球纵向转动轴沿第一眼球纵向转动轴线旋转。第一眼球纵向驱动臂与第一眼球纵向转动轴相连接。第二眼球纵向驱动臂一端旋转式连接在第一眼球纵向驱动臂,并可以沿的一个第二眼球纵向转动轴旋转。眼球纵向驱动轴的一端旋转式的连接在第二眼球纵向驱动臂,另一端固定在眼球纵向移动块之上。
当眼球纵向驱动电机连接到电源,并从一个机器人眼控制器接收到要求第一眼球和第二眼球向上转动的眼球纵向控制信号时,眼球纵向驱动电机按逆时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按逆时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向下移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向上转动。当眼球纵向驱动电机眼球接收到要求第一眼球和第二眼球向下转动的眼球纵向控制信号时,眼球纵向驱动电机按顺时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按顺时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向上移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向下转动。
在某些实施例中,所述眼球横向驱动机构包括:所述眼球横向移动架,和一个设置在眼球横向移动架的眼球横向驱动电机。眼球横向移动架包含一个用来安置第一眼球横向转动轴的第一眼球安装孔和一个眼球横向移动柱。第一眼球横向转动轴可以沿着第一眼球横向转动轴线转动。眼球横向移动柱允许眼球横向移动架横向滑动,并在眼球纵向移动块纵向移动时可以旋转。眼球横向驱动电机设有一个沿着第二眼球横向转动轴线的第二眼球横向转动轴。第二眼球横向转动轴安装在第二眼球上的一个第二眼球安装支架上,导致第二眼球横向转动。
当眼球横向驱动电机接通电源和接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向左转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照顺时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心顺时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向右滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向左转动。当眼球横向驱动电机接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向右转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照逆时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心逆时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向左滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向右转动。
在另一方面,本发明涉及一种机器人眼皮驱动系统。在某些实施例中,所述机器人眼皮驱动系统包括:一个机器人眼体,一对下眼皮,一对上眼皮,和一个眼皮驱动机构。所述机器人眼体包含一个前面板和一个后面板,其中前面板还设有一个第一眼窝和一个第二眼窝。所述下眼皮包含一个第一下眼皮和一个第二下眼皮,这对下眼皮固定在机器人眼体的前面板上。所述上眼皮包含一个第一上眼皮和一个第二上眼皮,这对上眼皮可转动式的安装在机器人眼体的前面板上,并可以沿着上眼皮转动轴线转动。所述眼皮驱动机构是用于驱动所述上眼皮睁眼和闭眼以模拟人眼的眨眼。第一上眼皮和第一下眼皮构成第一眼窝。第二上眼皮和第二下眼皮构成第二眼窝。
在某些实施例中,所述眼皮驱动机构包括:一个用于驱动上眼皮的眼皮驱动电机,一个第一眼皮驱动臂,一个眼皮驱动杆,和一个上眼皮驱动臂。所述眼皮驱动电机通过一个第一眼皮驱动轴围绕一条第一眼皮驱动轴线旋转。第一眼皮驱动臂在第一端设有一个用于安装第一眼皮驱动轴的第一眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个第二眼皮驱动轴。所述眼皮驱动杆在第一端设有一个第二眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个上眼皮驱动轴安装孔,其中第二眼皮驱动轴旋转式的安装在第二眼皮驱动轴安装孔中。所述上眼皮驱动臂在第一端设有一个上眼皮驱动轴,在第二端与上眼皮转动轴相连接,其中上眼皮驱动轴旋转式的与上眼皮驱动轴安装孔相连接。所述眼皮驱动电机通过一对眼皮驱动电机安装支架安装在机器人眼体的前面板上。眼皮驱动电机还设有一组眼皮驱动电机控制输入端。这组眼皮驱动电机控制输入端用于接收电源和眼皮控制信号。
当眼皮驱动电机接通电源并接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮闭合的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿逆时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿逆时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将牵引眼皮驱动杆向后移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮闭合。当眼皮驱动电机接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮睁开的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿顺时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿顺时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将推动眼皮驱动杆向前移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮睁开。
在又一方面,本发明涉及一种机器人眼系统。在某些实施例中,所述机器人眼系统包括:一个机器人眼体,一对眼球,一对上眼皮,一对下眼皮,一个眼球纵向驱动机构,一个眼球横向驱动机构,一个眼皮驱动机构,和一个机器人眼控制器。所述机器人眼体包含一个前面板和一个后面板,其中前面板还设有一个第一眼窝和一个第二眼窝。所述一对眼球包含一个第一眼球和一个第二眼球。其中第一眼球和第二眼球分别设置在相应的第一眼窝和第二眼窝中。所述第一眼窝和第二眼窝限制相应的第一眼球和第二眼球仅可以分别围绕第一眼球中心和第二眼球中心转动。所述下眼皮包含一个第一下眼皮和一个第二下眼皮,这对下眼皮固定在机器人眼体的前面板上。所述上眼皮包含一个第一上眼皮和一个第二上眼皮,这对上眼皮可转动式的安装在机器人眼体的前面板上,并可以沿着上眼皮转动轴线转动。第一上眼皮和第一下眼皮构成第一眼窝。第二上眼皮和第二下眼皮构成第二眼窝。
在某些实施例中,所述眼球横向驱动机构包含一个眼球横向移动架。第一眼球和第二眼球可旋转性地连接在眼球横向移动架上,用于驱动第一眼球和第二眼球进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构包含一个眼球纵向移动块。其中眼球纵向移动块包含一个眼球横向移动架约束机构,所述眼球横向移动架约束机构包含一个上约束臂和一个下约束臂。眼球横向移动架约束机构的上约束臂和下约束臂约束眼球横向移动架,并允许眼球横向移动架进行横向滑动。
当眼球纵向移动块进行纵向移动时,所述眼球横向移动架与眼球纵向移动块同步进行纵向移动,并带动第一眼球和第二眼球进行纵向转动,当眼球横向移动架进行横向滑动时,眼球横向移动架带动第一眼球和第二眼球进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构和眼球横向驱动机构可以同时地和独立地驱动第一眼球和第二眼球。眼皮驱动机构是用于驱动上眼皮睁眼和闭眼以模拟人眼的眨眼。眼球纵向驱动机构和眼球横向驱动机构驱动第一眼球和第二眼球,以及眼皮驱动机构驱动上眼皮可以同时地和独立地进行。
在某些实施例中,所述眼球纵向驱动机构还包括:一个眼球纵向驱动电机,一个第一眼球纵向驱动臂,一个第二眼球纵向驱动臂,和一个眼球纵向驱动轴。所述眼球纵向驱动电机用于驱动第一眼球和第二眼球纵向转动,并包含一个第一眼球纵向转动轴,其中第一眼球纵向转动轴沿第一眼球纵向转动轴线旋转。第一眼球纵向驱动臂与第一眼球纵向转动轴相连接。第二眼球纵向驱动臂一端旋转式连接在第一眼球纵向驱动臂,并可以沿的一个第二眼球纵向转动轴旋转。眼球纵向驱动轴的一端旋转式的连接在第二眼球纵向驱动臂,另一端固定在眼球纵向移动块之上。
当眼球纵向驱动电机连接到电源,并从一个机器人眼控制器接收到要求第一眼球和第二眼球向上转动的眼球纵向控制信号时,眼球纵向驱动电机按逆时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按逆时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向下移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向上转动。当眼球纵向驱动电机眼球接收到要求第一眼球和第二眼球向下转动的眼球纵向控制信号时,眼球纵向驱动电机按顺时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按顺时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向上移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向下转动。
在某些实施例中,所述眼球横向驱动机构包括:所述眼球横向移动架,和一个设置在眼球横向移动架的眼球横向驱动电机。眼球横向移动架包含一个用来安置第一眼球横向转动轴的第一眼球安装孔和一个眼球横向移动柱。第一眼球横向转动轴可以沿着第一眼球横向转动轴线转动。眼球横向移动柱允许眼球横向移动架横向滑动,并在眼球纵向移动块纵向移动时可以旋转。眼球横向驱动电机设有一个沿着第二眼球横向转动轴线的第二眼球横向转动轴。第二眼球横向转动轴安装在第二眼球上的一个第二眼球安装支架上,导致第二眼球横向转动。
当眼球横向驱动电机接通电源和接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向左转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照顺时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心顺时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向右滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向左转动。当眼球横向驱动电机接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向右转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照逆时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心逆时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向左滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向右转动。
在某些实施例中,所述眼皮驱动机构包括:一个用于驱动上眼皮的眼皮驱动电机,一个第一眼皮驱动臂,一个眼皮驱动杆,和一个上眼皮驱动臂。所述眼皮驱动电机通过一个第一眼皮驱动轴围绕一条第一眼皮驱动轴线旋转。第一眼皮驱动臂在第一端设有一个用于安装第一眼皮驱动轴的第一眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个第二眼皮驱动轴。所述眼皮驱动杆在第一端设有一个第二眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个上眼皮驱动轴安装孔,其中第二眼皮驱动轴旋转式的安装在第二眼皮驱动轴安装孔中。所述上眼皮驱动臂在第一端设有一个上眼皮驱动轴,在第二端与上眼皮转动轴相连接,其中上眼皮驱动轴旋转式的与上眼皮驱动轴安装孔相连接。所述眼皮驱动电机通过一对眼皮驱动电机安装支架安装在机器人眼体的前面板上。眼皮驱动电机还设有一组眼皮驱动电机控制输入端。这组眼皮驱动电机控制输入端用于接收电源和眼皮控制信号。
当眼皮驱动电机接通电源并接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮闭合的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿逆时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿逆时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将牵引眼皮驱动杆向后移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮闭合。当眼皮驱动电机接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮睁开的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿顺时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿顺时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将推动眼皮驱动杆向前移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮睁开。
在某些实施例中,机器人眼控制器包括一个处理器和一个非易失性存储器件。非易失性存储器件储存一个操作系统以及处理器可执行指令,其中处理器可执行指令包含一个机器人眼控制输入模块,一个含有一个眼球纵向控制模块和一个眼球横向控制模块的眼球控制模块,和一个眼皮控制模块。当处理器可执行指令在处理器中执行时,处理器可执行指令导致处理器完成以下功能:由机器人眼控制输入模块接收来自一个机器人控制器的眼球控制输入信号和眼皮控制输入信号,和将接收到的眼球控制输入信号传送至眼球控制模块,以及将接收到的眼皮控制输入信号传送至眼皮控制模块。
当眼球控制输入信号中包含指示第一眼球和第二眼球进行纵向转动的信号时,眼球纵向控制模块产生眼球纵向控制信号,并将产生的眼球纵向控制信号传送至机器人眼球驱动系统的眼球纵向驱动机构用以驱动第一眼球和第二眼球进行纵向转动;
当眼球控制输入信号中包含指示第一眼球和第二眼球进行横向转动的信号时,眼球横向控制模块产生眼球横向控制信号,并将产生的眼球横向控制信号传送至机器人眼球驱动系统的眼球横向驱动机构用以驱动第一眼球和第二眼球进行横向转动。
当眼皮控制输入信号中包含指示上眼皮进行睁开和闭合的信号时,由眼皮控制模块产生眼皮控制信号,并将产生的眼皮控制信号传送至机器人眼皮驱动系统用以驱动上眼皮的睁开和闭合。
本发明的这些和其它方面将通过结合以下图式获得的优选实施例的以下描述而变得清楚,但可以在不脱离本发明的新颖概念的精神和范围的情况下实现这些和其它方面的变化和修改。
附图说明
附图说明本发明的一个或多个实施例,且与书面描述一起用以解释本发明的原理。在可能的情况下,相同的参考标号在所有图式中尽量用于代表不同实施例中的相同或相似元件。附图并不能将本发明限于本文中所揭示和描述的具体实施例。附图不一定按适当的比例绘制,而是将重点放在清晰地说明本发明的原理上,并且其中:
图1根据本发明的某些实施例显示了一种仿生机器人眼系统的立体图;
图2根据本发明的某些实施例显示了图3中的仿生机器人眼系统的立体爆炸图;
图3根据本发明的某些实施例显示了一种机器人眼球驱动系统的立体图;
图4根据本发明的某些实施例显示了图3中的机器人眼球驱动系统的立体爆炸图;
图5根据本发明的某些实施例显示了一种机器人眼皮驱动系统的立体图;
图6根据本发明的某些实施例显示了图5中的机器人眼皮驱动系统的立体爆炸图;
图7根据本发明的某些实施例显示了图3中的机器人眼球驱动系统中的眼球纵向移动块的立体图;和
图8根据本发明的某些实施例显示了一种机器人眼控制器40的方框图。
具体实施方式
现将参考附图在下文中更加全面地描述本发明,在这些附图中示出了本发明的示例性实施例。然而,本发明可以用许多不同形式实施,并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。确切地说,提供这些实施例是为了使得本发明将为透彻且完整的,并且这些实施例将向所属领域的技术人员充分传达本发明的范围。类似参考标号通篇指代类似元件。
应理解,当元件被称作“在”另一元件“上”时,其可以直接在所述另一元件上或可在其之间存在中间元件。相比之下,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在插入元件。如本文中所使用,术语“和/或”包含相关联的所列项中的一个或多个的任何以及所有组合。
应理解,虽然本文中可以使用术语第一,第二,第三等来描述各种元件,装置,区域,层和/或部分,但是这些元件,装置,区域,层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件,装置,区域,层或部分与另一元件,装置,区域,层或部分。因此,在不脱离本发明的教示内容的情况下,下文所论述的第一元件,装置,区域,层或部分可以称为第二元件,装置,区域,层或部分。
本文中所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的,且并不意图限制本发明。如本文中所使用,除非上下文另外明确指示,否则单数形式“一”和“所述”也既定包含复数形式。应进一步理解,当在本文中使用时,术语“包括”或“包含”或“具有”指明存在所陈述的特征,区域,整数,步骤,操作,元件和/或装置,但不排除存在或添加一个或多个其它特征,区域,整数,步骤,操作,元件,装置和/或其群组。
此外,本文中可以使用例如“下部”或“底部”,“上部”或“顶部”和“前部”或“后部”等相关术语来描述如图式中所示的一个元件与另一元件的关系。应理解,相关术语既定涵盖除图式中所描绘的定向以外的装置的不同定向。例如,如果一个图式中的装置翻转,那么描述成位于其它元件的“下部”侧面上的元件将定向在所述其它元件的“上部”侧面上。因此,示例性术语“下部”可取决于图式的具体定向而涵盖“下部”和“上部”的定向。类似地,如果一个图式中的装置翻转,那么描述成位于其它元件“之下”或“下方”的元件将定向在所述其它元件“上方”。因此,示例性术语“之下”或“下方”可涵盖上方和下方两种定向。
本文所使用的术语模块可以指或包括专用集成电路(ASIC),电子电路,组合逻辑电路,现场可编程门阵列(FPGA),执行代码的共享,专用或组合式的处理器,以及提供所述功能的其他合适的硬件组件,或上述部分或全部的组合,例如在单片计算机系统。术语模块还可能包括存储处理器可执行指令各类共享,专用或组合式的内存。
本文所使用的术语代码可能包括软件,固件和/或微码,并可能指程序,例程,以及各种软件功能等。上面使用的"共享"一词意味着可以使用单个或共用的处理器执行来自多个模块的部分或全部代码。此外,来自多个模块的部分或全部代码可能由单个或共用的存储器存储。上面使用的术语组意味着可以使用一组处理器执行单个模块中的部分或全部代码。此外,单个模块中的部分或全部代码可以使用一组内存进行存储。
除非另外定义,否则本文中所用的所有术语(包含技术和科技术语)具有与本发明所属领域的技术人员的通常所理解相同的意义。将进一步理解,术语(如在常用词典中所定义的那些术语)应解释为具有与其在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义,并且除非本文中明确地定义,否则将不会以理想化或过分正式意义进行解释。
在以下描述中提供许多具体细节以使本发明得到全面理解,但本发明还可以通过使用与本文中所描述的方式不同的其它方式来实施,因此本发明并不限于在下文中揭示的具体实施例。
在参考图1至图8后,本发明在这里会被描述的更完整,因为附图中所示了本发明的实施例。但本发明可能用不同的形式被具体化,而且不能被理解为局限于这里阐述的这些实施例。相反地,提供这些实施例,本发明可以更加全面和完整,并且会充分传达本发明的范围给该领域的技术人员。在下列整个描述过程中,相同的数字通常指的是相同的元件。
在一方面,如图1至图4和图7所示,本发明涉及一种机器人眼球驱动系统10。在某些实施例中,所述机器人眼球驱动系统10包括:一个机器人眼体30,一对眼球,一个眼球纵向驱动机构11,和一个眼球横向驱动机构12。机器人眼体30包含一个前面板32和一个后面板34,其中前面板32还设有一个第一眼窝321和一个第二眼窝322。所述一对眼球包含一个第一眼球122和一个第二眼球123。其中第一眼球122和第二眼球123分别设置在相应的第一眼窝321和第二眼窝322中。所述第一眼窝321和第二眼窝322限制相应的第一眼球122和第二眼球123仅可以分别围绕第一眼球中心1221和第二眼球中心1231转动。
在某些实施例中,如图3和图4所示,眼球横向驱动机构12包含一个眼球横向移动架124。第一眼球122和第二眼球123可旋转性地连接在眼球横向移动架124上,用于驱动第一眼球122和第二眼球123进行横向转动。眼球纵向驱动机构11包含一个眼球纵向移动块115。其中眼球纵向移动块115包含一个眼球横向移动架约束机构1152,所述眼球横向移动架约束机构1152包含一个上约束臂11521和一个下约束臂11522。眼球横向移动架约束机构1152的上约束臂11521和下约束臂11522约束眼球横向移动架124,并允许眼球横向移动架124进行横向滑动。当眼球纵向移动块115进行纵向移动时,眼球横向移动架124的眼球横向移动柱1241沿一条眼球纵向转动轴12412转动,导致眼球横向移动架124与眼球纵向移动块115同步进行纵向移动,并带动第一眼球122和第二眼球123进行纵向转动。当眼球横向移动架124进行横向滑动时,眼球横向移动架124带动第一眼球122和第二眼球123进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构11和眼球横向驱动机构12可以同时地和独立地驱动第一眼球122和第二眼球123。
在某些实施例中,如图7所示,眼球纵向移动块115包含一个滑动槽1153。如图2所示,机器人眼体后面板34包含一个用于限制眼球纵向移动块115的滑动块341。机器人眼体后面板34的滑动块341安装在眼球纵向移动块115的滑动槽1153之中,用于限制眼球纵向移动块115仅能沿着一个眼球纵向移动方向1151进行纵向移动。
在某些实施例中,如图2至图4所示,眼球纵向驱动机构11还包括:一个眼球纵向驱动电机111,一个第一眼球纵向驱动臂112,一个第二眼球纵向驱动臂113,和一个眼球纵向驱动轴114。所述眼球纵向驱动电机111包含一个第一眼球纵向转动轴1111,其中第一眼球纵向转动轴1111沿第一眼球纵向转动轴线11111旋转,用以驱动第一眼球122和第二眼球123纵向转动。第一眼球纵向驱动臂112与第一眼球纵向转动轴1111相连接。第二眼球纵向驱动臂113一端旋转式连接在第一眼球纵向驱动臂112,并可以沿的一个第二眼球纵向转动轴1121旋转。眼球纵向驱动轴114的一端旋转式的连接在第二眼球纵向驱动臂113,另一端固定在眼球纵向移动块115之上。
当眼球纵向驱动电机111连接到来自一个电源模块50的电源52,并从一个机器人眼控制器40接收到要求第一眼球122和第二眼球123向上转动的眼球纵向控制信号421211时,眼球纵向驱动电机111按逆时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂112按逆时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂112带动第二眼球纵向驱动臂113和眼球纵向移动块115向下移动,以引起第一眼球122和第二眼球123同步的向上转动。当眼球纵向驱动电机111眼球接收到要求第一眼球122和第二眼球123向下转动的眼球纵向控制信号421211时,眼球纵向驱动电机111按顺时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂112按顺时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂112带动第二眼球纵向驱动臂113和眼球纵向移动块115向上移动,以引起第一眼球122和第二眼球123同步的向下转动。
在某些实施例中,如图2至图4所示,眼球横向驱动机构12包括:所述眼球横向移动架124,和一个设置在眼球横向移动架124的眼球横向驱动电机121。眼球横向移动架124包含一个用来安置第一眼球横向转动轴12221的第一眼球安装孔1242和一个眼球横向移动柱1241。第一眼球122后部连接一个第一眼球安装支架1222,第一眼球安装支架1222设有一个第一眼球横向转动轴12221。其中第一眼球横向转动轴12221可以沿着第一眼球横向转动轴线1223转动。眼球横向移动柱1241允许眼球横向移动架124沿一个眼球横向移动方向12411横向滑动,并在眼球纵向移动块115纵向移动时可以旋转。眼球横向驱动电机121设有一个沿着第二眼球横向转动轴线1233的第二眼球横向转动轴1211。第二眼球横向转动轴1211安装在第二眼球123上的一个第二眼球安装支架1232上,导致第二眼球123横向转动。
在某些实施例中,如图2所示,机器人眼体后面板34还包含一个眼球纵向驱动电机安装支架342。所述眼球纵向驱动电机111通过一对眼球纵向驱动电机安装支架1112安装在机器人眼体后面板34的眼球纵向驱动电机安装支架342上。眼球纵向驱动电机111还设有一组用于接收电源52和眼球纵向控制信号421211的眼球纵向驱动电机控制输入端1113。所述眼球横向驱动电机121通过一对眼球横向驱动电机安装支架1212安装在眼球横向移动架124上,眼球横向驱动电机121还设有一组用于接收电源52和眼球横向控制信号421221的眼球横向驱动电机控制输入端1213。
当眼球横向驱动电机121接通来自一个电源模块50的电源52,并接收来自机器人眼控制器40指示第一眼球122和第二眼球123向左转动的眼球横向控制信号421221时,眼球横向驱动电机121按照顺时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架1232围绕第二眼球中心1231顺时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架124向右滑动,并使第一眼球122和第二眼球123同步向左转动。当眼球横向驱动电机121接收来自机器人眼控制器40指示第一眼球122和第二眼球123向右转动的眼球横向控制信号421221时,眼球横向驱动电机121按照逆时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架1232围绕第二眼球中心1231逆时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架124向左滑动,并使第一眼球122和第二眼球123同步向右转动。
在另一方面,如图2,图5和图6所示,本发明涉及一种机器人眼皮驱动系统20。在某些实施例中,所述机器人眼皮驱动系统20包括:一个机器人眼体30,一对下眼皮25,一对上眼皮24,和一个眼皮驱动机构201。所述机器人眼体30包含一个前面板32和一个后面板34,其中前面板32还设有一个第一眼窝321和一个第二眼窝322。所述下眼皮25包含一个第一下眼皮251和一个第二下眼皮252,这对下眼皮25固定在机器人眼体30的前面板32上。所述上眼皮24包含一个第一上眼皮2441和一个第二上眼皮2442,这对上眼皮24可转动式的安装在机器人眼体30的前面板32上,并可以沿着上眼皮转动轴线240转动。所述眼皮驱动机构201是用于驱动所述上眼皮24睁眼和闭眼以模拟人眼的眨眼。第一上眼皮2441和第一下眼皮251构成第一眼窝321。第二上眼皮2442和第二下眼皮252构成第二眼窝322。
在某些实施例中,如图5和图6所示,眼皮驱动机构201包括:一个用于驱动上眼皮24的眼皮驱动电机21,一个第一眼皮驱动臂22,一个眼皮驱动杆23,和一个上眼皮驱动臂242。所述眼皮驱动电机21通过一个第一眼皮驱动轴211围绕一条第一眼皮驱动轴线210旋转。第一眼皮驱动臂22在第一端设有一个用于安装第一眼皮驱动轴211的第一眼皮驱动轴安装孔222,在第二端设有一个第二眼皮驱动轴221。第二眼皮驱动轴221沿一条第二眼皮驱动轴线220旋转。所述眼皮驱动杆23在第一端设有一个第二眼皮驱动轴安装孔231,在第二端设有一个上眼皮驱动轴安装孔232,其中第二眼皮驱动轴221旋转式的安装在第二眼皮驱动轴安装孔231中。所述上眼皮驱动臂242在第一端设有一个上眼皮驱动轴241,其中上眼皮驱动轴241沿一条第三眼皮驱动轴线230旋转。在第二端与上眼皮转动轴243相连接,其中上眼皮驱动轴241旋转式的与上眼皮驱动轴安装孔232相连接。所述眼皮驱动电机21通过一对眼皮驱动电机安装支架212安装在机器人眼体30的前面板32上。眼皮驱动电机21还设有一组眼皮驱动电机控制输入端213。这组眼皮驱动电机控制输入端213用于接收电源52和眼皮控制信号42131。
当眼皮驱动电机21接通来自一个电源模块50的电源52,并接收到来自机器人眼控制器40指示上眼皮24闭合的眼皮控制信号42131时,眼皮驱动电机21沿逆时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂22沿逆时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂22将牵引眼皮驱动杆23向后移动,导致上眼皮24沿上眼皮转动轴线240转动而使上眼皮24闭合。当眼皮驱动电机21接收到来自机器人眼控制器40指示上眼皮24睁开的眼皮控制信号42131时,眼皮驱动电机21沿顺时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂22沿顺时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂22将推动眼皮驱动杆23向前移动,导致上眼皮24沿上眼皮转动轴线240转动而使上眼皮24睁开。
在又一方面,如图1至图8所示,本发明涉及一种机器人眼系统100。在某些实施例中,所述机器人眼系统100包括:一个机器人眼体30,一对眼球,一对上眼皮24,一对下眼皮25,一个眼球纵向驱动机构11,一个眼球横向驱动机构12,一个眼皮驱动机构201,和一个机器人眼控制器40。所述机器人眼体30包含一个前面板32和一个后面板34,其中前面板32还设有一个第一眼窝321和一个第二眼窝322。所述一对眼球包含一个第一眼球122和一个第二眼球123。其中第一眼球122和第二眼球123分别设置在相应的第一眼窝321和第二眼窝322中。所述第一眼窝321和第二眼窝322限制相应的第一眼球122和第二眼球123仅可以分别围绕第一眼球中心1221和第二眼球中心1231转动。所述下眼皮25包含一个第一下眼皮251和一个第二下眼皮252,这对下眼皮25固定在机器人眼体30的前面板32上。所述上眼皮24包含一个第一上眼皮2441和一个第二上眼皮2442,这对上眼皮24可转动式的安装在机器人眼体30的前面板32上,并可以沿着上眼皮转动轴线240转动。第一上眼皮2441和第一下眼皮251构成第一眼窝321。第二上眼皮2442和第二下眼皮252构成第二眼窝322
在某些实施例中,如图2至图4所示,所述眼球横向驱动机构12包含一个眼球横向移动架124。第一眼球122和第二眼球123可旋转性地连接在眼球横向移动架124上,用于驱动第一眼球122和第二眼球123进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构11包含一个眼球纵向移动块115。其中眼球纵向移动块115包含一个眼球横向移动架约束机构1152,所述眼球横向移动架约束机构1152包含一个上约束臂11521和一个下约束臂11522。眼球横向移动架约束机构1152的上约束臂11521和下约束臂11522约束眼球横向移动架124,并允许眼球横向移动架124进行横向滑动。
在某些实施例中,眼球纵向移动块115包含一个滑动槽1153,机器人眼体后面板34包含一个用于限制眼球纵向移动块115的滑动块341。机器人眼体后面板34的滑动块341安装在眼球纵向移动块115的滑动槽1153之中,用于限制眼球纵向移动块115仅能沿着一个眼球纵向移动方向1151进行纵向移动。
当眼球纵向移动块115进行纵向移动时,眼球横向移动架124的眼球横向移动柱1241沿一条眼球纵向转动轴12412转动,导致眼球横向移动架124与眼球纵向移动块115同步进行纵向移动,并带动第一眼球122和第二眼球123进行纵向转动。当眼球横向移动架124进行横向滑动时,眼球横向移动架124带动第一眼球122和第二眼球123进行横向转动。所述眼球纵向驱动机构11和眼球横向驱动机构12可以同时地和独立地驱动第一眼球122和第二眼球123。眼皮驱动机构201是用于驱动上眼皮24睁眼和闭眼以模拟人眼的眨眼。
在某些实施例中,如图8所示,机器人眼控制器40接收眼球控制输入信号42111和眼球控制输入信号42112,并产生眼球纵向控制信号421211用以驱动第一眼球122和第二眼球123纵向转动,产生眼球横向控制信号421221用以驱动第一眼球122和第二眼球123横向转动,以及产生眼皮控制信号42131用以驱动上眼皮24的闭合和睁开。眼球纵向驱动机构11和眼球横向驱动机构12驱动第一眼球122和第二眼球123,以及眼皮驱动机构201驱动上眼皮24可以同时地和独立地进行。
在某些实施例中,如图2至图4所示,所述眼球纵向驱动机构11还包括:一个眼球纵向驱动电机111,一个第一眼球纵向驱动臂112,一个第二眼球纵向驱动臂113,和一个眼球纵向驱动轴114。所述眼球纵向驱动电机111包含一个第一眼球纵向转动轴1111,其中第一眼球纵向转动轴1111沿第一眼球纵向转动轴线11111旋转,用以驱动第一眼球122和第二眼球123纵向转动。第一眼球纵向驱动臂112与第一眼球纵向转动轴1111相连接。第二眼球纵向驱动臂113一端旋转式连接在第一眼球纵向驱动臂112,并可以沿的一个第二眼球纵向转动轴1121旋转。眼球纵向驱动轴114的一端旋转式的连接在第二眼球纵向驱动臂113,另一端固定在眼球纵向移动块115之上。
当眼球纵向驱动电机111连接到来自一个电源模块50的电源52,并从一个机器人眼控制器40接收到要求第一眼球122和第二眼球123向上转动的眼球纵向控制信号421211时,眼球纵向驱动电机111按逆时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂112按逆时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂112带动第二眼球纵向驱动臂113和眼球纵向移动块115向下移动,以引起第一眼球122和第二眼球123同步的向上转动。当眼球纵向驱动电机111眼球接收到要求第一眼球122和第二眼球123向下转动的眼球纵向控制信号421211时,眼球纵向驱动电机111按顺时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂112按顺时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂112带动第二眼球纵向驱动臂113和眼球纵向移动块115向上移动,以引起第一眼球122和第二眼球123同步的向下转动。
在某些实施例中,如图2至图4所示,眼球横向驱动机构12包括:所述眼球横向移动架124,和一个设置在眼球横向移动架124的眼球横向驱动电机121。眼球横向移动架124包含一个用来安置第一眼球横向转动轴12221的第一眼球安装孔1242和一个眼球横向移动柱1241。第一眼球122后部连接一个第一眼球安装支架1222,第一眼球安装支架1222设有一个第一眼球横向转动轴12221。其中第一眼球横向转动轴12221可以沿着第一眼球横向转动轴线1223转动。眼球横向移动柱1241允许眼球横向移动架124沿一个眼球横向移动方向12411横向滑动,并在眼球纵向移动块115纵向移动时可以旋转。眼球横向驱动电机121设有一个沿着第二眼球横向转动轴线1233的第二眼球横向转动轴1211。第二眼球横向转动轴1211安装在第二眼球123上的一个第二眼球安装支架1232上,导致第二眼球123横向转动。
在某些实施例中,如图2所示,机器人眼体后面板34还包含一个眼球纵向驱动电机安装支架342。所述眼球纵向驱动电机111通过一对眼球纵向驱动电机安装支架1112安装在机器人眼体后面板34的眼球纵向驱动电机安装支架342上。眼球纵向驱动电机111还设有一组用于接收电源52和眼球纵向控制信号421211的眼球纵向驱动电机控制输入端1113。所述眼球横向驱动电机121通过一对眼球横向驱动电机安装支架1212安装在眼球横向移动架124上,眼球横向驱动电机121还设有一组用于接收电源52和眼球横向控制信号421221的眼球横向驱动电机控制输入端1213。
当眼球横向驱动电机121接通来自一个电源模块50的电源52,并接收来自机器人眼控制器40指示第一眼球122和第二眼球123向左转动的眼球横向控制信号421221时,眼球横向驱动电机121按照顺时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架1232围绕第二眼球中心1231顺时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架124向右滑动,并使第一眼球122和第二眼球123同步向左转动。当眼球横向驱动电机121接收来自机器人眼控制器40指示第一眼球122和第二眼球123向右转动的眼球横向控制信号421221时,眼球横向驱动电机121按照逆时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架1232围绕第二眼球中心1231逆时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架124向左滑动,并使第一眼球122和第二眼球123同步向右转动。
在某些实施例中,所述眼皮驱动机构201包括:一个用于驱动上眼皮24的眼皮驱动电机21,一个第一眼皮驱动臂22,一个眼皮驱动杆23,和一个上眼皮驱动臂242。所述眼皮驱动电机21通过一个第一眼皮驱动轴211围绕一条第一眼皮驱动轴线210旋转。第一眼皮驱动臂22在第一端设有一个用于安装第一眼皮驱动轴211的第一眼皮驱动轴安装孔222,在第二端设有一个第二眼皮驱动轴221。第二眼皮驱动轴221沿一条第二眼皮驱动轴线220旋转。所述眼皮驱动杆23在第一端设有一个第二眼皮驱动轴安装孔231,在第二端设有一个上眼皮驱动轴安装孔232,其中第二眼皮驱动轴221旋转式的安装在第二眼皮驱动轴安装孔231中。所述上眼皮驱动臂242在第一端设有一个上眼皮驱动轴241,其中上眼皮驱动轴241沿一条第三眼皮驱动轴线230旋转。在第二端与上眼皮转动轴243相连接,其中上眼皮驱动轴241旋转式的与上眼皮驱动轴安装孔232相连接。所述眼皮驱动电机21通过一对眼皮驱动电机安装支架212安装在机器人眼体30的前面板32上。眼皮驱动电机21还设有一组眼皮驱动电机控制输入端213。这组眼皮驱动电机控制输入端213用于接收电源52和眼皮控制信号42131。
当眼皮驱动电机21接通来自一个电源模块50的电源52,并接收到来自机器人眼控制器40指示上眼皮24闭合的眼皮控制信号42131时,眼皮驱动电机21沿逆时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂22沿逆时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂22将牵引眼皮驱动杆23向后移动,导致上眼皮24沿上眼皮转动轴线240转动而使上眼皮24闭合。当眼皮驱动电机21接收到来自机器人眼控制器40指示上眼皮24睁开的眼皮控制信号42131时,眼皮驱动电机21沿顺时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂22沿顺时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂22将推动眼皮驱动杆23向前移动,导致上眼皮24沿上眼皮转动轴线240转动而使上眼皮24睁开。
在某些实施例中,如图8所示,机器人眼控制器40包括一个处理器41和一个非易失性存储器件42。非易失性存储器件42储存一个操作系统420以及处理器可执行指令421,其中处理器可执行指令421包含一个机器人眼控制输入模块4211,一个含有一个眼球纵向控制模块42121和一个眼球横向控制模块42122的眼球控制模块4212,和一个眼皮控制模块4213。当处理器可执行指令421在处理器41中执行时,处理器可执行指令421导致处理器41完成以下功能:由机器人眼控制输入模块4211接收来自一个机器人控制器的眼球控制输入信号42111和眼皮控制输入信号42112,和将接收到的眼球控制输入信号42111传送至眼球控制模块4212,以及将接收到的眼皮控制输入信号42112传送至眼皮控制模块4213。
当眼球控制输入信号42111中包含指示第一眼球和第二眼球进行纵向转动的信号时,眼球纵向控制模块42121产生眼球纵向控制信号421211,并将产生的眼球纵向控制信号421211传送至机器人眼球驱动系统10的眼球纵向驱动机构11用以驱动第一眼球122和第二眼球123进行纵向转动。
当眼球控制输入信号42111中包含指示第一眼球和第二眼球进行横向转动的信号时,眼球横向控制模块42122产生眼球横向控制信号421221,并将产生的眼球横向控制信号421221传送至机器人眼球驱动系统10的眼球横向驱动机构12用以驱动第一眼球122和第二眼球123进行横向转动。
当眼皮控制输入信号42112中包含指示上眼皮24进行睁开和闭合的信号时,由眼皮控制模块4213产生眼皮控制信号42131,并将产生的眼皮控制信号42131传送至机器人眼皮驱动系统20用以驱动上眼皮24的睁开和闭合。
上述对本发明的各种示例性实施例的描述仅仅用来演示和陈述本发明的部分内容,上述描述并不代表穷尽性,也不能将本发明局限于所揭示的具体或精确形式。根据上述的描述和演示,许多修改和变化是完全可能的。
选择和描述实施例以便解释本发明的原理和其实际应用,以便使得所属领域的技术人员能够利用本发明和各种实施例并且伴以适合于所预期的特定用途的各种修改。在不脱离本发明的精神和范围的情况下,本发明所涉及的领域的技术人员将清楚替代实施例。因此,本发明的范围由所附权利要求书,前述描述和其中所描述的示例性实施例以及附图界定。
Claims (20)
1.一种机器人眼球驱动系统,包括:
一个机器人眼体,所述机器人眼体包含一个前面板和一个后面板,其中前面板还包含一个第一眼窝和一个第二眼窝;
一个第一眼球和一个第二眼球,其中第一眼球和第二眼球分别设置在相应的第一眼窝和第二眼窝中,所述第一眼窝和第二眼窝限制相应的第一眼球和第二眼球仅可以分别围绕第一眼球中心和第二眼球中心转动;
一个眼球横向驱动机构,所述眼球横向驱动机构包含一个眼球横向移动架,其中第一眼球和第二眼球可旋转性地连接在眼球横向移动架上,用于驱动第一眼球和第二眼球进行横向转动,和
一个眼球纵向驱动机构,所述眼球纵向驱动机构包含一个眼球纵向移动块,其中眼球纵向移动块包含一个眼球横向移动架约束机构,所述眼球横向移动架约束机构包含一个上约束臂和一个下约束臂,眼球横向移动架约束机构的上约束臂和下约束臂约束眼球横向移动架,并允许眼球横向移动架进行横向滑动;
当眼球纵向移动块进行纵向移动时,所述眼球横向移动架与眼球纵向移动块同步进行纵向移动,并带动第一眼球和第二眼球进行纵向转动,当眼球横向移动架进行横向滑动时,眼球横向移动架带动第一眼球和第二眼球进行横向转动。
2.根据权利要求1所述的机器人眼球驱动系统,所述眼球纵向驱动机构和眼球横向驱动机构可以同时地和独立地驱动第一眼球和第二眼球。
3.根据权利要求1所述的机器人眼球驱动系统,所述眼球纵向移动块包含一个滑动槽,所述机器人眼体后面板包含一个用于限制眼球纵向移动块的滑动块,机器人眼体后面板的滑动块安装在眼球纵向移动块的滑动槽之中,用于限制眼球纵向移动块仅能沿着一个眼球纵向移动方向进行纵向移动。
4.根据权利要求1所述的机器人眼球驱动系统,所述眼球纵向驱动机构包括:
一个用于纵向驱动第一眼球和第二眼球的眼球纵向驱动电机,其中眼球纵向驱动电机设有一个第一眼球纵向转动轴,沿一个第一眼球纵向转动轴线旋转;
一个连接到第一眼球纵向转动轴的第一眼球纵向驱动臂;
一个第二眼球纵向驱动臂,所述第二眼球纵向驱动臂一端旋转式连接在第一眼球纵向驱动臂,并可以沿的一个第二眼球纵向转动轴旋转;和
一个眼球纵向驱动轴,所述眼球纵向驱动轴的一端旋转式的连接在第二眼球纵向驱动臂,另一端固定在眼球纵向移动块之上,
当眼球纵向驱动电机连接到电源,并从一个机器人眼控制器接收到要求第一眼球和第二眼球向上转动的眼球纵向控制信号时,所述眼球纵向驱动电机按逆时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按逆时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向下移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向上转动,当眼球纵向驱动电机眼球接收到要求第一眼球和第二眼球向下转动的眼球纵向控制信号时,所述眼球纵向驱动电机按顺时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按顺时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向上移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向下转动。
5.根据权利要求4所述的机器人眼球驱动系统,所述眼球横向驱动机构包括:
所述眼球横向移动架,其中眼球横向移动架包含一个用来安置第一眼球横向转动轴的第一眼球安装孔和一个眼球横向移动柱,第一眼球横向转动轴可以沿着第一眼球横向转动轴线转动,所述眼球横向移动柱允许眼球横向移动架横向滑动,并在眼球纵向移动块纵向移动时可以旋转;和
一个设置在眼球横向移动架的眼球横向驱动电机,其中眼球横向驱动电机设有一个沿着第二眼球横向转动轴线的第二眼球横向转动轴,第二眼球横向转动轴安装在第二眼球上的一个第二眼球安装支架上,导致第二眼球横向转动,
当眼球横向驱动电机接通电源和接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向左转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照顺时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心顺时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向右滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向左转动,当眼球横向驱动电机接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向右转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照逆时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心逆时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向左滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向右转动。
6.根据权利要求5所述的机器人眼球驱动系统,所述眼球纵向驱动电机通过一对眼球纵向驱动电机安装支架安装在机器人眼体后面板上,眼球纵向驱动电机设有一组用于接收电源和眼球纵向控制信号的眼球纵向驱动电机控制输入端,所述眼球横向驱动电机通过一对眼球横向驱动电机安装支架安装在眼球横向移动架上,眼球横向驱动电机设有一组用于接收电源和眼球横向控制信号的眼球横向驱动电机控制输入端。
7.一种机器人眼皮驱动系统,包括:
一个机器人眼体,所述机器人眼体包含一个前面板和一个后面板,其中前面板还包含一个第一眼窝和一个第二眼窝;
一对下眼皮,其中下眼皮包含一个第一下眼皮和一个第二下眼皮,这对下眼皮固定在机器人眼体的前面板上;
一对上眼皮,其中上眼皮包含一个第一上眼皮和一个第二上眼皮,这对上眼皮可转动式的安装在机器人眼体的前面板上,并可以沿着上眼皮转动轴线转动;和
一个眼皮驱动机构用于驱动所述上眼皮睁眼和闭眼以模拟人眼的眨眼。
8.根据权利要求7所述的机器人眼皮驱动系统,所述第一上眼皮和第一下眼皮构成第一眼窝,所述第二上眼皮和第二下眼皮构成第二眼窝。
9.根据权利要求7所述的机器人眼皮驱动系统,所述眼皮驱动机构包括:
一个用于驱动上眼皮的眼皮驱动电机,所述眼皮驱动电机通过一个第一眼皮驱动轴围绕一条第一眼皮驱动轴线旋转;
一个第一眼皮驱动臂,其中第一眼皮驱动臂在第一端设有一个用于安装第一眼皮驱动轴的第一眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个第二眼皮驱动轴;
一个眼皮驱动杆,所述眼皮驱动杆在第一端设有一个第二眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个上眼皮驱动轴安装孔,其中第二眼皮驱动轴旋转式的安装在第二眼皮驱动轴安装孔中;和
一个上眼皮驱动臂,所述上眼皮驱动臂在第一端设有一个上眼皮驱动轴,在第二端与上眼皮转动轴相连接,其中上眼皮驱动轴旋转式的与上眼皮驱动轴安装孔相连接,
当眼皮驱动电机接通电源并接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮闭合的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿逆时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿逆时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将牵引眼皮驱动杆向后移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮闭合,当眼皮驱动电机接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮睁开的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿顺时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿顺时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将推动眼皮驱动杆向前移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮睁开。
10.根据权利要求9所述的机器人眼皮驱动系统,所述眼皮驱动电机通过一对眼皮驱动电机安装支架安装在机器人眼体的前面板上,眼皮驱动电机设有一组用于接收电源和眼皮控制信号的眼皮驱动电机控制输入端。
11.一种机器人眼系统,包括:
一个机器人眼体,所述机器人眼体包含一个前面板和一个后面板,其中前面板还包含一个第一眼窝和一个第二眼窝;
一个第一眼球和一个第二眼球,其中第一眼球和第二眼球分别设置在相应的第一眼窝和第二眼窝中,所述第一眼窝和第二眼窝限制相应的第一眼球和第二眼球仅可以分别围绕第一眼球中心和第二眼球中心转动;
一对下眼皮,其中下眼皮包含一个第一下眼皮和一个第二下眼皮,这对下眼皮固定在机器人眼体的前面板上;
一对上眼皮,其中上眼皮包含一个第一上眼皮和一个第二上眼皮,这对上眼皮可转动式的安装在机器人眼体的前面板上,并可以沿着上眼皮转动轴线转动;
一个眼球横向驱动机构,所述眼球横向驱动机构包含一个眼球横向移动架,其中第一眼球和第二眼球可旋转性地连接在眼球横向移动架上,用于驱动第一眼球和第二眼球进行横向转动;
一个眼球纵向驱动机构,所述眼球纵向驱动机构包含一个眼球纵向移动块,其中眼球纵向移动块包含一个眼球横向移动架约束机构,所述眼球横向移动架约束机构包含一个上约束臂和一个下约束臂,眼球横向移动架约束机构的上约束臂和下约束臂约束眼球横向移动架,并允许眼球横向移动架进行横向滑动;
一个眼皮驱动机构用于驱动所述上眼皮睁眼和闭眼以模拟人眼的眨眼,和
一个机器人眼控制器,所述机器人眼控制器接收眼球控制输入信号和眼皮控制输入信号,并产生眼球纵向控制信号用以驱动第一眼球和第二眼球纵向转动,产生眼球横向控制信号用以驱动第一眼球和第二眼球横向转动,以及产生眼皮控制信号用以驱动上眼皮的闭合和睁开。
12.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述眼球纵向驱动机构和眼球横向驱动机构驱动第一眼球和第二眼球,以及眼皮驱动机构驱动上眼皮可以同时和独立地进行。
13.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述第一上眼皮和第一下眼皮构成第一眼窝,所述第二上眼皮和第二下眼皮构成第二眼窝。
14.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述眼球纵向移动块包含一个滑动槽,所述机器人眼体后面板包含一个用于限制眼球纵向移动块的滑动块,机器人眼体后面板的滑动块安装在眼球纵向移动块的滑动槽之中,用于限制眼球纵向移动块仅能沿着一个眼球纵向移动方向进行纵向移动。
15.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述眼球纵向驱动机构包括:
一个用于纵向驱动第一眼球和第二眼球的眼球纵向驱动电机,其中眼球纵向驱动电机设有一个第一眼球纵向转动轴,沿一个第一眼球纵向转动轴线旋转;
一个连接到第一眼球纵向转动轴的第一眼球纵向驱动臂;
一个第二眼球纵向驱动臂,所述第二眼球纵向驱动臂一端旋转式连接在第一眼球纵向驱动臂,并可以沿的一个第二眼球纵向转动轴旋转;和
一个眼球纵向驱动轴,所述眼球纵向驱动轴的一端旋转式的连接在第二眼球纵向驱动臂,另一端固定在眼球纵向移动块之上,
当眼球纵向驱动电机连接到电源,并从一个机器人眼控制器接收到要求第一眼球和第二眼球向上转动的眼球纵向控制信号时,所述眼球纵向驱动电机按逆时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按逆时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向下移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向上转动,当眼球纵向驱动电机眼球接收到要求第一眼球和第二眼球向下转动的眼球纵向控制信号时,所述眼球纵向驱动电机按顺时针方向旋转一个预定的角度,带动第一眼球纵向驱动臂按顺时针方向旋转,第一眼球纵向驱动臂带动第二眼球纵向驱动臂和眼球纵向移动块向上移动,以引起第一眼球和第二眼球同步的向下转动。
16.根据权利要求15所述的机器人眼系统,所述眼球横向驱动机构包括:
所述眼球横向移动架,其中眼球横向移动架包含一个用来安置第一眼球横向转动轴的第一眼球安装孔和一个眼球横向移动柱,第一眼球横向转动轴可以沿着第一眼球横向转动轴线转动,所述眼球横向移动柱允许眼球横向移动架横向滑动,并在眼球纵向移动块纵向移动时可以旋转;和
一个设置在眼球横向移动架的眼球横向驱动电机,其中眼球横向驱动电机设有一个沿着第二眼球横向转动轴线的第二眼球横向转动轴,第二眼球横向转动轴安装在第二眼球上的一个第二眼球安装支架上,导致第二眼球横向转动,
当眼球横向驱动电机接通电源和接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向左转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照顺时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心顺时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向右滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向左转动,当眼球横向驱动电机接收来自机器人眼控制器指示第一眼球和第二眼球向右转动的眼球横向控制信号时,眼球横向驱动电机按照逆时针方向转动一个预定的角度,引起第二眼球安装支架围绕第二眼球中心逆时针方向转动一个预定的角度,导致眼球横向移动架向左滑动,并使第一眼球和第二眼球同步向右转动。
17.根据权利要求16所述的机器人眼系统,所述眼球纵向驱动电机通过一对眼球纵向驱动电机安装支架安装在机器人眼体后面板上,眼球纵向驱动电机设有一组用于接收电源和眼球纵向控制信号的眼球纵向驱动电机控制输入端,所述眼球横向驱动电机通过一对眼球横向驱动电机安装支架安装在眼球横向移动架上,眼球横向驱动电机设有一组用于接收电源和眼球横向控制信号的眼球横向驱动电机控制输入端。
18.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述眼皮驱动机构包括:
一个用于驱动上眼皮的眼皮驱动电机,所述眼皮驱动电机通过一个第一眼皮驱动轴围绕一条第一眼皮驱动轴线旋转;
一个第一眼皮驱动臂,其中第一眼皮驱动臂在第一端设有一个用于安装第一眼皮驱动轴的第一眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个第二眼皮驱动轴;
一个眼皮驱动杆,所述眼皮驱动杆在第一端设有一个第二眼皮驱动轴安装孔,在第二端设有一个上眼皮驱动轴安装孔,其中第二眼皮驱动轴旋转式的安装在第二眼皮驱动轴安装孔中;和
一个上眼皮驱动臂,所述上眼皮驱动臂在第一端设有一个上眼皮驱动轴,在第二端与上眼皮转动轴相连接,其中上眼皮驱动轴旋转式的与上眼皮驱动轴安装孔相连接,
当眼皮驱动电机接通电源并接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮闭合的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿逆时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿逆时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将牵引眼皮驱动杆向后移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮闭合,当眼皮驱动电机接收到来自机器人眼控制器指示上眼皮睁开的眼皮控制信号时,眼皮驱动电机沿顺时针方向旋转一个预定的角度以带动第一眼皮驱动臂沿顺时针方向旋转一个预定的角度,第一眼皮驱动臂将推动眼皮驱动杆向前移动,导致上眼皮沿上眼皮转动轴线转动而使上眼皮睁开。
19.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述眼皮驱动电机通过一对眼皮驱动电机安装支架安装在机器人眼体的前面板上,眼皮驱动电机设有一组用于接收电源和眼皮控制信号的眼皮驱动电机控制输入端。
20.根据权利要求11所述的机器人眼系统,所述机器人眼控制器包括一个处理器和一个非易失性存储器件,所述非易失性存储器件储存一个操作系统以及处理器可执行指令,其中处理器可执行指令包含一个机器人眼控制输入模块,一个含有一个眼球纵向控制模块和一个眼球横向控制模块的眼球控制模块,和一个眼皮控制模块,当处理器可执行指令在处理器中执行时,处理器可执行指令导致处理器完成以下功能:
由机器人眼控制输入模块接收来自一个机器人控制器的眼球控制输入信号和眼皮控制输入信号;
将接收到的眼球控制输入信号传送至眼球控制模块,以及将接收到的眼皮控制输入信号传送至眼皮控制模块;
当眼球控制输入信号中包含指示第一眼球和第二眼球进行纵向转动的信号时,眼球纵向控制模块产生眼球纵向控制信号,并将产生的眼球纵向控制信号传送至机器人眼球驱动系统的眼球纵向驱动机构用以驱动第一眼球和第二眼球进行纵向转动;
当眼球控制输入信号中包含指示第一眼球和第二眼球进行横向转动的信号时,眼球横向控制模块产生眼球横向控制信号,并将产生的眼球横向控制信号传送至机器人眼球驱动系统的眼球横向驱动机构用以驱动第一眼球和第二眼球进行横向转动;和
当眼皮控制输入信号中包含指示上眼皮进行睁开和闭合的信号时,由眼皮控制模块产生眼皮控制信号,并将产生的眼皮控制信号传送至机器人眼皮驱动系统用以驱动上眼皮的睁开和闭合。
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