CN206855454U - 一种仿人眼运动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了仿人眼运动装置，属于机器人技术领域。所述仿人眼运动装置包括至少一个仿眼球机构、第一舵机及第二舵机：所述仿眼球机构包括球体固定架、球体、第一导向推架以及第二导向推架，所述球体以球铰副的方式固定在所述球体固定架上，所述球体上设有推杆；所述第一导向推架铰接在所述球体固定架上并与所述推杆滑动的配合，所述第一舵机带动所述第一导向推架绕所述球体的水平中心轴线转动；所述第二导向推架铰接在所述球体固定架上并与所述推杆滑动的配合，所述第二舵机带动所述第二导向推架绕所述球体的竖直中心轴线转动。采用本实用新型的仿人眼运动装置，不仅灵活逼真，而且结构简单、可靠，零部件少，体积小，低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种仿人眼运动装置。
背景技术
随着机器人行业的飞速发展，机器人从外形到动作都跟人类越来越接近。目前，国内外很多相关的学校，科研机构，以及企业都在研究机器人动作，表情。眼睛转动是机器人动作表情中不可缺少的重要因素，目前机器人的眼部表情机构要么是机构复杂，零部件众多，尺寸大小不合适；要么就是自由度数不够，无法像人类眼球那样自如转动；要么就是眼睛不能绕其中心转动，动作不够逼真。
因此有必要提供一种机构简单，动作逼真、灵活的仿人眼运动装置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种仿人眼运动装置，以解决现有技术机器人的眼睛结构复杂，不能灵活转动的问题。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种仿人眼运动装置，所述仿人眼运动装置包括至少一个仿眼球机构、第一舵机及第二舵机：
所述仿眼球机构包括球体固定架、球体、第一导向推架以及第二导向推架，所述球体以球铰副的方式固定在所述球体固定架上，所述球体上设有推杆；
所述第一导向推架铰接在所述球体固定架上并与所述推杆滑动的配合，所述第一舵机带动所述第一导向推架绕所述球体的水平中心轴线转动；
所述第二导向推架铰接在所述球体固定架上并与所述推杆滑动的配合，所述第二舵机带动所述第二导向推架绕所述球体的竖直中心轴线转动。
优选的，所述仿人眼运动装置的仿眼球机构设有两个：
所述两个仿眼球机构的第一导向推架之间通过推架连接，所述推架与所述第一舵机之间设有第一曲柄摇杆机构，所述第一舵机通过所述第一曲柄摇杆机构带动所述推架上下摆动，从而带动所述两个仿眼球机构的第一导向推架绕所述球体的水平中心轴线转动；
所述两个仿眼球机构的第二导向推架之间通过连杆连接，所述第二舵机与其中一个仿眼球机构的第二导向推杆之间设有第二曲柄摇杆机构，所述第二舵机通过所述第二曲柄摇杆机构带动所述第二导向推架绕所述球体的竖直中心轴线转动，所述第二导向推架通过所述连杆带动另一个仿眼球机构的第二导向推杆绕所述球体的竖直中心轴线转动。
优选的，所述连杆的两端分别铰接在所述两个仿眼球机构的第二导向推架上。
优选的，所述第一导向推架的两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的左右两侧，其上沿所述球体的水平中心轴线方向设有导向槽；
所述第二导向推架的两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的上下两侧，其上沿所述球体的竖直中心轴线方向设有导向槽；
所述球体的推杆同时设于所述第一导向推架的导向槽以及所述第二导向推架的导向槽中。
优选的，所述球体的推杆上设有相互垂直的第一过孔和第二过孔；
所述第一导向推架穿过所述第一过孔，其两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的左右两侧；
所述第二导向推架穿过所述第二过孔，其两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的上下两侧。
优选的，所述仿人眼运动装置还设有底座，所述球体固定架、第一舵机及第二舵机均固定在所述底座上。
优选的，所述推架的中间位置处设有垂直固定在所述推架上的第一推杆，所述第一推杆上设有导向槽，所述第一舵机上设有第一驱动杆，所述第一驱动杆在所述第一舵机的驱动下在竖直方向转动，端部设有与其自身垂直的导向柱，所述导向柱与所述第一推杆上的导向槽配合，所述第一推杆及所述第一驱动杆组成第一曲柄摇杆机构。
优选的，所述其中一个仿眼球机构的第二导向推架上设有水平固定的第二推杆，所述第二推杆上设有导向槽，所述第二舵机上设有第二驱动杆，所述第二驱动杆在所述第二舵机的驱动下在水平方向转动，端部设有与其自身垂直的导向柱，所述导向柱与所述第二推杆上的导向槽配合，所述第二推杆及所述第二驱动杆组成所述第二曲柄摇杆机构。
优选的，所述第一舵机及所述第二舵机设在所述两个仿人眼运动机构之间。
本实用新型实施例的仿人眼运动装置，利用两个舵机分别通过第一导向推架、第二导向推架同时带动仿眼球运动机构的球体的推杆运动，为仿眼球运动机构的球体提供了上下、左右共四个自由度的随意转动，以及组合转动，不仅灵活逼真，而且结构简单、可靠，零部件少，体积小，低成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例中具有两个仿人眼机构的仿人眼运动装置的结构视图；
图2为图1中的仿人眼机构的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种仿人眼运动装置的仿人眼机构的结构示意图；
图4为图3中推杆的结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供了一种仿人眼运动装置，该仿人眼运动装置包括至少一个仿眼球机构、第一舵机及第二舵机。
该仿眼球机构包括球体固定架、球体(或眼球)、第一导向推架以及第二导向推架，该球体以球铰副的方式固定在该球体固定架上，该球体上设有推杆；
该第一导向推架铰接在该球体固定架上并与该推杆滑动的配合，该第一舵机带动该第一导向推架绕该球体的水平中心轴线转动；
该第二导向推架铰接在该球体固定架上并与该推杆滑动的配合，该第二舵机带动该第二导向推架绕该球体的竖直中心轴线转动。
这种仿人眼运动装置利用两个舵机分别通过第一导向推架、第二导向推架同时带动仿眼球运动机构的球体的推杆运动，为仿眼球运动机构的球体提供了上下、左右共四个自由度的随意转动，以及组合转动，不仅灵活逼真，而且结构简单、可靠，零部件少，体积小，低成本。
下面将结合具体的实施例和附图对本实用新型的实施例进一步进行详细的说明。
请参阅图1及图2，在一个可行的方案中，仿人眼运动装置包括底座30、第一仿眼球机构、第二仿眼球机构、第一舵机90及第二舵机40。其中，第一仿眼球机构、第二仿眼球机构、第一舵机90及第二舵机40均固定在该底座30上。
第一仿眼球机构由眼球12、球体固定架11、第一导向推架13以及第二导向推架14构成。
眼球12以球铰副的方式固定在球体固定架11上，其后部设有推杆121。第一导向推架13的两端铰接在该球体固定架11的左右两侧，其上沿眼球12的水平中心轴线方向设有导向槽。该第二导向推架14的两端铰接在该球体固定架11的上下两侧，其上沿该眼球12的竖直中心轴线方向设有导向槽。该眼球12的推杆121同时设于该第一导向推架13的导向槽及该第二导向推架14的导向槽中。
第二仿眼球机构由眼球22、球体固定架21、第一导向推架23以及第二导向推架24构成，如图2所示。
眼球22以球铰副的方式固定在球体固定架21上，其后部设有推杆221。第一导向推架23的两端铰接在该球体固定架21的左右两侧，其上沿眼球22的水平中心轴线方向设有导向槽231。该第二导向推架24的两端铰接在该球体固定架21的上下两侧，其上沿该眼球22的竖直中心轴线方向也设有导向槽241。该眼球22的推杆221同时设于该第一导向推架23的导向槽231及该第二导向推架24的导向槽241中。
第一仿眼球机构的第一导向推架13和第二仿眼球机构的第二导向推架23之间通过推架50连接，该推架50与该第一舵机90之间设有第一曲柄摇杆机构，该第一舵机90通过该第一曲柄摇杆机构带动该推架50上下摆动，从而带动第一仿眼球机构的第一导向推架13以及第二仿眼球机构的第一导向推架23绕两个眼球的水平中心轴线转动。
具体的，该推架50的中间位置处设有垂直固定在该推架50上的第一推杆51，该第一推杆51上设有导向槽。该第一舵机90上设有第一驱动杆91，该第一驱动杆91在该第一舵机90的驱动下在竖直方向转动，第一驱动杆91的端部设有与其自身垂直的导向柱，该导向柱与该第一推杆上51的导向槽配合，该第一推杆51及该第一驱动杆91组成第一曲柄摇杆机构。该第一舵机90通过该第一曲柄摇杆机构带动该推架50上下摆动，从而带动该第一仿眼球机构的第一导向推架13以及第二仿眼球机构的第二导向推架23绕眼球12和眼球22的水平中心轴线转动。
第一仿眼球机构的第二导向推架14和第二仿眼球机构的第二导向推架24之间通过连杆60连接，该连杆60的两端分别铰接在第一仿眼球机构的第二导向推架14和第二仿眼球机构的第二导向推架24上。该第二舵机40与第一仿眼球机构的第二导向推杆14之间设有第二曲柄摇杆机构，该第二舵机40通过该第二曲柄摇杆机构带动该第二导向推架14绕其球体12的竖直中心轴线转动，该第二导向推架14通过该连杆60带动第二仿眼球机构的第二导向推杆24绕其眼球22的竖直中心轴线转动。
具体的，第一仿眼球机构的第二导向推架14上设有水平固定的第二推杆141，该第二推杆141上设有导向槽，该第二舵机40上设有第二驱动杆41，该第二驱动杆41在该第二舵机40的驱动下在水平方向转动，第二驱动杆41的端部设有与其自身垂直的导向柱，该导向柱与该第二推杆141上的导向槽配合，该第二推杆141及该第二驱动杆41组成该第二曲柄摇杆机构。从而带动第二仿眼球机构的第二导向推杆24绕其眼球22的竖直中心轴线转动。
该方案中，同时在第一导向推架及第二导向推架的中间开导向槽，使推杆从导向槽中穿过，这样其中一个导向推架在推动推杆摆动的过程中，不影响另外一个导向推架推动推杆摆动，从而实现眼球在四个方位随机转动。
本实施例中，第一仿眼球机构及第二仿眼球机构的球体固定架分别固定在底座30的两个固定台上，第一舵机90及该第二舵机40设在该两个仿眼球机构之间。其中第二舵机40固定在该第一仿眼球机构所在的固定内侧，第一舵机固定在第二仿眼球机构所在的固定台内侧。由于第舵机90需带动第一曲柄摇杆机构上下摆动，所以底座30上对应第一曲柄摇杆机构，在固定两个仿眼球机构的固定台之间设有一个凹槽，以便为第一曲柄摇杆机构提供运动空间。
在一个可行的方案中，本实用新型实施例的仿眼球机构也可以采用如下的结构实现，请一同参阅图3与图4。
该仿眼球机构由眼球32、球体固定架31、第一导向推架33以及第二导向推架34构成
眼球32以球铰副的方式固定在球体固定架31上，其后部设有推杆321。推杆321上设有两个相互垂直的第一过孔3211和第二过孔3212。
该第一导向推架33穿过该第一过孔3211，其两端铰接在球体固定架31的左右两侧。
该第二导向推架34穿过该第二过孔3233，其两端铰接在球体固定架31的上下两侧。
该仿眼球机构实现仿人眼运动的方式与前述方案相同，此处不再赘述。
需要说明的是，本实用新型实施例的附图中，第一导向架均设置在第二导向架的内侧，实际应用中，两个导向架中哪一个设置在内侧是不受限制的，并不会影响本实用新型的实施效果。
本实施例的仿人眼运动装置，利用两个舵机分别通过第一导向推架、第二导向推架同时带动仿眼球运动机构的球体的推杆运动，为仿眼球运动机构的球体提供了上下、左右共四个自由度的随意转动，以及组合转动，不仅灵活逼真，而且结构简单、可靠，零部件少，体积小，成本低。
以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。
Claims (9)
1.一种仿人眼运动装置，其特征在于，所述仿人眼运动装置包括至少一个仿眼球机构、第一舵机及第二舵机：
所述仿眼球机构包括球体固定架、球体、第一导向推架以及第二导向推架，所述球体以球铰副的方式固定在所述球体固定架上，所述球体上设有推杆；
所述第一导向推架铰接在所述球体固定架上并与所述推杆滑动的配合，所述第一舵机带动所述第一导向推架绕所述球体的水平中心轴线转动；
所述第二导向推架铰接在所述球体固定架上并与所述推杆滑动的配合，所述第二舵机带动所述第二导向推架绕所述球体的竖直中心轴线转动。
2.如权利要求1所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述仿人眼运动装置的仿眼球机构设有两个：
所述两个仿眼球机构的第一导向推架之间通过推架连接，所述推架与所述第一舵机之间设有第一曲柄摇杆机构，所述第一舵机通过所述第一曲柄摇杆机构带动所述推架上下摆动，从而带动所述两个仿眼球机构的第一导向推架绕所述球体的水平中心轴线转动；
所述两个仿眼球机构的第二导向推架之间通过连杆连接，所述第二舵机与其中一个仿眼球机构的第二导向推杆之间设有第二曲柄摇杆机构，所述第二舵机通过所述第二曲柄摇杆机构带动所述第二导向推架绕所述球体的竖直中心轴线转动，所述第二导向推架通过所述连杆带动另一个仿眼球机构的第二导向推杆绕所述球体的竖直中心轴线转动。
3.如权利要求2所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述连杆的两端分别铰接在所述两个仿眼球机构的第二导向推架上。
4.如权利要求1至3任一项所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述第一导向推架的两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的左右两侧，其上沿所述球体的水平中心轴线方向设有导向槽；
所述第二导向推架的两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的上下两侧，其上沿所述球体的竖直中心轴线方向设有导向槽；
所述球体的推杆同时设于所述第一导向推架的导向槽以及所述第二导向推架的导向槽中。
5.如权利要求1至3任一项所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述球体的推杆上设有相互垂直的第一过孔和第二过孔；
所述第一导向推架穿过所述第一过孔，其两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的左右两侧；
所述第二导向推架穿过所述第二过孔，其两端铰接在所述仿眼球机构的球体固定架的上下两侧。
6.如权利要求1至3任一项所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述仿人眼运动装置还设有底座，所述球体固定架、第一舵机及第二舵机均固定在所述底座上。
7.如权利要求2或3所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述推架的中间位置处设有垂直固定在所述推架上的第一推杆，所述第一推杆上设有导向槽，所述第一舵机上设有第一驱动杆，所述第一驱动杆在所述第一舵机的驱动下在竖直方向转动，端部设有与其自身垂直的导向柱，所述导向柱与所述第一推杆上的导向槽配合，所述第一推杆及所述第一驱动杆组成第一曲柄摇杆机构。
8.如权利要求2或3所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述其中一个仿眼球机构的第二导向推架上设有水平固定的第二推杆，所述第二推杆上设有导向槽，所述第二舵机上设有第二驱动杆，所述第二驱动杆在所述第二舵机的驱动下在水平方向转动并在端部设有与其自身垂直的导向柱，所述导向柱与所述第二推杆上的导向槽配合，所述第二推杆及所述第二驱动杆组成所述第二曲柄摇杆机构。
9.如权利要求2或3所述的仿人眼运动装置，其特征在于，所述第一舵机及所述第二舵机设在所述两个仿眼球机构之间。
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|---|---|---|---|
| CN201720462803.8U CN206855454U (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种仿人眼运动装置 |
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| CN201720462803.8U CN206855454U (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种仿人眼运动装置 |
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Family Applications (1)
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| CN201720462803.8U Active CN206855454U (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种仿人眼运动装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106903702A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-30 | 深圳中智科创机器人有限公司 | 一种仿人眼运动装置 |
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2017
- 2017-04-27 CN CN201720462803.8U patent/CN206855454U/zh active Active
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