CN208068279U - 一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种迎宾机器人，具体涉及一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置，本实用新型为了解决现用儿童乐园迎宾机器人用触摸平板电脑作为头部装置，仿生程度低且缺少趣味性的问题，所述机器人头部装置包括头部框架、耳朵、鼻子、下颚和控制器，头部框架由上层固定板、中层固定板、底层固定板和垂直固定板组成，眼睛与上层固定板为同一整体，耳朵布置在头部框架两端，鼻子布置在头部框架正前方，下颚与底层固定板固定连接，耳朵和鼻子通过平面连杆机构实现动作，齿轮齿条机构和连杆机构协作完成下颚咬合和左右移动的动作，可以实现“扇风耳”、“拱鼻子”和“张嘴”的一系列仿生动作。

Description

一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置

技术领域

本实用新型涉及迎宾机器人领域，具体涉及一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置。

背景技术

随着机器人技术水平的提高，迎宾机器人已经广泛应用到各行各业的迎宾工作中，作为服务机器人的一种，对于人机交互领域特别是感情交互方面的研究就显得尤为重要，使得对高度仿生化机器人头部装置的研究有着非常广泛的前景。

现如今大多数儿童乐园迎宾机器人用可触摸平板电脑作为头部装置，面部表情缺少趣味性和参与度、仿生化程度低、制造和维护成本较高，难以达到吸引小朋友和家长注意力的目的。本实用新型以紧凑的结构在有限的空间可以协调传递运动，符合仿生头部上器官的运动规律，可以实现“扇风耳”、“拱鼻子”和“张嘴”的动作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种外观新颖美观、机构简洁、空间利用率高、传递运动精确且表情生动灵活的迎宾机器人的头部装置。

本实用新型为了解决上述问题采取的技术方案是：所述机器人头部装置包括头部框架、耳朵、鼻子、下颚和控制器，头部框架由上层固定板、中层固定板、底层固定板和垂直固定板组成，眼睛与上层固定板为同一整体，耳朵布置在头部框架两端，鼻子布置在头部框架正前方，下颚与底层固定板滑动连接，耳朵和鼻子通过平面连杆机构动作，齿轮齿条机构和连杆机构协作完成下颚的“张嘴”动作和水平方向的移动，控制板分别于耳朵、鼻子、下颚控制连接，且固定在垂直固定板上。

本实用新型具有以下增益效果：本实用新型包括头部框架、耳朵、鼻子、下颚和控制器，头部框架上设有分别与平面连杆机构连接的用于控制耳朵转动部件转动、拱鼻子部件前后摆动，下颚动作部件左右移动的四个小型单轴舵机和用于控制下颚动作部件前后摆动实现“张嘴”动作的双轴舵机，提高了空间的利用率和运动传递的准确性，使头部动作运行平稳，安装和操作更加简便。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型整体结构主视图；

图3是本实用新型耳朵转动部件的结构示意图；

图4为本实用新型拱鼻子部件的结构示意图；

图5为本实用新型下颚动作部件的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置包括头部框架1、耳朵2、鼻子3、下颚4和控制器5，头部框架1由上层固定板1-1、中层固定板1-2、底层固定板1-3和垂直固定板1-4组成，耳朵2布置在头部框架1两端，鼻子3布置在头部框架1正前方，下颚4与底层固定板1-3固定连接。

本实施方式中控制器5为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为Openduino。

具体实施方式二：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置的头部框架1包括上层固定板1-1、中层固定板1-2、底层固定板1-3和垂直固定板1-4，上层固定板1-1、中层固定板1-2和底层固定板1-3平行布置，作为耳朵2、鼻子3和下颚4实现动作的载体，上层中层和底层固定板由垂直固定板1-4固定，并与垂直固定板1-4垂直布置，控制器安装在垂直固定板1-4上。

具体实施方式三：结合图1、图3说明本实施方式，所述耳朵2包括耳朵转动部件21，耳朵转动部件21包括耳朵转动第一舵机21A、耳朵转动第二舵机21B、转动第一连杆21C、转动第二连杆21D、转动第一摆杆21E、转动第二摆杆21F、左耳朵构件21G、右耳朵构件21H，第一金属舵盘21I、第二金属舵盘21J、第一转动支架21K、第二转动支架21L；

耳朵转动第一舵机21A的输出轴与第一金属舵盘21I相连，第一金属舵盘21I与转动第一连杆21C相连，转动第一连杆21C的另一端与转动第一摆杆21E相连，转动第一摆杆21E与左耳朵构件21G相连；耳朵转动第二舵机21B的输出轴与第二金属舵盘21J相连，第二金属舵盘21J与转动第二连杆21D相连，转动第二连杆21D的另一端与转动第二摆杆21F相连，转动第二摆杆21F的另一端与右耳朵构件21H相连，第一转动支架21K和第二转动支架21L分别用于转动第一摆杆21E和转动第二摆杆21F与中层固定板1-2之间的转动连接，且耳朵转动第一舵机21A和耳朵转动第二舵机21B均固定安装在中层固定板1-2上，中层固定板1-2上有水平方向的槽口为耳朵转动部件21的动作提供空间。

本实施方式中耳朵转动第一舵机21A和耳朵转动第二舵机21B为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

具体实施方式四：结合图1、图4说明本实施方式，所述鼻子3包括拱鼻子部件31，拱鼻子部件31包括鼻子舵机31A、鼻子连杆31B、鼻子摆杆31C、鼻子构件31D、鼻子支架31E、鼻子舵机金属舵盘31F；

鼻子舵机31A的输出轴与鼻子舵机金属舵盘31F相连，鼻子舵机金属舵盘31F的另一端与鼻子连杆31B连接，鼻子连杆31B的另一端与鼻子摆杆31C相连，鼻子摆杆31C通过鼻子支架31E与中层固定板1-2转动连接，鼻子摆杆31C与鼻子构件31D固定连接，鼻子舵机31A固定安装在中层固定板1-2上，中层固定板1-2上有竖直方向的槽口为拱鼻子部件31的动作提供空间。

本实施方式中鼻子舵机31A为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。

具体实施方式五：结合图1、图5说明本实施方式，所述下颚4包括下颚动作部件41，下颚动作部件41包括双轴舵机41A、第一U型架41B、第二U型架41C、第三U型架41D、下颚构件41E、下颚水平运动舵机41F、下颚水平运动齿轮41G、下颚水平运动齿条41H、下颚支架41I；

下颚水平运动舵机41F的输出轴与下颚水平运动齿轮41G固定连接，下颚水平运动齿轮41G与下颚水平运动齿条41H的齿面平行布置，轮齿相啮合，下颚水平运动齿条41H与第一U型架41B通过下颚支架41I固定连接，第一U型架41B与双轴舵机41A固定连接，双轴舵机41A的输出轴与第二U型架41C固定，第二U型架41C与第三U型架41D固定，第三U型架41D与下颚构件41E固定，可以实现下颚4竖直方向的咬合运动和由齿轮齿条机构实现的水平方向的移动，下颚水平运动舵机41F固定安装在底层固定板1-3上，底层固定板1-3上有水平方向的槽口为下颚动作部件41水平方向的运动提供空间。

本实施方式中下颚水平运动舵机41F为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R；双轴舵机41A为现有技术，生产厂家为惠州摸友行电子科技开发公司，型号为RDS3115。

工作原理

耳朵转动部件工作原理：耳朵转动第一舵机21A的输出轴与第一金属舵盘21I相连，传递舵机输出的力，第一金属舵盘21I带动转动第一连杆21C转动，转动第一连杆21C转动带动转动第一摆杆21E摆动，转动第一摆杆21E带动左耳朵构件21G转动，右耳朵构件21H转动的实现与左耳朵相同，可以实现“扇风耳”的动作。

拱鼻子部件工作原理：鼻子舵机31A的输出轴与鼻子舵机金属舵盘31F相连，带动金属舵盘转动，鼻子舵机金属舵盘31F带动鼻子连杆31B转动，鼻子连杆31B的转动带动鼻子摆杆31C在竖直方向小幅度前后摆动，最后鼻子摆杆31C与鼻子构件31D固定连接，实现“拱鼻子”的动作。

下颚动作部件工作原理：下颚水平运动舵机41F的输出轴与下颚水平运动齿轮41G固定连接，下颚水平运动齿轮41G把转动的力通过轮齿之间的啮合传递给下颚水平运动齿条41H，实现把圆周方向的力转变成水平方向的力，由于下颚水平运动齿条41H与第一U型架41B通过下颚支架41I固定连接且第一U型架41B与双轴舵机41A固定连接，所以齿条可以带动整个下面的部件左右移动，下面的双轴舵机41A带动第二U型架41C转动，且第二U型架41C与第三U型架41D固定，第三U型架41D固定与下颚构件41E固定，双轴舵机41A可以带动下颚构件实现竖直方向的转动，从而下颚动作部件41可以实现“张嘴”和左右移动的动作。

Claims (5)

1.一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置，其特征在于：所述迎宾机器人的头部装置包括头部框架（1）、耳朵（2）、鼻子（3）、下颚（4）和控制器（5），头部框架（1）由上层固定板（1-1）、中层固定板（1-2）、底层固定板（1-3）和垂直固定板（1-4）组成，耳朵（2）布置在头部框架（1）两端，鼻子（3）布置在头部框架（1）正前方，下颚（4）与底层固定板（1-3）固定连接，控制板（5）分别于耳朵（2）、鼻子（3）、下颚（4）控制连接。

2.根据权利要求1所述一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置，其特征在于：所述头部框架（1）包括上层固定板（1-1）、中层固定板（1-2）、底层固定板（1-3）和垂直固定板（1-4），上层固定板（1-1）、中层固定板（1-2）和底层固定板（1-3）平行布置作为耳朵（2）、鼻子（3）和下颚（4）实现动作的载体，上层中层和底层固定板由垂直固定板（1-4）固定，并与垂直固定板（1-4）垂直布置，控制器安装在垂直固定板（1-4）上。

3.根据权利要求1所述一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置，其特征在于：所述耳朵（2）包括耳朵转动部件（21），耳朵转动部件（21）包括耳朵转动第一舵机（21A）、耳朵转动第二舵机（21B）、转动第一连杆（21C）、转动第二连杆（21D）、转动第一摆杆（21E）、转动第二摆杆（21F）、左耳朵构件（21G）、右耳朵构件（21H），第一金属舵盘（21I）、第二金属舵盘（21J）、第一转动支架（21K）、第二转动支架（21L）；

耳朵转动第一舵机（21A）的输出轴与第一金属舵盘（21I）相连，第一金属舵盘（21I）与转动第一连杆（21C）相连，转动第一连杆（21C）的另一端与转动第一摆杆（21E）相连，转动第一摆杆（21E）的另一端与左耳朵构件（21G）相连；耳朵转动第二舵机（21B）的输出轴与第二金属舵盘（21J）相连，第二金属舵盘（21J）与转动第二连杆（21D）相连，转动第二连杆（21D）的另一端与转动第二摆杆（21F）相连，转动第二摆杆（21F）的另一端与右耳朵构件（21H）相连，第一转动支架（21K）和第二转动支架（21L）分别用于转动第一摆杆（21E）和转动第二摆杆（21F）与中层固定板（1-2）之间的转动连接。

4.根据权利要求1所述一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置，其特征在于：所述鼻子（3）包括拱鼻子部件（31），拱鼻子部件（31）包括鼻子舵机（31A）、鼻子连杆（31B）、鼻子摆杆（31C）、鼻子构件（31D）、鼻子支架（31E）、鼻子舵机金属舵盘（31F）；

鼻子舵机（31A）的输出轴与鼻子舵机金属舵盘（31F）相连，鼻子舵机金属舵盘（31F）的另一端与鼻子连杆（31B）连接，鼻子连杆（31B）的另一端与鼻子摆杆（31C）相连，鼻子摆杆（31C）通过鼻子支架（31E）与中层固定板（1-2）转动连接，鼻子摆杆（31C）与鼻子构件（31D）固定连接。

5.根据权利要求1所述一种用于儿童乐园迎宾机器人的头部装置，其特征在于：所述下颚（4）包括下颚动作部件（41），下颚动作部件（41）包括双轴舵机（41A）、第一U型架（41B）、第二U型架（41C）、第三U型架（41D）、下颚构件（41E）、下颚水平运动舵机（41F）、下颚水平运动齿轮（41G）、下颚水平运动齿条（41H）、下颚支架（41I）；

下颚水平运动舵机（41F）的输出轴与下颚水平运动齿轮（41G）固定连接，下颚水平运动齿轮（41G）与下颚水平运动齿条（41H）的齿面平行布置，轮齿相啮合，下颚水平运动齿条（41H）与第一U型架（41B）通过下颚支架（41I）固定连接，第一U型架（41B）与双轴舵机（41A）固定连接，双轴舵机（41A）的输出轴与第二U型架（41C）固定，第二U型架（41C）与第三U型架（41D）固定，第三U型架（41D）与下颚构件（41E）固定，可以实现下颚（4）竖直方向的咬合运动和由齿轮齿条机构实现的水平方向的移动。