CN213703433U - 一种融合视觉反馈的眼部机构 - Google Patents

Abstract

发明名称一种融合视觉反馈的眼部机构摘要本实用新型公开一种融合视觉反馈的眼部机构，包括主卡座，固定在主卡座的副卡座，插入在主卡座上的左右控制杆、上下控制杆，固定在主卡座、副卡座上用于驱动机构的舵机，固定在主、副卡座上并连接着左右控制杆、上下控制杆的眼球环，固定在眼球环上的眼球，嵌入在眼球上的摄像头，固定在主卡座上的眼皮。本实用新型用较为简单且易于生产的部件组合设计出了能够完成完整眼部动作的机构，通过眼球上的摄像头使得眼部机构能获得跟眼部器官一样的功能，使得整个眼部机构更加真实灵动，与真实眼部器官更加接近，可以为机器人提供一个完整的眼部器官模块。

Description

一种融合视觉反馈的眼部机构

技术领域

本实用新型涉及一种眼部的机械结构，特别是一种带视觉反馈且能够模拟眼部行为动作的机械结构。

背景技术

过去的机器人设计主要聚焦于机器人的功能性、实用性，随着技术的进步以及人们生活水平的提高，个人机器人开始兴起，大家开始设计能够给人们带来情感陪伴价值的机器人，赋予机器人人文属性。

眼睛是心灵的窗户，仅仅是语言的对话并不足以让冰冷的机器拥有人类的情感，而一双灵动的眼睛却能让交流直达心灵。

国内外很早便有相关的机器人研究，但是现有的结构不是过于复杂导致无法有效推广，就是过于简单使得效果不佳。

发明内容

本实用新型目的在于设计一款带有视觉反馈且能够较好地模仿眼部行为动作的前提下，机械结构尽可能简单，便于实际生产的眼部机构。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种融合视觉反馈的眼部机构包括主卡座、副卡座、上下舵机、左右舵机、右眼皮舵机、左眼皮舵机、舵机舵盘、眼皮连接杆、左右连接杆、左右控制杆、上下连接杆、上下控制杆、眼球固定杆、连杆、球头连杆、右眼皮、左眼皮、眼球、摄像头、眼球环、眼球环横杆、眼球环底杆，所述主卡座上有用于固定舵机的卡座、限制控制杆的卡槽控制杆固定槽、固定眼皮的横杆包括眼皮外侧固定及眼皮里侧固定、以及用于与连接其他部件的连接柱；所述副卡座上有用于固定的孔位和固定舵机的卡座；所述副卡座用螺丝螺母固定在主卡座上；所述上下舵机、左眼皮舵机和右眼皮舵机固定在主卡座对应位置并用胶水加固；所述左右舵机固定在副卡座对应位置并用胶水加固；所述舵机舵盘分别和每一个舵机上的输出齿轮啮合并用螺丝固定；所述眼皮连接杆、左右连接杆、上下连接杆分别与对应舵机固定的舵盘用自攻螺丝连接；所述上下控制杆、左右控制杆插入主卡座对应控制杆固定槽，并分别和上下连接杆、左右连接杆用螺丝螺母连接；所述眼球固定杆插入主卡座并通过螺丝螺母固定在副卡座上；所述球头连杆球头一端通过螺丝螺母固定在上下控制杆上，另一端插入连杆；所述连杆通过螺丝固定在眼球环底杆上；所述左眼皮、右眼皮通过螺丝固定在主卡座上，并且与眼皮连接杆通过自攻螺丝连接；所述眼球环横杆、眼球环底杆通过小圆柱连接在眼球环上；所述眼球环横杆与眼球固定杆用自攻螺丝通过中心的孔固定，与左右控制杆用自攻螺丝通过旁边的孔固定；所述眼球用胶水固定在眼球环上；所述摄像头嵌入眼球中心孔并用胶水固定。

本实用新型中，眼球被固定在眼球环中，而眼球环被固定在眼球固定杆上，左右控制杆和上下控制杆的纵向移动会分别使两个眼球以眼球环圆心为原点的左右，上下转动，而主卡座的控制杆固定座用以限定眼球自由度，使得眼球不会发生其他运动，眼皮被固定在主卡座上，通过对左眼皮舵机和右眼皮舵机的控制，可以做出睁眼和闭眼的动作，通过对舵机的控制就能做出眼部的基础动作，对这些基础动作的排列组合，以及速度控制就能完全模拟眼部动作了。在眼球上嵌入的摄像头图像视觉，通过双目视觉的算法还能获得一定的图像深度信息，使得眼部机构可以实现和眼部器官一样的视觉感知能力。

本实用新型主要有益效果：用较为简单且易于生产的部件组合设计出了能够完成完整眼部动作的机构，通过眼球上的摄像头使得眼部机构能获得跟眼部器官一样的功能，配合眼部运动可以使得整个眼部机构更加真实灵动，与真实眼部器官更加接近，可以为机器人提供一个完整的眼部器官模块。

附图说明

图1是本实用新型的完整结构正面

图2是本实用新型的完整结构背面

图3是本实用新型去掉副卡座背面

图4是本实用新型眼球环运动部分机构

图5是本实用新型眼球环基础机构

图中：1主卡座、2副卡座、3舵机舵盘、4眼皮连接杆、5右眼皮、6眼皮外侧固定、7眼皮里侧固定、8眼球、9摄像头、10左眼皮、11上下舵机、12连接柱、13左右舵机、14左右连接杆、15左右控制杆、16上下控制杆、17上下连接杆、18控制杆固定座、19眼球固定杆、20右眼皮舵机、21左眼皮舵机、22眼球环、23眼球环横杆、24眼球环底杆、25连杆、26球头连杆。

具体实施方式

下面结合附图和实例做进一步说明：

参阅图1、图2、图3、图4、图5，一种融合视觉反馈的眼部机构包括主卡座1、副卡座2、舵机舵盘3、眼皮连接杆4、右眼皮5、眼球8、摄像头9、左眼皮10、上下舵机11、左右舵机13、左右连接杆14、左右控制杆15、上下控制杆16、上下连接杆17、眼球固定杆19、右眼皮舵机20、左眼皮舵机21、眼球环22、眼球环横杆23、眼球环底杆24、连杆 25、球头连杆26。所述主卡座1上有用于固定眼皮的眼皮外侧固定5和眼皮里侧固定7，用于连接到其他部件的连接柱12，以及限定控制杆的控制杆固定槽18。

以上部件连接方式为：上下舵机11、左眼皮舵机21、右眼皮舵机20安装在主卡座1上并用胶水固定，左右舵机13安装在副卡座2上并用胶水固定，副卡座2通过螺丝螺母固定在主卡座1的连接柱12上，舵机舵盘3的齿轮与上下舵机11、左右舵机13、左眼皮舵机21、右眼皮舵机20上的输出齿轮啮合并用螺丝固定，左右连接杆14两端通过螺丝螺母连接左右控制杆15和左右舵机13上的舵机舵盘3，上下连接杆17两端通过螺丝螺母连接上下控制杆16和上下舵机11上的舵机舵盘3，左眼皮10、右眼皮5用螺丝螺母通过眼皮连接杆4和舵机舵盘3相连接，上下控制杆16和左右控制杆15插入主卡座1控制杆固定槽 18里，左眼皮10、右眼皮5用螺丝固定在主卡座1的眼皮外侧固定6和眼皮里侧固定上，眼球固定杆19插入主卡座1上并用螺丝螺母固定在副卡座2上，眼球环横杆23和眼球环底杆24通过小圆柱固定在眼球环22上，眼球环横杆23同过中间的孔和眼球固定杆19用自攻螺丝固定，眼球环横杆23通过一侧的孔和左右控制杆15通过自动螺丝固定，眼球底杆 24跟连杆25通过自攻螺丝连接，球头连杆26一端通过螺丝螺母固定在上下控制杆16上，另一端插入连杆25，眼球8套在眼球环22上并用胶水固定，摄像头9嵌入在眼球8上并用胶水固定。

所述机构中有重复相同的结构在具体实施中不重复描述，所述左眼皮10，右眼皮5中有缺口以防止干涉，所述眼球8是空心的并且打孔以嵌入摄像头9，所述上下舵机11、左右舵机13、左眼皮舵机21、右眼皮舵机20型号为SG90，所述摄像头9型号为ov2640，所述主卡座1和副卡座2中有用于固定舵机的卡座，所述主卡座1中的控制杆固定槽18用于限制控制杆的运动，使得眼球左右上下运动不会产生耦合。

本实例中，左右舵机13带动舵机舵盘3拉动左右连接杆14带动给左右控制杆15做纵向运动，同时拉动眼球环22绕眼球固定杆19端点左右移动，上下舵机11带动舵机舵盘3拉动上下连接杆17带动上下控制杆16做纵向移动，同时拉动眼球环22绕眼球固定杆19 端点上下移动，右眼皮舵机20带动舵机舵盘3拉动眼皮连接杆4带动右眼皮5转动做出睁眼闭眼动作，左眼皮舵机21带动舵机舵盘3拉动眼皮连接杆4带动左眼皮10转动做出睁眼闭眼动作，嵌入在眼球8上的摄像头9可以提供图像视觉，通过两个眼球上的摄像头9还可以实现双目视觉获得图像深度信息。本实例通过上述机构实现了一个能够模拟出眼部动作和功能的模块，通过控制舵机的旋转、旋转速度便可以组合出眼部的动作，通过摄像头捕获的视觉信息还可以做出凝视、盯等较为智能的动作。

以上所述实施例描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种融合视觉反馈的眼部机构，包括主卡座(1)、副卡座(2)、上下舵机(11)、左右舵机(13)、右眼皮舵机(20)、左眼皮舵机(21)、舵机舵盘(3)、眼皮连接杆(4)、左右连接杆(14)、左右控制杆(15)、上下连接杆(17)、上下控制杆(16)、眼球固定杆(19)、连杆(25)、球头连杆(26)、右眼皮(5)、左眼皮(10)、眼球(8)、摄像头(9)、眼球环(22)、眼球环横杆(23)、眼球环底杆(24)，其特征为：所述主卡座(1)上有用于固定舵机的卡座、固定眼皮的横杆眼皮外侧固定(6)和眼皮里侧固定(7)、以及用于与连接其他部件的连接柱(12)；所述副卡座(2)上有用于固定的孔位和固定舵机的卡座；所述副卡座(2)用螺丝螺母固定在主卡座(1)上；所述上下舵机(11)、左眼皮舵机(21)和右眼皮舵机(20)固定在主卡座(1)对应位置并用胶水加固；所述左右舵机(13)固定在副卡座(2)对应位置并用胶水加固；所述舵机舵盘(3)分别和每一个舵机上的输出齿轮啮合并用螺丝固定；所述眼皮连接杆(4)、左右连接杆(14)、上下连接杆(17)分别与对应舵机固定的舵盘用自攻螺丝连接；所述上下控制杆(16)、左右控制杆(15)插入主卡座(1)对应卡槽，并分别和上下连接杆(17)、左右连接杆(14)用螺丝螺母连接；所述眼球固定杆(19)插入主卡座(1)并通过螺丝螺母固定在副卡座(2)上；所述球头连杆(26)球头一端通过螺丝螺母固定在上下控制杆(16)上，另一端插入连杆(25)；所述连杆(25)通过螺丝固定在眼球环底杆(24)上；所述左眼皮(10)、右眼皮(5)通过螺丝固定在主卡座(1)上，并且与眼皮连接杆(4)通过自攻螺丝连接；所述眼球环横杆(23)、眼球环底杆(24)通过小圆柱连接在眼球环(22)上；所述眼球环横杆(23)与眼球固定杆(19)用自攻螺丝通过中心的孔固定，与左右控制杆(15)用自攻螺丝通过旁边的孔固定；所述眼球(8)用胶水固定在眼球环(22)上；所述摄像头(9)嵌入眼球(8)中心孔并用胶水固定。

2.根据权利要求1所述的一种融合视觉反馈的眼部机构，其特征是眼球(8)中嵌入了摄像头(9)。

3.根据权利要求1所述的一种融合视觉反馈的眼部机构，其特征是通过左右控制杆(15)的纵向移动带动眼球(8)左右移动，通过上下控制杆(16)的纵向移动带动眼球(8)上下移动，且两个动作不会产生耦合。

4.根据权利要求1所述的一种融合视觉反馈的眼部机构，其特征主卡座上有用于限制控制杆运动的卡槽(18)。

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