CN214323356U - 一种仿真机器人的眨眼结构以及仿真机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿真机器人的眨眼结构以及仿真机器人，其中，所述仿真机器人包括形成有眼珠安装孔的头部外壳，所述眨眼结构设置于所述头部外壳内；所述眨眼结构包括可转动地设于所述头部外壳上的眼睫上骨架和眼睫下骨架，所述眼睫上骨架与所述眼睫下骨架啮合连接；所述眼睫上骨架和所述眼睫下骨架同时进行反向同速的往复运动，用于开合所述眼珠安装孔。本申请通过同时开合眼睫上骨架和眼睫下骨架，模仿动物睁眼和闭眼的过程，使仿真机器人在使用时动作更加协调而且逼真，使仿真机器人的面部表情更加生动。

Description

一种仿真机器人的眨眼结构以及仿真机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种仿真机器人的眨眼结构以及仿真机器人。

背景技术

机器人，作为人类研发出的能够半自主或全自主工作的智能机器，具有广阔的应用前景。通过机器人的感知、决策、执行等基本能力，可以辅助甚至代替人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，也可以通过一些有趣的动作、应答带给人们欢乐。特别是在娱乐行业中，为了使机器人更加具有趣味性和增加亲和力，人们研发的机器人越来越趋向于仿真机器人。

但是目前的仿真机器人在模仿人类表情时的效果并不好，传统的采用单独舵机控制机器人的眼睛开合的方法不好达到两只眼睛同步睁开或者闭合的效果，导致仿真机器人的眼部动作不协调，表情僵硬。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种仿真机器人的眨眼结构以及仿真机器人，旨在获得一种两只眼睛同时睁开或闭合的仿真机器人。

本实用新型的技术方案如下：

一种仿真机器人的眨眼结构，其中，所述仿真机器人包括形成有眼珠安装孔的头部外壳，所述眨眼结构设置于所述头部外壳内；所述眨眼结构包括可转动地设于所述头部外壳上的眼睫上骨架和眼睫下骨架，所述眼睫上骨架与所述眼睫下骨架啮合连接，用于开合所述眼珠安装孔。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述眼睫上骨架包括上眼皮部件和设置于所述上眼皮部件两侧的两个第一连接部件，所述第一连接部件背离所述上眼皮部件的一端设有上齿轮；所述眼睫下骨架包括下眼皮部件和设置于所述下眼皮部件两侧的两个第二连接部件，所述第二连接部件背离所述下眼皮部件的一端设有下齿轮；所述上齿轮与所述下齿轮啮合连接。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述上眼皮部件正对所述眼珠安装孔的位置弯曲形成第一弧形段；所述下眼皮部件正对所述眼珠安装孔的位置弯曲形成第二弧形段；所述第一弧形段的弧度与所述第二弧形段的弧度相同。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述眼珠安装孔并排设有两个，所述上眼皮部件上相对两个所述眼珠安装孔的位置设有两个第一弧形段；所述下眼皮部件上相对两个所述眼珠安装孔的位置设有两个第二弧形段。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述第一连接部件的形状为折线形，所述第一连接部件的拐角处设有通孔；所述眼睫上骨架还包括加强杆，所述加强杆的两端分别卡接在两个所述通孔内。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述第一连接部件背离所述上眼皮部件的一端还设有固定部，所述固定部上朝向所述头部外壳的一侧设有轴套，用于与所述头部外壳固定连接；所述固定部上与所述轴套背离的一侧设有小轴，所述上齿轮固定安装在所述小轴上，并以所述小轴的中轴线为转动中心。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述眨眼结构还包括固定在所述头部外壳内的驱动组件，所述驱动组件与所述加强杆传动连接，所述驱动组件用于驱动所述眼睫上骨架转动。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述驱动组件与所述加强杆的中线位置连接。

所述的仿真机器人的眨眼结构，其中，所述驱动组件包括电机、电机固定座和传动轴杆，所述电机固定座设置于所述头部外壳内，所述电机安装在所述电机固定座上；所述传动轴杆包括曲柄和连杆，所述曲柄套设在所述电机的输出端上，所述连杆一端连接在所述曲柄上背离所述电机的端部，另一端连接所述加强杆，所述曲柄随所述电机带动做圆周运动时，所述连杆受到传动，拉动所述加强杆上下往复运动。

本申请还公开了一种仿真机器人，其中，包括如上任一所述的仿真机器人的眨眼结构。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：

本申请的仿真机器人使用时，通过眼睫上骨架和眼睫下骨架配合遮挡和打开眼珠安装孔来完成睁眼和闭眼过程，当闭眼时，眼睫上骨架向下运动时眼睫下骨架向上运动，两者在眼珠安装孔的中部接触停止运动，遮挡住眼珠安装孔，完成闭眼动作；当睁眼时，眼睫上骨架向上运动，同时眼睫下骨架向下运动，打开眼珠安装孔，露出头部外壳内的眼珠，完成睁眼动作；通过啮合使眼睫上骨架与眼睫下骨架总是保持同步运动，这样从外观视效上来看更加生动、协调，面部表情更加逼真。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中仿真机器人的眨眼结构与头部外壳的装配图；

图2为本实用新型中仿真机器人的眨眼结构的结构示意图；

图3为本实用新型中仿真机器人的眨眼结构的另一角度的结构示意图；

图4为本实用新型中眼睫上骨架的结构示意图。

其中，10、头部外壳；11、眼珠安装孔；20、眨眼结构；21、眼睫上骨架；211、上眼皮部件；2111、第一弧形段；212、第一连接部件；2121、上齿轮；2122、通孔；2123、固定部；2124、轴套；2125、小轴；213、加强杆；22、眼睫下骨架；221、下眼皮部件；2211、第二弧形段；222、第二连接部件；2221、下齿轮；23、驱动组件；231、电机；232、电机固定座；233、传动轴杆；2331、曲柄；2332、连杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中随着人工智能科技技术的发展，人类社会中机器人的研究应用越来越多，机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人。

娱乐机器人作为机器人的一种，主要是以供人观赏、娱乐为目的机器人。所以除具有机器人的常见功能，比如可以行走或完成动作，可以有语言能力，会唱歌，有一定的感知能力等等，其面部表情的仿真能力也很重要；但是现有的仿真机器人在控制眼部微表情上做的不够协调，所以机器人的面部表情不够逼真。

参阅图1和图2，本实用新型申请的一实施例中，公开了一种仿真机器人的眨眼结构20，其中，所述仿真机器人包括形成有眼珠安装孔11的头部外壳10，所述眨眼结构20设置于所述头部外壳10内；所述眨眼结构20包括可转动地设于所述头部外壳10上的眼睫上骨架21和眼睫下骨架22，所述眼睫上骨架21与所述眼睫下骨架22啮合连接，用于开合所述眼珠安装孔11。

本申请的仿真机器人使用时，通过眼睫上骨架21和眼睫下骨架22配合遮挡和打开眼珠安装孔11来完成睁眼和闭眼过程，当闭眼时，眼睫上骨架21向下运动时眼睫下骨架22向上运动，两者在眼珠安装孔11的中部接触停止运动，遮挡住眼珠安装孔11，完成闭眼动作；当睁眼时，眼睫上骨架21向上运动，同时眼睫下骨架22向下运动，打开眼珠安装孔11，露出头部外壳10内的眼珠，完成睁眼动作；通过啮合使眼睫上骨架21与眼睫下骨架22总是保持同时进行反向同速的往复运动，这样从外观视效上来看更加生动、协调，面部表情更加逼真。

如图2所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述眼睫上骨架21包括上眼皮部件211和设置于所述上眼皮部件211两侧的两个第一连接部件212，所述第一连接部件212背离所述上眼皮部件211的一端设有上齿轮2121；所述眼睫下骨架22包括下眼皮部件221和设置于所述下眼皮部件221两侧的两个第二连接部件222，所述第二连接部件222背离所述下眼皮部件221的一端设有下齿轮2221；所述上齿轮2121与所述下齿轮2221啮合连接。在仿真机器人的使用过程中眨眼动作必然是非常频繁的，所以设置上齿轮2121和下齿轮2221啮合的方式来同步眼睫上骨架21和眼睫下骨架22，通过第一连接部件212带动上眼皮部件211和上齿轮2121转动，再通过上齿轮2121带动下齿轮2221转动，同时下齿轮2221与其固定的下眼皮部件221和第二连接部件222同时运动，本实施例中涉及的这种齿轮配合的方式使上齿轮2121和下齿轮2221的转动方向相反，上齿轮2121和下齿轮2221可以采用同样型号的齿轮，齿数相同，转动的半径相同，使上齿轮2121和下齿轮2221形成同速反向转动，而且连接稳定，配合精度高，相互磨损小，使用寿命长，便于仿真机器人在长期使用过程中准确、完整地完成睁眼或闭眼的动作。

如图2和图3所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述上眼皮部件211正对所述眼珠安装孔11的位置弯曲形成第一弧形段2111；所述下眼皮部件221正对所述眼珠安装孔11的位置弯曲形成第二弧形段2211；所述第一弧形段2111的弧度与所述第二弧形段2211的弧度相同。在现有的产品中，机器人的“眼球”大部分都是模仿动物设计为圆形的，所以为了使仿真机器人更加接近人类特征，设计第一弧形段2111和第二弧形段2211，弧度相同，可以在接触时接触界面闭合，配合机器人的“眼球”表面的弧度，使上眼皮部件211和下眼皮部件221在上下转动时不会碰撞到头部外壳10内的眼珠，而且同时从上方和下方闭合眼珠安装孔11，更像是人类的眨眼动作，提高仿真机器人的生动性。

具体的，作为本实施例的一种实现方式，公开了本案中优选的所述眼珠安装孔11并排设有两个，所述上眼皮部件211上相对两个所述眼珠安装孔11的位置设有两个第一弧形段2111；所述下眼皮部件221上相对两个所述眼珠安装孔11的位置设有两个第二弧形段2211。人类是两只眼睛，大部分动物也是两只眼睛，所以设置仿真机器人具备两只眼珠，更加符合用户的审美，设置两个第一弧形段2111和两个第二弧形段2211与眼珠配合，进一步使仿真机器人具备人类的外观特点，增加仿真机器人的市场竞争力。

如图3和图4所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述第一连接部件212的形状为折线形，所述第一连接部件212的拐角处设有通孔2122；所述眼睫上骨架21还包括加强杆213，所述加强杆213的两端分别卡接在两个所述通孔2122内。本实施例中第一连接部件212设有两个，分别连接在上眼皮部件211两侧，并固定在头部外壳10的内壁上，由于在“眨眼”的过程中上眼皮部件211是转动的，而转动的轴心是第一连接部件212与头部外壳10连接的位置，所以第一连接部件212在转动过程中作为轴杆，需要承受扭力与重力，容易造成第一连接部件212弯曲变形，所以设置第一连接部件212为折线形的，通过拐角增加结构的强度，而且当第一连接部件212上受到的扭力时其作用方向与第一连接部件212的轴线方向不是完全垂直的，所以产生的沿第一连接部件212的截面方向的分力较小，进而第一连接部件212弯曲或者断裂的风险得以减小，有利于在长久的使用过程中保持眼睫上骨架21的形状，维持良好的仿真机器人面部表情的控制效果。同理，本实施例的一种实现方式中，为了延长眼睫下骨架22的使用寿命，可以设置第二连接部件222也为折线形。

另外，加强杆213的设置是为了增加眼睫上骨架21整体结构的稳定性，上眼皮部件211和第一连接部件212都是长条形部件，头尾相连时容易变形，设置加强杆213固定在通孔2122中，与上眼皮部件211和第一连接部件212共同形成四边形，结构更加稳定，不易变形。

进一步的，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述第一连接部件212包括相互平行的第一台阶部和第二台阶部，以及垂直连接所述第一台阶部和所述第二台阶部的中间部，所述第一台阶部背离所述中间部的一端连接所述上眼皮部件211，所述第二台阶部背离所述中间部的一端还设有固定部2123，所述上齿轮2121设置于所述固定部2123上背离所述第二台阶部的一端；所述通孔2122设置在所述中间部与所述第二台阶部连接的位置。通过设置“Z”字形的第一连接部件212对上眼皮部件211形成更好的支撑，并提升结构强度，提高对扭力的承受程度。

具体的，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述第一连接部件212背离所述上眼皮部件211的一端还设有固定部2123，所述固定部2123上朝向所述头部外壳10的一侧设有轴套2124，用于与所述头部外壳10固定连接；可以在头部外壳10上与轴套2124相对的位置设置一穿孔，用一个平头螺钉穿过所述穿孔螺接到轴套2124中，实现固定部2123与头部外壳10的连接，连接牢固稳定，反复转动过程中不易滑落；所述固定部2123上与所述轴套2124背离的一侧设有小轴2125，所述上齿轮2121固定安装在所述小轴2125上，并以所述小轴2125的中轴线为转动中心。上齿轮2121和第一连接部件212都是以小轴2125为中轴线转动，方便实现同步转动，进而可以准确控制眼睫上骨架21的转动角度。同理，如图2或图3所示，第二连接部件222上也可以设置同样的结构，以方便第二连接部件222与下齿轮2221同步转动。

如图3所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述眨眼结构20还包括固定在所述头部外壳10内的驱动组件23，所述驱动组件23与所述加强杆213传动连接，所述驱动组件23用于驱动所述眼睫上骨架21转动。通过一个驱动组件23驱动眼睫上骨架21转动就可以通过上齿轮2121和下齿轮2221的啮合带动眼睫下骨架22同步运动，减少驱动结构的数量，节省成本，而且单个驱动组件23控制更好达成同步运动的效果。

具体的，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述驱动组件23与所述加强杆213的中线位置连接。加强杆213的中线位置就是上眼皮部件211的中间位置，也是眼睫上骨架21的几何中心，所以与该处相连接，可以使驱动组件23带动加强杆213时传递的拉力均匀分布到眼睫上骨架21两侧，使眼睫上骨架21平稳转动，减少两侧受力不均导致拉扯的情况发生，降低眼睫上骨架21卡死的风险。

如图3所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述驱动组件23包括电机231、电机固定座232和传动轴杆233，所述电机固定座232设置于所述头部外壳10内，所述电机231安装在所述电机固定座232上；所述传动轴杆233包括曲柄2331和连杆2332，所述曲柄2331套设在所述电机231的输出端上，所述连杆2332一端连接在所述曲柄2331上背离所述电机231的端部，另一端连接所述加强杆213，所述曲柄2331随所述电机231带动做圆周运动时，所述连杆2332受到传动，拉动所述加强杆213上下往复运动。通过电机231带动传动轴杆233转动可以良好地传递动力，给予眼睫上骨架21足够的往复的动力；如图…所示，曲柄2331的长度较短，而连杆2332的长度较长，当曲柄2331被电机231带着转动时，连杆2332先上升再下降，带动着眼睫上骨架21进行先上后下的往复运动，而且眼睫下骨架22同步进行先下后上的往复运动。

作为本申请的另一实施例，公开了一种仿真机器人，其中，包括如上任一所述的仿真机器人的眨眼结构20。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述仿真机器人包括形成有眼珠安装孔的头部外壳，所述眨眼结构设置于所述头部外壳内；所述眨眼结构包括可转动地设于所述头部外壳上的眼睫上骨架和眼睫下骨架，所述眼睫上骨架与所述眼睫下骨架啮合连接，用于开合所述眼珠安装孔。

2.根据权利要求1所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述眼睫上骨架包括上眼皮部件和设置于所述上眼皮部件两侧的两个第一连接部件，所述第一连接部件背离所述上眼皮部件的一端设有上齿轮；

所述眼睫下骨架包括下眼皮部件和设置于所述下眼皮部件两侧的两个第二连接部件，所述第二连接部件背离所述下眼皮部件的一端设有下齿轮；

所述上齿轮与所述下齿轮啮合连接。

3.根据权利要求2所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述上眼皮部件正对所述眼珠安装孔的位置弯曲形成第一弧形段；所述下眼皮部件正对所述眼珠安装孔的位置弯曲形成第二弧形段；

所述第一弧形段的弧度与所述第二弧形段的弧度相同。

4.根据权利要求3所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述眼珠安装孔并排设有两个，所述上眼皮部件上相对两个所述眼珠安装孔的位置设有两个第一弧形段；所述下眼皮部件上相对两个所述眼珠安装孔的位置设有两个第二弧形段。

5.根据权利要求2所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述第一连接部件的形状为折线形，所述第一连接部件的拐角处设有通孔；

所述眼睫上骨架还包括加强杆，所述加强杆的两端分别卡接在两个所述通孔内。

6.根据权利要求5所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述第一连接部件背离所述上眼皮部件的一端还设有固定部，所述固定部上朝向所述头部外壳的一侧设有轴套，用于与所述头部外壳固定连接；所述固定部上与所述轴套背离的一侧设有小轴，所述上齿轮固定安装在所述小轴上，并以所述小轴的中轴线为转动中心。

7.根据权利要求5所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述眨眼结构还包括固定在所述头部外壳内的驱动组件，所述驱动组件与所述加强杆传动连接，所述驱动组件用于驱动所述眼睫上骨架转动。

8.根据权利要求7所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述驱动组件与所述加强杆的中线位置连接。

9.根据权利要求8所述的仿真机器人的眨眼结构，其特征在于，所述驱动组件包括电机、电机固定座和传动轴杆，所述电机固定座设置于所述头部外壳内，所述电机安装在所述电机固定座上；

所述传动轴杆包括曲柄和连杆，所述曲柄套设在所述电机的输出端上，所述连杆一端连接在所述曲柄上背离所述电机的端部，另一端连接所述加强杆，所述曲柄随所述电机带动做圆周运动时，所述连杆受到传动，拉动所述加强杆上下往复运动。

10.一种仿真机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的仿真机器人的眨眼结构。

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