[实用新型]基于LED阵列的机器人眼睛情绪表达装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人情绪表达的技术领域，尤其涉及一种基于LED阵列的机器人眼睛情绪表达装置。

背景技术

国内现有仿真机器人技术尚不满足使机器人与真人一样完成眨眼动作，例如北理工的“汇童”机器人。国外现有仿真机器人技术多是以人工肌肉或者电机直接驱动眼部完成眨眼动作，例如日本大阪大学研制的雷普莉Q1号。其中，用人工肌肉作为驱动件和传动件属于柔性传动，传动线性差，系统很不稳定。另外，人工肌肉属于气压系统，难于实现比例控制，所以机器人眼部动作与真人动作相差较远。同时，上述眨眼传动装置需要空压机，这就带来了机器人体积大、噪音大、安装维修十分繁杂等问题。

所以，在中国实用新型专利申请号为“CN200920034455.X”，名称为“高仿真表演机器人用眨眼传动机构”的专利文件中公开了一种高仿真表演机器人用眨眼传动机构，包括驱动机器人眼睑动作的驱动机构和安装在所述驱动机构和机器人眼睑之间的传动机构，所述驱动机构为比例伺服舵机。该实用新型结构简单、加工制作方便、安装及使用操作简便且使用效果好、动作可靠，能有效解决现有机器人眨眼传动机构所存在的体积大、制造成本高、不易安装、噪音大、安装维修麻烦、传动效果差等实际问题。

然而，该实用新型通过机械结构使得机器人能够眨眼，依然比较呆板、冷酷，不太像实体人。因而如果可以用机器人的眼睛加上肢体动作表达情绪，使机器人也有性格、脾气，使其更像一个“人”，那就能够达到逼真的效果了。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种结构简单、效果逼真的基于LED阵列的机器人眼睛情绪表达装置。

为了达到上述目的，本实用新型一种基于LED阵列的机器人眼睛情绪表达装置，包括采集表情的感知传感器、ARM主控处理器、头部MCU控制器以及眼睛控制器；所述ARM主控处理器的输入端与感知传感器的输出端电连接，且所述ARM主控处理器的输出端与头部MCU控制器的输入端电连接，所述MCU控制器输出端与眼睛控制器电连接，所述眼睛控制器上设置有明暗调节模组；所述明暗调节模组包括PWM调制模块、多个阵列式排布的LED灯以及多块与LED灯相适配的背光板，所述PWM调制模块分别与多个LED灯电连接。

其中，所述明暗调节模组中LED灯和背光板的个数均为三个，机器人眼睛分为上中下三层，三个LED灯和三个背光板分别相适配的排布在机器人眼睛的上中下三层中，所述机器人眼睛的上层和下层均比中层的宽度要宽。

其中，机器人眼睛上还设置有一层保护膜以及不透明的黑色的瞳孔片，所述保护膜设置在机器人眼睛的外表面，所述瞳孔片固定在保护膜的中间位置，且瞳孔片跨越了眼睛的上中下三层。

其中，所述眼睛控制器上还设置有颜色调节模组，所述颜色调节模组分别与多个LED灯电连接，所述多个LED灯均为由RGB三色晶片组成全彩像素的发光管。

其中，所述表达装置还包括机体动作控制模组，所述机体动作控制模组与头部MCU控制器的输出端电连接，所述机体动作控制模组接收头部MCU控制器的情绪动作指令并控制头部作出相应动作。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型基于LED阵列的机器人眼睛情绪表达装置通过在做眨眼动作时，利用PWM技术，先使得上下两层的LED亮度渐灭，中间一层的LED保持亮度，然后使上下两层再渐亮，这样一来，从人眼的角度去看，与正常人眨眼非常相似。ARM主控处理器通过感知传感器采集人的表情，并作出判断，然后发送预设的指令给头部MCU控制器，使其眼睛表达不同的情绪。本实用新型的情绪表达装置很好的体现了机器人情绪的变化，使机器人也有性格、有情绪，给人机互动带来很好的体验效果，也使机器人的行为、动作更加人性化，更易于大众所接受。

附图说明

图1为本实用新型基于LED阵列的机器人眼睛情绪表达装置的结构示意图；

图2为本实用新型明暗调节模组的结构示意图。

主要元件符号说明如下：

10、感知传感器11、ARM主控处理器

12、头部MCU控制器13、眼睛控制器

14、机体动作控制模组131、明暗调节模组

132、颜色调节模组1311、LED灯

1312、背光板1313、瞳孔片

1314、PWM调制模块。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。