[实用新型]多功能模组化的机器人头颅

说明书

本实用新型涉及一种多功能模组化的机器人头颅，包括面罩、眼球、唇片和眼皮，眼球、唇片和眼皮设置在面罩一侧且分别与面罩另一侧的驱动结构连接，该驱动结构包含眼球驱动机构、唇片驱动机构和眼皮驱动机构，眼球驱动机构包括：眼球固定架、第一舵机、第一摆臂和第一连杆；唇片驱动机构包括：第二舵机、第二摆臂和第二连杆；眼皮驱动机构包括：第三舵机、第三摆臂、钢丝绳和约束钢丝绳滑动轨迹的硬质胶管。本方案采用联动连杆设计，使左右眼球转动同步，使唇片上下摆动的幅度刚好符合真人张合的幅度，并通过钢丝绳外部套装硬质胶管的结构解决眼皮眨动，通过钢丝绳的柔韧性和硬质胶管的约束，恰当好处的解决了即要推拉动作，又有微变形量的需求。

技术领域

本实用新型涉及机械头颅结构，具体涉及一种多功能模组化的机器人头颅。

背景技术

目前已有机器人头颅，主要采用一体化设计的结构，然而对于躯干与头颅的接口，每家公司都各有不同，每一个机械头颅必须配备特定的面罩、特定的接口和驱动方式等；目前的机械头颅主要应用于以下几种机器人：1、服务、陪护机器人，这种机械头颅结构设计，一般采用固定模式的卡通外形，只能进行摇头等简单动作，无法实现高仿真模拟动作；2、迎宾机器人，该种头颅结构虽然可以实现部分模拟人的动作功能；但是，其内部采用一体化结构设计，在眼睛的间距与头颅前后配合等方面无法做到按照需要调整。除此之外，对于躯干与头颅的接口，如果采用高仿真躯干，一般采用预埋线或外部走线的方式将头颅与躯干进行对接。

现有技术中机械头颅通常具有以下问题：

1、结构简单：无法模拟逼真的形体动作，例如无法协同完成张嘴说话、睁开眼睛摄像、点头或摇头、眼珠左右转等一系列人机交流动作；

2、内部结构互换性差、无法通用，例如同一个头颅结构，没有办法做到与其它面罩通用，只能以头颅结构来配置面罩，这样无法满足不同长相、神态面貌的外观设计需要，难以达到满足客户定制化的需求，对于躯干与头颅的接口，每家公司也基本都各有不同，互换性和通用性较差，无法达到综合兼容的目的。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提供了一种多功能模组化的机器人头颅，通过以下技术方案予以实现：

一种多功能模组化的机器人头颅，包括面罩、眼球、唇片和眼皮，眼球、唇片和眼皮设置在面罩一侧且分别与面罩另一侧的驱动结构连接；驱动结构包含眼球驱动机构；

为了实现一个动力源(舵机)进行两个动作，节约成本；采用联动连杆设计的眼球驱动机构，使左右眼球转动同步，协调一致；

较为具体的，眼球驱动机构包括：眼球固定架、第一舵机、第一摆臂和第一连杆；第一连杆数量为2并由彼此连接的横连杆和纵连杆构成，眼球安装在该眼球固定架上，眼球固定架通过滚花转轴与面罩和纵连杆连接，第一舵机通过转轴与第一摆臂一端转动连接，第一摆臂另一端两侧与横连杆转动连接形成联动连杆。

为了使唇片带动硅胶外皮处的下嘴唇一张一合，模仿真人说话神态；

上述驱动结构还包含唇片驱动机构，较为具体的，唇片驱动机构包括：第二舵机、第二摆臂和第二连杆，唇片尾端与面罩横向转动链接，唇片中部通过滚花转轴与第二连杆纵向转动链接，第二舵机通过转轴与第二摆臂一端转动连接，第二摆臂的另一端与第二连杆转动连接。

为了满足眼皮眨动过程中推动的强度以及拉伸时的微变形量，通过钢丝绳和硬质胶管来实现“悬浮”牵引作用，进而模拟眨眼动作：