仿生眼睛机构及其机器人的制作方法
本发明属于机械结构，更具体地，涉及仿生眼睛机构及其机器人。
背景技术：
1、随着自动化与人工智能的不断发展，类人机器人开始越来越广泛得运用到生活中。
2、为了使机器人有着更好的交互体验，很多机器人都会采用一定的技术方式来模仿人类的眼部动作，但是由于受限于机械实现方案的复杂性，主流的方案都是采用电子显示设备来模拟眼睛的转动以及眼睛的睁闭眼动作。
3、然而，电子显示设备所模拟出来的眼睛的视觉效果与真实眼睛的视觉效果有着无法逾越的显著差异，极大限制了机器人的仿真与拟人形态，严重影响了类人机器人的使用体验。因此使用人工眼球零件等机械零件来模拟眼睛的眼球转动动作、眼睑的睁闭眼动作，具有更显著的拟人仿真效果，以及更加优秀的类人机器人的使用体验。此外，常见的机械式的仿生眼睛机构也常常因为机构组件复杂，生产制造成本较高而阻碍了其技术的应用与推广。
4、因此，亟需对仿生眼睛机构及其机器人进行改进，以解决以上问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了提供仿生眼睛机构，使得可以使用类似人工眼球零件等眼球零件来模拟眼睛的眼球转动动作、眼睑的睁闭眼动作，以实现比电子设备模拟眼睛方案更逼真的眼睛仿生效果。并且，通过简单精炼的机构组件，使之容易实现，从而实现显著的生产与制造的成本优势。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、仿生眼睛机构，包括眼球转动机构；
4、所述眼球转动机构包括眼球零件，第一自由度转动组件，和第二自由度转动组件；
5、所述眼球零件包括眼球主体和眼球转动结构，所述眼球转动结构位于所述眼球主体外侧或内侧，所述眼球转动结构与眼球主体连接在一起或者二者做成一体；所述眼球零件可通过所述眼球转动结构安装到所述第一自由度转动组件上，所述第一自由度转动组件可通过驱动所述眼球转动结构，驱动所述眼球零件实现第一自由度上的运动，所述第二自由度转动组件可实现眼球零件在第二自由度上的运动。由此可以驱动眼球零件进行两个或者更多不同自由度方向的运动，使得眼球零件可以模仿出类似人类眼睛或动物眼睛的转动动作，加上眼球零件本身逼真的视觉效果，因此可以呈现出非常生动形象的仿生眼睛效果。
6、作为可选方案，所述第一自由度转动组件包括：
7、眼球转动支架，其上设置有用于安装所述眼球转动结构的安装结构，所述眼球零件通过所述眼球转动结构安装到所述眼球转动支架上后，其在所述眼球转动支架上可进行一个或者若干个自由度的运动；
8、第一自由度驱动组件，其第一端与所述眼球转动结构传动连接；
9、第一自由度驱动电机，与所述第一自由度驱动组件的第二端相连接，所述第一自由度驱动电机可通过驱动所述第一自由度驱动组件，进而驱动所述眼球转动结构和所述眼球零件在第一自由度上的运动。
10、作为可选方案，所述第一自由度驱动组件包括：
11、第一自由度第一驱动连杆，其第一端与所述眼球转动结构相连接，可驱动所述眼球转动结构在所述眼球转动支架上进行转动运动；
12、第一自由度第二驱动连杆，其第一端与所述第一自由度第一驱动连杆的第二端传动连接，可驱动所述第一自由度第一驱动连杆进行运动；
13、第一自由度第三驱动连杆，其第一端与所述第一自由度第二驱动连杆的第二端传动连接，其第二端与所述第一自由度驱动电机相连接，当第一自由度驱动电机运动时，可依次驱动所述第一自由度第三驱动连杆，所述第一自由度第二驱动连杆以及所述第一自由度第一驱动连杆进行运动，进而驱动所述眼球转动结构和所述眼球零件在第一自由度上的运动。
14、作为可选方案，所述眼球转动支架还包括支架绕轴转动结构，所述第一自由度驱动组件以及所述第一自由度驱动电机都安装在所述眼球转动支架上；所述支架绕轴转动结构可以使所述眼球转动支架以及安装在所述眼球转动支架上的所有零件可以绕着所述支架绕轴转动结构的轴或者其他轴进行转动运动。
15、作为可选方案，所述第二自由度转动组件包括：
16、第二自由度驱动组件，其第一端与所述眼球转动支架传动连接，可驱动所述眼球转动支架绕着所述支架绕轴转动结构的轴或者其他轴进行转动运动；
17、第二自由度驱动电机，与所述第二自由度驱动组件的第二端相连接，可驱动所述第二自由度驱动组件进行运动。
18、作为可选方案，所述第二自由度驱动组件包括：
19、第二自由度第一驱动连杆，其第一端与所述眼球转动支架传动连接，可驱动所述眼球转动支架绕着所述支架绕轴转动结构的轴或者其他轴进行转动运动；
20、第二自由度第二驱动连杆，其第一端与所述第二自由度第一驱动连杆的第二端传动连接，其第二端与所述第二自由度驱动电机相连接，当所述第二自由度驱动电机运动时，可依次驱动所述第二自由度第二驱动连杆以及第二自由度第一驱动连杆进行运动，从而驱动所述眼球转动支架绕着所述支架绕轴转动结构的轴或者其他轴进行转动运动，从而实现安装在所述眼球转动支架上的所述眼球零件在另一个自由度上的运动。
21、作为可选方案，所述的仿生眼睛机构，还包括眼睑开闭机构，所述眼睑开闭机构包括眼睑零件和眼睑转动组件；
22、所述眼睑零件包括眼睑绕轴转动结构和眼睑驱动结构，所述眼睑驱动结构可以驱动所述眼睑零件，绕着所述眼睑绕轴转动结构的轴线进行转动运动，从而遮住所述眼球零件，从而模拟眼睛眼睑的睁眼、闭眼动作；
23、所述眼睑转动组件包括眼睑第一驱动连杆，眼睑第二驱动连杆和眼睑驱动电机；所述眼睑第一驱动连杆的第一端与所述眼睑驱动结构传动连接，其第二端与所述眼睑第二驱动连杆的第一端传动连接，所述眼睑第二驱动连杆的第二端与所述眼睑驱动电机相连接，当所述眼睑驱动电机运动时，可依次驱动所述眼睑第二驱动连杆和所述眼睑第一驱动连杆，进而驱动眼睑零件运动，遮住所述眼球零件或者转动到所述眼球零件背面，从而模拟眼睛眼睑的睁眼、闭眼动作。
24、作为可选方案，所述眼睑零件还包括运动杆避让结构，当所述眼睑零件运动到所述眼球零件背面，模拟眼睛的睁眼动作时，该避让结构可使眼睑零件与所述眼球转动结构避免干涉，从而增加所述眼睑零件的运动行程。
25、本发明的另一个目的在于提供机器人，通过设置上述的仿生眼睛机构，实现机器人眼球零件在多个方向的转动，机器人眼睑零件的睁眼、闭眼动作，以提升机器人的仿真拟人效果，增加使用时的趣味性和娱乐性，提升用户的使用体验。
26、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
27、机器人，包括如上所述的仿生眼睛机构。
28、有益效果：
29、本发明提出的仿生眼睛机构，通过眼球转动机构中，第一自由度转动组件以及第二自由度转动组件的设计，实现了眼球零件在多个方向的转动；通过眼睑开闭机构的设计，实现了眼睑零件的睁闭眼动作。从而实现了可以使用人工眼球零件等眼球零件来模拟眼睛的眼球转动动作，以及眼睑的睁眼闭眼动作，实现了更逼真的眼睛仿生效果，提升了机器人在使用时的趣味性和娱乐性，大大提升用户的使用体验。并且，由于所涉及的机构组件数量较少，结构简练，因此大大降低了仿生眼睛机构的生产制造成本。
技术特征：
1.仿生眼睛机构，其特征在于，包括眼球转动机构；
2.根据权利要求1所述的仿生眼睛机构，其特征在于，所述第一自由度转动组件包括：
3.根据权利要求2所述的仿生眼睛机构，其特征在于，所述第一自由度驱动组件包括：
4.根据权利要求2所述的仿生眼睛机构，其特征在于，所述眼球转动支架还包括支架绕轴转动结构，所述第一自由度驱动组件以及所述第一自由度驱动电机都安装在所述眼球转动支架上；所述支架绕轴转动结构可以使所述眼球转动支架以及安装在所述眼球转动支架上的所有零件可以绕着所述支架绕轴转动结构的轴或者其他轴进行转动运动。
5.根据权利要求4所述的仿生眼睛机构，其特征在于，所述第二自由度转动组件包括：
6.根据权利要求5所述的仿生眼睛机构，其特征在于，所述第二自由度驱动组件包括：
7.根据权利要求1～6所述的仿生眼睛机构，其特征在于，还包括眼睑开闭机构，所述眼睑开闭机构包括眼睑零件和眼睑转动组件；
8.根据权利要求7所述的仿生眼睛机构，其特征在于，所述眼睑零件还包括运动杆避让结构，当所述眼睑零件运动到所述眼球零件背面，模拟眼睛的睁眼动作时，该避让结构可使眼睑零件与所述眼球转动结构避免干涉，从而增加所述眼睑零件的运动行程。
9.机器人，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的仿生眼睛机构。
技术总结
本发明涉及机械结构技术领域，公开了仿生眼睛机构及其机器人。该仿生眼睛机构包括眼球转动机构，还包括眼睑开闭机构。眼球转动机构通过第一自由度转动组件的功能，可实现眼球在第一自由度方向上的运动，通过第二自由度转动组件的功能，可实现眼球在第二自由度方向上的运动，从而实现机器人眼球在多个方向的转动。眼睑开闭机构则可以实现眼睑的睁眼、闭眼动作。并且，本发明还公开了安装有该仿生眼睛机构的机器人，可使机器人具有可以多个方向转动的眼球以及睁眼、闭眼功能，提升了用户使用时的体验感。此外，由于本发明的机构组件比较简练，可降低仿生眼睛机构的生产制造成本。
技术研发人员：陈为贵,史航胜,王建彬,黄文景
受保护的技术使用者：上海极客岛网络有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23