本发明属于一种电机驱动的有活动的嘴巴和眼球的机器人。
背景技术
现有可以活动嘴巴的机器人大多是仿人的，嘴巴用软质材料做成，下嘴唇在一些机械装置带动下可以上、下活动做出张闭嘴的动作，如专利号为201520755262.9的发明专利。还有一些是模仿鸟喙一张一合的。这些局限于仿真的机器人的嘴，难以表现很夸张的卡通表情。
张开大嘴的同时还可以通过转动眼球做出瞳孔变化的机器人还没有出现过，有一些可以变化出不同形状或颜色的瞳孔图样的玩偶眼睛专利，如美国专利2475508、美国专利2954639和专利号为zl200480009931.1的发明专利，上述专利技术都是在较大的球形眼球上画有多种瞳孔图案，通过转动眼球，使其中一种瞳孔图案通过玩偶的眼孔露出来，上述专利技术转动眼球的方法，有的是通过手动，有的是通过身体重心带动有关的联动装置。
技术实现要素：
本发明要设计一种电机驱动的，可以做出张开大嘴动作的卡通机器人，在张开大嘴的同时，还可以通过转动眼球做出眼睛的变化，使该机器人具备实体的面部表情变化。
本发明是这样实现的：机器人头部由上、下两个壳体组成，两个壳体的后端铰接在一起，作为机器人头部上半部分的上壳体外表面上有眼睛图样，或者壳体上有眼睛开孔，机器人头部下半部分的下壳体内设有电机，电机可通过齿轮系或摇杆或顶杆驱动上半壳体转动，做出张大嘴巴的动作：
a、上壳体底部固定有被动齿轮，该被动齿轮与上下两个壳体铰接部的枢轴同轴心，下壳体内的电机可通过齿轮系驱动该被动齿轮，使上壳体转动；
b、上壳体底部安有底板或挡板，下壳体内设有一个电机驱动的扇形齿轮，电机驱动扇形齿轮转动，扇形齿轮一的端可顶动上壳体的底板或挡板，使上壳体转动；
c、上壳体底部安有底板或挡板，下壳体内设有一个电机驱动的齿轮，该齿轮上固连有一只摇杆，电机驱动该齿轮转动，可带动摇杆转动，摇杆可顶动上壳体的底板或挡板使上壳体转动；
d、下壳体内固定有一个竖直方向的滑槽，滑槽里设有一只齿条，电机可通过齿轮系驱动齿条从而推动上壳体的底板或挡板使上壳体转动。
上壳体前部有两个或一个眼睛开孔，两个眼球同轴枢接在眼球支座上，或者一个眼球枢轴的两端枢接在眼球支座上，眼球球面上有不同的瞳孔图样，眼球支座安装在上壳体内，使眼球的一种瞳孔图样从上壳体前部的眼睛开孔露出，连接眼球的枢轴上固连有同轴的眼球齿轮，眼球齿轮的转动可带动眼球转动，使眼球上不同的瞳孔图样从眼睛开孔露出：
a、眼球支架上还枢接有一个与眼球齿轮相啮合的驱动齿轮，驱动齿轮后部连接一只摇杆，摇杆后部有开槽，一只横向滑杆伸进开槽中，滑杆固定在一个支架上，支架下部固连在下壳体内，上壳体转动时，眼球支架相对滑杆活动，滑杆拉动摇杆从而带动眼球齿轮转动；
b、眼球支架上枢接有一个与眼球齿轮相啮合的驱动齿轮，驱动齿轮下部设有配重，上壳体转动时，重心驱使驱动齿轮相对眼球支架转动并带动眼球齿轮转动；
c、眼球支架上设有一个电机，电机通过齿轮系可驱动眼球齿轮转动；
d、眼球支架上设有一个旋转式电磁铁，旋转式电磁铁驱动一个与眼球齿轮相啮合的驱动齿轮从而带动眼球齿轮转动。
上壳体前部的眼睛开孔后还可以设有能活动的眼睛片，上壳体底部固连一个底板，底板上枢接有一对摇杆支架，摇杆支架前端连接有一个眼睛片，眼睛片位于眼睛开孔后部，眼睛片上有上下两组眼睛瞳孔图样，上半壳体内设有挡杆；上下两个壳体闭合时，眼睛片底端落在底板上，眼睛片上的一种瞳孔图样从上壳体的眼睛开孔露出；上下两个壳体张开一定角度后，重心可带动摇杆支架和眼睛片转动，使另一种瞳孔图样从眼睛开孔露出。
本发明提出的机器人具有夸张的，可以张开的活动嘴巴，还可以变化出不同的眼睛瞳孔图样，可以做出多种非常“酷”的表情变化，适用于许多卡通造型的机器人；同时，结构相对简单，易于制造、安装。
附图说明
图1是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例1中，上壳体侧视方向剖面示意图。
图2是图1的前视图。
图3是图1的仰视图。
图4是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例1中，下壳体侧视方向剖面示意图。
图5是图4的后视图。
图6是图4的仰视图。
图7是图1、图2、图3所示的上壳体后部安装了扇形齿轮的侧视方向剖面示意图。
图8是图7的前视图。
图9是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例1侧视方向剖面示意图。
图10是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例2侧视方向剖面示意图。
图11是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例3侧视方向剖面示意图。
图12是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼球部分实施例1俯视方向结构示意图，其中眼球座做了剖视。
图13是图12的侧视图。
图14是图13所示的眼球转动出弧形瞳孔的侧视图。
图15是图14的前视图。
图16是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼球部分实施例2俯视方向结构示意图。
图17是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼球部分实施例3侧视方向结构示意图。
图18是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例4侧视方向结构示意图。
图19是图18所示的卡通机器人实施例4嘴巴张开时的侧视方向结构示意图。
图20是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例5侧视方向结构示意图。
图21是图20所示的卡通机器人实施例5嘴巴张开时的侧视方向结构示意图。
图22是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼球部分实施例4所用到的旋转式电磁铁侧视图。
图23是图22的后视图。
图24是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼球部分实施例4俯视图。
图25是图24所示的眼球部分实施例4安在上壳体内侧视方向结构示意图。
图26是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例6侧视方向结构示意图。
图27是图26所示的卡通机器人实施例6嘴巴张开时的侧视方向结构示意图。
图28是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼睛片的前视图。
图29是图28所示的眼睛片的侧视图。
图30是图28所示的眼睛片的后视图。
图31是图28所示的眼睛片的立体结构示意图。
图32是安装眼睛片的底板的俯视图。
图33是图32所示的安装眼睛片的底板的侧视方向剖视图。
图34是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例7侧视方向结构示意图。
图35是图34所示的卡通机器人实施例7嘴巴张开时的侧视方向结构示意图。
图36是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人眼球部分实施例4侧视方向结构示意图。
图37是图36所示的眼球部分实施例4俯视方向半剖视图。
图38是根据本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人实施例8侧视方向结构示意图。
图39是图38所示的卡通机器人实施例8嘴巴张开时的侧视方向结构示意图。
具体实施方式
参照附图对本发明提出的可以张大嘴的卡通机器人各实施例详细说明如下。
图1、图2和图3中，机器人上壳体(1)是一个空心半球体，空心半球体圆环底面的后端连接有两个同轴心的轴套(2)和(3)。
图4、图5和图6中，机器人下壳体(4)是与上壳体(1)一样大小的空心半球体，圆环顶面的后端连接有两个同轴心的轴套(5)和(6)。
图7和图8中，上壳体(1)内壁向下伸出有两只螺柱(7)和(8)，扇形齿轮(9)上部有向两边伸出的连接板(10)、(11)，每个连接板上分别有对准两只螺杆(7)和(8)的孔，用螺丝可将连接板(10)、(11)连同扇形齿轮(9)固定在上壳体(1)内，扇形齿轮(9)的轴孔部分插在两个轴套(2)和(3)中间，扇形齿轮(9)的轴孔(12)与两个轴套(2)和(3)同轴心。
图9中，一只枢轴(13)插在轴套(2)、(3)和扇形齿轮的轴孔(12)以及下壳体(4)的轴套(5)和(6)中，将上壳体(1)和下壳体(4)铰接在一起。下壳体(4)内设有电机(14)，电机输出轴通过齿轮系可驱动扇形齿轮(9)转动，从而带动上壳体(1)向上转动做出张嘴的动作。
图10中，上、下两个空心半球形的壳体(15)、(16)如同上述实施例一样铰接在一起，上壳体(15)底部固连有一个底板(17)，下壳体(16)内设有扇形齿轮(19)和电机(18)，扇形齿轮(19)的一端抵在底板(17)下，电机(18)驱动扇形齿轮(19)转动，可将上壳体(15)顶起做出张嘴的动作。
图11中，如图10所示一样的上、下两个空心半球形的壳体(15)、(16)铰接在一起，上壳体(15)底部固连有一个底板(21)，下壳体(16)内设有电机(22)，下壳体(16)内还设有竖直方向的滑槽(23)，齿条(24)嵌在滑槽(23)中，电机(22)输出轴通过齿轮系可驱动齿条(24)向上滑动，将上壳体(15)顶起做出张嘴的动作。
图12、图13、图14和图15中，一根枢轴(25)固连在两个圆球形的眼球(26)、(27)中间，枢轴(25)枢接在眼球座(28)上，枢轴(25)上固连有一个同轴心的被动齿轮(29)，眼球座(28)里还枢接有一个与齿轮(29)相啮合的驱动齿轮(30)，驱动齿轮(30)后部连接有一只摇杆(31)，摇杆(31)后部有开槽(32)。两个圆球形的眼球(26)、(27)前、后的球面上分别印有圆形和弧形两种不同的瞳孔图样。常态下，两个眼球的圆形瞳孔图样位于前方，如图(12)和(13)所示；摇杆(31)向下转动，就通过齿轮(30)和齿轮(29)带动两个眼球转动，使两个眼球的弧形瞳孔图样位于前方，如图(14)和(15)所示。
图16中，两个眼球(33)、(34)同轴枢接在眼球座(35)上，眼球枢轴(36)上固连有一个同轴心的被动齿轮(37)，眼球座(35)上还安装有一个微电机(38)，微电机(38)可通过齿轮系驱动两个眼球(33)、(34)转动，使两个眼球不同的瞳孔图样分别位于前方。
图17中，安装在眼球座(39)上的微电机(40)是通过蜗杆(41)、蜗轮(42)组成的齿轮系驱动两个眼球转动。
上述可以转动的眼球实施例可以分别安装到图9、图10和图11所示的枢接在一起的上壳体内，在上壳体张开的同时，带动两个眼球转动，形成张开嘴巴并转出“笑眼”的大笑表情：
图18和图19所示的实施例4中，图9所示的上壳体(1)前部有两个眼睛开孔(43)和(44)。图12至图15所示的眼球实施例1的眼球座(28)上部向两边伸出两个连接板，分别连接在上壳体(1)内部伸出的两个螺柱(45)、(46)下，眼球座(28)前部伸出一片连接板(47)，连接在上壳体(1)内部伸出的螺柱(48)下，将眼球座(28)安装在上壳体(1)内，使两个眼球(26)、(27)位于两个眼睛开孔(43)和(44)后面。下壳体(4)上面固定有一块面板(49)，面板(49)上连接有一只拉杆(50)，拉杆(50)顶部伸出一只横向滑竿(51)，滑竿(51)插在摇杆(31)后面的滑槽(32)中。上、下壳体闭合时，两个眼球的圆形瞳孔图样分别露出在两个眼睛开孔(43)和(44)后面，如图(18)所示；电机(14)驱动上壳体(1)张开时，滑竿(51)带动摇杆(28)摇动并带动两个眼球转动，上壳体(1)张开到一定角度，可使两个眼球的弧形瞳孔图样转到前方，如图(19)所示。
图20和图21所示的实施例5中，上下两个壳体(15)和(16)铰接在一起，上壳体(15)前部有两个眼睛开孔(52)和(53)，眼球座(54)如同上述实施例一样固定在上壳体(15)内，下壳体(16)顶部固连有一个面板(55)，面板(55)上连接有一个与铰接部的枢轴同轴心的扇形齿轮(56)，扇形齿轮(56)，上部伸进上壳体(15)内。上、下壳体闭合时，两个眼球的圆形瞳孔图样分别露出在两个眼睛开孔(52)和(53)后面，如图(20)所示；电机(18)通过齿轮系驱动摇杆(20)向上转动，可顶动与眼球座(54)连在一起的挡板(57)并带动上壳体(15)张开，上壳体(15)张开到一定角度，扇形齿轮(56)与眼球座上的传动齿轮(58)相啮合，并通过传动齿轮(58)带动眼球枢轴上的被动齿轮(59)及两个眼球转动，使两个眼球的弧形转到前方，如图(21)所示。
图22和图23所示的是专利号为201320444991.3的可双向旋摆电磁铁(60)，该电磁铁可以驱动枢轴(61)做居中、正向和反向三种定位的转动。
图24所示的底板(62)上设有一对支架(65)、(66)，两个眼球(63)、(64)同轴枢接在支架(65)、(66)中，被动齿轮(67)固连在两个眼球中间，图22和图23所示的电磁铁(60)设在两个眼球(63)、(64)后部，电磁铁的枢轴(61)上套接有一个齿轮(68)，齿轮(68)与被动齿轮(67)相啮合；底板(62)底部固连有一个扇形齿轮(69)。
图25中，图24所示的底板(62)安装在上壳体(70)底部，两个眼球(63)、(64)的一对瞳孔图样从两个眼睛开孔(71)和(72)露出。
图26和图27所示的实施例6中，上壳体(70)是空心半球形的，下壳体(73)是与上壳体直径相同的圆筒，上、下壳体的后部铰接在一起；底板(62)底部固连的扇形齿轮(69)与铰接上、下两个壳体的枢轴同轴心；下壳体(73)内设有一个电机(74)，电机输出轴的齿轮与扇形齿轮(69)相啮合。电机(74)可驱动上壳体(70)转动做出张大嘴的形态；电磁铁(60)可以驱动两个眼球(63)、(64)做居中、正向和反向三种定位的转动，每个眼球球面上可以有三种不同的瞳孔图样，在电磁铁(60)驱动下，三种不同的瞳孔图样可以分别从两个眼睛开孔(71)和(72)露出，配合张、闭嘴的动作，就可以表现多种夸张的表情动作。
该实施例和图9、图10以及图11所示的实施例中，也可以安装图16或图17所示的电机驱动的眼球，用电机驱动眼球转出不同的瞳孔图样。
图28至图31中，眼睛片(77)是球面形的，眼睛片前面有上、下两种瞳孔图样(78)、(79)和(80)、(81)，眼睛片后部连接有一对摇杆(82)和(83)，每个摇杆后端分别有一个轴孔(84)、(85)。
图32和图33中，底板(86)下面伸出有一对轴耳(87)和(88)，每个轴耳内侧分别有一个开槽(91)和(92)，底板(86)下面的后部伸出有一个扇形齿轮(93)。
图34和图35所示的实施例7中，上、下两个空心半球形的壳体(94)和(95)的后部铰接在一起，上壳体(94)前部有两个眼睛开孔；眼睛片(77)一对摇杆的轴孔(84)、(85)分别枢接在底板(86)下面的一对轴耳(87)和(88)上；固连在底板(86)下面的扇形齿轮(93)的轴心与铰接上、下两个壳体的枢轴同轴心；上、下两个壳体(94)和(95)闭合在一起时，眼睛片(77)的底部落在底板(86)上，眼睛片上的一对瞳孔图样(78)(79)从上壳体(94)的两个眼睛开孔中露出；设在下壳体的电机(97)通过齿轮系可驱动扇形齿轮(93)从而驱动上壳体(94)转动，当上壳体(94)转到一定角度时，重心的作用使眼睛片(77)向着上壳体(94)转动的方向转动，睛片(77)的后部被上壳体内的挡杆(98)挡住后，眼睛片上的另一对瞳孔图样(80)、(81)就从两个眼睛开孔中露出。
上述实施例的上壳体也可以只设一个眼睛开孔，眼睛片上只有对应的上、下两个瞳孔图样，做成独眼怪兽的外观。
为了便于描述，上述各实施例中，上、下壳体都是空心半球形的。实际实施中，上、下壳体还可以做其它形状的，这里就不一一赘述了。
图36和图37中，一对眼球(100)和(101)枢接在眼球座(102)两侧，两个眼球中间固连一个同轴的眼球齿轮(103)，两个眼球的球面两侧分别有两种不同的瞳孔图样；眼球座上还枢接有一个比眼球齿轮(103)大，并且与眼球齿轮相啮合的驱动齿轮(104)，驱动齿轮(104)下部两侧对称安有铜制的配重块(105)、(106)。
图38和图39所示的实施例8中，上壳体(108)和下壳体(109)合在一起是卡通动物头部造型的，两个壳体后部铰接在一起，图36和图37所示的眼球座(102)安装在上壳体(108)内，一对眼球(100)和(101)从上壳体的两个眼睛开孔露出，上下壳体合在一起时，在驱动齿轮(104)的作用下，两个眼球的一种瞳孔图样从眼睛开孔露出，如图38所示；设在下壳体(109)内的电机(110)驱动上壳体(108)张开时，重力使驱动齿轮(104)相对眼球座转动，进而带动两个跟球转动，上壳体(108)张开到一定角度后，两个眼球的另一种瞳孔图样便从眼睛开孔露出。
上述各实施例中，电池、喇叭及电路等部分省略未画。利用控制电路，可以在做出张嘴和动眼动作的同时，发出各种录制好的声音，成为形、声兼备的表情卡通机器人。