专利名称：球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人视觉技术和仿生技术，尤其是涉及一种球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛。
背景技术：
人类感知客观世界有90％以上的信息是通过眼睛。对机器人来说，“眼睛”也是一种重要的感知设备。机器人技术集众多高科技于一身，其应用不仅从制造领域走向非制造领域，而且正以惊人的速度不断向军事、防暴、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。而其重要机能之一的视觉功能—机器人眼的研制，尽管获得了很大进展，但仍然相对滞后于其它功能，例如行走、手臂手指的动作等领域。这也是导致至今为止机器人无法进入家庭的主要原因之一。在机器人共性技术的研究中，仿生技术日益收到关注。人眼具有许多特殊的自然功能，如两眼只能注视和跟踪同一目标，能补偿因头部运动引起的视线偏离，能快速切换视线注视的目标，能使视线平滑地跟踪目标，能跟踪高速运动的物体等。这些功能是由眼球运动中不同的运动形式实现的。当今的机器人迫切需要具备人眼诸多特殊功能的仿生机器人眼。有了这样的机器人眼，机器人视觉技术乃至机器人产业将发生一个大的飞跃，对现有的许多产业也将产生深远的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是球形仿生眼球置于具有球形框架的基体中，且球形仿生眼球能在基体中自由转动；球形仿生眼球中固定有能随球形仿生眼球一起转动的CCD摄像头，CCD摄像头的模拟人类眼睛视神经的数据线通过数据线通道联接到信号处理部分；六条人工气动肌肉一端分别穿过具有通道的基体与球形仿生眼球连接，另一端分别与气源联接，其中四条人工气动肌肉按同一圆周四等分与球形仿生眼球连接，这四条人工气动肌肉分别模拟人类眼睛的上直肌、内直肌、下直肌和外直肌；另外两条人工气动肌肉分别位于前面四条人工气动肌肉后侧球形仿生眼球的上下部，模拟人类眼睛的上斜肌与下斜肌；这六条人工气动肌肉完全模拟了人类眼睛的肌肉驱动结构。
所述的带CCD摄像头的的球形仿生眼球为球凸型，安装眼球处的基体为球凹型，两者相吻合形成球形转动副。所述的气动人工肌肉为多层互相通的橡胶。
本发明具有的有益效果是该仿生眼睛用一装有CCD摄像头的球体模拟人类眼球，眼球置于基体框架中，并用六条气动人工肌肉连接，模拟人类的眼睛结构，使仿生眼睛能像人类的眼睛一样灵活转动。
图1是本发明的正视图；图2是本发明的左视图；图3是本发明的后视图；图4是本发明去掉基体后的示意图。
图中1、球形仿生眼球，2、基体，3、CCD摄像头，4、5、6、7、8、9、人工气动肌肉，10、数据线通道。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的球形仿生眼球1置于具有球形框架的基体2中，且球形仿生眼球1能在基体2中自由转动；球形仿生眼球1中固定有能随球形仿生眼球1一起转动的CCD摄像头3，CCD摄像头3的模拟人类眼睛视神经的数据线通过数据线通道10联接到信号处理部分；六条人工气动肌肉4、5、6、7、8、9一端分别穿过具有通道的基体2与球形仿生眼球1连接，另一端分别与气源联接，其中四条人工气动肌肉4、5、6、7按同一圆周四等分与球形仿生眼球1连接，这四条人工气动肌肉4、5、6、7分别模拟人类眼睛的上直肌、内直肌、下直肌和外直肌；另外两条人工气动肌肉8、9分别位于前面四条人工气动肌肉4、5、6、7后侧球形仿生眼球1的上下部，模拟人类眼睛的上斜肌与下斜肌；这六条人工气动肌肉4、5、6、7、8、9完全模拟了人类眼睛的肌肉驱动结构。
所述的带CCD摄像头3的的球形仿生眼球1为球凸型，安装眼球处的基体2为球凹型，两者相吻合形成球形转动副。
所述的气动人工肌肉为多层互相通的橡胶。人工气动肌肉通过气压变化产生位移驱动眼球运动。人工气动肌肉的形状随安装孔变化，具有任意形状，安装孔可起导向和改变出力和运动方向功能。仿生眼睛通过CCD摄像头具有视觉反馈功能，因此仿生眼睛可根据需要实现灵活转动，具体转动方式犹如人类眼球的转动方式。在此发明中，六条人工气动肌肉4、5、6、7、8、9分别模拟人类眼睛的上直肌、内直肌、下直肌、外直肌、上斜肌与下斜肌，这六条人工气动肌肉对放生眼球的作用犹如人类眼睛六条肌肉的作用，具体为上直肌使眼球向上向内转动，内直肌使眼球向内转动，下直肌使眼球向下向内转动，外直肌使眼球向外转动，上斜肌使眼球向下向外转动，下斜肌使眼球向上向外转动。所以在此发明中，六条人工气动肌肉使仿生眼球转动的方式完全模拟人类眼睛六条肌肉对眼球转动的作用。
上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛，其特征在于球形仿生眼球(1)置于具有球形框架的基体(2)中，且球形仿生眼球(1)能在基体(2)中自由转动；球形仿生眼球(1)中固定有能随球形仿生眼球(1)一起转动的CCD摄像头(3)，CCD摄像头(3)的模拟人类眼睛视神经的数据线通过数据线通道(10)联接到信号处理部分；六条人工气动肌肉(4、5、6、7、8、9)一端分别穿过具有通道的基体(2)与球形仿生眼球(1)连接，另一端分别与气源联接，其中四条人工气动肌肉(4、5、6、7)按同一圆周四等分与球形仿生眼球(1)连接，这四条人工气动肌肉(4、5、6、7)分别模拟人类眼睛的上直肌、内直肌、下直肌和外直肌；另外两条人工气动肌肉(8、9)分别位于前面四条人工气动肌肉(4、5、6、7)后侧球形仿生眼球(1)的上下部，模拟人类眼睛的上斜肌与下斜肌；这六条人工气动肌肉(4、5、6、7、8、9)完全模拟了人类眼睛的肌肉驱动结构。
2.根据权利要求1所述的一种球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛，其特征在于所述的带CCD摄像头(3)的的球形仿生眼球(1)为球凸型，安装眼球处的基体(2)为球凹型，两者相吻合形成球形转动副。
3.根据权利要求1所述的一种球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛，其特征在于所述的气动人工肌肉为多层互相通的橡胶。
全文摘要
本发明公开了一种球支撑多孔道气动人工肌肉并联驱动仿生眼睛。球形仿生眼球置于基体中能自由转动，球形仿生眼球中固定有能随球形仿生眼球一起转动的CCD摄像头，CCD摄像头的数据线通过数据线联接到信号处理部分；六条人工气动肌肉一端分别穿过具有通道的基体与球形仿生眼球连接，四条按同一圆周四等分与球形仿生眼球连接，分别模拟人类眼睛的上直肌、内直肌、下直肌和外直肌；另外两条分别位于前面四条人工气动肌肉后侧球形仿生眼球的上下部，模拟人类眼睛的上斜肌与下斜肌，这六条人工气动肌肉完全模拟了人类眼睛的肌肉驱动结构，使仿生眼睛能像人类的眼睛一样灵活转动。
文档编号A63H3/40GK101015744SQ20071006752
公开日2007年8月15日 申请日期2007年3月5日 优先权日2007年3月5日
发明者王宣银, 向桂山, 富晓杰 申请人:浙江大学