机器人的眼部结构和机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人的眼部结构和机器人。

背景技术：

仿生机器人是能够模仿生物、从事生物特点工作的机器人，例如，在西方国家，机械宠物十分流行，仿生麻雀机器人可以担任环境监测的任务，再例如，仿人机器人可以为人类提供很多便利服务，因此，仿生机器人越来越得到人们的重视，具有很好的发展前景。

为了使仿生机器人能够模拟生物的特点，仿生机器人的通常设置有具有眨眼功能的眼部结构，现有的仿生机器人的眼部不仅结构复杂，操作困难，易出现故障，而且现有的眼部结构的运动自由度较小，无法逼真地、形象地模拟出生物的各种面部表情，从而导致现有的机器人存在仿生效果差的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种机器人的眼部结构和机器人，以解决现有技术中的机器人的眼部结构的运动自由度小而无法逼真地模拟生物的各种面部表情，造成机器人仿生效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种机器人的眼部结构，包括：支撑板组件；眼球部，眼球部可转动地设置在支撑板组件上，且眼球部沿第一方向往复转动，且沿与第一方向垂直的第二方向往复转动；眼皮部，眼皮部可枢转地与支撑板组件连接，且眼皮部在遮盖眼球部的闭合位置和露出眼球部的打开位置之间运动；眼球部驱动装置和眼皮部驱动装置，其中，眼球部驱动装置驱动眼球部在第一方向和第二方向上转动而实现眼部结构的眼球转动动作；眼皮部驱动装置驱动眼皮部在闭合位置和打开位置之间运动而实现眼部结构的眨眼动作。

进一步地，眼球部和眼皮部均为两个，两个眼球部和两个眼皮部一一对应设置。

进一步地，眼球部具有横向对称平面，第一方向在横向对称平面内，横向对称平面与水平面之间呈夹角设置。

进一步地，眼部结构还包括顺次连接的眼球部支撑板、第一支撑柱和第二支撑柱，其中，眼球部支撑板倾斜设置并与支撑板组件连接，第二支撑柱的第一端与第一支撑柱枢转连接，第二支撑柱的第二端与眼球部铰接。

进一步地，眼球部驱动装置包括第一眼球转动驱动部和第二眼球转动驱动部，其中，第一眼球转动驱动部包括：第一舵机，第一舵机设置在支撑板组件或眼球部支撑板上；第一摇臂，第一摇臂与第一舵机驱动连接，第一摇臂可摆动地设置在第一舵机上；第一连杆，第一连杆的第一端与第一摇臂铰接，第一连杆的第二端与眼球部铰接，第一舵机通过第一摇臂和第一连杆带动眼球部沿第一方向往复转动；第二眼球转动驱动部包括：第二舵机，第二舵机设置在支撑板组件或眼球部支撑板上；第二摇臂，第二摇臂与第二舵机驱动连接，第二摇臂可摆动地设置在第二舵机上；第二连杆，第二连杆的第一端与第二摇臂铰接，第二连杆的第二端与第二支撑柱铰接，第二舵机通过第二摇臂和第二连杆带动眼球部在第二方向往复转动。

进一步地，支撑板组件包括沿竖直方向依次间隔设置并连接的第一基板、第二基板和安装板，其中，第一基板和第二基板之间形成安装空间，第一舵机和第二舵机均设置在安装板上。

进一步地，眼皮部包括上眼皮和下眼皮，上眼皮和下眼皮对称设置在横向对称平面的两侧，眼部结构还包括连接板，连接板为两个，两个连接板分别设置在第一支撑柱的两侧，且连接板的第一端与眼球部支撑板连接，上眼皮和下眼皮与连接板的第二端枢转连接。

进一步地，眼皮部驱动装置包括：第三舵机，第三舵机设置在支撑板组件或眼球部支撑板上；第三摇臂，第三摇臂与第三舵机驱动连接，第三摇臂可摆动地设置在第三舵机上；两个第三连杆，两个第三连杆的第一端均与第三摇臂的铰接，两个第三连杆的第二端分别与上眼皮和下眼皮铰接。

进一步地，第三摇臂上开设有滑移长孔，两个第三连杆的第一端位置可调节地设置在滑移长孔内。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种机器人，包括：机器人本体，机器人本体上设置有上述的眼部结构。

应用本实用新型的技术方案，由于机器人的眼部结构包括支撑板组件、眼球部、眼皮部、眼球部驱动装置和眼皮部驱动装置，其中，眼球部可转动地设置在支撑板组件上，且眼球部沿第一方向往复转动，且沿与第一方向垂直的第二方向往复转动，眼皮部可枢转地与支撑板组件连接，且眼皮部在遮盖眼球部的闭合位置和露出眼球部的打开位置之间运动，眼球部驱动装置驱动眼球部在第一方向和第二方向上转动而实现眼部结构的眼球转动动作；眼皮部驱动装置驱动眼皮部在闭合位置和打开位置之间运动而实现眼部结构的眨眼动作。

这样，眼球部驱动装置能够实现自动控制眼球部子第一方向和第二方向上的往复转动，眼皮部驱动装置便能够实现自动控制眼皮部相对于眼球部运动，使得本申请的眼部结构具有三自由度运动，眼球部和眼皮部的运动配合使得眼部结构的作用能够逼真地模拟生物的各种面部表情，提高了机器人的仿生效果。

此外，由于本申请的眼部结构的运动结构件少，从而保证了眼球部和眼皮部运动的可靠性，使机器人顺利地完成眼球转动以及眨眼等动作，提高了机器人模仿生物的逼真性，而且本申请的机器人避免了人工操作眼部结构运动，降低了机器人操作的复杂性，进一步提高了机器人的自动化程度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种可选实施例的机器人的眼部结构的结构示意图；

图2示出了图1中的眼部结构的眼球部和眼球部驱动装置的连接关系示意图；

图3示出了图1中的眼部结构的眼皮部和眼皮部驱动装置的连接关系示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、支撑板组件；11、第一基板；12、第二基板；13、安装板；20、眼球部；30、眼皮部；31、上眼皮；32、下眼皮；40、眼球部驱动装置；41、第一眼球转动驱动部；411、第一舵机；412、第一摇臂；413、第一连杆；42、第二眼球转动驱动部；421、第二舵机；422、第二摇臂；423、第二连杆；50、眼皮部驱动装置；51、第三舵机；52、第三摇臂；521、滑移长孔；53、第三连杆；60、眼球部支撑板；70、第一支撑柱；80、第二支撑柱；90、连接板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中的机器人的眼部结构的运动自由度小而无法逼真地模拟生物的各种面部表情，造成机器人仿生效果差的问题，本实用新型提供了一种机器人的眼部结构和机器人，其中，机器人包括机器人本体，机器人本体上设置有眼部结构，眼部结构为上述和下述的眼部结构。

如图1至图3所示，机器人的眼部结构包括支撑板组件10、眼球部20、眼皮部30、眼球部驱动装置40和眼皮部驱动装置50，其中，眼球部20可转动地设置在支撑板组件10上，且眼球部20沿第一方向往复转动，且沿与第一方向垂直的第二方向往复转动，眼皮部30可枢转地与支撑板组件10连接，且眼皮部30在遮盖眼球部20的闭合位置和露出眼球部20的打开位置之间运动，眼球部驱动装置40驱动眼球部20在第一方向和第二方向上转动而实现眼部结构的眼球转动动作；眼皮部驱动装置50驱动眼皮部30在闭合位置和打开位置之间运动而实现眼部结构的眨眼动作。

这样，眼球部驱动装置40能够实现自动控制眼球部20子第一方向和第二方向上的往复转动，眼皮部驱动装置50便能够实现自动控制眼皮部30相对于眼球部20运动，使得本申请的眼部结构具有三自由度运动，眼球部20和眼皮部30的运动配合使得眼部结构的作用能够逼真地模拟生物的各种面部表情，提高了机器人的仿生效果。

此外，由于本申请的眼部结构的运动结构件少，从而保证了眼球部20和眼皮部30运动的可靠性，使机器人顺利地完成眼球转动以及眨眼等动作，提高了机器人模仿生物的逼真性，而且本申请的机器人避免了人工操作眼部结构运动，降低了机器人操作的复杂性，进一步提高了机器人的自动化程度。

如图1所示，为了更真实地模仿生物的眼部，眼球部20和眼皮部30均为两个，两个眼球部20和两个眼皮部30一一对应设置。

如图1和图2所示，在为眼球部20一种可选的安装方式，为了使眼球部20能够逼真地模拟处禽类或鸟类等的眼部特征，眼球部20具有横向对称平面，第一方向在横向对称平面内，横向对称平面与水平面之间呈夹角设置。

如图2所示，眼部结构还包括顺次连接的眼球部支撑板60、第一支撑柱70和第二支撑柱80，其中，眼球部支撑板60倾斜设置并与支撑板组件10连接，第二支撑柱80的第一端与第一支撑柱70枢转连接，第二支撑柱80的第二端与眼球部20铰接。这样，第二支撑柱80不仅起到了对眼球部20的支撑作用，而且第二支撑柱80的摆动能够实现眼球部20在第二方向往复转动，同时第二支撑柱80的第二端与眼球部20铰接，还能够实现眼球部20相对于第二支撑柱80的第二端转动而实现眼球部20在第一方向往复转动。

具体地，如图2和图3所示，眼球部驱动装置40包括第一眼球转动驱动部41和第二眼球转动驱动部42，其中，第一眼球转动驱动部41包括第一舵机411、第一摇臂412和第一连杆413，第一舵机411设置在支撑板组件10或眼球部支撑板60上，第一摇臂412与第一舵机411驱动连接，第一摇臂412可摆动地设置在第一舵机411上，第一连杆413的第一端与第一摇臂412铰接，第一连杆413的第二端与眼球部20铰接，第一舵机411通过第一摇臂412和第一连杆413带动眼球部20在第一方向往复转动；第二眼球转动驱动部42包括第二舵机421、第二摇臂422和第二连杆423，第二舵机421设置在支撑板组件10或眼球部支撑板60上，第二摇臂422与第二舵机421驱动连接，第二摇臂422可摆动地设置在第二舵机421上，第二连杆423的第一端与第二摇臂422铰接，第二连杆423的第二端与第二支撑柱80铰接，第二舵机421通过第二摇臂422和第二连杆423带动眼球部20在第二方向往复转动。

如图1所示，支撑板组件10包括沿竖直方向依次间隔设置并连接的第一基板11、第二基板12和安装板13，其中，第一舵机411和第二舵机421均设置在安装板13上。这样，第一基板和第二基板之间形成安装空间，第一基板11和第二基板12作为支撑板组件10的结构框架，便于将各种元件安装在第一基板11或第二基板12上，提高了眼部结构的整体稳定性；同时，第一舵机411和第二舵机421安装板13上设置在安装板上，有效地提高了第一舵机411和第二舵机421的安装稳定性。

如图3所示，眼皮部30包括上眼皮31和下眼皮32，上眼皮31和下眼皮32对称设置在横向对称平面的两侧，眼部结构还包括连接板90，连接板90为两个，两个连接板90分别设置在第一支撑柱70的两侧，且连接板90的第一端与眼球部支撑板60连接，上眼皮31和下眼皮32与连接板90的第二端枢转连接。这样，有效地保证了眼皮部30与支撑板组件10之间的连接稳定性，使眼皮部30可靠地运动，而且上眼皮31和下眼皮32的运动更逼真的模拟出生物的眨眼动作。

可选地，上眼皮31由闭合位置运动到打开位置过程中，上眼皮31的旋转角度大于等于0度且小于等于90度。

同样可选地，下眼皮32由闭合位置运动到打开位置过程中，下眼皮32的旋转角度大于等于0度且小于等于90度。

如图3所示，眼皮部驱动装置50包括第三舵机51、第三摇臂52和两个第三连杆53，第三舵机51设置在支撑板组件10或眼球部支撑板60上，第三摇臂52与第三舵机51驱动连接，第三摇臂52可摆动地设置在第三舵机51上，两个第三连杆53的第一端均与第三摇臂52的铰接，两个第三连杆53的第二端分别与上眼皮31和下眼皮32铰接。这样，实现了上眼皮31和下眼皮32的同步运动，提高了眼部结构模拟生物眼部动作特征的真实性。

可选地，如图3所示，第三摇臂52上开设有滑移长孔521，两个第三连杆53的第一端位置可调节地设置在滑移长孔521内。这样，便于对两个第三连杆53的第一端的相对位置进行调节，从而调整上眼皮31和下眼皮32的旋转角度。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。