一种头部结构及机器人的制作方法

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种头部结构及机器人。

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，仿人机器人可以为人类提供很多便利工作，代替人类从事各种工作，并且在很多方面可以拓展人类的能力，在服务、医疗、教育以及娱乐等多个领域得到广泛应用。因此，仿人机器人越来越得到人们的重视，具有较好的发展前景。

为了使仿人机器人比较逼真地模拟人的特点，仿人机器人通常具有能够模拟人的头部的头部结构，该头部结构既能够模拟人的面部表情，同时也能够模拟人的思想。现有的头部结构和面部结构为一个整体的壳体，通过在其上开设开口，放置相关的元器件，但是整体看起来比较笨重，不太美观。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种头部结构，旨在解决现有的机器人中的头部结构外形不美观的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种头部结构，包括：

壳体组件，内部设有中空结构；

面部结构，设于所述壳体组件内；

脑部结构，设于所述壳体组件内，与所述面部结构对接；以及

密封圈，设置于所述面部结构与所述脑部结构之间；

所述面部结构通过所述密封圈与所述壳体组件可拆卸连接，所述密封圈为由透明材料制成的透明件。

进一步地，所述壳体组件包括相互对接的：

前壳，靠近所述面部结构的一侧设置；以及

后壳，靠近所述脑部结构的一侧设置，与所述前壳可拆卸连接；

所述密封圈设置于所述前壳与所述后壳之间，所述密封圈与所述前壳可拆卸连接。

进一步地，所述头部结构还包括：

耳部结构，插设于所述壳体组件相对的两侧。

进一步地，所述耳部结构包括：

圆板；以及

第一卡扣，自所述圆板的底部朝向壳体组件延伸；

所述壳体组件上设有与所述第一卡扣配合的第一卡槽。

进一步地，所述脑部结构包括：

后盖；以及

电路组件，设置于后盖上，与所述后盖可拆卸连接；

所述后盖通过所述电路组件与面部结构连接，所述电路组件与所述面部结构可拆卸连接。

进一步地，所述面部结构包括：

前盖，所述前盖分别与所述密封圈和所述电路组件可拆卸连接；以及

面板，盖设于所述前盖上，所述前盖与所述面板可拆卸连接。

进一步地，所述前盖面向所述面板的一侧开设有第二卡槽，所述面板朝向所述前盖的方向延伸有与所述第二卡槽配合的第二卡扣；或者所述前盖面向所述面板的方向延伸有第二卡扣，所述前盖面向所述面板的一侧开设有与所述卡扣配合的第二卡槽。

进一步地，所述前盖避开所述第二卡槽的位置还设有安装槽，所述面板朝向所述前盖的方向延伸有与所述安装槽连接的固定件。

进一步地，所述第二卡扣包括：

第二连接部，与所述面板连接；

第二弯折部，自所述第二连接部的端部向外延伸；

所述第二卡槽与所述安装槽设置于所述前盖相对的两侧，所述第二卡槽的宽度大于或者等于第二弯折部的宽度，所述安装槽的宽度大于所述固定件的宽度，所述前盖的侧面对应所述安装槽的位置开设有第五过孔，所述固定件上开设有与所述第五过孔相配合的第六过孔。

本发明还提供了一种机器人，包括：

躯体结构；手臂结构，所述手臂结构与所述躯体结构连接；以及

头部结构，所述头部结构与所述躯体结构连接，所述头部结构为上述所述的头部结构。

本发明提供的头部结构的有益效果在于：与现有技术相比，密封圈设置于面部结构和脑部结构之间，面部结构通过密封圈与壳体组件可拆卸连接，由于上述密封圈是由透明材料制成的透明件，从视觉上看整个面部结构悬浮于壳体组件内，或者整个脑部结构悬浮于壳体组件内，造型独特美观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的头部结构的侧视图；

图2是本发明实施例提供的头部结构的分解结构示意图；

图3是图2中a部分的放大结构示意图；

图4是图2中b部分的放大结构示意图；

图5是本发明实施例提供的壳体组件和耳部结构的分解结构示意图一；

图6是本发明实施例提供的壳体组件和耳部结构的分解结构示意图二；

图7是本发明实施例提供的脑部结构的分解结构示意图；

图8是本发明实施例提供的脑部结构和面部结构的分解结构示意图；

图9是本发明实施例提供的面部结构的分解结构示意图；

图10是图9中c部分的放大结构示意图；

图11是图9中d部分的放大结构示意图；

图12是图9中e部分的放大结构示意图；

图13是图9中f部分的放大结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-壳体组件；10-第一卡槽；11-前壳；111-第一连接柱；112-第三连接柱；12-后壳；121-第二连接柱；122-第一插接件；

2-面部结构；21-前盖；211-插柱；212-第五连接柱；213-第二卡槽；214-安装槽；215-第五过孔；22-面板；221-第二卡扣；2211-第二连接部；2212-第二弯折部；222-固定件；2221-第六过孔；23-复位弹簧；24-显示屏；25-透明壳；26-按键；27-触摸屏；

3-脑部结构；31-后盖；311-第四连接柱；312-第二插接件；313-第三扬声器孔；32-电路组件；321-第二过孔；322-第四过孔；

4-密封圈；41-第一过孔；42-第三过孔；

5-耳部结构；51-圆板；52-第一卡扣；521-第一连接部；522-第一弯折部；

6-连接件；60-第一扬声器孔；7-挡片；70-第二扬声器孔；8-支撑件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1、图2以及图5，本发明实施例提供的头部结构，其包括内中空的壳体组件1，设于壳体组件1内的面部结构2，设于壳体组件1内的脑部结构3以及设置于面部结构2和脑部结构3之间的密封圈4。其中，面部结构2内部中空用于放置能够模拟人表情的电子元器件，脑部结构3内部中空用于放置能够模拟人类思维的电子元器件，该脑部结构3能够按照预定的程序或者后期的学习程序模拟人类思维，面部结构2与脑部结构3对接，面部结构2通过密封圈4与壳体组件1可拆卸连接，从而将面部结构2和脑部结构3连接在壳体组件1上，密封圈4为由透明材料制成的透明件。

本发明实施例中的头部结构，密封圈4设置于面部结构2和脑部结构3之间，面部结构2通过密封圈4与壳体组件1可拆卸连接，由于上述密封圈4是由透明材料制成的透明件，从视觉上看整个面部结构2悬浮于壳体组件1内，或者整个脑部结构3悬浮于壳体组件1内，造型独特美观。

在具体应用中，上述的透明材料包括由pmma(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、pc(polycarbonate，聚碳酸酯)或者pet(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸类)等塑料材质，或者由硅酸盐类非金属材料制成的玻璃材质等。

在一个实施例中，进一步结合图5及图6，壳体组件1包括相互对接的前壳11与后壳12，前壳11靠近面部结构2的一侧设置，后壳12靠近脑部结构3的一侧设置，前壳11与后壳12可拆卸连接。前壳11与后壳12均为两端开口的类圆环状壳体结构，前壳11与后壳12的四周圆滑过渡，形状较为美观，开口端相对设置，便于两者连接。密封圈4位于前壳11与后壳12之间，且与前壳11可拆卸连接。即密封圈4的靠近内圈的部位与面部结构2连接，密封圈4靠近外圈的部位与前壳11连接。

在本实施例中，前壳11朝向后壳12延伸设有多个第一连接柱111，后壳12上设有与第一连接柱111相适配的第二连接柱121，通过螺钉等紧固件依次穿过第二连接柱121和第一连接柱111使得前壳11和后壳12连接，这样的话使得机器人的头部只能在后壳12上看到螺纹孔，外观更加简洁美观，而通过螺钉紧固前壳11和后壳12之后，他们之间的密封圈4随之被压紧，填充了空隙，避免灰尘进入前壳11与后壳12之间的空隙。密封圈4上开设有第一过孔41，前壳11上设有与第一过孔41相适配的第三连接柱112，通过螺钉依次穿过第一过孔41和第三连接柱112，同样避免了在前壳11上开孔，影响美观。且进一步将密封圈4固定，避免密封圈4脱落。

除了上述实施例所述的连接方式，前壳11与后壳12、前壳11与密封圈4之间也可通过螺纹连接或者扣合的方式实现前壳11与后壳12、前壳11与密封圈4之间的可拆卸连接。在另一个具体实施例中，在前壳11的边缘以及后壳12的边缘设置可以匹配的螺纹，通过螺旋旋紧的方式相连接；将第三连接柱112上设外螺纹，第一过孔41上设置与外螺纹配合的内螺纹，通过螺纹旋紧的方式相连接。当然，也可以将上述第一连接柱111和第二连接柱121设计成两个扣合的扣合件，前壳11与后壳12之间通过卡扣连接；同时将第三连接柱112设计成扣合件，将第一过孔41设计成与扣合件配合的扣合槽。

在一个实施例中，请参阅图2至图4，在壳体组件1的两侧还插设有耳部结构5，该耳部结构5用于模拟人的耳朵，较好地达到仿人的效果。该耳部结构5包括圆板51以及自圆板51的边缘朝向壳体组件1的方向延伸的第一卡扣52，第一卡扣52的数量为多个，多个第一卡扣52沿圆板51的圆周方向设置，壳体组件1上开设有与第一卡扣52配合的第一卡槽10。具体地，第一卡扣52包括与圆板51连接的第一连接部521以及自第一连接部521的端部向外弯折延伸的第一弯折部522，第一卡槽10的大小大于或者等于第一弯折部522的大小，便于第一弯折部522插入之后在第一卡槽10内滑动，从而使得第一卡扣52与第一卡槽10扣合。

在一个实施例中，进一步结合图7，脑部结构3包括后盖31以及设置于后盖31上的电路组件32，该电路组件32与后盖31可以通过螺纹、螺钉或者卡扣的方式形成可拆卸连接；后盖31通过电路组件32与面部结构2连接，该电路组件32与面部结构2可拆卸连接。

在本实施例中，进一步结合图8，后盖31朝向电路组件32延伸有第四连接柱311，电路组件32上开设有与第四连接柱311相适配的第二过孔321，通过螺钉等紧固件依次穿过第四连接柱311与第二过孔321以使后盖31与电路组件32可拆卸连接。当然在其他实施例中，后盖31与电路组件32通过螺纹或者卡扣连接。

在一个实施例中，请参阅图5至图7，后壳12与后盖31插接，后壳12内朝向后盖31的方向延伸有第一插接件122，后盖31的边缘延伸有与第一插接件122插接的第二插接件312，第一插接件122和第二插接件312连接。

在一个实施例中，请参阅图1、图2及图7，在后壳12与后盖31之间连接有连接件6，该连接件6弯折，连接件6的一端与后壳12可拆卸连接，连接件6的另一端与后盖31可拆卸连接，连接件6与后盖31之间设有挡片7，连接件6、挡片7以及后盖31上分别对应设有第一扬声器孔60、第二扬声器孔70以及第三扬声器孔313，后盖31内对应第三扬声器孔313的设有扬声器，第一扬声器孔60、第二扬声器孔70、第三扬声器孔313的作用是防止后盖31对内部组件传播声音造成阻碍，同时也有过滤灰尘的作用，避免灰尘进入后盖31内。

在一个实施例中，后盖31与后壳12之间搭接有支撑件8，该支撑件8的弯曲程度与连接件6的弯曲程度一致，该支撑件8主要用于支撑连接件6，提高连接件6弯折处的强度。

其中，进一步结合图8，面部结构2包括前盖21以及盖设于前盖21上的面板22，前盖21与面板22可拆卸连接，前盖21分别与密封圈4和电路组件32可拆卸连接。在本实施例中，前盖21上设有插柱211，密封圈4上设有与插柱211插接的第三过孔42。前盖21朝向电路组件32延伸有第五连接柱212，电路组件32上设有与第五连接柱212相适配的第四过孔322，通过螺钉等紧固件依次穿过第四过孔322和第五连接柱212从而将电路组件32与前盖21连接。当然，在其他实施例中，前盖21与密封圈4、前盖21与电路组件32可以通过螺纹连接或者扣合等方式形成可拆卸连接。

其中，进一步结合图9，前盖21与面板22扣合，前盖21面向面板22的一侧开设有第二卡槽213，面板22朝向前盖21的方向延伸有与第二卡槽213配合的第二卡扣221；或者前盖21面向面板22的方向延伸有第二卡扣221，前盖21面向面板22的一侧开设有与第二卡扣221配合的第二卡槽213。面板22和前盖21通过第二卡扣221和第二卡槽213的配合实现扣合，工作人员在拆装的过程中不需要借助工具即可实现快速的拆装。从而便于对内部的元器件进行维修或者更换不同的面板22以适应不同的应用场景；此外第二卡扣221和第二卡槽213均位于面板22和前盖21的内部，避免了使用裸露的螺钉等紧固件，有利于提高整体的美观性。

在一个实施例中，请参阅图9至图11，第二卡槽213的形状为平行四边形，每两个相对的侧边平行且倾斜设置，第二卡扣221由板状件弯折而成，呈钩状，其包括与面板22连接的第二连接部2211以及自第二连接部2211的端部向外弯折延伸的第二弯折部2212，该第二弯折部2212的形状为平行四边形，第二弯折部2212的每两个相对的侧边平行且倾斜设置，便于与第二卡槽213配合时具有导向的作用，从而迅速定位，避免在扣合时发生错位。优选地，第二卡扣221中每两个相邻的侧边之间圆滑过渡，相对应地，第二卡槽213中每两个相邻的侧边之间也圆滑过渡，避免在扣合过程中第二卡扣221刮花前盖21，影响美观。

在一个实施例中，第二卡扣221作为面板22的一部分，设置于面板22内，即该第二卡扣221与面板22为一体成型结构。优选地，第二卡扣221与面板22为材料相同的一体成型结构，便于加工成型，节省加工工艺流程。

当然，在其他实施例中，第二卡扣221与面板22为两个独立的部件，只要两者连接在一起即可，例如通过粘黏剂等将两者连接在一起，或者通过紧固件将两者连接在一起。

在一个实施例中，具体结合图9，第二卡槽213的数量为多个，第二卡扣221的数量与第二卡槽213的数量相同且位置相对。在具体应用中，第二卡槽213的数量为两个或者多个，相对应地，第二卡扣221的数量也为两个或者多个。多个第二卡槽213和第二卡扣221的配合便于前盖21和面板22稳定地连接在一起。

在本实施例中，多个第二卡槽213均位于前盖21的同一侧，位于前盖21其他侧边可通过紧固件进行固定。具体地，请结合图9、图12及图13，前盖21避开第二卡槽213的位置还设有安装槽214，面板22朝向前盖21的方向延伸有固定件222，该固定件222插入安装槽214内，再通过螺钉等紧固件依次穿过前盖21和固定件222从而将前盖21和面板22连接在一起。

当然，在其他实施例中，多个第二卡槽213可以分布于前盖21的不同侧，这样可以省去螺钉等紧固件进行固定。

在一个实施例中，第二卡槽213与安装槽214设置于前盖21的相对的两侧，第二卡槽213的宽度大于或者等于第二弯折部2212的宽度，安装槽214的宽度大于固定件222的宽度。其中，安装槽214设置于前盖21上，且与第二卡槽213的相对设置，在前盖21的侧面对应安装槽214的位置开设有第五过孔215，固定件222上开设有与第五过孔215对应的第六过孔2221，通过螺钉等紧固件依次穿过第五过孔215和第六过孔2221即可将前盖21和面板22固定。通过设置相互配合的安装槽214和固定件222，便于前盖21和面板22扣合之后紧密的连接在一起，避免因晃动导致前盖21和面板22脱离扣合。并且第五过孔215设置于前盖21的侧面，不会影响到该机器人面部的美观性。

在具体应用中，安装槽214的数量为两个或者多个，相对应地，固定件222的数量为两个或者多个。具体装配过程如下：首先将第二卡扣221和固定件222分别插入对应的第二卡槽213和安装槽214内，由于安装槽214的宽度大于固定件222的宽度，第二卡槽213的宽度大于或者等于第二弯折部2212的宽度，因此，固定件222可以在安装槽214内移动，进而面板22可以沿宽度方向移动，将面板22朝向第二卡槽213的方向移动时，使得第二弯折部2212与前盖21的边缘抵接，随后通过螺钉等紧固件依次穿过第五过孔215和第六过孔2221即可将前盖21与面板22固定。当拆卸面板22时，首先将使用工具将螺钉等紧固件取下，并将面板22朝向安装槽214的方向移动，从而使得第二弯折部2212脱离前盖21的边缘的配合，直至完全脱离，即可将面板22取出。

在一个实施例中，请结合图9，该面部结构2还包括至少一个复位弹簧23，该复位弹簧23抵接在面板22和前盖21之间。其中，该复位弹簧23与面板22靠近前盖21的一面连接，其远离面板22的一端与前盖21抵接。在装配过程中，位于面板22上的复位弹簧23在前盖21的挤压作用下逐渐收缩，直至面板22和前盖21完全扣合在一起；在拆卸过程中，当第二卡扣221逐渐脱离第二卡槽213的扣合时，复位弹簧23由于脱离前盖21的抵接作用而逐渐回弹，直至恢复成原状，从而将面板22弹开，进一步便于快速拆装前盖21和面板22。

当然，在其他实施例中，该复位弹簧23的一端可以与前盖21连接，其另一端与面板22抵接。只要复位弹簧23的一端固定即可。

该面部结构2还包括位于容纳空间内的显示屏24，以及盖设于面板22上的透明壳25；面板22设开设有供显示屏24显示的开口，避免面板22遮挡显示屏24，透明壳25用于保护面板22。为了便于用户观察显示屏24的显示内容，透明壳25由透明材料制成，该透明材料包括如pmma(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)或者pet(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸类)等塑料材质。

为了便于对显示屏24进行操作，在一个实施例中，前盖21上还设有按键26，该按键26与显示屏24电连接，该按键26穿设于透明壳25外，便于人手操作。

在一个实施例中，为了对位于容纳空间内的显示屏24进行保护，且不影响显示屏24的显示效果，上述的面部结构2还包括位于显示屏24和面板22之间的触摸屏27，该触摸屏27与显示屏24电连接，通过触摸触摸屏27以使得显示屏24工作。

本发明实施例还提供了一种机器人，包括躯体结构、与躯体结构连接的手臂结构以及与手臂结构连接的头部结构，该头部结构与手臂结构远离躯体结构的一端连接，头部结构为上述实施例所述的头部结构。

本实施例提供的机器人，通过采用上述实施例所述的头部结构，密封圈4设置于面部结构2和脑部结构3之间，面部结构2通过密封圈4与壳体组件1可拆卸连接，由于上述密封圈4是由透明材料制成的透明件，从视觉上看整个面部结构2悬浮于壳体组件1内，或者整个脑部结构3悬浮于壳体组件1内，造型独特美观。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。