一种活动式硅胶机器人头部的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种活动式硅胶机器人头部。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，随着技术的进步，大量的智能机器人被设计和制造出来并运用于社会的生产和生活中，以提高社会生产力和提升人们的生活品质。

生产类机器人多用于工厂的生产制造和物料运输等，如常见的智能机械臂、AGV机器人等；家庭服务类的机器人主要用于清洁卫生和人机互动等，如常见的扫地机器人、早教机器人、管家机器人等；现有技术的家庭服务类机器人，在头部设置有传感器和摄像头，可以跟踪人体，随着人体移动，通过图像和语音输入输出设备识别人的指令，然后执行人的指令。

由于人的身高差异较大，而现有的机器人其头部与主体固定连接，由于不存在如人类一样的颈部活动结构，传统的机器人头部不能进行抬头或者低头动作，或者只能进行转动头部动作，且多数头部与身体是分割体，在执行跟随动作时，不能准确识别跟随对象，且头部动作僵硬，不能充分发挥机器人与人类交流的功能。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种活动式硅胶机器人头部，以解决现有的机器人其头部与主体固定连接，由于没有像人类一样的颈部活动结构，传统的机器人头部不能进行抬头或者低头动作，在执行跟随动作时，不能准确识别并跟踪对象，且头部动作僵硬，不能充分发挥机器人与人类交流的功能的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种活动式硅胶机器人头部，包括：头部壳体、身体壳体、连接头部壳体与身体壳体的颈部、置于身体壳体内的身体支架、设于头部壳体内的头部执行元件；所述颈部的外表设硅胶层；所述硅胶层粘接在头部壳体和身体壳体上；所述头部壳体和身体壳体的内表面粘连有气囊层；所述颈部内设头部活动机构；所述头部执行元件下端支撑在头部活动机构上，头部活动机构支撑在身体支架上；所述头部活动机构带动头部执行元件转动和摆动。

进一步地，所述硅胶层在沿竖直方向呈褶皱状。

进一步地，所述头部活动机构包括：连接在头部执行元件下部的固定块、连接在固定块下部的液压连杆、转动盘、与转动盘轴承连接的固定轴承、与转动盘驱动连接的电机。

进一步地，所述液压连杆由连杆和液压杆组成；所述连杆上端与固定块固接，下端固定在所述转动盘上；所述液压杆上端连接所述连杆，下端固定在所述转动盘上；所述液压杆下部设液压电机。

进一步地，所述连杆与固定块之间还连接有弹簧。

进一步地，所述身体支架下部固定有控制器；所述头部执行元件和头部活动机构均电连接于所述控制器。

进一步地，所述气囊层连通有充气管；所述充气管下端连接气压控制器。

进一步地，所述气压控制器电连接于所述控制器上。

进一步地，所述头部壳体和身体壳体的材质均为硅胶。

进一步地，所述头部执行元件包括图像和语音输送部件。

本实用新型的有益效果是：通过采用活动式硅胶机器人头部的设置，设置有连接头部壳体和身体壳体的硅胶颈部，且外表设硅胶层，实现该机器人在转头或点头时轻松自如，且通过在头部壳体和身体壳体的内表面粘连有气囊层保护头部壳体和身体壳体内的其他部件，提高了机器人头部活动的安全性；通过在所述颈部内设头部活动机构带动头部执行元件转动和摆动，实现该活动式硅胶机器人头部的点头和转动，实现机器人准确识别信号并完成与人类的交流。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种活动式硅胶机器人头部的外部侧视图；

图2是图1沿A-A线的剖视图。

附图标记：1-头部壳体、2-身体壳体，3-颈部，4-身体支架，5-头部执行元件，6-硅胶层，7-气囊层，8-头部活动机构，81-固定块，82-液压连杆，83-转动盘，84-固定轴承，83-转动盘，85-电机，822-液压杆，821-连杆，823-液压电机，41控制器，51-图像部，52-语音部，72-气压控制器，71-充气管，811-弹簧。

具体实施方式

在下面结合附图对本实用新型提供的一种活动式硅胶机器人头部的实施例进行详细描述。

此处需要说明的是，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、下”、内”、“外”位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，“一端”、“另一端”、“第一”、“第二”仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或零件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图2所示，本实用新型提供的活动式硅胶机器人头部，包括：头部壳体1、身体壳体2、连接头部壳体1与身体壳体2的颈部3、置于身体壳体1内的身体支架4、设于头部壳体2内的头部执行元件5；所述颈部3的外表设硅胶层6；所述硅胶层6粘接在头部壳体1和身体壳体2上；所述头部壳体1和身体壳体2的内表面粘连有气囊层7；所述颈部3内设头部活动机构8；所述头部执行元件5下端支撑在头部活动机构8上，头部活动机构8支撑在身体支架上；所述头部活动机构8带动头部执行元件5转动和摆动。

通过在机器人的头部壳体1和身体壳体2设置颈部，如上述描述，连接头部壳体1与身体壳体2的颈部3，且颈部3的外部表设硅胶层6，硅胶是质地比塑料更软且具有弹性的物质，因此，通过硅胶外层的颈部3把头部壳体1和身体壳体2连接起来，达到使机器人头部相对于身体摆动时不会因头部壳体1与身体壳体2之间相对扭动和摆动损坏到壳体本身，同时，颈部3的表层为一段硅胶层，使头部壳体1相对于身体壳体2摆动时不受头部壳体1身体壳体2的位置限制，从而使机器人的头部相对于身体动作时不受限制和影响，以便更好的实现机器人的摆头和点头动作。

此处需要说明的是，所述硅胶层6上端粘接在头部壳体1上，下端粘接在身体壳体2上，所述粘接可以是通过热塑工艺粘接，也可以是通过胶体粘接，没有特别限制。

通过在气囊层7内冲入气体，达到使所述头部壳体1的内表面还有一层保护层的目的，当头部壳体1内部的头部执行元件5运动时，会触碰到头机部壳体1，通过气囊层7的内部缓冲作用，缓冲了头部执行元件5在运动时与头部壳体的碰撞，一方面保护了头部元件5，另一方面也使头部件5转动或摆动时带动头部壳体1摆动时缓慢而自然。

如图2所示，所述头部活动机构8包括：连接在头部执行元件5下部的固定块81、连接在固定块81下部的液压连杆82、转动盘83、与转动盘83轴承连接的固定轴承84、与转动盘83驱动连接的电机85。固定块81起到支撑和固定头部执行元件5的目的，通过在固定块81下部连接液压连杆82，液压连杆82，且液压连杆82是由连杆821和液压杆822组成，通过液压杆822的伸缩带动连杆821上下运动，从而使与所述液压连杆82上部连接的固定块81向右倾斜，从而带动机器人头部摆动实现点头的动作。

并且，转动盘83通过固定轴承81与固定在所述身体支撑架4上的电机85驱动连接，当电机85启动时，驱动转动盘83转动，通过转动盘83转动，带动了固定在转动盘83上的液压连杆转动，从而带动执行元件5的转动，从而实现机器人头部的转动，当机器人头部转动到相对于机器人身体侧部时，可以实现上述点头的动作，从而实现该机器人头部向不同方位的点头动作，此处需要说明的是，当机器人头部转动到身体侧部后还需要转动到另一边侧部时，需要恢复至未转动状态再次扭转至另一侧部而实现头部转动。

优选的，所述硅胶层6在沿竖直方向呈褶皱状，使机器人颈部3在竖直方向上的长度增长，避免了机器人头部在转动时带动颈部3的扭动而要克服硅胶层6拉扯的力，保证了机器人头部转动时的灵活性。

优选的，所述连杆821上端与固定块81固接，下端固定在所述转动盘83上；所述液压杆822上端连接所述连杆821，下端固定在所述转动盘83上；所述液压杆822下部设液压电机823，通过连杆821与固定块固接实现连杆821运动时能够拉动或推动固定块81倾斜，而不是使固定块81连同执行元件5上下移动，从而保证了机器人头部点头动作的准确实现。

优选的，所述连杆831与固定块81之间还连接有弹簧811，当连杆831作用使固定块81倾斜时，弹簧811因被拉动而具有拉动固定块81的轻微拉力，从而保证了固定块81倾斜后的顺利回正，增加了该机器人头部的动作稳定性。

优选的，所述身体支架4下部固定有控制器41；所述头部执行元件5和头部活动机构8均电连接于所述控制器41，所述控制器为机器人普遍使用的小型控制器，没有特别的限制，并且执行元件5和头部活动机构8采用电连接于所述控制器，通过控制器采集执行元件5和头部活动机构8的电信号后调控执行元件5和头部活动机构8的动作。

优选的，所述气囊层7连通有充气管71；所述充气管71下端连接气压控制器72，所述气压控制器72的型号为MIKIHOUSE型的气压控制器，通过气压控制器给气囊层7内充气并稳定内部气压，避免爆破的情况出现，保证了机器人使用的安全性能。

优选的，所述气压控制器72电连接于所述控制器41上，所述气压控制器72通过检测并控制气囊层7内的气压，并且把气压值通过电信号传输至控制器41内，从而实现控制器监控机器人实时的情况。

优选的，所述头部壳体1和身体壳体2的材质均为硅胶，通过采用硅胶材质的头部壳体1和身体壳体2使机器人的外部具有保护作用，减小机器人因意外被摔打或掉落时对内部的部件的损伤。

优选的，所述头部执行元件5包括图像部51和语音部52，此处需要说明的是，所述图像部51即为图像接收和输出的设备，可以是摄像头和视频播放器，通过采集外部的图像信息通过电信号传输给控制器，从而实现机器人的图片识别功能，所述语音部52为声音接收和输出设备，可以是录音器和播音器，通过采集外部的声音信息通过电信号传输给控制器，实现机器人的语音识别功能，并且通过控制器的电信号指令执行输出功能，此处需要说明的是该图片识别功能和语音识别功能为普遍机器人所用的控制器能实现的功能。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。