专利名称：脸部表情控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制装置，且特别是涉及一种脸部表情控制装置。
背景技术：
具有真人外型与触感的仿真机械头颅的技术，最早是由日本东京理科大学的Hara与Kobayashi所提出，他们使用气压式致动器来控制以硅橡胶制作而成的人工脸皮，此脸皮具备柔软度以及弹性，并可通过拉动脸皮后方的19个控制点，来变化出六种基本表情(惊讶、惊恐、悲伤、生气、高兴与厌恶)，其中控制点的选择，则是根据Ekman所提出的表情动作编码系统，而选择使用了 14个足以组成6种基本表情的表情控制单元，且根据定义，人脸的表情共可由44组表情控制单元来组成，也就是说表情控制单元的数量将会决定表情可变化的多寡。自此许多的研究人员均以此为基础，陆续发表了许多与机械头颅相关的技术，其等包含使用记忆合金、马达与EVA (electroactive polymers)等方式来控制脸皮变化的技术，其中仍是以马达来驱动脸皮做表情变化的方式最常被使用，其主要原因是马达具有较快的反应速度同时使用电力做为动力，而不需要使用其他的辅助机器(例如空气压缩机)。已知有发展仿真机械头颉相关制品的公司包含日本的K0K0R0、美国的Hansonrobotic与WowWee以及中国的西安超人等公司，各个公司所开发的机械头颉依照用途不同，所具有的自由度(表情的可变度)也有所不同，不过头颅可展现的表情变化度，主要取决于致动器使用的多寡。另外与机器头颅有关的专利包含有美国专利公报7113848号与日本专利公报第200235440号。在前者所揭露的技术中，揭露由多个设置于壳内的致动器、与致动器连接的连杆以及与连杆连接的外表皮所构成的具有展现表情功能的人脸。而后者则揭露利用在表皮内侧于特定位置设置具有弹性的扣环，此扣环经由特殊连接剂与表皮相互连接的具有表情展现功能的人脸。回顾目前已知的专利、文献以及产品，可以发现具有表情展示功能的机械头颅，不论是使用何种方是来达成脸皮的变化，如果要让脸皮可以展现出多个表情，往往需要用到许多(如12-20个)马达、气压致动器、电驱动记忆合金等等装置，来改变脸皮上的控制点以达到创造不同表情的功能。在既有机器头颅上所使用的该多个大量致动器(马达、气压致动器、电驱动记忆合金)，每一个都以可改变一个控制点的位置(单一自由度)的方式运作，因此为了让机械头颅能有足够的表情类型(喜怒哀乐等)，必须使用至少12个以上的马达来分别牵动不同的控制点，结果不但让头颅的制造成本高居不下、机构设计和维护的难度增高、更重要的让商品的可靠度降低，这些因素是具表情功能的机器头颅到现在还没成为一项普遍的产品的主要障碍。
发明内容
从目前已知的专利、文献以及产品中，可以发现具有表情展示功能的机械装置往往需要用到许多致动器来驱动脸皮以达到表情变化的功能。而为了让机械头颅能够有更多的表情展现，往往会使用更多的致动器来达成目标，以致于整体装置的制造成本变得相当高且复杂。有鉴于此，发明人提出一简化装置，其可在不降低表情种类数目以及拟真性的前提下，达到以最少量的致动器来进行表情的变换的效果。本发明提出一种脸部表情控制装置，其包括一框架、一转动元件、多个推动杆、一致动器以及一连动组件。致动器会驱动转动元件转动，并通过转动元件与推动杆之间的相对移动，而使长度相同的推动杆对应抵靠转动兀件的多个表情控制结构，其中每一表情控制结构可为相对于转动元件表面的凹陷或是突起，且表情控制结构的顶端相对于表面的距离也不完全相同，所以推动杆抵顶表情控制结构时，突出于转动元件的表面的长度也不完全相同，进而带动连动组件的控制杆转动，因而与控制杆连动的脸皮的控制点，会受到牵动而使脸皮有了表情的变化。基于上述说明，本发明脸部表情控制装置是利用在其表情选择组件的转动元件上，所设置的多列高度或深度不同的表情控制结构，而在配合表情控制结构与推动杆的情况下，进一步搭配推移组件的运动来推移或拉回脸部表情控制装置，进而达成使用较少数量的致动器而让使用此脸部表情控制装置的机械头颅可呈现多种表情变化。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1为机械头颅的脸皮自头骨上取下的示意图；图2为设置于头骨内的脸部表情控制装置的示意图；图3为图2的脸部表情控制装置的分解示意图；图4A 图4C为表情控制结构的可能实施方式示意图；图5为图2的脸部表情控制装置的另一视角的不意图；图6为将连动组件与脸部表情控制装置组装在一起的示意图；图7为推移组件推移脸部表情控制装置的示意图；图8为图7的转动元件及连动组件的示意图；图9为本发明第一实施例的转动元件的示意图；图10及图11为对应不同列的表情控制结构，而有不同的控制杆被拉动而旋转的示意图；图12为本发明第二实施例的框架、转动元件及致动器的示意图；图13为本发明第三实施例的示意图；图14为本发明第四实施例的推动杆与控制杆连接方式的示意图；图15为本发明第五实施例的推动杆与控制杆连接方式的示意图；图16为本发明第六实施例的推动杆与控制杆连接方式的示意图。主要元件符号说明110:头骨130:脸部表情控制装置132:主体座132a:第一侧壁
132b:第二侧壁132c:组装槽132d:滑槽1342:框架1342a:第三侧壁1342b:第四侧壁1342c:开孔1344、1344'、2344:转动元件1344a:表面1344a'、1344a":边1344bU344b;、2344b:表情控制结构1344c:转轴1344d:套筒1344e:第一套环1344f:第二套环1344g:凸部1346、2346、3346:推动杆1346a:第二扣合结构2346a:连杆1348:致动器136:推移组件136a:致动器136b:连杆组136c:第一连杆136d:第二连杆138:连动组件138a、338a、438a:控制杆138b:限位环138c:弹簧138d:第一组装板138e:旋转轴138f:第一拉线138g:第二拉线138h:第二组装板140:扣环150:限位板338b:穿线孔338c:第一扣合结构438c:齿轮
3346a:齿条A1、A2:轴向
具体实施例方式由先前技术的内容可以知道，以现有的技术来说，若要让机器人具有丰富的表情，则势必需要在脸皮上设定很多的控制点，因而对应驱动控制点的致动器的使用数量便无法有效减少。受限于现有的技术，便无法有效地降低成本，造成目前可以呈现多样表情的机器人并无法普遍地被使用。相对地，如果减少致动器的使用数量，虽然可以减少脸皮的控制点也，但是机器人的表情变化就会较少而略显呆板。有鉴于此，本发明提供了一种脸部表情控制装置。在此脸部表情装置的转动元件上，设置多列高度或深度不同的表情控制结构，并搭配推动杆的作动，便可以仅使用一个转动元件来带动脸皮的多个控制点，进而呈现多样的表情。换言之，本发明即是以较少数量的致动器来控制多个控制点，进而让机械头颅具有丰富且拟真的可变化表情。以下将说明本发明的脸部表情控制装置的结构及其可能应用的方式。[第一实施例]图1为机械头颅的脸皮自头骨上取下的示意图，而图2为设置于头骨内的脸部表情控制装置的示意图。请同时参考图1及图2，机械头颅包括一头骨110、一脸皮(未绘示)、一脸部表情控制装置130、一主体座132以及一推移组件136，其中头骨110具有用以放置脸部表情控制装置130的一颅腔(未标示)，而主体座132设置在颅腔内且脸皮(未绘示)覆盖于头骨110外，而脸部表情控制装置130组装于主体座132并与脸皮(未绘示)连接，且推移组件136位于头骨110的相对后方，而推移组件136会推动脸部表情控制装置130以牵扯脸皮(未绘示)的表情控制点，而让机械头颅做出表情。图3为图2的脸部表情控制装置的分解示意图。请同时参考图2及图3，本实施例的主体座132包括一对第一侧壁132a以及一第二侧壁132b，该多个第一侧壁132a大致互相平行，第二侧壁132b连接于该多个第一侧壁132a之间，而上述的脸部表情控制装置130组装于主体座132上，且推移组件136组装于第二侧壁132b上。此外，每一第一侧壁132a上均具有一组装槽132c，且两个组装槽132c的位置互相对应，而使得脸部表情控制装置130可移动地组装于组装槽132c内。脸部表情控制装置130包括一框架1342、一转动元件1344、多个推动杆1346以及一致动器1348。框架1342包括一对第三侧壁1342a以及一第四侧壁1342b，其中该多个第三侧壁1342a大致互相平行，而第四侧壁1342b相对于第二侧壁132b，而连接于该多个第三侧壁1342a之间，且第四侧壁1342b具有多个开孔1342c。转动元件1344枢接于框架1342的第三侧壁1342a，并且位于第三侧壁1342a、第四侧壁1342b以及第二侧壁132b共同围成的空间内。此脸部表情控制装置130会受推移组件136推移而相对于主体座132移动。转动元件1344具有至少一表面1344a以及多列表情控制结构1344b，其中多列表情控制结构1344b排列于上述的表面1344a上,且每一表情控制结构1344b的顶端至表面1344a的距离并不完全相同。详言之，转动元件1344包括一转轴1344c、一套筒1344d、一第一套环1344e以及一对第二套环1344f，其中套筒1344d套设于转轴1344c上，且套筒1344d可随实际需求而为圆柱体或多角柱体。以本实施例而言，套筒1344d为圆柱体，而表面1344a及表情控制结构1344b均设置于套筒1344d上。在其他未绘示的实施例中，套筒1344d可为多角柱体，因此转动元件1344便会具有多个相连在一起的表面，且每一个表面上可依照需求设置有一列以上的表情控制结构1344b。此外，在图2及图3中的表情控制结构1344b，例如为朝向转轴1344c的方向凹陷于表面1344a内的凹洞(如图4A示)，而本领域具通常知识者也可以依照实际需求，将使表情控制结构1344b设计为朝向相对远离转轴1344c的方向而突出于表面1344a的突起(如图4B示)，或是凹洞及突起的混合组合(如图4C示)，上述的方式皆可以达到设置表情控制结构1344b的目的及功效。承上所述，第一套环1344e套设于转轴1344c上并位于套筒1344d旁，其中第一套环1344e与固定于框架1342上的致动器1348接触，以在致动器1348作动时，使得第一套环1344e受致动器1348带动而让转轴1344c转动。第二套环1344f套设于转轴1344c上并位于套筒1344d的两侧。主体座132更具有一对滑槽132d，且滑槽132d与组装槽132c的部分重合，每一第二套环1344f都具有一凸部1344g，且凸部1344g对应位于滑槽132d中。此滑槽132d可以是形成于组装板150上，且组装板150对应于组装槽132c的位置，而组装于主体座132的第一侧壁132a上。此外，数个推动杆1346排成一列，并对应穿过框架1342的第四侧壁1342b的多个开孔1342c，进而对应抵靠于转动元件1344的表面1344a上的其中一列表情控制结构1344b。附带一提，上述的每一列的表情控制结构1344b的数量可以为相同或不同，其中本实施例是使每一列的表情控制结构1344b的数量为相同；而推动杆1346的数量可以因应需求而小于或等于每一列的表情控制结构1344b的数量。换言之,转动元件1344的套筒1344d可以是模块化制作，因此每一列的表情控制结构1344b的数量可以是在设计时便已设定好的。因应于每一款机械头颅的表情数量需求，可以改变推动杆1346的数量。举例而言，若需要表情较为丰富多样化的机械头颅时，可以使推动杆1346的数量最多是等于每一列的表情控制结构1344b的数量；若是机械头颅所要呈现的表情变化相对少，亦即需要牵动脸皮(未绘示)的控制点较少，便可以使推动杆1346的数量小于每一列的表情控制结构1344b的数量。又，不论表情控制结构1344b是凹陷于表面1344a的凹洞或是突出于表面1344a的突起，任两相邻的表情控制结构1344b的顶端至表面1344a的距离并不完全相同，以使脸皮(未绘示)可呈现的表情更为丰富多样化。详细而言，即是任两相邻的表情控制结构1344b可同为突起(或凹洞)，且两相邻的突起(或凹洞)的顶端至表面1344a的距离可为相同或不同。此外，任两相邻的表情控制结构1344b也可以为一突起及一凹洞，且突起的顶端至表面1344a的距离与凹洞的顶端至表面1344a的距离也可为相同或不同。图5为图2的脸部表情控制装置的另一视角的不意图。请同时参考图2、图3及图5，推移组件136配置于主体座132的第二侧壁132b上，并位于头骨110 (如图1示)的相对后侧，且推移组件136与脸部表情控制装置130相连，同时通过脸部表情控制装置130与滑槽132d之间的配合，推移组件136可以推动脸部表情控制装置130相对主体座132移动。详言之，推移组件136包括一致动器136a以及一连杆组136b,其中致动器136a为一马达，且设置于第二侧壁132b上，而连杆组136b包括一第一连杆136c以及一第二连杆136d，第一连杆136c枢设于脸部表情控制装置130的第三侧壁1342a之间，而第二连杆136d的一末端则连接于致动器136a，第二连杆136d的另一末端连接于第一连杆136c，且当致动器136a作动时，第二连杆136d会推动或拉回第一连杆136c，以使脸部表情控制装置130经由凸部1344g与滑槽132d的配合，而能够相对主体座132来回移动，其中本实施例的第二连杆136d是由两个杆件相连而构成的，而在其他未绘示的实施例中，第二连杆136d也可以仅由一个杆件构成。请继续参考图2及图3，连动组件138配置于主体座132上，并且位于头骨110 (如图1示)的相对前侧，且脸部表情控制装置130位于推移组件136及连动组件138之间，其中连动组件138包括多个控制杆138a，且控制杆138a的轴向Al与推动杆1346的轴向A2互相垂直，且控制杆138a会带动推动杆1346与脸皮(未绘示)之间的连动，所以控制杆138a的移动会带动脸皮(未绘示)以呈现表情。于本实施例中，是在脸皮(未绘示)内设置与控制杆138a相连的扣环140 (参见图1)来带动脸皮。图6为将连动组件与脸部表情控制装置组装在一起的示意图。请同时参考图3及图6，详细而言，连动组件138包括上述的多个控制杆138a、多个限位环138b、多个弹簧138c、一第一组装板138d、一旋转轴138e、多条第一拉线138f、多条第二拉线138g以及一第二组装板138h。限位环138b对应套设于推动杆1346上，以限制推动杆1346相对于第四侧壁1342b的深度，而弹簧138c对应套设于推动杆1346相对远离转动元件1344的一端上，且抵靠在组装于框架1342的第一组装板138d以及限位环138b之间。旋转轴138e枢设于框架1342的两个第三侧壁1342a之间，而控制杆138a穿设于旋转轴138e上，且控制杆138a往方向Al延伸的末端，可以旋转轴138e为轴心而转动。第二组装板138h位于框架1342与第一组装板138d之间，且推动杆1346穿过此第二组装板138h。每一条第一拉线138f的一末端对应固定在其中一控制杆138a上，然后穿过第二组装板138h而使其的另一末端固定在限位环138b上。如此，其将可依据推动杆1346突出于转动元件1344的表面1344a的长度，而使第一拉线138f得以拉动相对应的控制杆138a使其转动。每一条第二拉线138g的末端对应固定在其中一个控制杆138a上，且另一末端可设置有扣环140 (参见图1)，而扣环140进一步扣合于脸皮(未绘示)内部的扣环(未绘示)上，进而使第二拉线138g可依据控制杆138a转动的角度，而拉动脸皮(未绘示)上的控制点。以下将针对此脸部表情控制装置130如何作动以牵动脸皮(未绘示)的表情详加说明。请同时参考图3、图5及图6，当推移组件136并未作动时，第一连杆136c相对靠近主体座132的第二侧壁132b，而脸部表情控制装置130的推动杆1346相对远离连动组件138的一端，并与转动元件1344相隔一段距离，此时连动组件138的控制杆138a并未受到带动，因此所有的控制杆138a的轴向Al是与推动杆1346的轴向A2互相垂直。附带一提的是，也可以使转动元件1344的表面1344a的一部分，并未设置有此表情控制结构1344b，而推动杆1346抵靠于表面1344a。此外,在机械头颉并未有表情时,上述所提及的控制杆138a的轴向Al是与推动杆1346的轴向A2互相垂直，仅为其中一种实施方式而已，在其他的实施例中，控制杆138a与推动杆1346的起始位置可以是轴向Al与轴向A2不互相垂直。图7为推移组件推移脸部表情控制装置的示意图，而图8为图7的转动元件及连动组件的示意图，且图7及图8为不同的视角。请同时参考图3、图6、图7及图8，当脸部表情控制装置130作动时，转动元件1344会受到致动器1348驱动第一套环1344e而转动。之后，其中一列表情控制结构1344b与推动杆1346相对应，此时会因推移组件136的致动器136a作动，而使第一连杆136c带动第二连杆136d以推移脸部表情控制装置130往前，并使第二套环1344f的凸部1344g会对应地在组装槽132c中滑动，而推动杆1346对应抵靠于转动元件1344的表情控制结构1344b上。因为同一列的表情控制结构1344b的顶端至表面1344a的距离并不完全相同，因此推动杆1346突出于转动元件1344的表面1344a的长度也不相同，且推动杆1346更突出于第一组装板138d之外，且在此同时，第一拉线138f 会受到推动杆1346的拉动，进而带动控制杆138a以旋转轴138e为轴心而转动，其中控制杆138a的转动角度与表情控制结构1344b的顶端至表面1344a的距离有关，而第二拉线138g会受控制杆138a的转动影响，进而让位于第二拉线138g末端的扣环140牵动脸皮(未绘示)上相对应的控制点，而使脸皮(未绘示)被拉动以呈现表情。当推移组件136将脸部表情控制装置130时拉回至原始位置后，因为推动杆1346的移动而改变限位环138b与第一组装板138d之间的距离而被压缩的弹簧138c，将通过其本身的弹性恢复力而推动限位环138b，同时使推动杆1346回复至原本的位置。图9为本实施例的转动元件的示意图，而图10及图11为对应于不同列的表情控制结构，而有不同的控制杆被拉动而旋转的示意图。请参考图9，不同列的表情控制结构1344b会使得脸皮(未绘示)有不同的表情呈现，例如在上述图7及图8中的推动杆1346例如对应插入图 9中，标注为al的那一列表情控制结构1344b内以呈现一种表情。然而，当推动杆1346对应插入标注a2或a3的其他列表情控制结构1344b内时，控制杆138a被拉动的情况如图10或图11所示以呈现另一种表情。由上述内容可知，在本实施例的脸部表情控制装置130中，仅需要一个致动器1348便能使转动元件1344转动，进而使得推动杆1346因应所抵靠的表情控制结构1344b，再搭配推移组件136推移脸部表情控制装置130，以带动连动组件138牵动脸皮(未绘示)来呈现表情变化，其中表情变化的控制点的数量，是依据推动杆1346的数量以及转动元件1344上的表情控制结构1344b的数量来决定。此外，每一列的表情控制结构1344b的数量可以依照需求而改变，所以可以增加表情控制结构1344b的数量，而使脸皮(未绘示)轻易呈现更为丰富且多样化而拟人化的表情。相比较于现有的机械头颅的脸皮需要使用数量较多的致动器来控制脸部的多个控制点，因此现有的机械头颅需要较昂贵的成本，而本实施例的机械头颅中可使用较少的致动器的数量，便可以控制脸部的多个控制点，因此其在应用上不但具有表情变化组合的多样性而使得机械头颅的表情更为拟真，还可以有效地降低制作成本。[第二实施例]图12为本发明第二实施例的框架、转动元件及致动器的示意图。请同时参考图3及图12，虽然上述实施例是以一个致动器1348直接控制一个转动元件1344，而为了增加机械头颅的表情多样化，于本实施例中更将转动元件2344分为两个，且利用其他的机械方式，例如连杆、齿轮或连杆与齿轮的组合，而使得一个致动器1348可同时带动这两个转动元件2344，且这两个转动元件2344的转动方向可以为相同或相反，同时也可以转动的角度为相同或不同。如此一来，转动元件2344的表情控制结构2344b便可以有更多种的组合方式，而使得机械头颅的表情可以更多样化。[第三实施例]此外，虽然上述第一实施例是以一列推动杆与一列表情控制结构加以例示说明，但是本领域人员可依据此教示内容而照实际需求变化，例如设置多列推动杆1346与多列表情控制结构。图13为本发明第三实施例的示意图。请参考图13，转动元件1344'为多角柱体，且在图13中，此多角柱体的横切面的任两相邻的边1344a'、1344a"所夹的角度相同，且每一个边1344a'(或1344a")可设置两列的表情控制结构1344b'。而2列推动杆1346对应插入转动元件1344'的两列表情控制结构1344b'中。相对应地，使连动组件138 (标示于图3)与推动杆1346对应设置，其中两组连动组件138的设置方式为上、下相对称但控制杆138a(标示于图3)的凸出方向相反。如此一来，可仅仅通过使用一个转动元件1344'就让相连动的脸皮(未绘示)的控制点的数量增加。在此种设置方式之下，机械头颅的表情变化组合数量增加，所以机械头颅就能够呈现出更为丰富多变且拟真的表情。附带一提，上述第一、第二及第三实施例中使推动杆与控制杆连动的接合结构是以拉线为例说明，但是本领域人员在不违反使推动杆与控制杆连动的精神下，也可以改以其他实施方式达成。以下将另举其中三个实施例说明。[第四实施例]图14为本发明第四实施例的推动杆与控制杆连接方式的示意图。请参考图14，于本实施例中，控制杆338a具有多个穿线孔338b，且使用者可以依据需求让第二拉线138g(如图6示)，穿过其中一个控制杆338a上的其中一个穿线孔338b。第二拉线138g所穿过的穿线孔338b的位置，会影响脸皮(未绘示)的控制点受牵动的程度，而使得脸皮(未绘示)所呈现的表情因应受牵动程度而有更细微的变化。此外，本实施例的接合结构是以扣合的方式来达成使控制杆与推动杆连动。详细而言，控制杆338a相对靠近推动杆1346的一端具有第一扣合结构338c,而推动杆1346相对靠近控制杆338a的一端具有第二扣合结构1346a，其中第一扣合结构338c为卡槽，而第二扣合结构1346a为卡轴，以将第一扣合结构338c与第二扣合结构1346a扣合在一起。如此一来，当推动杆1346相对第二组装板138h移动时，经由第一扣合结构338c与第二扣合结构1346a的互相配合，将会使控制杆338a以旋转轴138e为旋转中心旋转，进而带动脸皮(未绘示)来呈现表情变化。[第五实施例]图15为本发明第五实施例的推动杆与控制杆连接方式的示意图。请参考图16，本实施例与第四实施例不同之处在于:本实施例的接合结构是以连杆的方式来达成使控制杆与推动杆连动。详细而言，推动杆2346相对靠近控制杆338a的一端为连杆2346a。当推动杆2346沿着轴向A2朝控制杆338a相对靠近，与控制杆338a相连接的连杆2346a，会带动控制杆338a以旋转轴138e为旋转中心转动。[第六实施例]图16为本发明第六实施例的推动杆与控制杆连接方式的示意图。本实施例与第四、五实施例不同之处在于:本实施例的接合结构是以齿轮与齿条的配合的方式来达成使控制杆与推动杆连动。详细而言，控制杆438a相对靠近推动杆3346的一端为齿轮438c，而推动杆3346相对靠近控制杆438a的一端为齿条3346a，且齿轮438c与齿条3346a互相啮合。当推动杆3346朝轴向A2相对控制杆438a移动，齿条3346a与齿轮438c的配合会使得与控制杆438a以旋转轴138e为旋转中心转动。利用齿条3346a与齿轮438c这种设置方式，可精准地控制控制杆438a的转动角度。综上所述，将本发明的脸部表情控制装置应用于机械头颅中，仅需一个致动器使转动元件转动，而相搭配的推动杆会因应所抵靠的表情控制结构的高度或深度，而搭配推移组件推移脸部表情控制装置以带动连动组件牵动脸皮，进而使机械头颅呈现表情变化。相较于现有的机械头颅，由于在本发明中所使用的致动器数量较少，便能够达到牵动脸皮上的多个表情控制点而呈现表情的多样化，因此可以减少致动器的使用数量，并有效降低机械头颅的制作成本，进而让机械头颅可以用模块化的方式生产，以让机器人的整体制作成本下降，更有利于机器人的普及化。另外，每一列的表情控制结构的数量可以依照需求而改变，且表情控制结构与推动杆的设置方式以及推动杆与控制杆之间的连动方式，都是可以因应需求而变化，所以本发明可以在不改变致动器的总体使用数量的前提下，达到设计弹性化以及使得脸部又能呈现更为丰富、生动且多样化的表情等多项优点。虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种脸部表情控制装置，包括: 框架； 转动71:件，其枢设于该框架内，其具有至少一表面以及多列表情控制结构，该多列表情控制结构排列于该至少一表面上，且每一表情控制结构的一顶端相对于该表面的距离并不完全相同； 多个推动杆，其等至少排成一列，且该至少一列推动杆适合于对应抵靠于该多个多列表情控制结构的至少其中一者上； 致动器，其与该转动元件连接以带动该转动元件旋转；以及 连动组件，其配置于该些推动杆的延伸方向上，且该些推动杆位于该转动元件及该连动组件之间，以将该多个推动杆对应抵靠于该多个多列表情控制结构上的作动结果，连动至一脸部表情控制点，进而产生一对应的脸部表情。
2.如权利要求1所述的脸部表情控制装置，其中该转动元件包括: 转轴； 套筒，其套设于该转轴上，其中该表面及该多列表情控制结构设置于该套筒上；以及套环，其套设于该转轴上并位于该套筒旁，其中该套环与该致动器接触，以使得在该致动器作动时，该套环会受该致动器带动而使该转轴转动。
3.如权利要求1所述的脸部表情控制装置，其中每一列的表情控制结构的数量相同，而该些推动杆的数量小于或等于每一列的表情控制结构的数量。
4.如权利要求1所述的脸部表情控制装置，其中任两相邻的该些表情控制结构的该些顶端至该表面的距离或突出 方向均不完全相同。
5.如权利要求1所述的脸部表情控制装置，其中该连动组件包括: 第一组装板，其组装于该框架，其中该些推动杆穿设于该第一组装板； 旋转轴，其位于该些推动杆上方；以及 多个控制杆，其等套设于该旋转轴上，并从动于该些推动杆，该些控制杆均具有一轴向，而该些控制杆的轴向均与该些推动杆的一轴向夹一角度，并且适于以该旋转轴为旋转中心转动； 其中当该些推动杆抵靠于相对应的该列表情控制结构时，该些控制杆的转动角度会因应该些推动杆所对应抵靠的该列表情控制结构的该多个顶端，所相对于该表面的距离的不同，而使得该多个控制杆的转动角度有所不同。
6.如权利要求5所述的脸部表情控制装置，其中该连动组件还包括: 多个限位环，其等对应套设于该些推动杆上；以及 多个弹簧，其等对应套设于该些推动杆上，且每一弹簧位于所对应套设的该推动杆的相对远离该转动元件的一端处。
7.如权利要求5所述的脸部表情控制装置，还包括多个接合结构，且该些控制杆通过该些接合结构以与该些推动杆连动。
8.如权利要求7所述的脸部表情控制装置，其中该些接合结构为拉线结构、连杆结构、扣合结构或是齿轮与齿条结构中之一者。
9.如权利要求5所述的脸部表情控制装置，其中该连动组件还包括第二组装板，其组装于该框架上，并且位于该框架与该第一组装板之间，且该些推动杆穿设该第二组装板，且该旋转轴位于该第一组装板以及该第二组装板之间。
10.如权利要求1所述的脸部表情控制装置，其进一步包括主体座，以将该脸部表情控制装置组装于用来呈现该脸部表情的机械头颅上。
11.如权利要求10所述的脸部表情控制装置，其还包括推移组件，其配置于该主体座上，且该推移组件与该脸部表情控制装置相连，以沿着该些推动杆的延伸方向而推动该脸部表情控制装置， 使其相对该主体座而移动。
全文摘要
本发明公开一种脸部表情控制装置。本发明的脸部表情控制装置提供了多列的表情控制结构及连动杆，而连动杆又与连动组件互相配合，经由选择不同列的表情控制结构，连动杆会带动连动组件牵动脸皮，让脸皮呈现出表情变化，进而可在不降低表情种类数目以及拟真性的前提下，达到以最少量的致动器来进行表情的变换。
文档编号G05G15/00GK103149969SQ20111040435
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者林其禹, 黄俊家 申请人:林其禹