一种仿生眼球运动机构及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种仿生眼球运动机构及机器人。


背景技术：

2.随着科技的发展，机器人的运用在逐渐广泛，仿生服务类机器人，仿人服务类机器人可模仿人类完成一系列基本动作，甚至可以达到很高的精度，可替代劳动力进行一些重复性或简单的服务类动作，在替代不断下降的劳动力人口方面被寄予厚望。现有的机器人仿生眼球运动机构结构复杂，造成加工成本高。
3.因此，现有技术还有待提高。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中机器人仿生眼球运动机构结构复杂的问题，本实用新型提出一种仿生眼球运动机构及机器人，使得仿生眼球运动机构结构简单，成本减低。
5.本实用新型通过以下技术方案实现的：
6.一方面，本实用新型提供一种仿生眼球运动机构，包括：
7.第一限位件；
8.水平位移装置，所述水平位移装置设于所述第一限位件上；
9.竖直位移装置，所述竖直位移装置与所述水平位移装置滑动连接；
10.第二限位件，所述第二限位件上设有第一关节轴承；
11.眼球，所述眼球通过所述第一关节轴承与所述竖直位移装置连接。
12.通过设置第一限位件、第二限位件实现对水平位移装置、竖直位移装置以及眼球的限位，同时保证眼球的仿真转动，实现与仿生眼球运动机构外部的机构安装形成一个完整的机器人，设置水平位移机装置以及所述竖直位移装置实现对所述眼球的上下左右方向的运动，同时所述竖直位移装置与所述水平位移机装置相对水平滑动，使得所述水平位移机装置以及竖直位移装置可以同时作用，使得所述眼球可以在上下左右移动的同时实现斜上方、斜下方等方向的运动，使得眼球的每一个方向的转动都能够做到，同时设置第二限位件以及关节轴承，将所述竖直位移装置、水平位移装置所作用的上下左右的运动转化为眼球的球形运动，使得眼球能够在球心定位的同时通过所述关节轴承进行球形运动，结构简单且降低了成本，同时保证了眼球运动的灵活性。
13.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述水平位移装置包括水平滑槽以及设于所述水平滑槽上的水平滑块；所述竖直位移装置包括竖直滑槽以及设于所述竖直滑槽上的竖直滑块，所述竖直滑槽与所述水平滑块连接。
14.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述眼球包括眼球本体以及拨杆，所述拨杆的一端与所述眼球本体连接，所述拨杆的另一端穿过所述第一关节轴承与所述竖直位移装置连接实现联动。
15.通过设置所述拨杆穿过所述第一关节轴承实现所述眼球本体与所述竖直位移装
置的联动，使得连接调节更加精确，使得安装工艺要求更加简便，同时使得安装结构更加合理，使得眼球的调节转动更加灵活。
16.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述竖直位移装置还包括安装件，所述第二限位件设于所述眼球本体以及所述安装件之间，所述第二限位件上并排间隔设有两个第一关节轴承，所述眼球包括两个，所述眼球的拨杆分别穿过所述第一关节轴承与所述安装件连接实现联动。
17.通过将两个眼球同时安装连接在所述安装件上，通过将安装件安装在所述竖直滑块上，实现所述竖直滑块与所述眼球的联动，使得两个眼球能够同时转动调节，不用设置双份的调节机构调节，节省成本，同时调节使得所述眼球的运动更加仿真。
18.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述安装件上对应所述第一关节轴承的位置设有第二关节轴承，所述拨杆分别穿设于所述第一关节轴承以及第二关节轴承内。
19.通过在所述安装件上设置对应所述第一关节轴承第二关节轴承，进一步对所述眼球的转动进行精确调节限定，使得所述眼球的转动更加的生动，避免眼球转动太过于生硬。
20.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述水平位移装置还包括用于驱动所述水平滑块水平运动第一驱动电机，所述竖直位移装置还包括用于驱动所述竖直滑块竖直运动的第二驱动电机。
21.通过设置所述第一驱动电机以及所述第二驱动电机提供驱动力，使得调节可控和精确。
22.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述第一限位件以及所述第二限位件分别为板状，用于与外部结构安装限位。
23.通过设置第一限位件以及所述第二限位件分别为板状，在实现安装限位的同时，节省生产成本。
24.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述眼球本体背向所述拨杆的一面为弧面，所述弧面的边缘向靠近所述拨杆的方向收窄形成收窄部，所述拨杆与所述收窄部的端部连接。
25.通过设置弧面使得所述眼球本体的转动更加生动，同时通过设置收窄部使得所述眼球本体在安装时能够整体嵌设于安装框内，且占用的安装空间较小且能够保证眼球的灵活转动。
26.在本实用新型的其中一种实施方案中，所述收窄部的端部设有安装凹槽，所述拨杆安装于所述安装凹槽内。
27.通过设置安装槽实现所述眼球基于所述拨杆的安装限位。
28.另一方面，本实用新型还提出一种机器人，包括上述任一项所述的仿生眼球运动机构。
29.本实用新型的有益效果在于：
30.本实用新型通过设置水平位移机装置以及所述竖直位移装置实现对所述眼球的上下左右方向的运动，同时所述竖直位移装置与所述水平位移机装置相对水平滑动，使得所述水平位移机装置以及竖直位移装置可以同时作用，使得所述眼球可以在上下左右移动的同时实现斜上方、斜下方等方向的运动，使得眼球的每一个方向的转动都能够做到，同时设置第二限位件以及关节轴承，将所述竖直位移装置、水平位移装置所作用的上下左右的
运动转化为眼球的球形运动，使得眼球能够在球心定位的同时通过所述关节轴承进行球形运动，结构简单且降低了成本，同时保证了眼球运动的灵活性。
附图说明
31.图1是本实用新型实施方案结构示意图；
32.图2为本实用新型实施方案侧视结构示意图。
33.图中：
34.1、第一限位件，2、水平位移装置，20、水平滑槽，22、第一驱动电机，3、竖直位移装置，30、竖直滑槽，31、竖直滑块，32、第二驱动电机，33、安装件，330、第二关节轴承，4、第二限位件，40、第一关节轴承，5、眼球，50、眼球本体，500、弧面，501、收窄部，51、拨杆。
具体实施方式
35.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.为了解决现有技术中机器人仿生眼球运动机构结构复杂的问题，本实用新型提出一种仿生眼球运动机构及机器人，通过设置水平位移机装置以及所述竖直位移装置3实现对所述眼球5的上下左右方向的运动，同时所述竖直位移装置3与所述水平位移机装置相对水平滑动，使得所述水平位移机装置以及竖直位移装置3可以同时作用，使得所述眼球5可以在上下左右移动的同时实现斜上方、斜下方等方向的运动，使得眼球5的每一个方向的转动都能够做到，同时设置第二限位件4以及关节轴承，将所述竖直位移装置3、水平位移装置2所作用的上下左右的运动转化为眼球5的球形运动，使得眼球5能够在球心定位的同时通过所述关节轴承进行球形运动，结构简单且降低了成本，同时保证了眼球5运动的灵活性。使得仿生眼球运动机构结构简单，成本减低。
38.具体实施方案如下：
39.参见图1和图2，本实施方案提供一种仿生眼球运动机构，包括：第一限位件1、水平位移装置2、竖直位移装置3、第二限位件4以及眼球5；所述水平位移装置2设于所述限位装置上；所述竖直位移装置3与所述水平位移装置2水平滑动连接；所述第二限位件4上设有第一关节轴承40；所述眼球5通过所述第一关节轴承40与所述竖直位移装置3连接。
40.具体的，参见图1，所述第一限位件1可为限位支架，限位底座、限位板等，主要用于安装所述水平位移装置2同时与外部部件安装是实现位置固定，具体本实用新型不做限定，在本实施方案中，所述第一限位件1为两端之间弯折的板状第一限位件1，通过设置所述第一限位件1为板状，能够在实现位置固定的同时实现安装的目的，同时大大减轻了仿生眼球运动机构的重量，减少了材料浪费。
41.进一步的，在上述实施方案的基础上，所述水平位移装置2可以为水平设置的伸缩杆，水平设置的滑槽、水平设置的电动滑轨等，具体可以据实际需求进行设置。为保证水平
位移的可控性以及精确性，在本实施方案中，所述水平位移装置2包括水平滑槽20、水平滑动设于所述水平滑槽20上的水平滑块以及用于驱动所述水平滑块水平运动第一驱动电机22，通过所述第一驱动电机22驱动所述水平滑块在所述水平滑槽20内水平滑动，具体的，所述第一驱动电机22可与控制器连接，实现驱动信息的传输控制。
42.进一步的，在上述实施方案的基础上，所述竖直位移装置3可以为竖直设置的伸缩杆，竖直设置的滑槽竖、直设置的电动滑轨等，具体可以据实际需求进行设置。为保证竖直位移的可控性以及精确性，所述竖直位移装置3包括竖直滑槽30以及竖直滑动设于所述竖直滑槽30上的竖直滑块31，所述竖直位移装置3还包括用于驱动所述竖直滑块31竖直运动的第二驱动电机32，所述竖直滑槽30与所述水平滑块连接。通过所述第二驱动电机32驱动所述竖直滑块31在所述竖直滑槽30内竖直滑动，具体的，所述第二驱动电机32可与控制器连接，实现驱动信息的传输控制。
43.具体的，所述第一限位件1的板面竖直设置，所述水平位移装置2设于所述第一限位件1的板面上，所述竖直电机的安装在所述水平位移装置2的水平滑块上，实现与所述第一限位件1的位置固定。
44.进一步的，在上述实施方案的基础上，参见图1，所述第二限位件4可为限位支架，限位底座、限位板等，主要用于安装所述眼球5同时与外部部件安装是实现位置固定，同时分解所述竖直位移装置3的重力，具体形状本实用新型不做限定，在本实施方案中，所述第二限位件4为方形条板，所述第二限位件4设于所述竖直位移装置3以及所述眼球本体50之间，所述二限位板上设有第一关节轴承40，所述第一关节轴承40可以通过在所述第二限位件4上设置安装凹槽或是安装通孔，将所述第一关节轴承40安装或者嵌设的方式安装在该安装凹槽或是安装通孔内，实现安装，具体可依据实际需求进行设计，本实用新型不做限制。
45.具体的，在本实施方案中，所述第二限位件4上设有安装通孔所述第一关节轴承40嵌设于所述安装通孔内部，所示第一关节轴承40包括一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成。第一关节轴承40由于滑动表面为球面形，可在一定角度范围内作倾斜运动(即调心运动)，在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。可以将水平位移装置2以及竖直位移装置3的直线运动通过所述第一关节轴承40转换为球面转动。
46.具体的，在上述实施方案的基础上，参见图1和图2，所述眼球5包括眼球本体50以及拨杆51，所述拨杆51的一端与所述眼球本体50连接，所述拨杆51的另一端穿过所述第一关节轴承40与所述竖直位移装置3连接实现联动。通过设置所述拨杆51穿过所述第一关节轴承40实现所述眼球本体50与所述竖直位移装置3的联动，使得连接调节更加精确，使得安装工艺要求更加简便，同时使得安装结构更加合理，且通过设置所述拨杆51的一端与所述眼球本体50连接，使得眼球本体50的调节转动更加灵活。
47.具体的，在本实施方案中，参见图2，所述眼球本体50背向所述拨杆51的一面为弧面500(漏出于机器人眼眶内的一面)，所述弧面500的边缘向靠近所述拨杆51的方向收窄形成收窄部501，所述拨杆51与所述收窄部501的端部固定连接。通过设置弧面500使得所述眼球本体50的转动更加生动，同时通过设置收窄部501使得所述眼球本体50在安装时能够整体嵌设于安装框内，且占用的安装面积较小且能够保证转动，使得眼球本体50的角度调节更加灵活。
48.具体的，所述收窄部501的端部设有安装凹槽，所述拨杆51安装于所述安装凹槽内。通过设置安装槽实现所述眼球本体50基于所述拨杆51的限位，在本发明的其他实施方案中，所述眼球也可以与所述安装凹槽铰接，具体本发明不作具体的限定。
49.进一步的，在上述实施方案的基础上，参见图1，所述竖直位移装置3还包括安装件33，所述第二限位件4设于所述眼球本体50以及所述安装件33之间，所述第二限位件4上并排间隔设有两个第一关节轴承40，所述眼球5包括两个且分别通过所述第一关节轴承40与所述安装件33连接实现联动。通过将两个眼球5同时安装连接在所述安装件33上，通过将安装件33安装在所述竖直滑块31上，实现所述竖直滑块31与所述眼球5的联动，使得两个眼球5能够同时转动调节，不用设置双份的调节机构调节，节省成本，同时调节使得所述眼球本体5的运动更加仿真。
50.具体的，所述安装件33可以为安装板，安装块，安装条等，在本实施方案中，所述安装件33为安装板，所述安装板与所述竖直滑块31连接，为所述眼球5的安装提供更大的安装位。
51.进一步的，在本实施方案中，所述眼球5包括两个，所述第二限位板上对应所述眼球5间隔设有两个并排设置的第一关节轴承40，所述拨杆51分别穿过所述第一轴承与所述安装件33连接。
52.进一步的，所述安装件33上对应所述第一关节轴承40的位置设有第二关节轴承330，所述拨杆51分别穿设于所述第一关节轴承40以及第二关节轴承330内。通过在所述安装件33上设置对应所述第一关节轴承40第二关节轴承330，进一步对所述眼球本体50的转动进行精确调节限定，使得眼球本体50的转动调节更加准确，降低眼球本体50的转动幅度以及速度，使得所述眼球本体50的转动更加的生动，避免眼球本体50转动太过于生硬。
53.本实施方案通过提供一种仿生眼球运动机构，通过设置第一限位件1、第二限位件4实现对水平位移装置2、竖直位移装置3以及眼球5的限位，同时保证眼球本体50的仿真转动，实现与仿生眼球运动机构外部的机构安装形成一个完整的机器人，设置水平位移机装置以及所述竖直位移装置3实现对所述眼球本体50的上下左右方向的运动，同时所述竖直位移装置3与所述水平位移机装置相对水平滑动，使得所述水平位移机装置以及竖直位移装置3可以同时作用，使得所述眼球本体50可以在上下左右移动的同时实现斜上方、斜下方等方向的运动，使得眼球本体50的每一个方向的转动都能够做到，同时设置第二限位件4以及关节轴承，将所述竖直位移装置3、水平位移装置2所作用的上下左右的运动转化为眼球本体50的球形运动，使得眼球本体50能够在球心定位的同时通过所述关节轴承进行球形运动，结构简单且降低了成本，同时保证了眼球本体50运动的灵活性。
54.另一方面，基于上述任一实施方案所述的仿生眼球运动机构，本实用新型还提出一种机器人，包括机器人本体，所述机器人本体包括头部，所述头部设有用于安装上述仿生眼球运动机构的安装腔，所述仿生眼球运动机构通过所述第一限位件1以及所述第二限位件4设于所述安装腔内，所述机器人头部还对应所述眼球本体50设有漏眼眶孔，所述眼球本体50的弧面500对应设于所述眼眶孔内。
55.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。