具有眨眼功能的机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种具有眨眼功能的机器人，适用于家庭宠物机器人。

背景技术：

机器人(robot)是自动执行工作的机器装置，其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。现代人类的生活，越来越多的机器人用于协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是各类危险的工作。

此外，随着人们对家庭和公共场合智能程度的要求越来越高，机器人逐渐成为了人们生活和工作中不可缺少的一部分。

特别是，随着人类城市化进程的推进，人们的工作节奏不断加快，需要宠物来放松生活。但是目前大部分智能机器人不具备眨眼功能，不能像人一样上下眼皮眨眼。因此，设计一种家庭宠物机器人眨眼功能的结构设计方案，会大大提高宠物机器人的娱乐性和仿生性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中机器人不具备眨眼功能的缺陷，提供一种具有眨眼功能的机器人。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种具有眨眼功能的机器人，其特点在于，所述机器人包括：头部外壳；

固定座，所述固定座固定在所述头部外壳内；

上眼皮和下眼皮，所述上眼皮和所述下眼皮分别与设置在所述固定座上的驱动装置连接，通过所述驱动装置驱动所述上眼皮和所述下眼皮同速反向的转动；

眼珠，所述眼珠设置在所述上眼皮和所述下眼皮之间，且所述眼珠与摄像头连接，所述摄像头固定至所述头部外壳内。

在本发明的一个实施例中，所述固定座为u型支座，所述驱动装置固定在所述u型支座内侧壁上。

在本发明的一个实施例中，所述驱动装置包括两个微型电机，每一微型电机设置在所述u型支座内侧壁上，所述微型电机的输出轴穿过所述u型支座的侧边向外延伸，在所述输出轴与所述固定座连接处设置有第一齿轮，通过所述输出轴带动所述第一齿轮转动；

所述上眼皮的一端与所述输出轴固定，且位于所述第一齿轮的外侧，所述上眼皮的另一端与固定在所述头部外壳上的眼皮安装座转动连接，使得所述上眼皮随着所述输出轴的转动而上下开合。

在本发明的一个实施例中，所述驱动装置还包括第二齿轮和转轴，所述转轴的一端固定在所述u型支座外侧壁上，且位于所述输出轴的下方，所述第二齿轮设置在所述转轴与所述u型支座连接处，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，通过所述第二齿轮带动所述转轴转动；

所述下眼皮的一端固定在所述转轴上，且位于所述第二齿轮的外侧，所述下眼皮的另一端与所述眼皮安装座转动连接，使得所述下眼皮随着所述转轴的转动而上下开合。

在本发明的一个实施例中，所述第一齿轮与所述微型电机的输出轴过盈配合，所述第二齿轮与所述转轴过硬配合。

在本发明的一个实施例中，所述微型电机为步进电机。

在本发明的一个实施例中，所述上眼皮和所述下眼皮均为1/4球体状。

在本发明的一个实施例中，所述上眼皮和所述下眼皮转动的角度小于等于60度。

在本发明的一个实施例中，所述眼皮安装座呈l型块状，所述上眼皮和所述下眼皮分别通过一连接件与所述眼皮安装座转动连接。

在本发明的一个实施例中，所述眼皮安装座上开设有凹槽，所述连接件固定在所述凹槽内，所述上眼皮和所述下眼皮穿设在对应的所述连接件上。

在本发明的一个实施例中，所述连接件为销钉、插销或转动杆。

在本发明的一个实施例中，所述眼珠上开设有通孔，所述摄像头穿设并固定在所述通孔内。

在本发明的一个实施例中，所述眼珠采用亚克力材料制成。

在本发明的一个实施例中，所述具有眨眼功能的机器人还包括：嘴部，所述嘴部与所述头部外壳连接，使得所述嘴部上下开合；

驱动装置，所述驱动装置安装在所述头部外壳上；

旋转支承件，所述旋转支承件与所述驱动装置连接，通过所述驱动装置驱动所述旋转支承件旋转，从而带动所述嘴部上下开合。

在本发明的一个实施例中，所述嘴部包括上喙和下喙，所述上喙和所述下喙分别通过一转动部件与所述头部外壳相连，使得所述上喙和所述下喙绕所述转动部件相对转动；

所述旋转支承件位于所述上喙和所述下喙之间，所述旋转支承件的轮廓面分别与所述上喙和所述下喙接触，通过所述驱动装置驱动所述旋转支承件旋转，从而带动所述上喙和所述下喙相对转动。

在本发明的一个实施例中，所述驱动装置包括电机座和直流电机，所述电机座固定安装在所述头部外壳上，所述直流电机安装在所述电机座上，所述直流电机的轴与所述旋转支承件连接。

在本发明的一个实施例中，所述旋转支承件为凸轮，所述凸轮安装在所述直流电机的轴的末端。

在本发明的一个实施例中，所述凸轮与所述直流电机的轴之间采用过盈配合。

在本发明的一个实施例中，所述上喙的底端面与所述凸轮接触处开设有第一凹槽，所述第一凹槽的形状与所述凸轮的轮廓面匹配；

所述下喙的上端面与所述凸轮接触处开设有第二凹槽，所述第二凹槽的形状与所述凸轮的轮廓面匹配。

在本发明的一个实施例中，所述上喙的一侧通过第一弹性部件与所述头部外壳连接，所述下喙的一侧通过第二弹性部件与所述头部外壳连接，且所述上喙的一侧与所述下喙的一侧为相对的两侧。

在本发明的一个实施例中，所述第一弹性部件的一端与所述上喙的一侧连接，另一端连接至所述头部外壳。

在本发明的一个实施例中，所述第二弹性部件的一端与所述下喙的一侧连接，另一端连接至所述头部外壳。

在本发明的一个实施例中，所述第一弹性部件和所述第二弹性部件均采用复位弹簧。

在本发明的一个实施例中，所述电机座通过螺钉安装固定在所述头部外壳上。

在本发明的一个实施例中，所述驱动装置还包括减速器，所述减速器与所述直流电机连接，或所述减速器与所述直流电机一体成型。

在本发明的一个实施例中，所述转动部件为回转轴。

在本发明的一个实施例中，所述头部外壳为企鹅头部状。

本发明的积极进步效果在于：

本发明具有眨眼功能的机器人设置有上眼皮、下眼皮和眼珠，上眼皮和下眼皮分别通过设置在固定座上的驱动装置连接，并通过驱动装置的驱动实现同速反向的转动，这种结构有效地提高了机器人的娱乐性。同时，本发明具有眨眼功能的机器人还设置了具有高仿真外型的头部外壳，例如企鹅形状的头部外壳，使得所述机器人具有极高的仿生性，使得宠物机器人更加适应人们生活变化的需求。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部立体图一。

图2为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部立体图二。

图3为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部后视图。

图4为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部内部结构示意图。

图5为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部的爆炸图。

图6为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的头部外壳的示意图。

图7为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的嘴部结构示意图一。

图8为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的嘴部结构示意图二。

图9为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二中上喙、下喙及凸轮的配合示意图。

图10为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的爆炸图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

实施例一：

图1为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部立体图一。图2为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部立体图二。图3为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部后视图。图4为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部内部结构示意图。图5为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例一的头部的爆炸图。

如图1至图5所示，本发明的一个实施例中公开了一种具有眨眼功能的机器人，其包括头部外壳10、上眼皮20、下眼皮30、眼珠40及固定座50。其中，将固定座50固定在头部外壳10内，将上眼皮20和下眼皮30分别与设置在固定座50上的驱动装置连接，通过所述驱动装置驱动上眼皮20和下眼皮30同速反向的转动。

同时，将眼珠40设置在上眼皮20和下眼皮30之间，且使得眼珠40与摄像头41连接，此处的摄像头41固定至头部外壳10内，眼珠40优选为亚克力材料制成。在眼珠40上开设有通孔，使得摄像头41穿设并固定在所述通孔内。

当然，眼珠40的形式并不局限于上述结构，其还可以在眼珠40加设透明部位，将摄像头41埋设在所述透明部位中。或者，也可以将眼珠40上设置针孔，采用针孔式摄像头等等。本发明具有眨眼功能的机器人均可以实现目的，与上述结构具有相同功能的各类结构均在本发明的保护范围内。

优选地，固定座50选用u型支座，将所述驱动装置固定在所述u型支座内侧边上。进一步地，本发明中所述驱动装置包括两个微型电机60，每一个微型电机60设置在所述u型支座内侧壁上，将微型电机60的输出轴61穿过所述u型支座的侧边向外延伸，并且在输出轴61与固定座50连接处设置有第一齿轮70，通过输出轴61带动第一齿轮70转动。

上眼皮20的一端与输出轴61固定，且位于第一齿轮70的外侧，而上眼皮20的另一端与固定在头部外壳10上的眼皮安装座90转动连接，使得上眼皮20随着输出轴61的转动而上下开合。

此外，所述驱动装置还包括第二齿轮80和转轴91，转轴91的一端固定在所述u型支座外侧壁上，且位于输出轴61的下方，而第二齿轮80设置在转轴91与所述u型支座连接处，使得第二齿轮80与第一齿轮70啮合，这样就可以通过第二齿轮80带动转轴91转动。因此，本发明具有眨眼功能的机器人中对于眼皮安装座90的结构形式可以采用与上述结构类似的多样化结构，均可以满足本发明的目的。

同理，将下眼皮30的一端固定在转轴91上，且位于第二齿轮80的外侧，而下眼皮30的另一端与眼皮安装座90转动连接，使得下眼皮30随着转轴91的转动而上下开合。

当然，这里的固定座50也可以采用其他形状，上述u型支座仅为举例，并不局限于此，例如采用“工”型支座、框架型支座等等，以保证其能够实现安装固定驱动装置即可。

优选地，第一齿轮70与微型电机60的输出轴61过盈配合，第二齿轮80与所述转轴过硬配合。本发明中的微型电机60可以优选为步进电机，当然也可以采用其他类型的电机，主要起到驱动第一齿轮70转动的作用，以此带动第二齿轮80，以至传动动能至上眼皮20和下眼皮30，使得上眼皮20和下眼皮30进行上下开合。

另外，此处微型电机60可以进行编程控制，以设置所述机器人的眨眼频率、时间以及上眼皮20和下眼皮30各自的开合角度等，使得所述具有眨眼功能的机器人更加有智能型。

在另一实施例中，眼皮安装座90呈l型块状，所述转轴采用销钉，即上眼皮20和下眼皮30分别通过对应的销钉与眼皮安装座90转动连接。上眼皮20采用1/4球体状，下眼皮30也采用1/4球体状，将上眼皮20和下眼皮30分别通过一连接杆与眼皮安装座90转动连接。

特别地，上眼皮20和下眼皮30转动的角度小于等于60度，使得上眼皮20和下眼皮30打开时，露出整个摄像头部位，而上眼皮20和下眼皮30闭合时，形成完整的半球体状。

当然，上述眼皮安装座90的形状也并不局限于本实施例，其仅为举例，例如眼皮安装座90可以采用框架结构的块状部件，或者仅为一安装板，在或者设置为一u型块状部件等等。眼皮安装座90主要起到安装上眼皮20和下眼皮30一端部，使得上眼皮20和下眼皮30的一端部在其另一端部受到了第一齿轮70与第二齿轮80的驱动下，能够绕着所述眼皮安装座90进行转动。

在另一实施例中，本发明具有眨眼功能的机器人在其眼皮安装座90上开设有凹槽，将所述连接件固定在所述凹槽内，上眼皮20和下眼皮30穿设在对应的所述连接件上。这里所述的连接件可以采用销钉、插销或转动杆等，使得上眼皮20和下眼皮30在第一齿轮70及第二齿轮80的带动下，同时绕所述连接件转动，从而实现上眼皮20和下眼皮30的上下开合。

根据上述结构，本发明具有眨眼功能的机器人通过微型电机60驱动第一齿轮70旋转，第一齿轮70与第二齿轮80啮合，带动上眼皮20和下眼皮30同速反向的转动，由微型电机60的正反转实现机器人的眨眼功能。

实施例二：

图6为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的头部外壳的示意图。图7为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的嘴部结构示意图一。图8为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的嘴部结构示意图二。图9为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二中上喙、下喙及凸轮的配合示意图。图10为本发明具有眨眼功能的机器人的实施例二的爆炸图。

如图6-10所示，本实施例中具有张嘴功能的机器人还包括上喙120、下喙130、驱动装置及旋转支承件。其中，上喙120和下喙130分别通过一转动部件与头部外壳10相连，使得上喙120和下喙130绕所述转动部件相对转动。所述转动部件优选为回转轴，即上喙120通过回转轴121与头部外壳10相连，下喙130通过回转轴与头部外壳10相连。

所述驱动装置安装在头部外壳10上，所述旋转支承件与所述驱动装置连接，且位于上喙120和下喙130之间，所述旋转支承件的轮廓面分别与上喙120和下喙130接触，通过所述驱动装置驱动所述旋转支承件旋转，从而带动上喙120和下喙130相对转动。

本实施例中所述驱动装置包括电机座140和直流电机150，将电机座140固定安装在头部外壳10上，直流电机150安装在电机座140上，直流电机150的轴与所述旋转支承件连接。

这里的直流电机150优选地采用微型直流电机。当然，本发明具有张嘴功能的机器人还可以使用其他形式的直流电机，同样可以达到本发明的目的，本实施例仅为举例，本发明的保护范围不局限于此。

另外，电机座140优选通过螺钉安装固定在头部外壳10上。在电机座140上开设有多个安装槽141，使得电机座40通过螺栓与安装槽141的配合安装到头部外壳10上。进一步地，在电机座140的两端还可以加设两个安装孔142，对电机座140起到进一步的固定作用。

当然，电机座140的安装固定方式可以采用多样化的形式，本实施例仅为举例，本发明的保护范围并不受此举例限制。

进一步地，本实施例中所述旋转支承件优选为凸轮160，将凸轮160安装在直流电机150的轴的末端。优选地，凸轮160与直流电机150的轴之间采用过硬配合。

具体地说，在上喙120的底端面与凸轮160接触处开设有第一凹槽123，使得第一凹槽123的形状与凸轮160的轮廓面匹配。在下喙130的上端面与凸轮160接触处开设有第二凹槽133，使得第二凹槽133的形状与凸轮160的轮廓面匹配。

进一步地，对于凸轮160的形状可以采用两头对称的圆弧形凸轮，类似椭圆形(如图4所示)，这种结构可以使得上喙120和下喙130的每次开合大小一致。当然，凸轮160的形状也可以设置为一端的凸出部尺寸大于另一端的凸出部尺寸，且两端的凸出部均为光滑的圆弧线，这种结构也同样可以使得本发明具有张嘴功能的机器人实现自动张嘴的功能。

因此，凸轮160的形状并不受本实施例举例的限制，其他能实现相同目的的结构均在本发明的保护范围内。

同时为了保证上喙1120和下喙130能够始终与凸轮160接触，在上喙120的一侧通过第一弹性部件122与头部外壳10连接，下喙130的一侧通过第二弹性部件132与头部外壳10连接，且使得上喙120的一侧与下喙130的一侧为相对的两侧。

具体地说，将第一弹性部件122的一端与上喙120的一侧连接，另一端连接至头部外壳10。将第二弹性部件132的一端与下喙130的一侧连接，另一端连接至头部外壳10。本实施例中第一弹性部件122和第二弹性部件132均优选为复位弹簧。这样就可以通过复位弹簧分别将上喙120和下喙130与头部外壳10相连接，在微型直流电机150通电后旋转，从而驱动凸轮160旋转。

当然，本发明具有张嘴功能的机器人中第一弹性部件和第二弹性部件也可以采用其他形式的具有弹性且能够复位的部件，其同样能够起到使得上喙和下喙完成开合动作的作用。上述结构仅为举例，本发明并不局限于此，其他能够其到相同功效的结构形式也包含在本发明的保护范围内。

此外，所述驱动装置还包括减速器170，将减速器170与直流电机150连接，或者将减速器170与直流电机150一体成型，这种结构可以进一步优化直流电机150的性能。

根据上述结构描述，本发明具有张嘴功能的机器人通过驱动末端分别将上喙120和下喙130顶起，并驱动上喙120和下喙130相对转动，从而实现嘴巴的张合功能。当直流电机150每转一圈，实现一次张合，可以通过调节电机的电压可以实现张合嘴的频率。

进一步具体地说，即直流电机150旋转，带动凸轮160转动，通过凸轮160顶着上喙120和下喙130相对于销轴转动，实现闭嘴功能，并且在第一弹性部件122和第二弹性部件132的作用下，回到初始位置即张嘴。

本实施例中具有眨眼功能的机器人采用的头部外壳10以仿真企鹅为例，并且在头部外壳10上开设有多个不同形状大小的开孔，其主要起到减重的作用，使得本发明具有眨眼功能的机器人更加地轻便灵巧。当然，此处头部外壳10的形状仅为举例，并不受本实施例的限制。实际上，本发明具有眨眼功能的机器人可以采用各类仿真动物的外型，一般宠物类的外型都可以仿真，从而使得机器人更加的生活化，更加容易融入人们的日常生活。

综上所述，本发明具有眨眼功能的机器人通过采用防止宠物的头部外壳，以及设置驱动装置来使得机器人眼睛能够上下开合，实现机器人自动眨眼的功能，从而有效地提高机器人的娱乐性和仿生性，使得宠物机器人更加适应人们生活变化的需求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。