具有颞下关节运动功能的人形机器人的制作方法

本发明涉及颌运动仿生，尤其涉及具有颞下关节运动功能的人形机器人。

背景技术：

1、口腔下颌运动模型是一种能够模仿人类口腔下颌运动的仿生装置，广泛的应用于口腔牙质的检测、修复体制作、颞下颌关节及咬合病的诊断及治疗、口腔医生临床训练等项目，还可以在仿生游园机械设备展区进行仿生模拟表演，现阶段，市面上常见的一些下颌机器人只能进行一些简单的咬合动作，个别功能性全一点的机器人会做一些下颌前伸以及下颌左右摆动的动作，这些动作只是一些基本的下颌运动，并且现有的这些下颌模型机器人，其关节结构基本上固定的，但是真实的人体下颌骨，由于其自身骨骼的发育情况或者出现缺齿的情况，颞下关节的角度位置是各不相同，即髁道角度不同，现阶段的机器人，其髁道角度往往都是固定设置的，无法根据不同的情况进行调节，所以其仿生的功能性较差，很难给人们提供不同髁道角度的下颌骨模拟动作，这些给医学训练项目带来极大的不便。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供具有颞下关节运动功能的人形机器人，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：具有颞下关节运动功能的人形机器人，包括躯干框架，所述躯干框架的上端设置有可左右转动的颈部框架，所述颈部框架上设置有可上下活动的颌骨安装板，所述颌骨安装板的下端设置有上颌骨骨架以及可调节的下颌骨骨架，颌骨安装板的中部设置有安装口，所述安装口内设置有用以控制所述下颌骨骨架运动的驱动机构；

3、所述驱动机构包括设置在安装口两侧的固定架，所述固定架与所述颌骨安装板固定连接，两侧的固定架在彼此相对的一侧设置有转动块，所述转动块的下端与固定架转动连接，两侧转动块上设置有可调节的活动架；

4、所述活动架上设置有用以控制所述下颌骨骨架做咬合运动的第一驱动电机，用以控制下颌骨骨架做前后摆动动作的第二驱动电机以及用以控制下颌骨骨架做左右摆动动作的第三驱动电机；

5、所述颌骨安装板上端的后侧设置有电动推杆，所述电动推杆用以控制所述转动块转动。

6、进一步，所述固定架包括固设在所述安装口两侧的定位框，所述定位框的截面呈凵字形，所述定位框内设置有可上下调节的滑块，所述转动块的下端通过转动销与所述滑块的下端铰接。

7、进一步，所述定位框的侧边沿竖直方向设置有长条形的定位槽，所述定位槽处设置有可上下滑动的定位销，所述定位销穿过定位槽并与所述滑块固定连接；

8、所述滑块上还设置有弧形的滑槽，所述转动块上还设置有导向销，所述导向销穿过所述滑槽并沿滑槽滑动。

9、进一步，两侧所述转动块之间安装有联动横杆，两侧所述定位框之间设置有安装架，所述电动推杆后端与所述安装架的后端铰接，电动推杆的伸缩杆与所述联动横杆的中部铰接。

10、进一步，所述转动块在彼此相对的一侧设置有倾斜滑轨，所述活动架的两侧设置有滑座，所述滑座可滑动的安装在所述滑轨上。

11、进一步，所述第一驱动电机安装在所述活动架的前端，活动架上在对应第一驱动电机的位置设置有轴承座，第一驱动电机可转动的安装在所述轴承座上，第一驱动电机的下端设置有安装盒，第一驱动电机的转轴向下设置且其转轴上设置有向所述安装盒下端延伸的传动轴，安装盒下端的两侧还设置有从动轴，所述从动轴的一端分别向安装盒的外侧延伸，所述传动轴的下端设置有第一锥齿轮，两侧从动轴在彼此相对的一端设置有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与两侧所述第二锥齿轮互相啮合，所述下颌骨骨架的两端与两侧从动轴位于安装盒外的一端连接。

12、进一步，所述第二驱动电机安装在所述活动架后端的一侧，第二驱动电机下端设置有随电机转动的转盘，所述转盘上在其偏心位置设置有第一偏心杆，所述第一偏心杆的一端与转盘铰接，第一偏心杆的另一端与靠近其自身一侧所述转动块的后端铰接，第二驱动电机、第一偏心杆以及转动块彼此配合控制活动架沿所述滑轨移动。

13、进一步，所述第三驱动电机对称安装在所述第二驱动电机的一侧，第三驱动电机的下端也设置有所述转盘，所述转盘上设置有第二偏心杆，所述第一驱动电机的下端设置有安装块，所述第二偏心杆的一端与转盘铰接，第二偏心杆的另一端与所述安装块铰接，第三驱动电机、第二偏心杆以及安装块彼此配合控制所述第一驱动电机在所述轴承座内往复转动。

14、进一步，所述颈部框架包括与躯干框架连接的底座，所述底座上设置有第四驱动电机，所述第四驱动电机可转动地横置在底座上，第四驱动电机的上方设置有支撑架，所述颌骨安装板的后端与所述支撑架固定连接，第四驱动电机控制着颌骨安装板做出点头的动作。

15、进一步，所述躯干框架内的下端设置有第五驱动电机，躯干框架内还设置有竖直的立杆，所述第五驱动电机控制所述立杆转动，立杆的上端穿过躯干框架的上端并与所述底座的下端固定连接。

16、本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明通过对称设置两个活动块，并将下颌骨骨架与活动块连接，通过控制活动块转动，来对下颌骨骨架的位置进行调节，从而实现下颌骨髁道角度的调节，从而模拟不同状态下人类的下颌骨，大大提高了机器人的功能性，并且人们可以更直接的观察髁道角度变化时下颌骨的位置，给医学训练项目带来极大的便利，并且，本申请通过力矩反馈模拟真实的多维度咬合运动，达到模拟复原下颌运动的功能，通过真实的模拟下颌运动在仿生游园机械设备给广大游客提供精致的仿真动作表演，具有优良的感官互动体验。

技术特征：

1.具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：包括躯干框架，所述躯干框架的上端设置有可左右转动的颈部框架，所述颈部框架上设置有可上下活动的颌骨安装板，所述颌骨安装板的下端设置有上颌骨骨架以及可调节的下颌骨骨架，颌骨安装板的中部设置有安装口，所述安装口内设置有用以控制所述下颌骨骨架运动的驱动机构；

2.根据权利要求1所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述固定架包括固设在所述安装口两侧的定位框，所述定位框的截面呈凵字形，所述定位框内设置有可上下调节的滑块，所述转动块的下端通过转动销与所述滑块的下端铰接。

3.根据权利要求2所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述定位框的侧边沿竖直方向设置有长条形的定位槽，所述定位槽处设置有可上下滑动的定位销，所述定位销穿过定位槽并与所述滑块固定连接；

4.根据权利要求3所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：两侧所述转动块之间安装有联动横杆，两侧所述定位框之间设置有安装架，所述电动推杆后端与所述安装架的后端铰接，电动推杆的伸缩杆与所述联动横杆的中部铰接。

5.根据权利要求4所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述转动块在彼此相对的一侧设置有倾斜滑轨，所述活动架的两侧设置有滑座，所述滑座可滑动的安装在所述滑轨上。

6.根据权利要求5所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述第一驱动电机安装在所述活动架的前端，活动架上在对应第一驱动电机的位置设置有轴承座，第一驱动电机可转动的安装在所述轴承座上，第一驱动电机的下端设置有安装盒，第一驱动电机的转轴向下设置且其转轴上设置有向所述安装盒下端延伸的传动轴，安装盒下端的两侧还设置有从动轴，所述从动轴的一端分别向安装盒的外侧延伸，所述传动轴的下端设置有第一锥齿轮，两侧从动轴在彼此相对的一端设置有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与两侧所述第二锥齿轮互相啮合，所述下颌骨骨架的两端与两侧从动轴位于安装盒外的一端连接。

7.根据权利要求6所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述第二驱动电机安装在所述活动架后端的一侧，第二驱动电机下端设置有随电机转动的转盘，所述转盘上在其偏心位置设置有第一偏心杆，所述第一偏心杆的一端与转盘铰接，第一偏心杆的另一端与靠近其自身一侧所述转动块的后端铰接，第二驱动电机、第一偏心杆以及转动块彼此配合控制活动架沿所述滑轨移动。

8.根据权利要求7所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述第三驱动电机对称安装在所述第二驱动电机的一侧，第三驱动电机的下端也设置有所述转盘，所述转盘上设置有第二偏心杆，所述第一驱动电机的下端设置有安装块，所述第二偏心杆的一端与转盘铰接，第二偏心杆的另一端与所述安装块铰接，第三驱动电机、第二偏心杆以及安装块彼此配合控制所述第一驱动电机在所述轴承座内往复转动。

9.根据权利要求8所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述颈部框架包括与躯干框架连接的底座，所述底座上设置有第四驱动电机，所述第四驱动电机可转动地横置在底座上，第四驱动电机的上方设置有支撑架，所述颌骨安装板的后端与所述支撑架固定连接，第四驱动电机控制着颌骨安装板做出点头的动作。

10.根据权利要求9所述的具有颞下关节运动功能的人形机器人，其特征在于：所述躯干框架内的下端设置有第五驱动电机，躯干框架内还设置有竖直的立杆，所述第五驱动电机控制所述立杆转动，立杆的上端穿过躯干框架的上端并与所述底座的下端固定连接。

技术总结
本发明公开的具有颞下关节运动功能的人形机器人，包括躯干框架，所述躯干框架的上端设置有可左右转动的颈部框架，所述颈部框架上设置有可上下活动的颌骨安装板，所述颌骨安装板的下端设置有上颌骨骨架以及可调节的下颌骨骨架，颌骨安装板的中部设置有安装口，所述安装口内设置有用以控制所述下颌骨骨架运动的驱动机构。本发明通过对称设置两个活动块，并将下颌骨骨架与活动块连接，通过控制活动块转动，来对下颌骨骨架的位置进行调节，从而实现下颌骨髁道角度的调节，从而模拟不同状态下人类的下颌骨，大大提高了机器人的功能性，并且人们可以更直接的观察髁道角度变化时下颌骨的位置，给医学训练项目带来极大的便利。

技术研发人员：刘建斌,白翠霞,白锌
受保护的技术使用者：沧州菲漫电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25