CN203750175U - 可活动的机器人嘴唇 - Google Patents

Abstract

可活动的机器人嘴唇，嘴唇用柔性材料制成，两个嘴角里分别固连有一只嘴角连杆，机器人脸上与嘴唇两个嘴角位置对应的部位有两条对称的纵向开槽，两只嘴角连杆分别从两条开槽伸进脸的内部，脸内部安装的电机可以通过相关机构驱动两个嘴角上下活动。机器人嘴唇可以分为上、下嘴唇两部分，脸内部安装的有关机构可以驱动下嘴唇做出张闭嘴的活动。

Description

可活动的机器人嘴唇

技术领域

本实用新型属于电机或电磁铁驱动的机器人的活动嘴唇。

背景技术

专利号为02103768.X的发明专利提出了一种可以活动的玩偶嘴唇，该玩偶嘴唇的两个嘴角分别连接有嘴角摇杆，两只嘴角摇杆可以带动两个嘴角上、下活动，使玩偶做出多种表情动作，其下嘴唇还可以做出张闭嘴的动作；该发明的技术方案中，两个嘴角摇杆以悬臂的方式安装在玩偶脸上，如果做成较小的儿童玩具，这样的摇杆和安在上面的嘴唇容易被弄坏。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，是要设计一种具有上述发明专利技术所有功能，又能更加牢靠的安装在机器人脸上的机器人嘴唇。

本实用新型是这样实现的：机器人嘴唇用柔性材料制成，嘴唇的中部固定在脸器人脸上，两个嘴角里分别固连有一只嘴角连杆，机器人脸上与嘴唇两个嘴角位置对应的部位有两条对称的纵向开槽，两只嘴角连杆分别从脸部两条开槽伸进脸的内部，伸进脸内部的两只连杆分别与设在脸内部的两只摇杆的一端相交联，脸内部安装有电机，电机通过齿轮或摇臂等传动机构驱动摇杆摇动就可以带动嘴角连杆顺着脸部开槽纵向滑动，并带动连带的嘴角上下活动。

开槽里面的连杆设有比开槽宽的档杆或挡块，开槽两边被夹在档杆或挡块与前面的嘴唇之间，每只摇杆的一端有滑槽，伸进脸内部的两只连杆分别插在与之交联的摇杆的滑槽中。这样，连杆只能在与之交连的摇杆拨动下顺着脸部开槽滑动，而不会从开槽中脱出。

伸进脸内部的两只连杆也可以不设挡杆或挡块，两只连杆后部分别固连在两只摇杆的一端，这样连杆也不会从开槽中脱出。

也可以在两个嘴角处分别固连一个滑块，嘴角开槽两边脸部的面板分别嵌在两个滑块的滑槽中，两只嘴角连杆分别连接在伸进脸内部的两个滑块的后部，这样连杆也不会从开槽中脱出。

机器人嘴唇可以分为上、下嘴唇两部分，上嘴唇和下嘴唇在两个嘴角相连接，机器人脸上与下嘴唇位置相对应的部位有一个下嘴唇开口，下嘴唇中部连接有一只下嘴唇连杆，下嘴唇连杆从下嘴唇开口伸进脸内部连接在脸内部的一个滑块上，滑块嵌合在脸内部的一个纵向滑槽里，脸内部安装有可以驱动滑块在滑槽中滑动的电机或电磁铁驱动机构；电机或电磁铁可以驱动滑块在滑槽中向下滑动带动下嘴唇张开，也可以驱动滑块在滑槽中向上滑动从而带动下嘴唇回到闭嘴时的初始位置。

机器人脸上也可以不设下嘴唇开口，在下嘴唇中部预埋有一片永磁铁，在机器人脸内部下嘴唇后面的位置安装有一个电磁铁，电磁铁的两个极靴面对下嘴唇永磁铁的方向，其中一个极靴面对下嘴唇里闭嘴时永磁铁所处的位置，另一个极靴面对下嘴唇里张嘴时永磁铁所处的位置；电磁铁正、反向通电励磁，可以驱动下嘴唇做出张闭嘴的动作。

本实用新型中，两只嘴角连杆可以带动两个嘴角上下活动，下嘴唇可以做出张闭嘴的动作，具有与专利号为“02103768.X”的发明专利提出的设计方案一样的功能，但两个嘴角能够更牢靠的安在机器人脸上，更适用于小型化，尤其是儿童玩具中的表情机器人。

附图说明

图1是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例中嘴唇实施例1后视方向结构示意图。

图2是图1所示嘴唇实施1俯视方向结构示意图。

图3是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例中1中安装了图1所示的嘴唇的机器人的脸后视方向结构示意图。

图4是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例1中滑块和滑槽的立体示意图。

图5是图4所示的滑槽和滑块安在图3所示的机器人脸内部的侧视方向剖示图。

图6是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例1中摇杆的俯视方向结构示意图。

图7是图6所示摇杆仰视方向结构示意图。

图8是图6所示摇杆侧视方向结构示意图。

图9是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例1中直流减速电机的立体示意图。

图10是在图5所示的机器人脸内部安装了图6所示的摇杆以及一个图9所示的驱动摇杆的电机的结构示意图。

图11是图10所示的机器人的脸侧视方向部分剖视图。

图12是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇施例2中机器人脸后视方向结构示意图，该视图只画出了与一个驱动嘴角连杆的扇形齿轮有关的部分。

图13是图12俯视方向剖视图(只对脸的相关部位做了剖视)，该图中加画了驱动扇形齿轮的一个电机。

图14是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例3机器人脸后视方向结构示意图。

图15是电机驱动的滑块和滑槽实施例1中滑块和滑槽部分后视图。

图16是图15的侧视图

图17是电机驱动的滑块和滑槽实施例1侧视方向结构示意图。

图18是电机驱动的滑块和滑槽实施例2中滑块和滑槽部分后视图。

图19是电机驱动的滑块和滑槽实施例2侧视方向结构示意图。

图20是电磁铁驱动的滑块和滑槽实施例侧视方向结构示意图。

图21是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例中嘴唇实施例2后视方向结构示意图。

图22是安装了图21所示的嘴唇和脸内部的电磁铁的机器人脸侧视方向剖视图。为清楚起见，驱动嘴角的摇杆及机电等机构省略未画。

图23是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例中嘴唇实施例3俯视方向结构示意图，该图中只画出了一个嘴角及嘴角连杆，另一个嘴角及嘴角连杆结构一样，省略未画。

图24是挡块的俯视图和侧视图。

图25是嘴唇实施例3安在机器人脸上的后视方向结构示意图，该视图只画出了机器人脸上安有一个嘴角的部分，另一边的嘴角结构与其相同，省略未画。

图26是根据本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇实施例4中有侧向开槽的机器人的脸部分前视图

图27是图26A-A方向剖面图。

图28是嘴唇实施例4后视方向结构示意图。

图29是图28俯视图。

图30用于安装在嘴角后的嘴角滑块立体示意图。

图31是嘴唇实施例4安在图26所示的机器人脸上的前视图。

图32是嘴唇实施例4安在图26所示的机器人脸上的后视图。

图33是图32A-A方向剖视图。

图34是在图33基础上加画了一只摇杆和一个舵机的结构示意图。

图35是图34所示机器人的脸后视方向结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型提出的可活动的机器人嘴唇各实施例说明如下。

图1和图2中，嘴唇实施例1用软胶制成，分为上嘴唇(1)和下嘴唇(2)两部分，上下嘴唇在两个嘴角处相连。上嘴唇中部预埋有一只硬质材料制成的定位杆(3)，上下嘴唇的两个嘴角处分别预埋有一只硬质材料制成的嘴角连杆(4)、(5)，两只嘴角连杆(4)、(5)靠近嘴角部位都有一对向两边伸出来的档杆(6)、(7)和(8)、(9)，下嘴唇中部预埋有一只硬质材料制成的下嘴唇连杆(10)。

图3中，嘴唇实施例1安在机器人的脸(11)上，上嘴唇中部的定位杆(3)插在机器人脸相应部位的插孔里，机器人脸(11)上与嘴唇两个嘴角位置对应的部位有两条对称的弧形开槽(12)、(13)，弧形开槽(12)和(13)的宽度比嘴角连杆(4)、(5)直径略宽，每对档杆(6)、(7)和(8)、(9)与对面的嘴角之间的长度略大于机器人脸弧形开槽(12)、(13)部位的厚度，每对档杆(6)、(7)和(8)、(9)的宽度大于弧形向开槽(12)、(13)的宽度，利用嘴唇的弹性可以将两对档杆(6)、(7)和(8)、(9)扭成纵向插进弧形向开槽(12)、(13)，插进去以后，两对档杆(6)、(7)和(8)、(9)恢复到横向伸出的原状，两只嘴角连杆(4)和(5)可以在各自所处的弧形向开槽(12)和(13)中滑动而又不会从中脱出。机器人脸对应于下嘴唇(2)的部位有一个开口(14)，下嘴唇连杆(10)从开口中伸进机器人脸。机器人脸内对应于两个嘴角外的位置固定有两个霍尔开关(23)、(24)，机器人脸内还有几个用于安装电机、摇杆及滑槽等装置的螺柱(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。其中用于安装两只摇杆的螺柱(17)、(18)分别位于两个弧形开槽(12)、(13)的圆弧的圆心部位。

图4中，滑块(25)上方有一个开孔(26)，滑槽(27)两边分别伸出一个连接板(28)、(29)，每个连接板上有螺孔。

图5中，图4所示的滑块(25)插在滑槽(27)中，滑槽(27)的两个连接板(28)、(29)分别用螺丝固定在机器人脸(11)内部对应位置的螺柱(19)、(20)上，将滑槽(27)固定在机器人脸(11)内部，下嘴唇连杆(10)从下嘴唇开口伸进，插进滑块(25)上方的开孔(26)固定在滑块(25)上。

图6、图7和图8中，摇杆(30)的一端连接有轴套(31)，另一端安装有一小块永磁铁(32)，摇杆(30)上还有一个套筒(33)，轴套(31)上还连接有一个扇形齿轮(34)。

图9中，直流减速电机(35)外壳的上下分别伸出有一个连接板(36)、(37)，输出轴上 有齿轮(38)。

图10和图11中，图6所示的两只摇杆的轴套(31)、(39)分别枢接在机器人脸(11)内部对应位置的螺柱(17)、(18)上，后部用螺丝和垫片挡住。两只嘴角连杆(4)、(5)后部分别插在两只摇杆的两个套筒(33)、(40)内；直流减速电机(35)的连接板(36)、(37)分别固定在螺柱(15)、(21)上，电机输出轴的齿轮(38)与扇形齿轮(34)相啮合，另一个同样的电机以相同方式安装在另一边，图中省略未画。当脸外部的嘴唇处于没有变化的初始状态时，摇杆(30)外端的永磁铁(32)面对机器人脸(11)内部对应位置上的霍尔开关(23)(参见图3)。电机(35)可以驱动摇杆(30)向上或向下摇动，并带动连杆(4)和外面的嘴角上、下活动，摇杆上的永磁铁(32)作用于霍尔开关(23)并通过相关控制电路，可以使电机(35)停转，使摇杆(30)带动对面嘴唇的嘴角回到没有变化的初始状态。另一只摇杆同样可以在另一个电机驱动下这样摇动并带动对面嘴唇的嘴角活动。

该实施例中，与两个摇杆固连的扇形齿轮可以改成相互啮合的圆齿轮，这样，只要一个电机就可以驱动两个嘴角同步动作。

图12和图13中，轴套(41)上连接有一个扇形齿轮(42)，扇形齿轮(42)上有一条弧形开槽(43)，扇形齿轮(42)外端有一个套筒(44)。轴套(41)枢接在机器人脸(11)内部对应位置的螺柱(17)上，一个扭力弹簧的簧圈(45)套在轴套(41)后端；嘴唇(48)如同实施例一样安在机器人脸(11)上，嘴角连杆伸进脸内部的部分不设档杆，一只嘴角连杆以紧配合的方式插进扇形齿轮(42)的套筒(44)里固定。机器人脸(11)内部相应位置伸出有定位杆(49)，定位杆(49)从弧形开槽(43)中穿出，扭力弹簧的两只簧叉(46)、(47)夹在定位杆(49)和套筒(44)两边，一个安装在脸内部的微型直流电机(50)输出轴上的齿轮(51)与扇形齿轮(42)相啮合。电机(50)可以驱动扇形齿轮(42)摇动并带动套筒(44)里固连的嘴角连杆和对应的嘴角上下活动，断电后，扭力弹簧可以使扇形齿轮(42)摆回到图12所示的初始位置并带动对应的嘴角回到没有变化的初始状态。另一个嘴角及安在脸后部配套的扇形齿轮、电机等结构与图12和图13所示的结构一样，省略未画。该实施例中，扇形齿轮兼具摇杆的作用。该实施例提供的技术方案，依靠断电后扭力弹簧的作用力使嘴唇的两个嘴角回复原位，比起图10和图11所示的实施例1来说，结构相对简单，成本相对低廉，控制相对简便，但需要在电机不断电并且堵转的情况下才能使嘴角保持在上翘或下撇的状态，所以在使用中需要较大电流。

图14所示的实施例3与实施例1结构基本相同，不同之处是机器人脸上两条嘴角开槽(52)、(53)的圆弧与实施例1相比是反向的，两只摇杆(54)、(55)上分别有一个滑槽(56)、 (57)，两只与实施例1一样伸进脸内部的嘴角连杆(4)、(5)后部分别插在两个滑槽(56)、(57)中，两只摇杆(54)、(55)的摇动可以分别推动两只嘴角连杆(4)、(5)在嘴角开槽(52)、(53)中滑动并带动两个嘴角上、下活动。该实施例中，两条嘴角开槽(52)、(53)的外形与实施例1不同，两种不同的外形可以适用于有不同外观要求的机器人。

上述各实施例中，也可以用舵机、步进电机或伺服电机通过摇臂或齿轮等传动机构驱动摇杆摇动，这样就不需要传感器和扭力弹簧也可以控制嘴角的活动角度，这些常规的替代技术就不一一详述了。

为清楚起见，上述各附图中，只画出了安在下嘴唇后部的滑块和滑槽，驱动滑块的机电装置通过以下图15至图22和相关说明单独表述如下：

图15、图16和图17中，滑块(58)后部伸出有一个连接板(59)，连接板(59)上有一条滑槽(60)；滑块(58)下部还伸出有一只档杆(61)。滑槽(62)一边安有一个扭力弹簧(63)，扭力弹簧(63)的一只簧叉(64)顶在档杆(61)下面。一个微型直流电机(65)安装在机器人脸内部，电机支架上枢接有一个被动齿轮(66)，被动齿轮(66)上伸出有一个滚轴(67)，滚轴(67)插在连接板(59)上的滑槽(60)中。电机驱动齿轮(66)转动可以带动滑块(58)向下滑动并带动下嘴唇张开，电机断电后扭力弹簧簧叉(64)的张力可以使滑块(58)向上滑动并带动下嘴唇与上嘴唇闭合。

图18和图19所示的电机驱动滑块的实施例2与上述实施例不同之处是，滑块(68)后部伸出有一个齿条(69)，微型直流电机(70)支架上枢接的被动齿轮(71)与齿条(69)相啮合，电机(70)通过齿轮和齿条驱动滑块(68)向下滑动，断电后扭力弹簧簧叉(64)的张力可以使滑块(68)回到原位。

图20中，滑块(72)后部伸出有一个连接板(73)，连接板(73)连接在一个推拉式电磁铁(74)活动铁芯(75)的上端，电磁铁(74)通电励磁可以吸引活动铁芯(75)向下活动并带动滑块(72)向下滑动，断电后电磁铁上弹簧的张力可以使滑块(72)回到原位。

图21中，嘴唇实施例2与嘴唇实施例1不同之处是，下嘴唇(76)后部不设下嘴唇连杆，而是在下嘴唇后的中部预埋有一片永磁铁(77)。

图22中，嘴唇实施例2安在机器人脸(78)上，机器人脸(78)内部安有一个电磁铁(79)，电磁铁(79)有两个极靴(80)、(81)，其中极靴(80)面对下嘴唇(76)闭合时永磁铁(77)所在的位置，极靴(81)面对下嘴唇(76)张开时永磁铁(77)所在的位置；电磁铁(79)正、反向通电励磁，可以通过两个极靴对永磁铁(77)分别产生的推力和拉力驱动下嘴唇(76)张开或闭合。

图23所示的嘴唇实施例3中，嘴角连杆(82)上有一段稍细一些的部分(83)，另一个嘴角连杆有同样的结构。

图24中，挡块(84)中部有一个与嘴角连杆稍细部分过盈配合的小孔(85)，小孔一边连着一个卡口(86)。

图25中，图23所示的嘴唇安在机器人脸(87)上，嘴角连杆(82)插进机器人脸(87)的一个嘴角开槽后，用挡块(84)卡在连杆(82)稍细的部分(83)，连杆(82)就不会从嘴角开槽拔出来了，另一只连杆也以同样的方式安插在机器人脸(88)另一个嘴角开槽里。两只连杆可以如前述实施例一样在电机驱动下沿着各自所在的开槽活动。

图26和图27中，机器人脸(90)上两条嘴角开槽(91)、(92)中间的脸部面板在两个开槽处凹下去一些，把凹下去的面板边缘与上面的面板边缘之间出现的立面方向的缝隙作为开槽，这样的好处是从正面看起来看不到明显的开槽缝隙，外观上好看一些。

图28和图29所示的嘴唇实施例4与前述实施例中的嘴唇不同之处是，两个嘴角处分别预埋有硬质的连接块(93)、(94)，每个连接块里分别设有一个凹槽(95)、(96)。

图30中，滑块(97)当中有一个滑槽(98)，滑槽的一个面板外有一个与嘴角连接块里的凹槽紧密配合的凸块(99)，滑槽的另一个面后部连接有一只连杆(100)。

图31、图32和图33中，图28和图29所示的嘴唇实施例4安装在图26所示的机器人脸(90)上：两个图30所示的滑块(97)、(101)分别安装在两个嘴角开槽(91)、(92)的边缘，两个嘴角开槽边缘的面板分别滑动式嵌在两个滑块各自的滑槽中，嘴唇中部的定位杆插在机器人脸相应部位的插孔里，嘴唇的两个嘴角分别连接在两个滑块(97)、(101)上，两个滑块上的凸块分别顶进两个嘴角连接块(93)、(94)的凹槽(95)、(96)里，必要时可以加些粘合剂，使安装更加牢固。脸(90)内部有用于安装舵机和摇杆的螺柱(102)、(103)、(104)、(105)等。

图34和图35中，摇杆(109)上有一条滑槽(110)，滑块(97)后部的连杆(100)伸进滑槽(110)中；摇杆(109)连接在轴套(111)下部，轴套(111)后部连接有一对摇臂(112)、(113)，轴套(111)枢接在螺柱(104)上；舵机(114)固定在两个螺柱(102)、(106)上，舵机(114)输出轴上套接一对摇臂(115)、(116)，摇臂(115)、(116)与摇臂(112)、(113)之间用两根连杆(117)(118)连接，形成平行四边形连杆结构，舵机(114)驱动摇杆(109)摇动可以带动连接在滑块(97)外的嘴角沿着开槽(91)上下滑动。另一个舵机和摇杆以同样方式对称的安装在另一边，图上省略未画。该实施例中嘴唇的下嘴唇也可以如前述实施例一样活动，相关机构和部件省略未画。

上述各实施例中分别描述的不同结构的嘴唇实施例，驱动嘴唇嘴角活动的不同实施例和驱动下嘴唇活动的不同实施例都可以根据具体需要进行不同的组合，达到使机器人嘴角能够上下活动、下嘴唇能够做出张闭嘴活动的效果。

Claims (6)

1.可活动的机器人嘴唇，包括柔性材料制作的嘴唇，用于安装嘴唇的机器人的脸，以及安装在脸内部用来驱动嘴唇活动的机电驱动机构，其特征是，机器人脸上与嘴唇两个嘴角位置对应的部位有两条对称的纵向开槽，嘴唇的中部固定在脸器人脸上，两个嘴角处分别固连有一只嘴角连杆，两只嘴角连杆分别从脸部两条开槽伸进脸的内部，分别与设在脸内部的两只摇杆的一端相交联，脸内部安装有电机，电机通过齿轮或摇臂等传动机构驱动摇杆摇动就可带动嘴角连杆顺着脸部开槽纵向滑动，并带动连带的嘴角上下活动。

2.根据权利要求1所述的可活动的机器人嘴唇，其特征是开槽里面的连杆设有比开槽宽的档杆或挡块，开槽的两边被夹在档杆或挡块与前面的嘴唇之间，每只摇杆的一端有滑槽，伸进脸内部的两只连杆分别插在与之交联的摇杆的滑槽中。

3.根据权利要求1所述的可活动的机器人嘴唇，其特征是伸进脸内部的两只连杆分别固连在两只摇杆的一端。

4.根据权利要求1所述的可活动的机器人嘴唇，其特征是两个嘴角处分别固连一个滑块，嘴角开槽两边脸部的面板分别嵌在两个滑块的滑槽中，两只嘴角连杆分别连接在伸进脸内部的两个滑块的后部。

5.根据权利要求1所述的可活动的机器人嘴唇，其特征是机器人嘴唇分为上、下嘴唇两部分，上嘴唇和下嘴唇在两个嘴角相连接，机器人脸上与下嘴唇位置相对应的部位有一个下嘴唇开口，下嘴唇中部连接有一只下嘴唇连杆，下嘴唇连杆从下嘴唇开口伸进脸内部连接在脸内部的一个滑块上，滑块嵌合在脸内部的一个纵向滑槽里，脸内部安装有可以驱动滑块在滑槽中滑动的电机或电磁铁驱动机构。

6.根据权利要求1所述的可活动的机器人嘴唇，其特征是机器人脸上不设下嘴唇开口，下嘴唇中部预埋有一片永磁铁，机器人脸内部下嘴唇的后面安装有一个电磁铁，电磁铁的两个极靴面向下嘴唇中部方向，其中一个极靴面对下嘴唇里闭嘴时永磁铁所处的位置，另一个极靴面对下嘴唇里张嘴时永磁铁所处的位置。