本實用新型涉及仿生機器人領(lǐng)域，特別是涉及一種服務機器人頭部。

背景技術(shù)：

如今，隨著人們教育水平的不斷提高，越來越少人愿意從事低技術(shù)要求、低附加值的的服務業(yè)，如迎賓、咨詢、接待等工作內(nèi)容。隨著機器人技術(shù)的日益成熟，尤其是在仿人機器人領(lǐng)域的運動控制、語音語義識別、圖像識別、智能交互等技術(shù)的開發(fā)應用，使仿人形機器人可以做的更加逼真形象，同時也越發(fā)凸顯出仿人服務型機器人未來市場的前景廣闊，仿人機器人的頭部需要完成轉(zhuǎn)頭、點頭、張嘴閉嘴、眼珠的轉(zhuǎn)動和眨眼等一系列動作，外形逼真，形象生動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供一種可完成多自由度運動的靈活度高的服務機器人頭部。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種服務機器人頭部，包括

眼球機構(gòu)，眼球機構(gòu)包括兩個眼球和通過傳動機構(gòu)驅(qū)動各眼球轉(zhuǎn)動的眼球電機；

與眼球機構(gòu)下方連接的嘴部張合機構(gòu)，嘴部張合機構(gòu)包括固定設(shè)置在眼球機構(gòu)下方的頭部基座、可繞頭部基座轉(zhuǎn)動的下顎基座和驅(qū)動下顎基座轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)嘴部張合機構(gòu)嘴部張合動作的嘴部張合電機；

與嘴部張合機構(gòu)連接的頸部機構(gòu)，頸部機構(gòu)包括點頭機構(gòu)和轉(zhuǎn)頭機構(gòu)，點頭機構(gòu)包括通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動頸部機構(gòu)進行點頭動作的點頭電機和固定點頭電機的點頭基座，轉(zhuǎn)頭機構(gòu)包括通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動頸部機構(gòu)進行轉(zhuǎn)頭動作的轉(zhuǎn)頭電機；以及

將眼球機構(gòu)、嘴部張合機構(gòu)、點頭機構(gòu)和轉(zhuǎn)頭機構(gòu)罩在內(nèi)部的機器人頭部的面罩，面罩上設(shè)置有兩個眼睛孔。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，眼球電機的輸出軸連接有主動齒輪，還設(shè)置有均與主動齒輪嚙合的兩個從動齒輪，各眼球分別設(shè)置有與各從動齒輪連接的眼球轉(zhuǎn)軸。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，各眼球上方均設(shè)置有眼瞼，還設(shè)置有連接兩眼瞼的眼瞼轉(zhuǎn)軸，眼瞼轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的長條狀的永磁體，永磁體的一端與眼瞼轉(zhuǎn)軸連接，永磁體另一端的下方設(shè)置有銅線圈，通過對銅線圈的通斷電操作實現(xiàn)永磁體帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)眨眼動作。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，嘴部張合電機固定設(shè)置在點頭基座上，嘴部張合電機為舵機，嘴部張合電機的輸出軸連接有嘴部電機舵盤，下顎基座的兩端均設(shè)置有與點頭基座進行轉(zhuǎn)動連接的下顎轉(zhuǎn)軸孔。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，點頭電機為舵機，點頭電機的輸出軸連接有點頭電機舵盤，還設(shè)置有點頭傳輸板，點頭傳輸板包括位于點頭電機兩側(cè)的均與頭部基座固定連接的左右兩個傳輸板，點頭基座上設(shè)置有兩個點頭軸承座，各點頭軸承座內(nèi)安裝有點頭軸承，各傳輸板上設(shè)置有與各點頭軸承連接的軸承連接軸，點頭電機舵盤與點頭傳輸板固定連接，點頭電機驅(qū)動點頭傳輸板轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)頸部點頭動作。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，轉(zhuǎn)頭電機的輸出軸連接有法蘭輸出軸，法蘭輸出軸與點頭機構(gòu)固定連接，還設(shè)置有固定轉(zhuǎn)頭電機的轉(zhuǎn)頭基座，轉(zhuǎn)頭基座上設(shè)置有轉(zhuǎn)頭軸承座，轉(zhuǎn)頭軸承座內(nèi)安裝有與法蘭輸出軸連接的轉(zhuǎn)頭軸承。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，下顎基座上設(shè)置有假牙，假牙包括上假牙和下假牙，下假牙固定設(shè)置在下顎基座上，面罩上設(shè)置有與假牙位置對應的嘴部開孔。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，面罩包括前面罩和與前面罩可拆卸連接的后面罩，前面罩為空心殼體，兩眼睛孔設(shè)置在與兩眼球位置對應的前面罩上部，面罩的左右兩端設(shè)置有耳朵，前面罩上還設(shè)置有鼻子。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，前面罩內(nèi)設(shè)有若干連接柱，后面罩內(nèi)設(shè)置有分別與各連接柱位置對應的連接柱孔，前面罩和后面罩通過各連接柱與對應連接柱孔進行連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，各眼球設(shè)置在眼球安裝板上，前面罩通過設(shè)置在前面罩上的若干前面罩固定孔固定在眼球安裝板上，后面罩上設(shè)置有若干后面罩固定柱，后面罩通過設(shè)置在各后面罩固定柱內(nèi)的通孔固定設(shè)置在頭部基座上。

本實用新型的有益效果：此服務機器人頭部通過眼球機構(gòu)、嘴部張合機構(gòu)、點頭機構(gòu)、轉(zhuǎn)頭機構(gòu)和機器人面罩的設(shè)置，使機器人通過各驅(qū)動實現(xiàn)眼球轉(zhuǎn)動、嘴部張合、點頭、轉(zhuǎn)頭多個自由度的運動，面罩的設(shè)置使服務機器人的頭部形象逼真，富有親和力，該服務機器人頭部運動自由度多，靈活度高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

圖1是頭部內(nèi)部和面罩爆炸示意圖；

圖2是頭部整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是頭部內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是頭部內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖5是嘴部張合機構(gòu)爆炸圖；

圖6是點頭機構(gòu)爆炸圖；

圖7是轉(zhuǎn)頭機構(gòu)爆炸圖；

圖8是轉(zhuǎn)頭基座機構(gòu)示意圖；

圖9是前面罩側(cè)視圖；

圖10是前面罩正視圖；

圖11是前面罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是后面罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參照圖1～圖12，本實用新型為一種服務機器人頭部，包括

眼球機構(gòu)1，眼球機構(gòu)1包括眼球安裝板18、設(shè)置在眼球安裝板18上的兩個眼球12和驅(qū)動兩眼球12轉(zhuǎn)動的從動齒輪15，從動齒輪15與驅(qū)動從動齒輪15轉(zhuǎn)動的主動齒輪16嚙合連接，還設(shè)置有驅(qū)動主動齒輪16轉(zhuǎn)動的眼球電機17，通過眼球電機17驅(qū)動主動齒輪16轉(zhuǎn)動并帶動從動齒輪15轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)眼球12的轉(zhuǎn)動；

與眼球機構(gòu)1下方連接的嘴部張合機構(gòu)2，嘴部張合機構(gòu)2包括固定設(shè)置在眼球機構(gòu)1下方的頭部基座25，頭部基座25上設(shè)置有可繞頭部基座25轉(zhuǎn)動的下顎基座21，下顎基座21通過嘴部張合電機22驅(qū)動進行轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)嘴部張合動作；

與嘴部張合機構(gòu)2連接的點頭機構(gòu)3，點頭機構(gòu)3包括點頭電機36，頭部基座25的下端固定設(shè)置有點頭傳輸板34，點頭傳輸板34通過點頭電機36的輸出軸驅(qū)動實現(xiàn)轉(zhuǎn)動以完成點頭動作；

與點頭機構(gòu)3連接的轉(zhuǎn)頭機構(gòu)4，轉(zhuǎn)頭機構(gòu)4包括轉(zhuǎn)頭電機42，轉(zhuǎn)頭電機42的輸出軸與固定設(shè)置在點頭基座31上的法蘭輸出軸44進行連接，通過轉(zhuǎn)頭電機42驅(qū)動法蘭輸出軸44轉(zhuǎn)動來帶動點頭基座31的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)轉(zhuǎn)頭動作；以及

將眼球機構(gòu)1、嘴部張合機構(gòu)2、點頭機構(gòu)3和轉(zhuǎn)頭機構(gòu)4罩在內(nèi)部的機器人頭部的面罩5，面罩5上分別設(shè)置有與各眼球12位置對應的眼睛孔511，面罩5上還設(shè)置有嘴部開孔512。

通過眼球機構(gòu)1、嘴部張合機構(gòu)2、點頭機構(gòu)3、轉(zhuǎn)頭機構(gòu)4和機器人面罩5的設(shè)置，使機器人可以實現(xiàn)眼球的轉(zhuǎn)動動作、嘴部張合動作、點頭動作、轉(zhuǎn)頭動作多個自由度的運動，并通過面罩使運動更加形象逼真，該服務機器人頭部運動自由度多，靈活度高。

作為優(yōu)選的實施方式，兩個眼球12的上方設(shè)置有眼瞼11，兩眼瞼11通過眼瞼轉(zhuǎn)軸連接在一起，還設(shè)置有帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的長條狀的永磁體13，永磁體13的一端與眼瞼轉(zhuǎn)軸連接，永磁體13另一端的下方設(shè)置有銅線圈14，通過對銅線圈14的通斷電操作實現(xiàn)永磁體13帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)眨眼動作。

作為優(yōu)選的實施方式，兩眼瞼11間設(shè)置有眼瞼支撐座，眼瞼轉(zhuǎn)軸與眼瞼支撐座轉(zhuǎn)動連接，兩眼瞼11為設(shè)置有眼瞼連接孔的半圓形殼體，兩眼瞼11通過眼瞼連接孔與眼瞼轉(zhuǎn)軸進行連接。

作為優(yōu)選的實施方式，嘴部張合電機22為舵機，嘴部張合電機22的輸出軸與嘴部電機舵盤23連接，下顎基座21的兩端均設(shè)置有下顎轉(zhuǎn)動孔，兩個下顎轉(zhuǎn)動孔分別通過嘴部電機舵盤23和設(shè)置在頭部基座25上的虛軸26與頭部基座25進行轉(zhuǎn)動連接，虛軸26上還設(shè)置有嘴部軸承24。

作為優(yōu)選的實施方式，還設(shè)置有固定點頭電機36的點頭基座31，點頭基座31上設(shè)置有點頭電機固定板，點頭電機36為舵機，點頭傳輸板34包括與頭部基座25固定連接的左右兩個傳輸板，左右兩個傳輸板分別設(shè)置在點頭電機36的兩側(cè)，點頭電機36通過點頭電機舵盤35與左邊的傳輸板固定連接，左右兩個傳輸板上均設(shè)置有軸承連接軸，點頭基座31上設(shè)置有兩個點頭軸承座32，左右兩個軸承連接軸與分別設(shè)置在各點頭軸承座32內(nèi)的點頭軸承33進行固定連接。

作為優(yōu)選的實施方式，轉(zhuǎn)頭電機42為舵機，轉(zhuǎn)頭電機42通過轉(zhuǎn)頭電機舵盤43與法蘭輸出軸44連接，法蘭輸出軸44與點頭基座31固定連接，還設(shè)置有固定轉(zhuǎn)頭電機42的轉(zhuǎn)頭基座41，轉(zhuǎn)頭基座41的上端固定設(shè)置有轉(zhuǎn)頭軸承座45，轉(zhuǎn)頭軸承座45內(nèi)固定設(shè)置有轉(zhuǎn)頭軸承46，法蘭輸出軸44與轉(zhuǎn)頭軸承46進行連接。

作為優(yōu)選的實施方式，下顎基座21上還設(shè)置有與嘴部開孔512位置對應的假牙27，假牙27包括上假牙和下假牙，上假牙固定設(shè)置在眼球安裝板18上，下假牙固定設(shè)置在下顎基座21上。

作為優(yōu)選的實施方式，面罩5包括前面罩51和與前面罩51可拆卸連接的后面罩52，前面罩51為空心殼體，兩眼睛孔511設(shè)置在前面罩51上部的向內(nèi)凹陷的凹坑內(nèi)，面罩5的左右兩端設(shè)置有耳朵523，前面罩51上還設(shè)置有鼻子。

作為優(yōu)選的實施方式，前面罩51內(nèi)設(shè)置有若干連接柱513，后面罩52內(nèi)設(shè)置有分別與各連接柱513對應的連接柱孔521，前面罩51和后面罩52間通過各連接柱513與對應連接柱孔521間的連接進行連接。

作為優(yōu)選的實施方式，前面罩51上還設(shè)置有若干前面罩固定孔514，前面罩51通過各前面罩固定孔514固定設(shè)置在眼球安裝板18上，后面罩52上設(shè)置有若干后面罩固定柱522，各后面罩固定柱522上設(shè)置有通孔，后面罩522通過各通孔固定設(shè)置在頭部基座25上。

作為優(yōu)選的實施方式，眼球機構(gòu)1包括眼球安裝板18、位于眼球安裝板18上方的兩個眼球12和分別驅(qū)動各眼球12轉(zhuǎn)動的從動齒輪15，還設(shè)置有與兩從動齒輪15均嚙合連接的主動齒輪16和驅(qū)動主動齒輪16轉(zhuǎn)動的眼球電機17。通過兩個從動齒輪15和主動齒輪16的設(shè)置，由眼球電機17帶動主動齒輪16轉(zhuǎn)動，主動齒輪16的轉(zhuǎn)動進而帶動兩從動齒輪15轉(zhuǎn)動，進而帶動兩個眼球12的轉(zhuǎn)動運動，實現(xiàn)眼球12的轉(zhuǎn)動，各從動齒輪15為不完全齒輪機構(gòu)，從動齒輪15的一端設(shè)置有與主動齒輪16進行嚙合的齒輪齒，從動齒輪15的另一端設(shè)置有連接孔，各眼球12的下端均設(shè)置有穿入連接孔內(nèi)的眼球轉(zhuǎn)軸。從動齒輪為一邊設(shè)置有連接孔的錐形，一邊為設(shè)置有齒輪的圓弧形，不完全齒輪機構(gòu)的設(shè)置節(jié)約了機構(gòu)的內(nèi)部占用空間。眼球轉(zhuǎn)軸的橫截面為橢圓形，從動齒輪15的連接孔為與眼球轉(zhuǎn)軸橫截面相同的橢圓形孔。眼球轉(zhuǎn)軸的橫截面也可以是圓形，與從動齒輪15上的連接孔進行固定連接，當然，眼球轉(zhuǎn)軸的橫截面也可以是多邊形等形狀，將各從動齒輪15的連接孔橫截面設(shè)置為與該多邊形形狀相同的橫截面，通過各從動齒輪15的轉(zhuǎn)動將運動傳遞給各眼球12。兩眼球轉(zhuǎn)軸的軸線相互平行，這樣保證了兩眼球12轉(zhuǎn)動的角度相同，且轉(zhuǎn)動方向保持一致。眼球安裝板18上設(shè)置有兩個軸承基座，各軸承基座內(nèi)分別安裝有眼球軸承，穿過各連接孔內(nèi)的眼球轉(zhuǎn)軸分別與各眼球軸承固定連接，眼球軸承均為易格思軸承，以實現(xiàn)更好的運動傳遞效果。眼球安裝板18上設(shè)置有通孔，主動齒輪16和眼球電機17分別設(shè)置在眼球安裝板18的上下兩端，眼球電機17為舵機，舵機輸出端連接有眼球電機舵盤，眼球電機舵盤與主動齒輪16相連接，眼球電機17也可以是其他的伺服電機，通過眼球安裝板18上的通孔伸出輸出軸以驅(qū)動主動齒輪16。舵機通過螺紋連接固定在眼球安裝板18上，固定的方式有多種，不限于螺紋固定連接方式。各眼球12上設(shè)置有電子顯示屏，各眼球12內(nèi)還設(shè)置有控制電子顯示屏顯示眼神變化的眼球控制器。眼球安裝板18上還設(shè)置有連接上部眼瞼機構(gòu)的眼瞼基座和連接下部張嘴機構(gòu)的連接板。

作為優(yōu)選的實施方式，各眼球12上方設(shè)置有眼瞼11，兩眼瞼11通過眼瞼轉(zhuǎn)軸連接在一起，還設(shè)置有帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的長條狀的永磁體13，永磁體13的一端與眼瞼轉(zhuǎn)軸連接，永磁體13另一端的下方設(shè)置有銅線圈14，通過對銅線圈14的通斷電操作實現(xiàn)永磁體13帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)眨眼動作。永磁體13可以是多種形狀，永磁體13與眼瞼轉(zhuǎn)軸的連接位置和永磁體13被銅線圈14驅(qū)動的位置應分別在永磁體13的兩端，這樣才可以實現(xiàn)永磁體13帶動眼瞼轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的效果，銅線圈14為盤狀銅線圈。兩眼瞼11間設(shè)置有眼瞼支撐座，眼瞼轉(zhuǎn)軸與眼瞼支撐座轉(zhuǎn)動連接，眼瞼轉(zhuǎn)軸可以是多種方式與眼瞼支撐座進行轉(zhuǎn)動連接，可以是與設(shè)置在眼瞼支撐座內(nèi)部的通孔進行轉(zhuǎn)動連接，也可以是與眼瞼支撐座的外部進行轉(zhuǎn)動連接，當然，也可以是將眼瞼轉(zhuǎn)軸分為左右兩段，分別與眼瞼轉(zhuǎn)軸進行轉(zhuǎn)動連接。眼瞼11為球形殼體或半球形殼體，主要是模仿真人眼皮的外形，兩眼瞼11均設(shè)置有眼瞼連接孔，兩眼瞼11分別通過眼瞼連接孔與眼瞼轉(zhuǎn)軸相連接，一般將眼瞼連接孔設(shè)置在各眼瞼11與眼瞼轉(zhuǎn)軸連接側(cè)的中部位置，這樣可以精準實現(xiàn)眼瞼11的上下轉(zhuǎn)動，但也可以將該眼瞼連接孔設(shè)置在各眼瞼11的后部或其他位置。眼瞼轉(zhuǎn)軸的兩端均設(shè)置有眼瞼軸承，兩眼瞼11分別通過眼瞼軸承與眼瞼轉(zhuǎn)軸進行連接。眼瞼支撐座包括上蓋板和與上蓋板固定連接的下基座，上蓋板和下基座的連接位置設(shè)置有實現(xiàn)眼瞼轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸孔，下基座左右兩側(cè)均設(shè)置有與上蓋板固定連接的側(cè)板，下基座上還設(shè)置有放置銅線圈14的橫板，上蓋板的設(shè)置主要是為了在安裝時的方便。還設(shè)置有固定下基座的眼球安裝板18，眼球安裝板18上設(shè)置有兩個軸承座，各軸承座內(nèi)安裝眼球軸承，各眼球12的下端分別設(shè)置有與眼球軸承連接的連接軸，當然，這里也可以將上基座、下基座和眼球安裝板18作為一個構(gòu)件來生產(chǎn)，下基座和眼球安裝板18起到的作用主要是支撐或安裝固定的作用。各眼球12上均設(shè)置有模仿瞳孔變化的顯示屏，各眼球12內(nèi)還設(shè)置有控制顯示屏顯示變化的瞳孔控制器。兩眼瞼11上均設(shè)置有眼睫毛。兩眼瞼11上還設(shè)置有眨眼后復位的彈簧或橡皮筋，這樣在眼瞼轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生故障無法轉(zhuǎn)動時可通過該彈簧或橡皮筋自動使各眼瞼11復位，而保持正常的使用，只是無法眨眼，進而不影響產(chǎn)品的正常美觀和使用效果。眼球軸承和眼瞼軸承均為易格思軸承。

作為優(yōu)選的實施方式，嘴部張合機構(gòu)2包括下顎基座21、頭部基座25和固定在頭部基座25上的嘴部張合電機22，下顎基座21的兩端均設(shè)置有連接板，連接板上均設(shè)置有與點頭基座進行轉(zhuǎn)動連接的下顎轉(zhuǎn)軸孔，嘴部張合電機22為舵機，嘴部張合電機22的輸出軸連接有嘴部張合電機舵盤23，點頭基座25上還設(shè)置有連接軸26，連接軸26上連接有嘴部軸承24，下顎基座21兩端的連接板通過各下顎轉(zhuǎn)軸孔分別與嘴部張合電機舵盤23和嘴部軸承24進行連接，下顎基座21上固定設(shè)置有下假牙，上假牙固定設(shè)置在眼球安裝板18上，上假牙固定設(shè)置在眼球安裝板18上的下基座上。

當然，本實用新型并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。