本發(fā)明涉及一種仿人機器人頸部運動機構(gòu)。機器人頸部運動機構(gòu)是表情機器人研究的一部分，頸部的運動可以使表情機器人更加生動。屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前已經(jīng)有很多對仿人機器人頸部結(jié)構(gòu)的研究，現(xiàn)有的機器人頸部的運動一般就是點頭、搖頭、擺頭，然而在搖頭時，搖頭幅度比較小，和人類的真實搖頭存在較大差異；擺頭動作也會比較具有局限性，難以完成人類頸部能夠完成的一些特定動作，如新疆舞等。本次設(shè)計的頸部運動可以實現(xiàn)新疆舞的運動，頸部搖頭和擺頭動作可以綜合實現(xiàn)，使脖子的運動更多元化，讓機器人的表達更加生動逼真。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有機器人頸部運動擬人逼真度差的缺點，提出一種仿人頸部運動機構(gòu)，是一種能夠逼真的模仿人類頸部，實現(xiàn)點頭、搖頭，以及擺頭以及高難度的新疆舞等動作的運動機構(gòu)。為達到上述的目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：為了使脖子的運動更多元化，本發(fā)明通過電機帶動齒輪傳動來實現(xiàn)整體的搖頭動作；通過電機帶動圓盤夾和頭部支撐盤來實現(xiàn)點頭運動；通過兩個電機左右的驅(qū)動連桿，使其實現(xiàn)豐富的擺動姿勢；這樣整個機構(gòu)就能實現(xiàn)頸部的點頭、搖頭和擺頭動作；分析擺頭連桿、中間桿之間的運動關(guān)系，由新疆舞的動作姿態(tài)，通過對兩個擺頭電機的控制，來實現(xiàn)新疆舞動作。根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種仿人頸部運動機構(gòu)，包括底座、止推軸承、搖頭軸、大齒輪、螺釘、小齒輪、搖頭電機、點頭電機、頭部支撐盤、圓盤夾、兩個擺頭電機、四個擺頭連桿、下擺桿、上擺桿、搖頭電機架、活動鉸鏈和中間桿；所述搖頭電機通過搖頭電機架和螺釘固定在底座上，搖頭電機的輸出軸與小齒輪連接，小齒輪連接大齒輪；大齒輪通過鍵和搖頭軸連接，搖頭軸與止推軸承配合并安裝在底座上，搖頭軸與頭部支撐盤通過活動鉸鏈連接；所述點頭電機固定在底座上，所述點頭電機通過圓盤夾連接頭部支撐盤；所述中間桿的一端與頭部支撐盤鉸接，中間桿的另一端和下擺桿的一端鉸接，下擺桿的另一端連接上擺桿；所述兩個擺頭電機安裝在頭部支撐盤上，其中一個擺頭電機連接兩根相互鉸接的擺頭連桿的一端，擺頭連桿的另一端鉸接下擺桿，另一個擺頭電機連接另外兩根相互鉸接的擺頭連桿的一端，擺頭連桿的另一端鉸接中間桿。本發(fā)明工作原理：四個電機選用舵機，硬件平臺搭建完成后，利用單片機應(yīng)用系統(tǒng)及舵機驅(qū)動電路板，編制控制程序，控制舵機的啟停，正傳，反轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)四個舵機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機器人點頭、仰頭，搖頭、擺頭、新疆舞等動作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點：模擬人類頸部，增強仿人機器人的擬人效果；抬頭與點頭角度由點頭電機控制在15°范圍內(nèi)，不會出現(xiàn)干涉的情況；左右搖頭的角度在-45°到45°之間，能夠?qū)崿F(xiàn)正常人達到的搖頭動作；擺頭最大角度為90°，通過分析擺頭連桿、中間桿、四個擺頭連桿之間的運動關(guān)系，由新疆舞的動作姿態(tài)，通過對兩個擺頭電機的控制，來實現(xiàn)新疆舞動作，運動時看起來不那么僵硬，仿人度更高。附圖說明圖1是本機構(gòu)的總體設(shè)計示意圖。圖2是本機構(gòu)的底部剖面圖。圖3是本機構(gòu)實現(xiàn)搖頭運動示意圖。圖4是本機構(gòu)實現(xiàn)點頭、仰頭運動示意圖。圖5是本機構(gòu)實現(xiàn)擺頭運動示意圖。圖6是完成新疆舞動作示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。如圖1和圖2所示，一種仿人頸部運動機構(gòu)，包括底座1、止推軸承2、搖頭軸3、大齒輪4、螺釘5、小齒輪6、搖頭電機7、點頭電機8、頭部支撐盤9、圓盤夾10、兩個擺頭電機11、四個擺頭連桿12、下擺桿13、上擺桿14、搖頭電機架15、活動鉸鏈16和中間桿17；所述搖頭電機7通過搖頭電機架15和螺釘5固定在底座1上，搖頭電機7的輸出軸與小齒輪6連接，小齒輪6連接大齒輪4；大齒輪4通過鍵和搖頭軸3連接，搖頭軸3與止推軸承2配合并安裝在底座1上，搖頭軸3與頭部支撐盤9通過活動鉸鏈16連接；所述點頭電機8固定在底座1上，所述點頭電機8通過圓盤夾10連接頭部支撐盤9；所述中間桿17的一端與頭部支撐盤9鉸接，中間桿17的另一端和下擺桿13的一端鉸接，下擺桿13的另一端連接上擺桿14；所述兩個擺頭電機11安裝在頭部支撐盤9上，其中一個擺頭電機11連接兩根相互鉸接的擺頭連桿12的一端，擺頭連桿12的另一端鉸接下擺桿13，另一個擺頭電機11連接另外兩根相互鉸接的擺頭連桿12的一端，擺頭連桿12的另一端鉸接中間桿17。如圖1至圖5所示，所述的搖頭電機7轉(zhuǎn)動，帶動小齒輪6轉(zhuǎn)動，小齒輪6轉(zhuǎn)動使大齒輪4隨之轉(zhuǎn)動，從而使搖頭軸3和頭部支撐盤9轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)整個頭部的搖頭動作；當點頭時，點頭電機的軸8要與活動鉸鏈16的軸線平行，點頭電機8轉(zhuǎn)動帶動圓盤夾10轉(zhuǎn)動，在圓盤夾10的作用下，頭部支撐盤9開始點頭或仰頭，從而使整個頭部實現(xiàn)點頭動作；所述的兩個擺頭電機11轉(zhuǎn)動，通過擺頭連桿12使中間桿17和下擺桿13擺動，實現(xiàn)頭部的擺頭動作。如圖6所示，由新疆舞的姿態(tài)，可以將頸部結(jié)構(gòu)分為兩部分，即中間桿17和下擺桿13，要實現(xiàn)新疆舞的動作，需要下擺桿13保持與頭部支撐盤9垂直，然而中間桿17左右擺動來實現(xiàn)；分析下擺桿13、中間桿17和四個擺頭連桿12之間的運動關(guān)系，通過對兩個擺頭電機11的控制，使下擺桿13、中間桿17和四個擺頭連桿12達到預(yù)期運動來實現(xiàn)新疆舞動作。