專(zhuān)利名稱(chēng)：醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及的是ー種醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，包括自動(dòng)，手動(dòng)眨眼和瞳孔大小變化的功能，是為醫(yī)學(xué)模擬教育所使用的醫(yī)學(xué)模擬人設(shè)計(jì)ー套仿真眼睛機(jī)構(gòu)，同時(shí)可以作為其他類(lèi)人型機(jī)器人用作仿真眼睛。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)仿真眼睛機(jī)構(gòu)，讓醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)研究人員在學(xué)習(xí)病理室可以通過(guò)對(duì)模擬病人事先輸入程序，進(jìn)而呈現(xiàn)一定的病理特征，方便學(xué)員提高對(duì)病理特征的認(rèn)識(shí)和掌握。仿真眼睛是模擬病人面部乃至頭部的最重要的組成部分，很多病理都是通過(guò)檢查人眼的特征而做出相應(yīng)的判斷的，尤其是觀(guān)察瞳孔的大小，醫(yī)務(wù)人員可以得到很多的病理信息。到目前為止，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了不少用于不同用途的模擬機(jī)器人以及ー些玩具上的仿真眼睛，都有不少不同種類(lèi)的仿真眼睛的設(shè)計(jì)。從目前現(xiàn)有技術(shù)看，基本上都是只有單一功能，很少同時(shí)具備眨眼和瞳孔縮放功能的專(zhuān)利。其中，對(duì)于眨眼機(jī)構(gòu)而言，主要大致分為兩種方法實(shí)現(xiàn)的，ー種是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)-機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的方式，另ー種是采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)的方式。兩種方式比較，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式占用空間較大，但是機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性都比較強(qiáng)，干擾性較小，電磁鐵驅(qū)動(dòng)占用的空間小，但是容易受外界干擾，穩(wěn)定性和可靠性較弱。并且很多專(zhuān)利的眨眼實(shí)現(xiàn)方式是眼球和眼皮一起聯(lián)動(dòng)，所以仿真效果失真。本發(fā)明所述的設(shè)計(jì)中的眨眼功能是選擇采用電機(jī)-機(jī)械機(jī)構(gòu)的方式。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00920034455. X，該專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種高仿真表演機(jī)器人用眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、和安裝在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和眼瞼之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為將眼瞼和眼球分離，単獨(dú)傳動(dòng)，可以達(dá)到較好的仿真效果，但是同時(shí)也存在以下缺點(diǎn)，其機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，連桿零部件數(shù)目眾多，所占用的體積偏大，傳動(dòng)的距離較長(zhǎng)，在工作中的可靠性和穩(wěn)定性不能很好的保證的。對(duì)于仿真眼睛瞳孔縮放功能，對(duì)于醫(yī)學(xué)模擬人來(lái)說(shuō)觀(guān)察瞳孔的大小，醫(yī)務(wù)人員可以得到很多的病理信息，而具有瞳孔縮放功能的模擬機(jī)器人，該功能可以豐富機(jī)器人變化功能，模擬人的生理功能的變化。能夠取得較高的仿真性。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的專(zhuān)利來(lái)看，主要實(shí)現(xiàn)的方式也是多種多祥的。主要有通過(guò)液晶顯示，或者變色材料的形式，這些實(shí)現(xiàn)方式需要受到材料或者環(huán)境的限制，不能保證可靠性。本發(fā)明將采用ー種新的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)瞳孔的縮放功能。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00910303816.0(公開(kāi)號(hào)101934150A)，該專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了ー種瞳孔模擬機(jī)構(gòu)，該發(fā)明采用的是通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)瞳孔縮放功能。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，基板，和多個(gè)葉片。所述的基板包括多個(gè)按圓形排列的樞接機(jī)構(gòu)，多個(gè)葉片可以繞基板圓心按次序相互交錯(cuò)重疊圍成穹裝，各葉片包括自由端及連接端，連接段與基板的樞接結(jié)構(gòu)相連，且各個(gè)葉片連接端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是基板的圓周線(xiàn)，而多個(gè)葉片的自由端圍成一個(gè)圓孔，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠推動(dòng)多個(gè)葉片連接端繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如此各個(gè)葉片就繞著圓周樞接結(jié)構(gòu)張開(kāi)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中包含磁鐵可以將張開(kāi)的葉片復(fù)原，如此就達(dá)到瞳孔大小變化的效果。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用了機(jī)械機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式，不受材料和環(huán)境的影響，缺點(diǎn)是由于瞳孔的圓孔是葉片的自由端，而葉片只是簡(jiǎn)單地被磁鐵吸附，葉片與葉片之間較為松散，仿真效果差。同時(shí)該機(jī)構(gòu)也不能精確的控制瞳孔縮放縮小的大小，并且縮放的范圍也受限制，不能完全模擬出正常人瞳孔l_9mm的變化范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有仿真眼睛的不足，提供一種同時(shí)兼?zhèn)湔Ｑ酃δ芎屯鬃兓δ艿姆抡嫜劬?，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工安裝方便。在外觀(guān)和尺寸上和真人眼睛具有較高的相似性，仿真效果好。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括底座，眼球，眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，瞳孔變化機(jī)構(gòu)，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)以及瞳孔感光機(jī)構(gòu)，其中所述底座上設(shè)有用于安裝電機(jī) 和固定支架板的槽孔，所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和瞳孔變化機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和支架板固定在所述底座上；所述眼球通過(guò)支架板與所述底座相連，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)安裝于所述眼球內(nèi)部；所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的眨眼驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)到眼皮實(shí)現(xiàn)眨眼；所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)的瞳孔驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝于眼球內(nèi)部的瞳孔變化機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞳孔變化；所述瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)與瞳孔變化機(jī)構(gòu)連接，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有瞳孔感光機(jī)構(gòu)。進(jìn)ー步的，所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一步進(jìn)電機(jī)，大齒輪，小齒輪，兩個(gè)微型軸承，小齒輪軸，齒輪軸支架板，曲柄蓋，曲柄銷(xiāo)軸，曲柄套筒，曲柄，連桿，連桿銷(xiāo)軸，眼皮，眼皮銷(xiāo)軸，眼球支架板。連接方式為第一步進(jìn)電機(jī)固定于底座，增速齒輪的大齒輪直接套在第一步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸上，小齒輪安裝在小齒輪軸上，所述的小齒輪軸固定在齒輪軸支架板內(nèi)的微型軸承中。電機(jī)經(jīng)過(guò)增速后傳動(dòng)到曲柄，曲柄一端通過(guò)曲柄蓋與小齒輪軸緊配合，曲柄的另一端通過(guò)曲柄銷(xiāo)軸與連桿一端配合，連桿的另一端與眼皮通過(guò)連桿銷(xiāo)軸配合，而眼皮的徑向穿在眼皮銷(xiāo)軸上，眼皮銷(xiāo)軸固定于眼球支架板上。如此所述曲柄，連桿，眼皮以及各銷(xiāo)軸(曲柄銷(xiāo)軸，連桿銷(xiāo)軸，眼皮銷(xiāo)軸)就構(gòu)成ー個(gè)曲柄搖桿的眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)增速齒輪對(duì)(大齒輪，小齒輪)增速后，帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，該曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿眼皮就來(lái)回?cái)[動(dòng)，如此即完成眨眼的動(dòng)作。進(jìn)ー步的，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)包括第二步進(jìn)電機(jī)，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，葉片，定轉(zhuǎn)盤(pán)，定盤(pán)腳。連接方式為動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)是一端為ー個(gè)圓盤(pán)，另一端為ー個(gè)長(zhǎng)圓筒的零件，在圓盤(pán)上等距打有12個(gè)通槽，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)筒端中部打有一個(gè)孔作為后續(xù)光敏電阻引線(xiàn)出口。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)筒端套在第二步進(jìn)電機(jī)電機(jī)軸上，定轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周等距位置上裝有四個(gè)定盤(pán)腳，所述的定盤(pán)腳是四個(gè)帶有臺(tái)階的塊體，四個(gè)塊體通過(guò)膠接固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)在圓周邊上，安裝時(shí)四個(gè)塊體將套住動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周邊上還有伸出兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的小凸臺(tái)，所述小凸臺(tái)插入眼球的內(nèi)槽中，用于對(duì)定轉(zhuǎn)盤(pán)定位。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的圓盤(pán)端在圓周上有四個(gè)等距的凸塊。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)套在固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)上的4個(gè)定盤(pán)腳之間。12個(gè)葉片一面的小銷(xiāo)軸分別插在定轉(zhuǎn)盤(pán)的12個(gè)小孔內(nèi)，另一面的小銷(xiāo)軸則分別插在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的個(gè)槽中。本發(fā)明的瞳孔變化功能的實(shí)現(xiàn)方式為瞳孔變化機(jī)構(gòu)通過(guò)第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，所述動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)再帶動(dòng)12個(gè)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的12個(gè)葉片是兩面各有一個(gè)小銷(xiāo)軸的圓弧形金屬片。其中一面的小銷(xiāo)軸插在定轉(zhuǎn)盤(pán)的12個(gè)小孔內(nèi)，另一面的小銷(xiāo)軸插在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的12個(gè)槽中。所述的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的12個(gè)槽牽動(dòng)與之連接的12個(gè)葉片，所述的12個(gè)葉片分別繞著插在定轉(zhuǎn)盤(pán)上的12個(gè)小孔內(nèi)的葉片小銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由12個(gè)葉片的內(nèi)圓弧包絡(luò)而成的圓孔直徑隨著12個(gè)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生變化，所述內(nèi)圓弧包絡(luò)而成的圓孔就是本發(fā)明的瞳孔。當(dāng)?shù)诙竭M(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)瞳孔的大小的變化功能。該機(jī)構(gòu)還在定轉(zhuǎn)盤(pán)還有對(duì)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍進(jìn)行限位的功能，在定轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周位置上裝有四個(gè)等距分布的定盤(pán)腳，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的圓盤(pán)端在圓周上有四個(gè)等距的凸塊。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)套在四個(gè)定盤(pán)腳內(nèi)。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)不論按照正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，所述的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)圓盤(pán)端在圓周上的四個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸塊碰到固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周對(duì)稱(chēng)位置上的四個(gè)定盤(pán)腳上，機(jī)構(gòu)就無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)只能在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，此時(shí)，瞳孔也只能在一定范圍內(nèi)變化大小。而本發(fā)明通過(guò)設(shè)置葉片的內(nèi)圓弧的大小，和設(shè)置動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)凸塊，定盤(pán)腳的大小。得到動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍都為80°，瞳孔的大小變化范圍為l_9mm。該設(shè)置不但保證了仿真眼睛能夠模擬正常眼睛的瞳孔變化大小為l_9mm的變化范圍，而且避免了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)大的角度而造成對(duì)機(jī)構(gòu)的破壞。進(jìn)ー步的，所述瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)包括凸輪，微動(dòng)開(kāi)關(guān)，緊定螺釘。凸輪是通過(guò)ー個(gè)緊定螺釘和動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接，微型開(kāi)關(guān)安裝在眼球上，正好位于凸輪的下方。凸輪跟隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)瞳孔大小為1_時(shí)，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)剛好帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)到可以剛好觸到微動(dòng)開(kāi)關(guān)的位置，該微動(dòng)開(kāi)關(guān)可以產(chǎn)生ー個(gè)信號(hào)，傳遞到后續(xù)的控制系統(tǒng)中，從而判斷第二步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)到這個(gè)位置時(shí)為瞳孔最小位置。進(jìn)ー步的，所述瞳孔感光機(jī)構(gòu)包括動(dòng)盤(pán)蓋，光敏電阻。所述的動(dòng)盤(pán)蓋是ー個(gè)中心打有孔的小圓盤(pán)，所述動(dòng)盤(pán)蓋通過(guò)過(guò)盈配合裝在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)中心孔處，所述光敏電阻包括感光部分和引線(xiàn)端，光敏電阻感光部分裝在所述動(dòng)盤(pán)蓋中心孔處，光敏電阻的引線(xiàn)端從動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)引線(xiàn)孔引出，引線(xiàn)ロ再用膠密封，防止動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)內(nèi)部光敏電阻轉(zhuǎn)動(dòng)，引起接線(xiàn)線(xiàn)頭松動(dòng)，引起接觸不良。當(dāng)外界有較強(qiáng)光源直射入瞳孔時(shí)，光敏電阻也受到外界光信號(hào)的作用，于是產(chǎn)生ー個(gè)信號(hào)傳送到后續(xù)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)在通過(guò)控制第二步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得瞳孔變小。從實(shí)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)對(duì)環(huán)境感光引起瞳孔變化的仿真模擬效果。本發(fā)明的眨眼功能，是通過(guò)眨眼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即ー個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述眨眼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿，即眼皮，可以進(jìn)行往復(fù)地?fù)u動(dòng)一定角度，從而實(shí)現(xiàn)眼瞼眨眼動(dòng)作。本機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，傳動(dòng)效果可靠的優(yōu)點(diǎn)，能有效解決現(xiàn)有機(jī)器人中眨眼機(jī)構(gòu)體積過(guò)大，傳動(dòng)效果不佳的問(wèn)題。本發(fā)明的瞳孔變化功能，是通過(guò)瞳孔變化驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述第ニ步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)牽動(dòng)與之連接的12葉片繞著插在定轉(zhuǎn)盤(pán)小孔內(nèi)的小銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，12葉片包絡(luò)而成的圓孔直徑隨著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生變化，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)瞳孔的大小的變化功能。該機(jī)構(gòu)還可以通過(guò)定轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍進(jìn)行限位，從而避免了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)大角度破壞機(jī)構(gòu)。瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)的凸輪在瞳孔大小為Imm吋，剛好觸到微動(dòng)開(kāi)關(guān)，該微動(dòng)開(kāi)關(guān)可以產(chǎn)生ー個(gè)信號(hào)，傳遞到后續(xù)的控制系統(tǒng)中，從而判斷電機(jī)轉(zhuǎn)到這個(gè)位置時(shí)為瞳孔最小位置。
本發(fā)明上述的瞳孔變化實(shí)現(xiàn)和控制機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)體積較小，只需占用部分眼球內(nèi)部體積即可；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性強(qiáng)，在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)正反轉(zhuǎn)的極限位置上都有限位裝置，可以保護(hù)機(jī)構(gòu)；控制方便，在電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以隨意控制瞳孔的大小。
綜上，本發(fā)明集合眨眼功能和瞳孔變化功能在一個(gè)整體上，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，傳動(dòng)效果可靠的優(yōu)點(diǎn)，只要在后續(xù)部分増加一個(gè)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)眼睛按照不同頻率眨眼，瞳孔受內(nèi)外界因素影響而發(fā)生瞳孔大小變化這兩個(gè)功能的仿真模擬效果，可以用來(lái)作為醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，或作為類(lèi)人型機(jī)器人仿真眼睛。


圖I本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)后側(cè)視圖；圖2本發(fā)明總體示意圖前側(cè)視圖；圖3本發(fā)明拆除底座和第二步進(jìn)電機(jī)后的眨眼機(jī)構(gòu)的后側(cè)視圖和側(cè)視圖；圖4本發(fā)明將眼球半剖后的瞳孔機(jī)構(gòu)的立體側(cè)視圖；圖5本發(fā)明瞳孔機(jī)構(gòu)的爆炸圖ー； 圖6本發(fā)明瞳孔機(jī)構(gòu)的爆炸圖ニ ；圖7本發(fā)明瞳孔機(jī)構(gòu)葉片的組裝示意圖；圖8本發(fā)明瞳孔機(jī)構(gòu)的整體示意圖；圖9本發(fā)明瞳孔機(jī)構(gòu)的側(cè)視剖面圖；圖10本發(fā)明瞳孔機(jī)構(gòu)拆除眼球和定轉(zhuǎn)盤(pán)后的正視圖；圖I中底座1，眼球2，眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，瞳孔變化機(jī)構(gòu)4，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)5,瞳孔感光機(jī)構(gòu)6 (位于瞳孔變化機(jī)構(gòu)4內(nèi)部)；第一步進(jìn)電機(jī)3-1，大齒輪3-2，小齒輪3-3，微型軸承3-4，齒輪軸支架板3-5，小齒輪軸3-6，曲柄蓋3-7，曲柄銷(xiāo)軸3-8，曲柄套筒3-9，曲柄3_10，連桿3_11，連桿銷(xiāo)軸3_12，眼皮3-13，眼皮銷(xiāo)軸3-14，眼球支架板3-15，第二步進(jìn)電機(jī)4_1，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4_2，葉片4_3，定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4，定盤(pán)腳4-5，凸輪5-1，微動(dòng)開(kāi)關(guān)5-2，緊定螺釘5_3，動(dòng)盤(pán)蓋6_1，光敏電阻6_2。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖I所示本發(fā)明包括底座1，眼球2，眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，瞳孔變化機(jī)構(gòu)4，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)5，另有瞳孔感光機(jī)構(gòu)6 (在該圖中無(wú)法看出，該機(jī)構(gòu)在瞳孔變化機(jī)構(gòu)4內(nèi)部)。底座1，眼球2，眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，瞳孔變化機(jī)構(gòu)4，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)5以及瞳孔感光機(jī)構(gòu)6，其中所述底座I上設(shè)有用于安裝電機(jī)和固定支架板的槽孔，所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和瞳孔變化機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和支架板固定在所述底座I上；所述眼球2通過(guò)支架板與所述底座I相連，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)4安裝于所述眼球2內(nèi)部；所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的眨眼驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)到眼皮實(shí)現(xiàn)眨眼；所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)4的瞳孔驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝于眼球2內(nèi)部的瞳孔變化機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞳孔變化；所述瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)5與所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)4連接，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)4內(nèi)部設(shè)有瞳孔感光機(jī)構(gòu)6。眼球2是ー個(gè)內(nèi)部打通的半圓球，并且外表面涂成白色，內(nèi)部打出孔和槽用于安裝瞳孔變化機(jī)構(gòu)。如圖2所示，本實(shí)施例中，將眨眼機(jī)構(gòu)和瞳孔機(jī)構(gòu)兩個(gè)功能放在一起。在底座I上挖有用于安裝步進(jìn)電機(jī)第一步進(jìn)電機(jī)3-1，第二步進(jìn)電機(jī)4-1和齒輪軸支架板3-5，眼球支架板3-15的槽孔，而所述支架板與所述底座是通過(guò)過(guò)盈配合的方式連接。眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和，瞳孔變化機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)也是通過(guò)插入底座槽中，并且通過(guò)電機(jī)固定件和底座I固定。眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)第一步進(jìn)電機(jī)3-1固定于底座1，電機(jī)經(jīng)過(guò)大小齒輪對(duì)(3-2和3-3)，曲柄3-10和連桿3-11傳動(dòng)到眼皮3_13。瞳孔變化機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動(dòng)電機(jī)第ニ步進(jìn)電機(jī)4-1固定于底座I，瞳孔變化部分安裝于眼球2中。眼球2通過(guò)眼皮銷(xiāo)軸3-14連接固定在眼球支架板3-15上。瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)5通過(guò)緊定螺釘5-3固定在瞳孔變化機(jī)構(gòu)4上。瞳孔感光機(jī)構(gòu)6安裝于瞳孔變化機(jī)構(gòu)4的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2內(nèi)部。如圖3所示，眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括第一步進(jìn)電機(jī)3-1，大齒輪3-2，小齒輪3-3，兩個(gè)微型軸承3-4,齒輪軸支架板3-5,小齒輪軸3-6,曲柄蓋3-7,曲柄銷(xiāo)軸3-8,曲柄套筒3-9，曲柄3-10，連桿3-11，連桿銷(xiāo)軸3-12，眼皮3-13，眼皮銷(xiāo)軸3-14，眼球支架板3-15。由于本發(fā)明為了節(jié)約成本，所以選用最便宜的步進(jìn)電機(jī)，為了彌補(bǔ)該電機(jī)在轉(zhuǎn)速較低上的不足，所以增加ー對(duì)增速齒輪對(duì)(大齒輪3-2，小齒輪3-3)增速，提高眨眼速度。連接方式為 第一步進(jìn)電機(jī)3-1固定于底座I，增速齒輪的大齒輪3-2直接套在第一步進(jìn)電機(jī)3-1的電機(jī)軸3-la上，小齒輪3-3安裝在小齒輪軸3-6上，所述的小齒輪軸3_6固定在齒輪軸支架板3-5內(nèi)的微型軸承3-4中。電機(jī)經(jīng)過(guò)增速后傳動(dòng)到曲柄3-10，曲柄一端3-10a通過(guò)曲柄蓋3-7與小齒輪軸3-6緊配合，曲柄的另一端3-10b通過(guò)曲柄銷(xiāo)軸3-8與連桿一端3_lla配合，連桿的另一端3-1 Ib與眼皮3-13通過(guò)連桿銷(xiāo)軸3-12配合，而眼皮3_13穿在眼皮銷(xiāo)軸3-14上，眼皮銷(xiāo)軸3-14固定于眼球支架板3-15上。如此所述曲柄3_10，連桿3_11，眼皮3-13以及各銷(xiāo)軸(曲柄銷(xiāo)軸3-8，連桿銷(xiāo)軸3-10，眼皮銷(xiāo)軸3-14)就構(gòu)成ー個(gè)曲柄搖桿的眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3。眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的第一步進(jìn)電機(jī)3-1轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)增速齒輪對(duì)(大齒輪 3-2，小齒輪3-3)增速后，帶動(dòng)曲柄3-10轉(zhuǎn)動(dòng)，該曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿眼皮3-13就來(lái)回?cái)[動(dòng)，如此即完成眨眼的動(dòng)作。如圖4，圖5，圖6所示，瞳孔變化機(jī)構(gòu)4包括第二步進(jìn)電機(jī)4_1，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4_2，葉片4-3,定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4,定盤(pán)腳4-5。連接方式為動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2是一端為ー個(gè)圓盤(pán)4-2a,另一端為ー個(gè)長(zhǎng)圓筒4-2b的零件，在圓盤(pán)4-2a上等距打有12個(gè)通槽4_2a2，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)筒端4_2b中部打有ー個(gè)孔4-2bl作為后續(xù)光敏電阻引線(xiàn)出口。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)筒端4-2b套在第二步進(jìn)電機(jī)4-1電機(jī)軸4-la上，定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4的圓周等距位置上裝有四個(gè)定盤(pán)腳4_5，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4_2套在固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4上的4個(gè)定盤(pán)腳4-5之間。12個(gè)葉片4-3 —面的小銷(xiāo)軸4_3b分別插在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4的12個(gè)小孔4-4b內(nèi)，另一面的小銷(xiāo)軸4-3a則分別插在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4_2的12個(gè)槽
4-2a2中。所述的定盤(pán)腳4-5是四個(gè)帶有臺(tái)階4_5a的塊體(見(jiàn)圖6)，四個(gè)塊體通過(guò)膠接固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4在圓周邊上，安裝時(shí)四個(gè)塊體將套住動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2，定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4的圓周邊上還有伸出兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的小凸臺(tái)4_4a,所述小凸臺(tái)4_4a插入眼球2的內(nèi)槽2_la中,用于對(duì)定轉(zhuǎn)盤(pán)定位。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2的圓盤(pán)端4-2a在圓周上有四個(gè)等距的凸塊4-2al。如圖7，12個(gè)葉片4-3的排列如圖，葉片是ー個(gè)圓弧狀的薄金屬片，兩面分別焊接有兩個(gè)銷(xiāo)軸4-2a，4-2b。12個(gè)葉片4_3依次堆疊，葉片的內(nèi)圓弧4_3c堆疊形成的包絡(luò)線(xiàn)形成近似為ー個(gè)圓周4-3d，此圓周即為本發(fā)明的瞳孔。如圖5、6所示，本發(fā)明的瞳孔變化功能的實(shí)現(xiàn)方式為瞳孔變化機(jī)構(gòu)4通過(guò)第二步進(jìn)電機(jī)4-1驅(qū)動(dòng),所述第二步進(jìn)電機(jī)4-1帶動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2,所述動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)再帶動(dòng)12個(gè)葉片4-3轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的12個(gè)葉片4-3是兩面各有ー個(gè)小銷(xiāo)軸(4-3a和4-3b)的圓弧形金屬片。其中一面的小銷(xiāo)軸4-3b插在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4的12個(gè)小孔4-4b內(nèi)，另一面的小銷(xiāo)軸4_3a插在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2的12個(gè)槽4-2a2中。所述的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4_2的12個(gè)槽4_2a2牽動(dòng)與之連接的12個(gè)葉片4-3，所述的12個(gè)葉片4-3分別繞著插在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4上的12個(gè)小孔4_4b內(nèi)的葉片小銷(xiāo)軸4-3b轉(zhuǎn)動(dòng)，由12個(gè)葉片4-3的內(nèi)圓弧4-3c包絡(luò)而成的圓孔4-3d直徑隨著12個(gè)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生變化(見(jiàn)圖7)，所述內(nèi)圓弧4-3c包絡(luò)而成的圓孔4-3d就是本發(fā)明的瞳孔。當(dāng)?shù)诙竭M(jìn)電機(jī)4-1正反轉(zhuǎn)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)瞳孔4-3d的大小的變化功能。該機(jī)構(gòu)還在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4還有對(duì)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2轉(zhuǎn)動(dòng)范圍進(jìn)行限位的功能，在定轉(zhuǎn)盤(pán)4-4的圓周位置上裝有四個(gè)等距分布的定盤(pán)腳4-5，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2的圓盤(pán)端4-2a在圓周上有四個(gè)等距的凸塊4-2al。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)套在四個(gè)定盤(pán)腳內(nèi)。動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2不論按照正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，所述的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)圓盤(pán)端4-2a在圓周上的四個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸塊4-2al碰到固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)4_4的圓周對(duì)稱(chēng)位置上的四個(gè)定盤(pán)腳4-5上，機(jī)構(gòu)就無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2只能在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，此時(shí)，瞳孔4-3d也只能在一定范圍內(nèi)變化大小。而本發(fā)明通過(guò)設(shè)置葉片4-3的內(nèi)圓弧4-3c的大小，和設(shè)置動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)凸塊4-2al，定盤(pán)腳4-5的大小。得到動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4_2正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍都為80°，瞳孔4-3d的大小變化范圍為l-9mm。該設(shè)置不但保證了仿真 眼睛能夠模擬正常眼睛的瞳孔變化大小為l_9mm的變化范圍，而且避免了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)大的角度而造成對(duì)機(jī)構(gòu)的破壞。如圖5，圖6所示，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)5包括凸輪5-1，微動(dòng)開(kāi)關(guān)5_2，緊定螺釘5-3。凸輪5-1是通過(guò)ー個(gè)緊定螺釘5-3和動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2固定連接，微型開(kāi)關(guān)5_2安裝在眼球2上，正好位于凸輪5-1的下方。凸輪5-1跟隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)瞳孔4-3d大小為Imm吋，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2剛好帶動(dòng)凸輪5_1轉(zhuǎn)到可以剛好觸到微動(dòng)開(kāi)關(guān)5_3的位置，該微動(dòng)開(kāi)關(guān)5-3可以產(chǎn)生ー個(gè)信號(hào)，傳遞到后續(xù)的控制系統(tǒng)中，從而判斷第二步進(jìn)電機(jī)4-1轉(zhuǎn)到這個(gè)位置時(shí)為瞳孔4-3d最小位置。如圖8,9,10所不,本發(fā)明的瞳孔感光機(jī)構(gòu)6包括動(dòng)盤(pán)蓋6-1,光敏電阻6-2。所述的動(dòng)盤(pán)蓋6-1是ー個(gè)中心打有孔的小圓盤(pán)，所述動(dòng)盤(pán)蓋6-1通過(guò)過(guò)盈配合裝在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)中心孔4-2a3處(見(jiàn)圖5)，所述光敏電阻6-2包括感光部分6_2a和引線(xiàn)端6_2b，光敏電阻感光部分6-2a裝在所述動(dòng)盤(pán)蓋6-1中心孔6-la(見(jiàn)圖6)處，光敏電阻的引線(xiàn)端6_2從動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)引線(xiàn)孔4-2bl引出，引線(xiàn)ロ再用膠密封6-2b2，防止動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4-2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)內(nèi)部光敏電阻6_2轉(zhuǎn)動(dòng)，引起接線(xiàn)線(xiàn)頭松動(dòng)，引起接觸不良。該功能的實(shí)現(xiàn)方式為當(dāng)外界有較強(qiáng)光源直射入瞳孔4-3d時(shí)，光敏電阻6-2也受到外界光信號(hào)的作用，于是產(chǎn)生ー個(gè)信號(hào)傳送到后續(xù)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)在通過(guò)控制第二步進(jìn)電機(jī)4-1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得瞳孔4-3d變小。從實(shí)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)對(duì)環(huán)境感光引起瞳孔變化的仿真模擬效果。本發(fā)明的眼瞼眨眼實(shí)現(xiàn)功能具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效果可靠的優(yōu)點(diǎn)，能有效解決現(xiàn)有機(jī)器人中眨眼機(jī)構(gòu)體積過(guò)大，傳動(dòng)效果不佳的問(wèn)題。瞳孔變化實(shí)現(xiàn)和控制機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)1.體積較小，只需占用部分眼球內(nèi)部體積即可；2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性強(qiáng)，在定轉(zhuǎn)盤(pán)正反轉(zhuǎn)的極限位置上都有限位裝置，可以保護(hù)機(jī)構(gòu)；3.控制方便，在電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以隨意控制瞳孔的大小；4.具有對(duì)環(huán)境光線(xiàn)強(qiáng)弱引起瞳孔變化的仿真模擬功能。本發(fā)明能夠模擬眼睛的正常眼瞼眨眼功能，和眼睛瞳孔大小的變化功能，包括自動(dòng)控制和受外界因素的影響而引起的變化，只要在后續(xù)部分増加一個(gè)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)眼睛按照不同頻率眨眼，瞳孔受內(nèi)外界因素影響而發(fā)生瞳孔大小變化這兩個(gè)功能的仿真模擬效果?？梢杂脕?lái)作為仿真機(jī)器人，模擬生物體的ー個(gè)部分。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)形式多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的 。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征在于包括底座(1)，眼球(2)，眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3),瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)(5)以及瞳孔感光機(jī)構(gòu)(6)，其中所述底座(I)上設(shè)有用于安裝電機(jī)和固定支架板的槽孔，所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)和瞳孔變化機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和支架板固定在所述底座(I)上；所述眼球(2 )通過(guò)支架板與所述底座(I)相連，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)安裝于所述眼球(2)內(nèi)部；所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)的眨眼驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)到眼皮實(shí)現(xiàn)眨眼；所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)的瞳孔驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝于眼球(2)內(nèi)部的瞳孔變化機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞳孔變化；所述瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)(5)與所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)連接，所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)內(nèi)部設(shè)有瞳孔感光機(jī)構(gòu)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)包括第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)，葉片(4-3)，定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)和定盤(pán)腳(4-5);連接方式為動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)是一端為一個(gè)圓盤(pán)(4_2a),另一端為一個(gè)長(zhǎng)圓筒(4_2b)的零件,在圓盤(pán)(4-2a)上等距設(shè)有12個(gè)槽，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)筒端(4-2b)中部設(shè)有一個(gè)孔(4-2bl)作為后續(xù)光敏電阻引線(xiàn)出口，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)筒端(4-2b)套在第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)電機(jī)軸(4-la)上，定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)的圓周等距位置上設(shè)有四個(gè)定盤(pán)腳(4-5)，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)套在固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)上的4個(gè)定盤(pán)腳(4-5)之間，所述的12個(gè)葉片(4-3)是兩面各有一個(gè)小銷(xiāo)軸(4-3a、4-3b)的圓弧形金屬片，12個(gè)葉片(4-3) —面的小銷(xiāo)軸(4-3b)分別插在定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)的12個(gè)小孔(4_4b)內(nèi)，另一面的小銷(xiāo)軸(4-3a)則分別插在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)的12個(gè)槽(4-2a2)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述12個(gè)葉片(4-3)的排列為葉片依次重疊排列，葉片是一個(gè)圓弧狀的薄金屬片，兩面分別焊接有兩個(gè)銷(xiāo)軸(4_2a，4-2b)，12個(gè)葉片(4-3)依次堆疊，葉片的內(nèi)圓弧(4-3c)堆疊形成的包絡(luò)線(xiàn)形成近似為一個(gè)圓周(4_3d),此圓周即為瞳孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)通過(guò)第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)驅(qū)動(dòng)，所述第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)帶動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)，所述動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)再帶動(dòng)12個(gè)葉片(4-3)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)的12個(gè)槽(4-2a2)牽動(dòng)與之連接的12個(gè)葉片(4-3)，所述的12個(gè)葉片(4-3)分別繞著插在定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)上的12個(gè)小孔(4_4b)內(nèi)的葉片小銷(xiāo)軸(4-3b)轉(zhuǎn)動(dòng)，由12個(gè)葉片(4-3)的內(nèi)圓弧(4-3c)包絡(luò)而成的圓孔(4_3d)直徑隨著12個(gè)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生變化，所述內(nèi)圓弧(4-3c)包絡(luò)而成的圓孔(4-3d)就是瞳孔，當(dāng)?shù)诙竭M(jìn)電機(jī)(4-1)正反轉(zhuǎn)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)瞳孔(4-3d)的大小的變化功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述的定盤(pán)腳(4-5)是四個(gè)帶有臺(tái)階(4_5a)的塊體，四個(gè)塊體通過(guò)膠接固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)在圓周邊上，安裝時(shí)四個(gè)塊體將套住動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)，定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)的圓周邊上還有伸出兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的小凸臺(tái)(4-4a)，所述小凸臺(tái)(4-4a)插入眼球(2)的內(nèi)槽(2-la)中，用于對(duì)定轉(zhuǎn)盤(pán)定位；動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4_2)的圓盤(pán)端(4-2a)在圓周上有四個(gè)等距的凸塊(4-2al);動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，所述的動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)圓盤(pán)端(4-2a)在圓周上的四個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸塊(4-2al)碰到固定在定轉(zhuǎn)盤(pán)(4-4)的圓周對(duì)稱(chēng)位置上的四個(gè)定盤(pán)腳(4-5)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的進(jìn)行限位，此時(shí)，瞳孔(4-3d)也只能在一定范圍內(nèi)變化大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍為80°，瞳孔(4-3d)的大小變化范圍為l_9mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)包括第一步進(jìn)電機(jī)(3-1)，大齒輪(3-2)，小齒輪(3-3)，兩個(gè)微型軸承(3-4)，齒輪軸支架板(3_5),小齒輪軸(3_6),曲柄蓋(3_7),曲柄銷(xiāo)軸(3_8),曲柄套筒(3_9),曲柄(3-10)，連桿(3-11)，連桿銷(xiāo)軸(3-12)，眼皮(3-13)，眼皮銷(xiāo)軸(3-14)和眼球支架板(3-15);連接方式為第一步進(jìn)電機(jī)(3-1)固定于底座(1)，增速齒輪的大齒輪(3-2)直接套在第一步進(jìn)電機(jī)(3-1)的電機(jī)軸(3-la)上，小齒輪(3-3)安裝在小齒輪軸(3-6)上，所述的小齒輪軸(3-6)固定在齒輪軸支架板(3-5)內(nèi)的微型軸承(3-4)中；電機(jī)經(jīng)過(guò)增速后傳動(dòng)到曲柄(3-10)，曲柄一端(3-10a)通過(guò)曲柄蓋(3-7)與小齒輪軸(3_6)緊配合，曲柄的另一端(3-10b )通過(guò)曲柄銷(xiāo)軸(3-8 )與連桿一端(3-1 Ia)配合,連桿的另一端(3-1 Ib )與眼皮(3-13)通過(guò)連桿銷(xiāo)軸(3-12)配合，而眼皮(3-13)穿在眼皮銷(xiāo)軸(3-14)上，眼皮銷(xiāo)軸(3-14)固定于眼球支架板(3-15)上，如此所述曲柄(3-10)，連桿(3-11)，眼皮(3-13)以及曲柄銷(xiāo)軸(3-8)，連桿銷(xiāo)軸(3-10)，眼皮銷(xiāo)軸(3-14)就構(gòu)成一個(gè)曲柄搖桿的眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3);眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)的第一步進(jìn)電機(jī)(3-1)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)增速齒輪對(duì)增速后，帶動(dòng)曲柄(3-10)轉(zhuǎn)動(dòng)，該曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿眼皮(3-13)就來(lái)回?cái)[動(dòng)，如此即完成眨眼的動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)(5)包括凸輪(5-1)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)(5-2)和緊定螺釘(5-3)，凸輪(5-1)是通過(guò)一個(gè)緊定螺釘(5-3)和動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)固定連接，微型開(kāi)關(guān)(5-2)安裝在眼球(2)上，正好位于凸輪(5-1)的下方，凸輪(5-1)跟隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2) —起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)瞳孔(4-3d)大小為設(shè)定值時(shí)，動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(4-2)剛好帶動(dòng)凸輪(5-1)轉(zhuǎn)到可以剛好觸到微動(dòng)開(kāi)關(guān)(5-3)的位置，該微動(dòng)開(kāi)關(guān)(5-3)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，傳遞到后續(xù)的控制系統(tǒng)中，從而判斷第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)轉(zhuǎn)到這個(gè)位置時(shí)為瞳孔(4-3d)最小位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述瞳孔感光機(jī)構(gòu)(6)包括動(dòng)盤(pán)蓋(6-1)和光敏電阻(6-2),所述的動(dòng)盤(pán)蓋(6-1)是一個(gè)中心有孔的小圓盤(pán)，所述動(dòng)盤(pán)蓋(6-1)通過(guò)過(guò)盈配合裝在動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)中心孔(4-2a3 )處，所述光敏電阻(6-2 )包括感光部分(6-2a)和弓I線(xiàn)端(6-2b )，光敏電阻感光部分(6-2a)裝在所述動(dòng)盤(pán)蓋(6_1)中心孔(6-la)處，光敏電阻的引線(xiàn)端(6-2)從動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)引線(xiàn)孔(4-2bl)引出，引線(xiàn)口再用膠密封，當(dāng)外界有較強(qiáng)光源直射入瞳孔(4-3d)時(shí)，光敏電阻(6-2)也受到外界光信號(hào)的作用，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)傳送到后續(xù)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)在通過(guò)控制第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得瞳孔(4-3d)變小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其特征是所述眼球(2)是一個(gè)內(nèi)部打通的半圓球，并且外表面涂成白色，內(nèi)部設(shè)有孔和槽用于安裝瞳孔變化機(jī)構(gòu)(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其中眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和瞳孔變化機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和支架板固定在底座上。眨眼驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)到眼皮實(shí)現(xiàn)眨眼。瞳孔驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝于眼球內(nèi)部的瞳孔變化機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞳孔變化，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)接在瞳孔變化機(jī)構(gòu)上，瞳孔變化機(jī)構(gòu)內(nèi)部還接有瞳孔感光機(jī)構(gòu)。眼球通過(guò)支架板與底座相連。本發(fā)明集合眨眼功能和瞳孔變化功能在一個(gè)整體上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，傳動(dòng)效果可靠，只要在后續(xù)部分增加一個(gè)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)眼睛按照不同頻率眨眼，瞳孔受內(nèi)外界因素影響而發(fā)生瞳孔大小變化這兩個(gè)功能的仿真模擬效果。本發(fā)明可用來(lái)作為醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，或作為類(lèi)人型機(jī)器人仿真眼睛。
文檔編號(hào)A63H3/40GK102698442SQ201210163320
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者劉慶偉, 班夢(mèng)凱, 陳宗鎂, 高雪官 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)