一种带眼睑的可动卡通眼睛结构的制作方法

本实用新型涉及可动卡通眼睛结构领域，尤其涉及一种带眼睑的可动卡通眼睛结构。

背景技术：

眼睛作为仿生机器人、展示类模特以及人型玩具等产品所必须的结构，其灵活度和逼真度可以直接决定产品的档次。目前，眼睛结构通常有如下方案：

第一种是无源驱动式眼睛结构，此类眼睛依靠产品姿态变化或用户拨动实现特定动作，此类眼睛结构简单，可实现的功能局限性较大，仅可用于低端廉价人型产品中；

第二种是有源驱动平面式眼睛结构，此类眼睛的眼睑和眼球基本在平面内活动，通过电机、电磁等方式驱动，此结构较无源驱动式结构有更多活动维度，但其活动范围仅在二维平面内，展现力不强；

第三种是有源驱动高仿生结构，此类眼睛的逼真度较高，在不同位置安装多种传感器和驱动装置实现眼睛的运动，此结构过于精密，成本高，可移植性和适应性差，必须由高级专业技能人员操作使用。

现有同类眼睛结构中，如果结构简单则灵活性不强，逼真度不高，如果展现性好，则需要复杂结构和精密器件构成，通用性差，难以维护，无法广泛使用。

因此，有必要提供一种带眼睑的可动卡通眼睛结构解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种带眼睑的可动卡通眼睛结构，解决了现有同类眼睛结构中，如果结构简单则灵活性不强，逼真度不高；如果展现性好，则需要复杂结构和精密器件构成，通用性差，难以维护，无法广泛使用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构包括：

第一结构承载板和眼球；

眼睑固定孔，两个所述眼睑固定孔开设于所述结构承载板的两侧；

中央球柱固定孔，所述中央球柱固定孔开设于所述结构承载板的二分之一处；

眼球纵向转动电机槽，所述眼球纵向转动电机槽设置于所述结构承载板的一侧，并且眼球纵向转动电机槽内部设置有电机组件，所述结构承载板一侧设有眼睑转动电机槽，所述结构承载板的一侧设置有眼球横向转动电机槽，所述电机组件一端为旋臂，所述电机组件包括电机；

上眼睑和下眼睑，所述上眼睑和下眼睑分别转动连接于所述眼球上，所述下眼睑设置有下眼睑面，并且下眼睑两侧设置有下眼睑转动固定孔，所述上眼睑上设置有上眼睑面；

眼睑活动卡槽，两个所述眼睑活动卡槽分别开设于所述下眼睑的两侧，所述眼睑活动卡槽内部有眼睑活动突柱；

眼睑转动电机槽内置入两套电机组件a；

眼球横向转动电机槽内置入电机组件b。

优选地，所述下眼睑一侧设有下眼睑横向通孔，并且下眼睑一侧设有下眼睑连接杆活动槽。

优选地，所述上眼睑主体为上眼睑面，所述上眼睑两侧设有上眼睑转动固定孔，所述上眼睑两侧设有眼睑活动突柱，所述眼睑活动突柱设置有眼睑活动卡槽，所述上眼睑一侧设置有上眼睑横向通孔，所述上眼睑一侧设置上眼睑连接杆活动槽。

优选地，所述眼球上设置有眼球面，所述眼球内部设置有眼球固定承载板，所述眼球内部设置有固定板螺丝孔，所述眼球固定板周边设置有眼球螺丝孔，所述眼球固定板左、上和中央分别设置有半球形底槽和盖板螺丝孔。

优选地，所述中央的半球形底槽设置有中央球头盖板，所述中央球头盖板上分别开设有半球形顶槽和固定板螺丝孔。

优选地，所述眼球固定板上固定连接有球柱，所述球柱一端设置有球头，并且球柱的另一端设置有柱杆。

优选地，所述球柱的外表面设置有侧球头盖板，所述侧球头盖板中部设置有半球形顶槽，并且侧球头盖板周围设置有固定板螺丝孔。

与相关技术相比较，本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构具有如下有益效果：

本实用新型提供一种带眼睑的可动卡通眼睛结构，眼球中心的固定与眼球运动的连接结构端都为球面，保证了眼球朝不同方向转动的平滑性，各电机驱动各活动部件做动作时，不存在相互干涉，可以组合动作，保证了眼睛整体的灵活性，眼球中心固定于中心球柱的球头处，保证了眼球在左右向和上下向的活动都为球体活动，而非平面活动，此外，还配备了可完全闭合与张开的上下独立眼睑，使得眼睛具有更强的展现性，眼球可在上下150度和左右160度的范围进行任何动作，上下眼睑也可进行不同幅度的开合与眨眼动作，保证眼睛运动的幅度和精确性，眼睛整体驱动装置仅为4部电机，主体结构仅用到9种不同部件，结构简单，易于扩展维护和广泛使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的第一实施例的结构示意图；

图2为承载板结构示意图；

图3为下眼睑结构示意图；

图4为上眼睑结构示意图；

图5为眼球结构示意图；

图6为眼球固定板结构示意图；

图7为球柱结构示意图；

图8为中央球头盖板结构示意图；

图9为侧球头盖板结构示意图；

图10为电机组件结构示意图；

图11为整体结构斜视图；

图12为整体结构俯视图；

图13为整体结构右视图；

图14为本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的第二实施例的结构示意图；

图15为本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的第三实施例的结构示意图；

图16为本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的第四实施例的结构示意图；

图17为图16所示的u型盒的剖视示意图；

图18为图16所示的a处的局部放大示意图。

图中标号：1、第一结构承载板，2、下眼睑，21、下眼睑面，22、下眼睑转动固定孔，23、眼睑活动卡槽，24、下眼睑横向通孔，25、下眼睑连接杆活动槽，3、上眼睑，31、上眼睑面，32、上眼睑转动固定孔，33、眼睑活动突柱，34、上眼睑横向通孔，35、上眼睑连接杆活动槽，4、眼球，41、眼球面，42、眼球固定承载板，43、固定板螺丝孔，5、眼球固定板，51、眼球螺丝孔，52、半球形底槽，53、盖板螺丝孔，6、球柱，61、球头，62、柱杆，7、中央球头盖板，71、半球形顶槽，72、固定板螺丝孔，8、侧球头盖板，81、半球形顶槽，82、固定板螺丝孔，9、电机组件，91、旋臂，92、电机，102、第二结构承载板，103、眼球承载板，104、眼球上下转动电机组件，105、眼球左右转动电机组件，106、眼睑活动电机组件，107、眼球上下转动连接杆，108、眼球左右转动连接杆，109、眼睑活动连接杆，141、第一旋臂，151、第二旋臂，161、第三旋臂，111、安装槽，112、固定槽，113、安装块，114、u型盒，115、滑动块，116、操作杆，117、长杆，118、控制把手，119、挤压弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13，其中，图1为本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的第一实施例的结构示意图；图2为承载板结构示意图；图3为下眼睑结构示意图；图4为上眼睑结构示意图；图5为眼球结构示意图；图6为眼球固定板结构示意图；图7为球柱结构示意图；图8为中央球头盖板结构示意图；图9为侧球头盖板结构示意图；图10为电机组件结构示意图；图11为整体结构斜视图；图12为整体结构俯视图；图13为整体结构右视图。带眼睑的可动卡通眼睛结构，包括：

第一结构承载板1和眼球4；

眼睑固定孔11，两个所述眼睑固定孔11开设于所述结构承载板1的两侧；

中央球柱固定孔12，所述中央球柱固定孔12开设于所述结构承载板1的二分之一处；

眼球纵向转动电机槽14，所述眼球纵向转动电机槽14设置于所述结构承载板1的一侧，并且眼球纵向转动电机槽14内部设置有电机组件9，所述结构承载板1一侧设有眼睑转动电机槽15，眼睑转动电机槽15内置入两套电机组件9，所述结构承载板1的一侧设置有眼球横向转动电机槽13，所述眼球横向转动电机槽13内置入电机组件9，所述电机组件9一端为旋臂91，所述电机组件9包括电机92；

上眼睑3和下眼睑2，所述上眼睑3和下眼睑2分别转动连接于所述眼球4上，所述下眼睑2设置有下眼睑面21，并且下眼睑2两侧设置有下眼睑转动固定孔22，所述上眼睑3上设置有上眼睑面31；

眼睑活动卡槽23，两个所述眼睑活动卡槽23分别开设于所述下眼睑2的两侧，所述眼睑活动卡槽23内部有眼睑活动突柱33；

上眼睑3和下眼睑2都以眼睑固定孔11作为轴心进行转动，从而实现睁眼和闭眼的动作。固定杆依次穿过眼睑固定孔11、下眼睑2的下眼睑转动固定孔22和上眼睑3的上眼睑转动固定孔32；

上眼睑3和下眼睑2的开闭以及眼球4的转动，都是围绕结构承载板1进行的；

中央球柱固定孔12置入球柱6的柱杆62，通过螺母固定，连接眼球固定板5；

所述眼球横向转动电机槽13内置入电机组件9，通过螺丝固定，用于控制眼球4横向转动；

眼球纵向转动电机槽14内置入电机组件9，通过螺丝固定，用于控制眼球4纵向转动；

眼睑转动电机槽15内置入两套电机组件9，通过螺丝固定，分别用于控制上眼睑3和下眼睑2的转动，实现眨眼等功能；

下眼睑面21主要用于展现下眼睑功能以及包裹眼球。用户可通过需求在下眼睑面21外部根据需求进行贴膜或喷涂所需图案；

下眼睑连接杆活动槽25用于确保驱动下眼睑运动的连接杆活动时，不受阻碍；

上眼睑面31主要用于展现上眼睑功能以及包裹眼球。用户可通过需求在上眼睑面31外部根据需求进行贴膜或喷涂所需图案；

所述电机组件9主体为电机92，电机92尾部有电源线和信号线，接受程序控制驱动旋臂91转动。

所述下眼睑2一侧设有下眼睑横向通孔24，并且下眼睑2一侧设有下眼睑连接杆活动槽25；

下眼睑横向通孔24置入刚性连接杆一端，与驱动下眼睑运动的电机组件9旋臂91连接；

下眼睑连接杆活动槽25用于确保驱动下眼睑运动的连接杆活动时，不受阻碍。

所述上眼睑3主体为上眼睑面31，所述上眼睑3两侧设有上眼睑转动固定孔32，所述上眼睑3两侧设有眼睑活动突柱33，所述眼睑活动突柱33设置有眼睑活动卡槽23，所述上眼睑3一侧设置有上眼睑横向通孔34，所述上眼睑3一侧设置上眼睑连接杆活动槽35；

上眼睑转动固定孔32与下眼睑2的下眼睑转动固定孔22和结构承载板1的眼睑固定孔11通过固定杆连接，上眼睑3可围绕上眼睑转动固定孔32进行转动；

眼睑活动突柱33置入下眼睑2的眼睑活动卡槽23，确保上眼睑3和下眼睑2围绕同一固定轴转动；

上眼睑横向通孔34置入刚性连接杆一端，与驱动上眼睑运动的电机组件9旋臂91连接；

上眼睑连接杆活动槽35用于确保驱动上眼睑运动的连接杆活动时，不受阻碍。

所述眼球4上设置有眼球面41，所述眼球4内部设置有眼球固定承载板42，所述眼球4内部设置有固定板螺丝孔43，所述眼球固定板5周边设置有眼球螺丝孔51，所述眼球固定板5左、上和中央分别设置有半球形底槽52和盖板螺丝孔53；

眼球面41可以根据需求，进行贴纸或涂绘所需眼睛形状图案；

眼球固定承载板42主要用于搭载和固定眼球固定板5；

螺丝依次穿过眼球固定板5的眼球螺丝孔51和固定板螺丝孔43，完成眼球4与眼球固定板5的配合连接；

螺丝依次穿过眼球螺丝孔51和眼球4的固定板螺丝孔43，完成眼球固定板5与眼球4的配合连接；

中央的半球形底槽52与中央球头盖板7的半球形顶槽71共同固定球柱6的球头61；左、上的半球形底槽52分别与侧球头盖板8的半球形顶槽81共同固定球柱6的球头61；

盖板螺丝孔53通过螺丝分别与中央球头盖板7的固定板螺丝孔72和侧球头盖板8的固定板螺丝孔82配合连接；

所述中央的半球形底槽52设置有中央球头盖板7，所述中央球头盖板7上分别开设有半球形顶槽71和固定板螺丝孔72。

所述眼球固定板5上固定连接有球柱6，所述球柱6一端设置有球头61，并且球柱6的另一端设置有柱杆62；

柱杆62上有螺纹。被固定在中央球头盖板7下的球柱6，其柱杆62穿过结构承载板1的中央球柱固定孔12，并通过螺母固定，其对应球头61为整个眼球的球心。被固定在侧球头盖板8下的球柱6，其柱杆62通过螺母与刚性连接杆固定，刚性连接杆的另一端，分别与置于结构承载板1的眼球横向转动电机槽13和眼球纵向转动电机槽14内的电机组件9连接，在电机组件9的旋臂91旋转时，分别能够带动眼球横向和纵向转动。

所述球柱6的外表面设置有侧球头盖板8，所述侧球头盖板8中部设置有半球形顶槽81，并且侧球头盖板8周围设置有固定板螺丝孔82；

两片侧球头盖板8的半球形顶槽81分别与眼球固定板5左侧和上侧的半球形底槽52配合固定球柱6的球头61；

螺丝依次穿过固定板螺丝孔82和眼球固定板5的盖板螺丝孔53进行固定连接。

本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的工作原理如下：

本实施例中，设置有4套驱动电机，分别驱动上眼睑3、下眼睑2、眼球横向和眼球纵向的运动，各电机接收到控制指令，可以按照指定的速度和角度驱动对应部件作出动作，各电机与各活动部件做动作时，不存在相互干涉，电机拉动上下眼睑时，上下眼睑围绕眼睑横向通孔进行转动，从而实现眼睑活动功能。由于眼球4中心位于中心球柱的球头处，电机拉动眼球上下向和左右向转动时，眼球都可围绕眼球中心进行平滑转动，通过设置不同的指令，可以控制眼睛完成所需动作，如果搭建双眼结构，还可通过设置指令控制双眼完成不同的动作。

与相关技术相比较，本实用新型提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构具有如下有益效果：

眼球中心的固定与眼球运动的连接结构端都为球面，保证了眼球朝不同方向转动的平滑性，各电机驱动各活动部件做动作时，不存在相互干涉，可以组合动作，保证了眼睛整体的灵活性，眼球中心固定于中心球柱的球头处，保证了眼球在左右向和上下向的活动都为球体活动，而非平面活动，此外，还配备了可完全闭合与张开的上下独立眼睑，使得眼睛具有更强的展现性，眼球可在上下150度和左右160度的范围进行任何动作，上下眼睑也可进行不同幅度的开合与眨眼动作，保证眼睛运动的幅度和精确性，眼睛整体驱动装置仅为4部电机，主体结构仅用到9种不同部件，结构简单，易于扩展维护和广泛使用。

第二实施例

请结合参阅图14，基于本申请的第一实施例提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构，本申请的第二实施例提出另一种带眼睑的可动卡通眼睛结构。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的第二实施例提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的不同之处在于：所述眼球4的直径变小，随之尺寸发生变化的部件还包括：第一结构承载板1、下眼睑2、上眼睑3、眼球固定板5。

所述上眼睑3的眼睑面积比更大，可转动范围也更大。

所述上眼睑3的上眼睑连接杆活动槽35顶端为弧形，确保上眼睑3在转动范围更大时，刚性连接杆不受阻碍。

所述第一结构承载板1的整体尺寸更具眼球4直径作出调整，眼球纵向转动电机槽14和眼睑转动电机槽15的位置也根据上眼睑3的转动范围作出调整。

与相关技术相比较，本实用新型提供的机械仿生眼睛第二实施例具有如下有益效果：

眼球4直径更小，从而第一结构承载板1、下眼睑2、上眼睑3的体积更小，整个机械仿生眼睛安装尺寸更具有优势。上眼睑3具有更大的眼睑面积比和转动范围，与真人眼睛更为相似。

工作原理：对眼睛的套驱动电机位置做了调整，控制眼球上下向转动的电机驱动方向设在眼球下部，在眼睛正常状态下，仅上眼睑睁开，眼球可进行正常动作，闭眼时，仅上眼睑运动，完成闭合，下眼睑仅在需要做出瞪眼动作时，驱动电机控制其向下转动，使眼睛睁得更大，同时控制眼球上下向和左右向运动的电机，可实现眼球的斜向转动，通过设置不同的指令，可以控制眼睛完成所需动作，如果搭建双眼结构，还可通过设置指令控制双眼完成不同的动作。

第三实施例

请结合参阅图15，基于本申请的第二实施例提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构，本申请的第三实施例提出另一种带眼睑的可动卡通眼睛结构。第三实施例仅仅是第二实施例优选的方式，第三实施例的实施对第二实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的第三实施例提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的不同之处在于：所述第三实施例机械仿真眼睛将两套眼睛结构组合，如图14所示，如下表述仅对与前两个实施例有差异的结构进行说明。第三实施例机械仿真眼睛与前两个实施例具有明显差异的部件包括：第二结构承载板102、眼球承载板103、眼球上下转动电机组件104、眼球左右转动电机组件105、眼睑活动电机组件106、眼球上下转动连接杆107、眼球左右转动连接杆108、眼睑活动连接杆109。

所述第二结构承载板102前端安装眼球承载板103，后部安装眼睑活动电机组件106和眼球上下转动电机组件104，前端两侧安装双眼的上下眼睑。

所述第二结构承载板102两侧各有一只眼睑活动支撑架101；

眼睑活动连接杆109穿过结构承载板1两侧的眼睑活动支撑架101，确保运动路径为前后直线方向。

所述眼球承载板103主要用于安装固定两只眼球和眼球左右转动电机组件105。眼球承载板103与眼球上下转动连接杆107连接，并受此驱动双眼眼球上下转动。

所述眼球上下转动电机组件104一侧为第一旋臂141；

第一旋臂141与眼球上下转动连接杆17连接，驱动双眼眼球上下转动。

所述眼球左右转动电机组件105安装于眼球承载板103；

眼球有上下运动时，眼球左右转动电机组件105随眼球承载板103转动。

所述眼球左右转动电机组件105一侧为第二旋臂151；

第二旋臂151与眼球左右转动连接杆108连接，驱动双眼眼球左右转动。

所述眼睑活动电机组件106一侧为第三旋臂161；

第三旋臂161与眼睑活动连接杆109连接，驱动双眼上下眼睑开合。

所述眼睑活动连接杆109为多节活动结构。眼睑活动连接杆109一端与眼睑活动电机组件106第三旋臂161相连，另一端与双眼上下眼睑相连，眼睑活动连接杆109受第二结构承载板102的眼睑活动支撑架101约束，确保将电机组件106第三旋臂161的弧形运动轨迹转化为直线运动。

与相关技术相比较，本实用新型提供的机械仿生眼睛第三实施例具有如下有益效果：

同一套机械仿真眼睛结构设有两只眼球装置，仅需三套电机组件控制双眼所有运动，使总体结构更为简单可靠，而且双眼的表情动作具有更好的同步性。

工作原理：眼睑驱动电机工作时，拉动眼睑活动连接杆109沿眼睑活动支撑架101做径向直线往复运动，从而拉动双眼的上下眼睛同时做等幅度等速度的开闭动作，眼球上下向和左右向驱动电机工作时，通过对应眼睑活动连接杆109可同时驱动双眼眼球进行上下左右转动，眼球以眼睑侧方固定孔为中心进行上下转动，以眼球后方中心平面的中轴为中心进行左右转动，眼球上下向和左右向驱动电机可同时工作，实现眼球的斜向转动。

第四实施例

请结合参阅图16-18，基于本申请的第三实施例提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构，本申请的第四实施例提出另一种带眼睑的可动卡通眼睛结构。第四实施例仅仅是第三实施例优选的方式，第四实施例的实施对第三实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的第四实施例提供的带眼睑的可动卡通眼睛结构的不同之处在于：所述眼球固定板5上开设有两个安装槽111，所述安装槽111的一侧开设有固定槽112，所述眼球4底部的两侧均固定连接有安装块113，所述安装块113的底部贯穿所述安装槽111并延伸至所述安装槽111的内部，所述眼球固定板5的两侧均固定连接有u型盒114，所述u型盒114内部的两侧之间滑动连接有滑动块115，所述滑动块115的一侧固定连接有操作杆116，所述操作杆116的一端贯穿所述眼球固定板5并延伸至所述固定槽112的内部，所述操作杆116的外表面套设有挤压弹簧119；

固定槽112与操作杆116的一端相适配；

通过挤压弹簧119的挤压，推动滑动块115上的操作杆116进入到安装块113中，直至进入到固定槽112中，进而对安装块113完成安装，安装块113的内部开设有圆柱体的孔，方便操作杆116插入。

所述滑动块115的另一侧固定连接有长杆117，所述长杆117的一端贯穿所述u型盒114并延伸至所述u型盒114的外部，所述长杆117延伸至所述u型盒114外部的一端固定连接有控制把手118。

现有技术中，对眼球4的安装一般通过螺丝进行固定，比较费时费力，使得安装的速率比较慢，通过对眼球于眼球固定板5之间进行卡接，不仅方便快捷，还使得提高安装以及拆卸的速率；

在进行安装时，将眼球4底部的安装块113放入到安装槽111中，通过松开控制把手118，使得在挤压弹簧119的回弹下，带动滑动块115一侧的操作杆116进入到安装块113中，直至进入到眼球固定板5内部的固定槽112中，进而完成对眼球4的安装。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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