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2.4.1 仿人机器人头部的本体 11
2.4.2 应用SolidWorks建模 11
3. 机器人情感交互实验单元的机械结构设计 12
3.1 本课题系统方案 12
3.2 机器人情感交互头部结构方案分析 13
3.3 机器人情感交互头部结构的设计 14
3.3.1 电机的选择 14
3.3.2 颈部的结构设计 16
3.3.3 眼部的结构设计 17
3.3.4 头壳的结构设计 18
4. 机器人情感交互设计功能验证 19
4.1 颈部设计功能验证 19
4.2 眼部设计功能验证 21
4.3 机器人情感交互面部表情仿真 21
4.3.1 初始位置的设计 21
4.3.2 开心表情的设计 22
4.3.3 生气表情的设计 23
4.3.4 伤心表情的设计 24
4.3.5 无奈表情的设计 25
4.3.6 傲慢表情的设计 26
4.3.7 白眼表情的设计 27
4.3.8 可爱表情的设计 28
5. 结论 29
致谢 29
参考文献 30
1. 绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
仿人机器人就是用人工的方法和技术赋予计算机或机器人以人类式的情感，使之具有表达、识别和理解喜乐哀怒，模仿、延伸和扩展人的情感的能力。
随着对于仿人机器人的研究不断深入，机器人研究对生物学、心理学、社会学、行为学、语言学等领域的知识与技术的需求会不断增加，各学科之间的交叉性越来越强。因此这就要求仿人机器人不仅要具有双腿、双臂、头、眼、颈、腰等与人类相似的物理特征,还能模仿人类的视觉、触觉、语言,甚至情感等抽象特征。
人在操作使用机器人时，如果机器人能够对人的面部表情、自然语言、身体姿态及对键盘和鼠标的使用特征等进行观察，以识别和理解人的情感，并通过图像、文字、语音等做出智能而友好的反应，产生生动而真实的使用环境，帮助使用者获得高效而亲切的感觉，形成自然而亲切的交互，营造真正和谐的人机环境。机器人情感交互实验单元设计的主要内容就是应用现有的计算机技术、传感技术、机器人技术构建实验平台，研究人-机间情感交互方法。
机器人情感交互单元主要由情感交互感知、情感交互识别、情感交互表达、无线通讯等基本功能。机器人情感交互单元主要应用计算机视觉技术实现情感交互感知、情感交互识别，采用仿人型交互单元实现情感交互表达。
仿人机器人具有工程上少有的高阶、非线性、非完整约束的多自由度系统，它为机器人的运动学、动力学及控制理论的研究提供了一个非常理想的实验平台，在对其研究的过程中，很可能导致力学及控制领域的新方法、新理论的产生；仿人机器人的研究还可以推动仿生学、人工智能、计算机图形学、通信等相关学科的发展；因此，仿人机器人的研制具有十分重大的意义。
仿人机器人头部[1]是仿人机器人的重要组成部分，是仿人机器人拟人化成都最直观的标志。它能给人以亲切感，消除了人与机器人之间的心理障碍，有助于提高其社交能力。拟人机器人头部集成了听觉、视觉、嗅觉等功能，是仿人机器人认知外界环境、实现与人无障碍交流的重要感知系统。
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