一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和腿部結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一軸承、第二軸承、第三軸承、第四軸承和轉(zhuǎn)軸，所述第一軸承套接在轉(zhuǎn)軸上，第二軸承偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的端面上，所述第三軸承通過第一連板固定在第一軸承的外圓周上，第四軸承通過第二連板固定在第一軸承的外圓周上；所述腿部結(jié)構(gòu)包括大腿部、膝蓋部、小腿部以及腳掌部；還包括擋板，所述擋板固定在第二軸承的外圓周上，擋板上設(shè)有條形孔，第四軸承位于該條形孔內(nèi)。本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，能夠在取得逼真效果的同時(shí)，使整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，減少機(jī)械故障的發(fā)生，使仿生機(jī)械恐龍長(zhǎng)時(shí)間地保持正常工作狀態(tài)。
【專利說明】一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及仿生機(jī)械恐龍領(lǐng)域，具體涉及一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]仿生機(jī)械恐龍是根據(jù)遠(yuǎn)古流傳下來的恐龍化石記錄，再加上今年來科學(xué)家的最新研宄發(fā)現(xiàn)來制作的，皮膚彈性、關(guān)節(jié)活動(dòng)方式以及擺動(dòng)的模式等特征，都是一一量身定制，仿真程度達(dá)到90%。除了能發(fā)出令人驚悚的叫聲，它們的脖子、頭及嘴巴還能自如地活動(dòng)，這是因?yàn)榭铸埖亩亲痈^部安裝了大大小小的電機(jī)和減速器。另外，采用大量的鋼材作為恐龍的骨架，并用鋼材固定在地上，恐龍皮膚采用硅膠材質(zhì)，與生物皮膚高度相似，這些仿生機(jī)械恐龍身上的部件可超過千個(gè)，組裝過程非常繁復(fù)，為了保證每一個(gè)動(dòng)作都如此自然流暢，制作一頭機(jī)械恐龍要花費(fèi)幾個(gè)月時(shí)間。
[0003]目前，雖然現(xiàn)有的仿生機(jī)械恐龍基本能夠?qū)崿F(xiàn)脖子、尾巴以及嘴巴的自由運(yùn)動(dòng)，四肢也能夠?qū)崿F(xiàn)一些簡(jiǎn)單的行走，但是整體感覺很僵硬，尤其是恐龍的前肢。申請(qǐng)?zhí)枮?01210301760.1的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種仿生機(jī)械恐龍，雖然該仿生機(jī)械恐龍能夠?qū)崿F(xiàn)多種復(fù)雜的動(dòng)作，但是由于該仿生機(jī)械恐龍的腿部采用了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括蝸輪蝸桿、伺服電機(jī)等，不僅使得傳動(dòng)過程(邁步)較為復(fù)雜，而且增加了部件之間出現(xiàn)問題的風(fēng)險(xiǎn)，增大了故障率，不利于仿生機(jī)械恐龍長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、可靠地運(yùn)動(dòng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，解決目前的仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致傳動(dòng)過程中的故障率較高，使仿生機(jī)械恐龍無法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、可靠地運(yùn)動(dòng)的問題。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和腿部結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一軸承、第二軸承、第三軸承、第四軸承和轉(zhuǎn)軸，所述第一軸承套接在轉(zhuǎn)軸上，第二軸承偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的端面上，所述第三軸承通過第一連板固定在第一軸承的外圓周上，第四軸承通過第二連板固定在第一軸承的外圓周上；
[0007]所述腿部結(jié)構(gòu)包括大腿部、膝蓋部、小腿部以及腳掌部，所述大腿部包括左上支撐桿和右上支撐桿，膝蓋部包括左中支撐桿、右中支撐桿和橫桿，小腿部為一下支撐桿，腳掌部為一支撐板，所述左上支撐桿的上端固定在第二軸承的外圓周上，左上支撐桿的下端與右中支撐桿的上端鉸接，所述右上支撐桿的上端固定在第三軸承的外圓周上，右上支撐桿的下端與左中支撐桿的上端鉸接，所述左上支撐桿的下部還與左中支撐桿的上部鉸接，所述橫桿的兩端分別與左中支撐桿的下端、右中支撐桿的下端鉸接，所述下支撐桿的上端與橫桿固定連接，下支撐桿的下端與支撐板固定連接；
[0008]還包括擋板，所述擋板固定在第二軸承的外圓周上，擋板上設(shè)有條形孔，第四軸承位于該條形孔內(nèi)。
[0009]在本方案中，并不涉及蝸輪蝸桿、伺服電機(jī)等復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸是主動(dòng)的動(dòng)力輸出結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸可由機(jī)械恐龍的主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，由于第二軸承偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的端面上，即當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二軸承繞轉(zhuǎn)軸的中心線做圓周運(yùn)動(dòng)，即左上支撐桿的上端也隨著做圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)左上支撐桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前肢的抬腿和落腿；由于右上支撐桿的上端固定在第三軸承上，隨著左上支撐桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，右上支撐桿做單擺運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左上支撐桿向上運(yùn)動(dòng)(抬腿)時(shí)，右上支撐桿向右擺動(dòng)，使整個(gè)前肢有后傾的趨勢(shì)，當(dāng)左上支撐桿向下運(yùn)動(dòng)(落腿)時(shí)，右上支撐桿向左擺動(dòng)，使整個(gè)前肢有前傾的趨勢(shì)，這與動(dòng)物的真實(shí)行走動(dòng)作是一致的，從而使得仿生機(jī)械恐龍?jiān)谶\(yùn)動(dòng)時(shí)更逼真，在取得逼真效果的同時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，出現(xiàn)機(jī)械故障的問題明顯減少，能夠使仿生機(jī)械恐龍長(zhǎng)時(shí)間地保持正常工作狀
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[0010]進(jìn)一步地，作為優(yōu)選方案，所述第三軸承位于第一軸承的右方，第四軸承位于第一軸承的上方。將第三軸承限定在第一軸承的右方，第四軸承限定在第一軸承的上方后，當(dāng)左上支撐桿的上端在第一軸承的左半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)腿部結(jié)構(gòu)始終保持一個(gè)斜向前的角度，實(shí)現(xiàn)向前邁步的趨勢(shì)，而當(dāng)左上支撐桿的上端在第一軸承的右半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)腿部結(jié)構(gòu)始終保持一個(gè)斜向后的角度，實(shí)現(xiàn)向后提腿的趨勢(shì)，從而獲得較為逼真的抬腿、落腿效果。[0011 ] 進(jìn)一步地，作為優(yōu)選方案，所述左中支撐桿上設(shè)有若干螺孔，右中支撐桿上設(shè)有至少一個(gè)條形孔。在確保左中支撐桿、右中支撐桿的支撐強(qiáng)度基礎(chǔ)上，通過增設(shè)螺孔、條形孔，能夠方便后期仿生機(jī)械恐龍的硅膠材質(zhì)皮膚的固定，也可通過選擇不同的螺孔、條形孔作為鉸接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同大小的步伐調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步地，作為優(yōu)選方案，所述支撐板的底部為向外凸出的曲面結(jié)構(gòu)。支撐板的底部設(shè)置成曲面后，能夠使仿生機(jī)械恐龍?jiān)谔群吐渫葧r(shí)，不至于被不平整的地面影響，進(jìn)而提高恐龍行走的穩(wěn)定性。
[0013]進(jìn)一步地，作為優(yōu)選方案，所述擋板的中心線與左上支撐桿的中心線的夾角為0-15度。在這個(gè)角度下，能夠使擋板與左上支撐桿基本在一條直線上，在確保運(yùn)動(dòng)流暢性的同時(shí)，使左上支撐桿始終保持傾斜的狀態(tài)(除了在最低點(diǎn)保持豎直狀態(tài)外)，提高行走姿態(tài)的逼真度，同時(shí)也使得抬腿和落腿動(dòng)作能夠更好地實(shí)現(xiàn)與地面的分離與接觸，提高運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:本實(shí)用新型通過轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)作用，使第二軸承做偏心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)左上支撐桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前肢的抬腿和落腿，同時(shí)，由于右上支撐桿的上端固定在第三軸承上，隨著左上支撐桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，右上支撐桿做單擺運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左上支撐桿向上運(yùn)動(dòng)(抬腿)時(shí)，右上支撐桿向右擺動(dòng)，使整個(gè)前肢有后傾的趨勢(shì)，當(dāng)左上支撐桿向下運(yùn)動(dòng)(落腿)時(shí)，右上支撐桿向左擺動(dòng)，使整個(gè)前肢有前傾的趨勢(shì)，這與動(dòng)物的真實(shí)行走動(dòng)作是一致的，從而使得仿生機(jī)械恐龍?jiān)谶\(yùn)動(dòng)時(shí)更逼真，在取得逼真效果的同時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，不涉及蝸輪蝸桿、伺服電機(jī)等結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)機(jī)械故障的問題明顯減少，能夠使仿生機(jī)械恐龍長(zhǎng)時(shí)間地保持正常工作狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱為:1、第一軸承，2、第二軸承，3、第三軸承，4、第四軸承，5、第一連板，6、第二連板，7、左上支撐桿，8、右上支撐桿，9、左中支撐桿，10、右中支撐桿，11、橫桿，12、下支撐桿，13、支撐板，14、轉(zhuǎn)軸，15、擋板。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0018]實(shí)施例:
[0019]如圖1所示，本實(shí)施例所述的一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和腿部結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一軸承1、第二軸承2、第三軸承3、第四軸承4和轉(zhuǎn)軸14，第一軸承I套接在轉(zhuǎn)軸14上，第二軸承2偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)軸12的端面上，第三軸承3通過第一連板5固定在第一軸承I的外圓周上，第四軸承4通過第二連板6固定在第一軸承I的外圓周上；
[0020]本實(shí)施例的腿部結(jié)構(gòu)包括大腿部、膝蓋部、小腿部以及腳掌部，大腿部包括左上支撐桿7和右上支撐桿8，膝蓋部包括左中支撐桿9、右中支撐桿10和橫桿11，小腿部為一下支撐桿12，腳掌部為一支撐板13，左上支撐桿7的上端固定在第二軸承2的外圓周上，左上支撐桿7的下端與右中支撐桿10的上端鉸接，右上支撐桿8的上端固定在第三軸承3的外圓周上，右上支撐桿8的下端與左中支撐桿9的上端鉸接，左上支撐桿7的下部還與左中支撐桿9的上部鉸接，橫桿11的兩端分別與左中支撐桿9的下端、右中支撐桿10的下端鉸接，下支撐桿12的上端與橫桿11固定連接，下支撐桿12的下端與支撐板13固定連接；
[0021]本實(shí)施例還包括擋板15，擋板15固定在第二軸承2的外圓周上，擋板15上設(shè)有條形孔，第四軸承4位于該條形孔內(nèi)。
[0022]為了獲得較為逼真的抬腿、落腿效果，本實(shí)施例將第三軸承3設(shè)置在第一軸承I的右方，第四軸承4設(shè)置第一軸承I的上方，當(dāng)左上支撐桿7的上端在第一軸承I的左半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)腿部結(jié)構(gòu)始終保持一個(gè)斜向前的角度，實(shí)現(xiàn)向前邁步的趨勢(shì)，而當(dāng)左上支撐桿7的上端在第一軸承I的右半圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)腿部結(jié)構(gòu)始終保持一個(gè)斜向后的角度，實(shí)現(xiàn)向后提腿的趨勢(shì)。
[0023]為了方便后期仿生機(jī)械恐龍的硅膠材質(zhì)皮膚的固定，另外，還可實(shí)現(xiàn)恐龍步伐大小的調(diào)節(jié)，本實(shí)施例在左中支撐桿9上設(shè)置若干螺孔，右中支撐桿10上設(shè)置至少一個(gè)條形孔，具體數(shù)量可根據(jù)需要而定，通過選擇不同的螺孔、條形孔作為鉸接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同大小的步伐調(diào)節(jié)。
[0024]為了使仿生機(jī)械恐龍?jiān)谔群吐渫葧r(shí)，不至于被不平整的地面影響，提高恐龍行走的穩(wěn)定性，本實(shí)施例將支撐板13的底部設(shè)計(jì)為向外凸出的曲面結(jié)構(gòu)。
[0025]為了提高行走姿態(tài)的逼真度，同時(shí)也使得抬腿和落腿動(dòng)作能夠更好地實(shí)現(xiàn)與地面的分離與接觸，提高運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性，本實(shí)施例將擋板15的中心線與左上支撐桿7的中心線的夾角設(shè)計(jì)為0~15度，將在這個(gè)角度下，能夠使擋板15與左上支撐桿7基本在一條直線上，在確保運(yùn)動(dòng)流暢性的同時(shí)，使左上支撐桿7始終保持傾斜的狀態(tài)(除了在最低點(diǎn)保持豎直狀態(tài)外)。
[0026]本實(shí)施例的工作原理:首先，在轉(zhuǎn)軸14的帶動(dòng)作用，第二軸承2做偏心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)左上支撐桿7做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前肢的抬腿和落腿，同時(shí)，由于右上支撐桿8的上端固定在第三軸承3上，隨著左上支撐桿7的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，右上支撐桿8做單擺運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左上支撐桿7向上運(yùn)動(dòng)(抬腿)時(shí)，右上支撐桿8向右擺動(dòng)，使整個(gè)前肢有后傾的趨勢(shì)，當(dāng)左上支撐桿7向下運(yùn)動(dòng)(落腿)時(shí)，右上支撐桿8向左擺動(dòng)，使整個(gè)前肢有前傾的趨勢(shì)，這與動(dòng)物的真實(shí)行走動(dòng)作是一致的。
[0027]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和腿部結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括第一軸承(I)、第二軸承(2)、第三軸承(3)、第四軸承(4)和轉(zhuǎn)軸(14)，所述第一軸承(I)套接在轉(zhuǎn)軸(14)上，第二軸承(2)偏心設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(12)的端面上，所述第三軸承(3)通過第一連板(5 )固定在第一軸承(I)的外圓周上，第四軸承(4)通過第二連板(6 )固定在第一軸承(I)的外圓周上； 所述腿部結(jié)構(gòu)包括大腿部、膝蓋部、小腿部以及腳掌部，所述大腿部包括左上支撐桿(7 )和右上支撐桿(8 )，膝蓋部包括左中支撐桿(9 )、右中支撐桿(10 )和橫桿(11)，小腿部為一下支撐桿(12)，腳掌部為一支撐板(13)，所述左上支撐桿(7)的上端固定在第二軸承(2)的外圓周上，左上支撐桿(7)的下端與右中支撐桿(10)的上端鉸接，所述右上支撐桿(8)的上端固定在第三軸承(3)的外圓周上，右上支撐桿(8)的下端與左中支撐桿(9)的上端鉸接，所述左上支撐桿(7)的下部還與左中支撐桿(9)的上部鉸接，所述橫桿(11)的兩端分別與左中支撐桿(9)的下端、右中支撐桿(10)的下端鉸接，所述下支撐桿(12)的上端與橫桿(11)固定連接，下支撐桿(12)的下端與支撐板(13)固定連接； 還包括擋板(15)，所述擋板(15)固定在第二軸承(2)的外圓周上，擋板(15)上設(shè)有條形孔，第四軸承(4)位于該條形孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第三軸承(3)位于第一軸承(I)的右方，第四軸承(4)位于第一軸承(I)的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述左中支撐桿(9)上設(shè)有若干螺孔，右中支撐桿(10)上設(shè)有至少一個(gè)條形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支撐板(13)的底部為向外凸出的曲面結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生機(jī)械恐龍的前肢結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述擋板(15)的中心線與左上支撐桿(7)的中心線的夾角為0~15度。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK204236619SQ201420772755
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】郭其洪, 鄧家銀, 賀劍琨, 廖興平 申請(qǐng)人:自貢亙古龍騰科技有限公司