CN105965514B - 仿生液压四足机器恐龙结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿生液压四足机器恐龙结构，包括恐龙躯干、连接在恐龙躯干上的头颈部、尾部、四条机械腿，头颈部由四个活动关节组成，上颈关节分别通过前、后转动轴连接于头部的上颌和下颌、下颈关节，下颈关节通过旋转轴与恐龙躯干连接，头部与下颈关节之间通过连杆机构连接，实现下颈关节和头部的联动；尾部通过旋转轴连接在恐龙躯干上，尾部由九个活动关节构成，九个活动关节从头至尾依次通过九个纵横交替的旋转轴连接，九个活动关节内装有九个伺服液压缸，在九个伺服液压缸配合传动下实现尾巴的全方位的摇摆；四条机械腿包括依次连接的髋关节、大腿关节、小腿关节、脚掌；髋关节在髋关节液压缸驱动下实现恐龙机械腿侧向姿态的调整。

Description

仿生液压四足机器恐龙结构

技术领域

本发明涉及一种仿生液压四足机器，尤其是一种仿生液压四足机器恐龙结构。

背景技术

机器人是一门多学科交叉的技术，涉及到机械设计、计算机、传感器、自动控制、人机交互、仿生学等。机器人的应用广泛，包括机械、电子、汽车、家政、影视、娱乐等。本设计的仿生液压四足机械恐龙，采用机械设计技术、仿生学技术，液压控制技术，传感器技术、智能控制技术等，能够实现恐龙的运动特征，如行走，摇头，张嘴，摆尾等。仿生恐龙应用广泛，特别是在一些主题公园和一些娱乐场所等。

现存在的四足仿生机器恐龙，普遍存在的问题是，恐龙的头部机构设计，自由度少，不能使其灵活的转动和摆动；尾部结构设计单一，虽然可以实现尾部的摆动，但总体自由度少，摆动僵硬，不灵活；腿部关节复杂，影响恐龙行走控制的稳定性。一般采用电机驱动，控制***复杂。整体结构设计和真实恐龙外部特征不像，影响观赏和应用推广。因此，需要在液压仿生四足机器恐龙在结构和控制***上进行优全新设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过对仿生液压四足机械恐龙的结构进行全新的设计，解决仿生恐龙头颈部、尾部自由度少，摆动不灵活；解决仿生恐龙腿部结构复杂，侧摆干涉问题；解决仿生恐龙外部特征不逼真，达不到展示效果问题；解决仿生恐龙稳定性问题，而提供一种仿生液压四足机器恐龙结构。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种仿生液压四足机器恐龙结构，包括头部、恐龙躯干、连接在恐龙躯干上的头颈部、尾部、四条机械腿以及与四条机械腿相连接的四只脚掌，其特征在于：所述头颈部由四个活动关节组成，四个活动关节分别为头部的上颌和下颌、上颈关节、下颈关节；头部的上、下颌，在头部伺服液压缸驱动，实现恐龙嘴巴的张合，头部的上颌设置有两只恐龙眼睛，两只恐龙眼睛连接步进电机，恐龙眼睛在步进电机的控制驱动下实现眼睛的眨动；所述上颈关节通过前转动轴连接于头部的上颌，通过后转动轴连接于头部的下颈关节，下颈关节通过旋转轴与恐龙躯干连接，上颈关节和下颈关节分别连接有伺服液压缸，通过伺服液压缸驱动实现机构的摇摆、俯仰动作；所述头部与下颈关节之间通过连杆连接，实现下颈关节和头部的联动；所述尾部通过旋转轴连接在恐龙躯干上，所述尾部由九个活动关节构成，九个活动关节从头至尾依次通过九个纵横交替的旋转轴连接，九个活动关节内装有九个伺服液压缸，在九个伺服液压缸配合传动下实现尾巴的全方位的摇摆；所述四条机械腿包括依次连接的髋关节、大腿关节、小腿关节、脚掌；髋关节通过旋转副与恐龙躯干连接，髋关节与恐龙躯干之间装有髋关节液压缸，髋关节在髋关节液压缸驱动下实现恐龙机械腿侧向姿态的调整；所述髋关节与大腿关节之间、大腿关节与小腿关节之间、小腿关节与脚掌之间分别通过旋转轴连接，并安装伺服液压缸，每个脚掌上连接有三个脚趾，脚掌与脚趾之间装有脚趾液压缸，脚趾在脚趾液压缸的驱动下实现灵活的转动。

所述头部的上颌和下颌分别为半隆状和长方形状框架结构，上颌后端设置为方形框架结构，方形框架结构底面的平面板上设有铰座，方形框架结构后端面设有通孔圆柱，通孔圆柱上固定连接折行连接杆，折行连接杆端部设置通孔，通孔与设置在连杆上的轴配合连接，下颌后端设置有折弯形面板，折弯形面板上设有铰座；头部伺服液压缸的缸体尾部与设在上颌的方形框架结构底面的平面板上的铰座连接，头部伺服液压缸的活塞端与设在下颌的折弯形面板下侧的铰座连接；头部的上颌和下颌的侧面分别设有侧面通孔，头部的上颌和下颌的侧面通孔中设有销轴，并通过销轴连接，在头部伺服液压缸的作用下实现头部的上颌和下颌绕销轴转动，以实现所述恐龙嘴巴的张合。

所述上颈关节为弧形框架结构，弧形框架结构的前端面设有对称的竖直通孔圆柱，后端面设有一垂直通孔圆柱，后端面的垂直通孔圆柱设有折形连杆，折形连杆上设有一支撑铰座，上颈关节前端面的竖直通孔圆柱与方形框架结构后端面的通孔圆柱通过前转动轴连接实现一转动副；所述上颈关节后端面的垂直通孔圆柱与下颈关节前端面的对称通孔圆柱通过旋转轴连接实现另一转动副。

所述下颈关节为梯形状框架结构，梯形状框架结构的前端设有对称通孔圆柱和弯形连接板，弯形连接板上设有通孔，弯形连接板的通孔与设置在连杆上的轴相连接，梯形状框架结构侧面的平面板上设有铰座，梯形状框架结构后端面设有水平通孔圆柱，水平通孔圆柱上设有平面连杆及平面体，平面体上设有支撑铰座；第一伺服液压缸尾部连接于下颈关节侧面板上的铰座上，第一伺服液压缸活塞端与设置在上颈关节后端面的垂直通孔圆柱上的折形连杆上的支撑铰座相连接；第二伺服液压缸尾部连接于恐龙躯干上的支撑铰座上，第二伺服液压缸活塞端与设置在下颈关节后端面的水平通孔圆柱上的一平面连杆上的支撑铰座相连接；下颈关节前端面的对称通孔圆柱与上颈关节后端面的垂直通孔圆柱通过后转动轴相连接形成左右摆动的转动副，下颈关节后端面的水平通孔圆柱与恐龙躯体上的水平通孔圆柱通过旋转轴相配合连接形成上下旋转的转动副。

所述尾部的九个活动关节分别为尾部第一活动关节、尾部第二活动关节，尾部第三活动关节、尾部第四活动关节、尾部第五活动关节、尾部第六活动关节、尾部第七活动关节、尾部第八活动关节、尾部第九活动关节，各活动关节为平面框架结构，平面框架结构前、后端各设有一相互垂直的旋转副，所述九个活动关节分别通过九个伺服液压缸的驱动，绕各关节旋转轴旋转摆动。

所述髋关节为方形结构体，方形结构体内侧面设有第一支撑铰座，方形结构体侧面设有第二支撑铰座以及与所述大腿连接的第三旋转通孔，方形结构体上部设有水平通孔并通过销轴与恐龙躯体铰座相连接；所述大腿关节为条形状结构体，两端分别设有大腿第一、第二旋转通孔，大腿关节侧壁设有大腿第二支撑铰座以及大腿第一支撑铰座，所述小腿关节为条形状结构体，上端设有小腿第一旋转通孔，下端设有小腿第二旋转通孔，大腿第一、第二旋转通孔分别与髋关节的第三旋转通孔、小腿第一旋转通孔相连接；小腿第一旋转通孔与大腿第二旋转通孔通过旋转轴相连接，条形状结构体侧面设有小腿第一、第二支撑铰座；髋关节液压缸缸体尾部与恐龙躯干上支撑铰座相连接，髋关节液压缸活塞部与髋关节内侧面的第一支撑铰座相铰接；大腿液压缸缸体尾部与髋关节的第二支撑铰座相连接，大腿液压缸活塞部与大腿第二支撑铰座铰接；小腿液压缸缸体尾部与大腿第一支撑铰座相铰接，小腿液压缸活塞部与小腿第一支撑铰座相铰接。

所述脚掌为马蹄形结构，马蹄形结构上面设置有脚掌第一、第二支撑铰座，马蹄形结构前端设置有三个脚掌支撑铰座；脚掌第一、第二支撑铰座分别与脚掌液压缸和小腿第二旋转通孔连接，三个脚掌支撑铰座分别与三个脚趾连接；所述脚趾上端设置脚趾支撑铰座，后端设有链接铰座，前端为锥形状脚趾，脚趾液压缸一端连接于脚掌支撑铰座上，另一端连接在脚趾支撑铰座上，脚趾通过脚趾支撑铰座和旋转副与脚掌连接，并在脚趾液压缸的驱动下实现趾关节的运动。

所述恐龙躯干为半隆形框架结构，半隆形框架结构上端设有一条长形脊骨，脊骨上设有圆台形脊柱，半隆形框架结构中间设有左右对称的十二条骨架。

本发明的有益效果是：

（1）头颈部由4个活动关节组成，在头部上颌上设置有可活动的眼睛，不仅增加了恐龙脖子全方位摆动的柔韧性，灵活性，还使的仿生恐龙运动起来更加自然、逼真，另外也能够增加恐龙的稳定性。

（2）在恐龙头颈部中设置伺服液压缸推动，连杆机构传动的驱动方式，使的恐龙头部和颈部1在一个液压缸的推动下就可以实现两个关节的联动，这样设计结构简单，减少了头颈部***的复杂性，控制简单。

（3）恐龙尾部结构中，设置9个活动关节并通过9个纵横转动副依次连接，各活动关节通过液压缸驱动，实现尾部全方位转动，这样设计使的尾部的摆动、转动更加灵活，并且可以使所有关节在液压缸的驱动下实现联动，控制精度更高，尾巴运动起来更加逼真。 每个活动关节采用框架结构设计，结构简单。

(4)腿部结构采用中髋关节采用方形结构体设计，方形形部设置一水平通孔与固定在躯体上的铰座通过销轴连接，侧摆液压缸铰座设置在方形结构体内侧中间部分，使的腿部侧摆控制更加平衡，腿部液压缸与腿关节形成三角形结构，稳定性更强。

（5）躯体部分采用隆形框架结构设计，躯体上端设有脊骨，脊柱和脊架，外形逼真，结构简单，空间大，能提高恐龙行走的稳定性。

（6）该设计，为恐龙增加了脚掌结构，走路更加平稳灵活。脚掌上设置有可活动脚趾。，自由度多，灵活。

（7）该恐龙采用液压***控制，控制精度高，效率高。

附图说明

图1 本发明中仿生液压四足机器恐龙立体结构示意图；

图2 本发明中仿生液压四足机器恐龙头部结构示意图；

图3 本发明中仿生液压四足机器恐龙上颈关节结构示意图；

图4 本发明中仿生液压四足机器恐龙下颈关节结构示意图；

图5本发明中仿生液压四足机器恐龙头颈部总体结构示意图；

图6本发明中仿生液压四足机器恐龙头颈部总体结构俯视示意图；

图7本发明中仿生液压四足机器恐龙躯体结构示意图；

图8本发明中仿生液压四足机器恐龙躯体结构仰视示意图；

图9本发明中仿生液压四足机器恐龙尾部结构示意图；

图10本发明中仿生液压四足机器恐龙尾部第一活动关节结构示意图；

图11本发明中仿生液压四足机器恐龙尾部第二活动关节结构示意图；

图12本发明中仿生液压四足机器恐龙尾部第八活动关节结构示意图；

图13本发明中仿生液压四足机器恐龙腿部装配结构示意图；

图14本发明中仿生液压四足机器恐龙髋关节结构示意图；

图15本发明中仿生液压四足机器恐龙大腿关节结构示意图；

图16本发明中仿生液压四足机器恐龙小腿关节结构示意图；

图17本发明中仿生液压四足机器恐龙脚掌关节结构示意图；

图18本发明中仿生液压四足机器恐龙脚趾关节结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图18所示，本发明的仿生液压四足机器恐龙，包括恐龙躯干004以及连接恐龙躯干004上的头颈部、尾部005和四条机械腿006以及与四条机械腿相连接的四只脚掌。

头颈部由4个活动关节组成，分别为头部001的上颌1和下颌4、上颈关节002、下颈关节003；头部001的上、下颌1，4在头部伺服液压缸15驱动，实现恐龙嘴巴的张合，头部的上颌1设置有两只恐龙眼睛2，两只恐龙眼睛2在步进电机3的控制下可以实现眼睛的眨动。

上颈关节002通过前转动轴12连接于头部的上颌1，通过后转动轴19连接于头部的下颈关节003；下颈关节003通过前、后两个旋转轴连接于上颈关节002和恐龙躯干004上，上颈关节002和下颈关节003分别通过伺服液压缸驱动实现机构的摇摆、俯仰动作，头部001和下颈关节003通过连杆27实现下颈关节003和头部的联动。

尾部005通过旋转轴连接在恐龙的躯干部分004上，尾部005是由9个活动关节构成并依次通过9个纵横交替的旋转轴连接，在9个伺服液压缸配合传动下实现尾巴的全方位的摇摆。

四条机械腿006包括依次连接的髋关节5、大腿关节6、小腿关节7、脚掌8；髋关节5通过旋转副和恐龙躯干004连接，并在髋关节液压缸66驱动下实现恐龙机械腿侧向姿态的调整；此外，髋关节5和大腿关节6，大腿关节6和小腿关节7，小腿关节7和脚掌8分别通过旋转轴连接，并通过伺服液压缸驱动；每个脚掌8上设置有三个脚趾9，脚趾9在液压缸的驱动下实现灵活的转动。

本发明，仿生恐龙的机构设计和真实恐龙外部特征具有很高的相似度，头部机构设计采用液压缸驱动和连杆联动相结合，实现一个液压缸控制两个关节的联动，尾巴通过9个关节9个旋转轴的全新结构设计，具有9个自由度，通过液压缸驱动能够实现尾巴自由灵活的全方位摆动。该结构设计能够实现恐龙嘴巴的张合，眼睛的眨动，头颈的摇摆，腿部结构的行走，侧摆等，外部特征逼真，控制方便，柔性好，稳定性高。

结合图1、图2所示，头部的上颌1和下颌4分别由半隆状和长方形状框架结构设置而成，上颌1后端设置为方形框架结构，方形框架结构底面设置一平面板，平面板上设有一铰座，方形框架结构后端面设置有通孔圆柱11，与通孔圆柱11连接的是一折行连接杆13，折行连接杆13端部设置有一通孔14，折行连接杆端部通孔14与设置在连杆27上的轴配合连接，下颌4后端设置有折弯形面板10，折弯形面板10上设有一铰座；头部伺服液压缸15的缸体尾部与设在上颌1的方形框架结构底面的平面板上的一铰座连接，头部伺服液压缸15的活塞端与设在下颌4的折弯形面板10下侧的铰座连接。头部的上颌1和下颌4侧面分别设有侧面通孔16，17，头部上颌1和下颌4侧面通孔中设有销轴，并通过销轴连接，在头部伺服液压缸15的作用下实现头部的上颌1和下颌4绕销轴转动，以实现所述恐龙嘴巴的张合。

头部001上左右两侧设置有两个恐龙眼睛2，恐龙眼睛2由半弧形上眼皮和锥球形眼珠构成，眼皮结构通过联轴器连接在步进电机上，在步进电机的带动下，可以实现眼皮的眨动。

结合图3、图4、图5 ，上颈关节002由弧形框架结构设置而成，弧形框架结构的前端面设有对称的竖直通孔圆柱18，后端面设有一垂直通孔圆柱20，后端面的垂直通孔圆柱20设有折形连杆21，折形连杆21上设有一支撑铰座。上颈关节002前端面的竖直通孔圆柱18与方形框架结构后端面的通孔圆柱11通过前转动轴12连接实现一转动副。上颈关节002后端面的竖直通孔圆柱18与下颈关节003前端面的对称通孔圆柱22通过旋转轴连接实现另一转动副。

下颈关节003由梯形状框架结构设置而成，梯形状框架结构的前端设有对称通孔圆柱22和弯形连接板23，弯形连接板23上设有一通孔，弯形连接板23的通孔与一设置在连杆27上的轴相连接，梯形状框架结构侧面设有一平面板，平面板上设有一铰座24，梯形状框架结构后端面设有一水平通孔圆柱25，水平通孔圆柱25上设有一平面连杆，平面连杆端设有一平面体26，平面体26上设有一支撑铰座。第一伺服液压缸28尾部连接于下颈关节003侧面上的铰座24上，第一伺服液压缸28活塞端与设置在上颈关节002后端面的垂直通孔圆柱上的一折形连杆21上的支撑铰座相连接。第二伺服液压缸29尾部连接于恐龙的躯体上的支撑铰座上，第二伺服液压缸29活塞端与设置在下颈关节003后端面的水平通孔圆柱25上的一平面连杆上的支撑铰座相连接。下颈关节003前端面的对称通孔圆柱22与上颈关节002后端面的垂直通孔圆柱20通过后转动轴19相连接形成一左右摆动的转动副，下颈关节003后端面一水平通孔圆柱25与恐龙躯体上水平通孔圆柱30通过旋转轴相配合连接形成一上下旋转的转动副。

结合图9至图12，尾部005由9个活动关节通过9个纵横交替的旋转轴依次连接而成。9个活动关节分别通过9个伺服液压缸的驱动，绕各关节旋转轴而旋转。尾部9个活动关节分别为尾部第一活动关节37、尾部第二活动关节38，尾部第三活动关节39、尾部第四活动关节40、尾部第五活动关节41、尾部第六活动关节42、尾部第七活动关节43、尾部第八活动关节44、尾部第九活动关节45。各活动关节采用平面框架结构设计，前、后端各设有一相互垂直的旋转副。

尾部第一活动关节37前端面通过水平第一旋转轴连接于所述恐龙躯体上，后端面通过第一竖直旋转轴连接于尾部第二活动关节38前端； 尾部第二活动关节38前端面通过水平第二旋转轴连接于尾部第一活动关节37后端面，尾部后端面通过第二竖直旋转轴连接于尾部第三活动关节39前端面；尾部第三活动关节39前端面通过水平第三旋转轴连接于尾部第二活动关节38后端面，尾部后端面通过第三竖直旋转轴连接于尾部第四活动关节40前端面；尾部第四活动关节40前端面通过水平第四旋转轴连接于尾部第三活动关节39后端面，尾部后端面通过第三竖直旋转轴连接于尾部第四活动关节40前端面；尾部第五活动关节41前端面通过水平第五旋转轴连接于尾部第四活动关节40后端面，尾部后端面通过第五竖直旋转轴连接于尾部第四活动关节40前端面；尾部第六活动关节42前端面通过水平第六旋转轴连接于尾部第五活动关节41后端面，尾部后端面通过第六竖直旋转轴连接于尾部第五活动关节41前端面；尾部第七活动关节43前端面通过水平第七旋转轴连接于尾部第六活动关节42后端面，尾部后端面通过第七竖直旋转轴连接于尾部第六活动关节42前端面；尾部第八活动关节44前端面通过水平第八旋转轴连接于所述尾部第七活动关节43后端面，尾部后端面通过第八竖直旋转轴连接于尾部第七活动关节43前端面；尾部第九活动关节45前端面通过水平第九旋转轴连接于尾部第八活动关节42后端面。

尾部的第一活动关节伺服液压缸46尾部连接于恐龙躯干004上，第一活动关节伺服液压缸46活塞端连接于设在所述第一活动关节37前端面旋转副上的支撑架57上的铰座上，第一活动关节37在第一活动关节伺服液压缸46的驱动下绕第一活动旋转轴58左右摆动；第二活动关节伺服液压缸47尾部连接于设在所述第一活动关节下底部59的支撑铰座上，第二活动关节伺服液压缸47活塞端连接于设在所述第二活动关节38前端面旋转副上的支撑架62上铰座上；第二活动关节38在第二活动关节伺服液压缸47的驱动下绕第二活动旋转轴上下摆动。第三活动关节伺服液压缸48尾部连接于设在所述第二活动关节38内侧面63上的支撑铰座上，第三活动关节伺服液压缸48活塞端连接于设在第三活动关节39前端面旋转副上的支撑架上铰座上；第三活动关节39在第三活动关节伺服液压缸48的驱动下绕第三活动旋转轴左右摆动。第四活动关节伺服液压缸49尾部连接于设在第三活动关节39上底部的支撑铰座上，第四活动关节伺服液压缸49活塞端连接于设在第四活动关节40前端面旋转副上的支撑架上铰座上；第四活动关节40在第四活动关节伺服液压缸49的驱动下绕第四活动旋转轴上下摆动。第五活动关节伺服液压缸50尾部连接于设在第四活动关节40上内侧面上的支撑铰座上，第五活动关节伺服液压缸50活塞端连接于设在第五活动关节41前端面旋转副上的支撑架上铰座上；第五活动关节41在第五活动关节伺服液压缸50的驱动下绕第五活动旋转轴左右摆动。 第六活动关节伺服液压缸51尾部连接于设在第五活动关节41上底部的支撑铰座上，第六活动关节伺服液压缸51活塞端连接于设在第六活动关节42前端面旋转副上的支撑架上铰座上；第六活动关节42在第六活动关节伺服液压缸51的驱动下绕第六活动旋转轴上下摆动。第七活动关节伺服液压缸52尾部连接于设在第六活动关节42上内侧面上的支撑铰座上，第七活动关节伺服液压缸52活塞端连接于设在第七活动关节43前端面旋转副上的支撑架上铰座上；第七活动关节43在第七活动关节伺服液压缸52的驱动下绕第七活动旋转轴左右摆动；第八活动关节伺服液压缸53尾部连接于设在第七活动关节43上底部的支撑铰座上，第八活动关节伺服液压缸53活塞端连接于设在第八活动关节44前端面旋转副上的支撑架上铰座上；第八活动关节44在第八活动关节伺服液压缸53的驱动下绕第八活动旋转轴上下摆动。第九活动关节伺服液压缸54尾部连接于设在第八活动关节44上内侧面上的支撑铰座上，第九活动关节伺服液压缸54活塞端连接于设在第九活动关节45前端面旋转副64上的支撑架65上的铰座上；第九活动关节45在第九活动关节伺服液压缸54的驱动下绕第九活动旋转轴左右摆动。

结合图13至图18，机械腿的髋关节5设置为方形结构体，方形结构体内侧面设有第一支撑铰座73，方形结构体侧面设有第二支撑铰座71以及与所述大腿连接的第三旋转通孔72，方形结构体上部分设有一水平通孔70并通过销轴与所述恐龙躯体铰座34相连接。大腿关节6为条形状结构体，两端分别设有大腿第一、第二旋转通孔74、78，大腿关节6侧壁设有大腿第二支撑铰座77以及大腿第一支撑铰座75，小腿关节7为条形状结构体，上端设有小腿第一旋转通孔79，下端设有小腿第二旋转通孔82，大腿第一、第二旋转通孔74、78分别与髋关节5的第三旋转通孔72、小腿第一旋转通孔79相连接。小腿第一旋转通孔79与大腿第二旋转通孔78通过旋转轴相连接，条形状结构体侧面设有小腿第一、第二支撑铰座80、81。

脚掌8由马蹄形结构设置而成，上面设置有脚掌第一、第二支撑铰座83、84，前段设置有三个脚掌支撑铰座85；脚掌第一、第二支撑铰座83、84分别与脚掌液压缸69和小腿第二旋转通孔82连接，前端三个脚掌支撑铰座85分别和三个脚趾9连接，并在脚趾液压缸86的驱动下实现趾关节的运动。

脚趾9上端设置脚趾支撑铰座91，后端设有链接铰座90，前端为锥形状脚趾92。脚趾液压缸86一端连接于脚掌支撑铰座85上，另一端连接在脚趾支撑铰座91上，脚趾9通过脚趾支撑铰座89和旋转副与脚掌8连接。

髋关节液压缸66缸体尾部与恐龙躯干上支撑铰座相连接，髋关节液压缸66活塞部与髋关节内侧面第一支撑铰座73相铰接。大腿液压缸67缸体尾部与髋关节的第二支撑铰座71相连接，大腿液压缸67活塞部与大腿第二支撑铰座77铰接。小腿液压缸68缸体尾部与大腿第一支撑铰座75相铰接，小腿液压缸68活塞部与小腿第一支撑铰座80相铰接。

如图7所示，恐龙躯干004由半隆形框架结构设置而成，恐龙躯干004上端设有一条长形脊骨31，脊骨31上设有圆台形脊柱，恐龙躯干004中间设有左右对称的12条骨架32，此结构设计，稳定性好，和恐龙的真实结构相似，内部空间大。

Claims (7)

1.一种仿生液压四足机器恐龙结构，包括头部(001)、恐龙躯干(004)、连接在恐龙躯干(004)上的头颈部、尾部(005)、四条机械腿(006)以及与四条机械腿(006)相连接的四只脚掌，其特征在于：所述头颈部由四个活动关节组成，四个活动关节分别为头部的上颌(1)和下颌(4)、上颈关节(002)、下颈关节(003)；头部的上、下颌(1，4)在头部伺服液压缸(15)驱动，实现恐龙嘴巴的张合，头部的上颌(1)设置有两只恐龙眼睛(2)，两只恐龙眼睛(2)连接步进电机(3)，恐龙眼睛(2)在步进电机(3)的控制驱动下实现眼睛的眨动；所述上颈关节(002)通过前转动轴(12)连接于头部的上颌(1)，通过后转动轴（19）连接于头部的下颈关节(003)；下颈关节(003)通过旋转轴与恐龙躯干(004)连接，上颈关节(002)和下颈关节(003)分别连接有伺服液压缸，通过伺服液压缸驱动实现机构的摇摆、俯仰动作；所述头部(001)与下颈关节(003)之间通过连杆（27）连接，实现下颈关节(003)和头部(001)的联动；所述尾部(005)通过旋转轴连接在恐龙躯干(004)上，所述尾部(005)由九个活动关节构成，九个活动关节从头至尾依次通过九个纵横交替的旋转轴连接，九个活动关节内装有九个伺服液压缸，在九个伺服液压缸配合传动下实现尾巴的全方位的摇摆；所述四条机械腿(006)包括依次连接的髋关节(5)、大腿关节(6)、小腿关节(7)、脚掌(8)；髋关节(5)通过旋转副与恐龙躯干(004)连接，髋关节(5)与恐龙躯干(004)之间装有髋关节液压缸(66)，髋关节(5)在髋关节液压缸(66)驱动下实现恐龙机械腿侧向姿态的调整；所述髋关节(5)与大腿关节(6)之间、大腿关节(6)与小腿关节(7)之间、小腿关节(7)与脚掌(8)之间分别通过旋转轴连接，并安装伺服液压缸，每个脚掌(8)上连接有三个脚趾(9)，脚掌(8)与脚趾(9)之间装有脚趾液压缸(86)，脚趾(9)在脚趾液压缸(86)的驱动下实现灵活的转动；所述头部的上颌(1)和下颌(4)分别为半隆状和长方形状框架结构，上颌(1)后端设置为方形框架结构，方形框架结构底面的平面板上设有铰座，方形框架结构后端面设有通孔圆柱(11)，通孔圆柱(11)上固定连接折行连接杆(13)，折行连接杆(13)端部设置通孔(14)，通孔(14)与设置在连杆(27)上的轴配合连接，下颌(4)后端设置有折弯形面板(10)，折弯形面板(10)上设有铰座；头部伺服液压缸(15)的缸体尾部与设在上颌(1)的方形框架结构底面的平面板上的铰座连接，头部伺服液压缸(15)的活塞端与设在下颌(4)的折弯形面板(10)下侧的铰座连接；头部的上颌(1)和下颌(4)的侧面分别设有侧面通孔，头部的上颌(1)和下颌(4)的侧面通孔中设有销轴，并通过销轴相互连接，在头部伺服液压缸(15)的作用下实现头部的上颌(1)和下颌(4)绕销轴转动，以实现所述恐龙嘴巴的张合。

2.根据权利要求1所述的仿生液压四足机器恐龙结构，其特征在于：所述上颈关节(002)为弧形框架结构，弧形框架结构的前端面设有对称的竖直通孔圆柱(18)，后端面设有垂直通孔圆柱(20)，后端面的垂直通孔圆柱(20)设有折形连杆(21)，折形连杆(21)上设有支撑铰座，上颈关节(002)前端面的竖直通孔圆柱(18)与方形框架结构后端面的通孔圆柱(11)通过前转动轴(12)连接实现一转动副；所述上颈关节(002)后端面的垂直通孔圆柱(20)与下颈关节(003)前端面的对称通孔圆柱(22)通过旋转轴连接实现另一转动副。

3.根据权利要求1所述的仿生液压四足机器恐龙结构，其特征在于：所述下颈关节(003)为梯形状框架结构，梯形状框架结构的前端设有对称通孔圆柱(22)和弯形连接板(23)，弯形连接板(23)上设有通孔，弯形连接板(23)的通孔与设置在连杆(27)上的轴相连接，梯形状框架结构侧面的平面板上设有铰座(24)，梯形状框架结构后端面设有水平通孔圆柱(25)，水平通孔圆柱(25)上设有平面连杆及平面体(26)，平面体(26)上设有支撑铰座；第一伺服液压缸(28)尾部连接于下颈关节(003) 侧面的平面板上的铰座(24)上，第一伺服液压缸(28)活塞端与设置在上颈关节(002)后端面的垂直通孔圆柱上的折形连杆(21)上的支撑铰座相连接；第二伺服液压缸(29)缸尾部连接于恐龙躯干上的支撑铰座上，第二伺服液压缸(29)活塞端与设置在下颈关节(003)后端面的水平通孔圆柱(25)上的一平面连杆上的支撑铰座相连接；下颈关节(003)前端面的对称通孔圆柱(22)与上颈关节(002)后端面的垂直通孔圆柱(20)通过后转动轴(19)相连接形成左右摆动的转动副，下颈关节(003)后端面的水平通孔圆柱(25)与恐龙躯体上的水平通孔圆柱(30)通过旋转轴相配合连接形成上下旋转的转动副。

4.根据权利要求1所述的仿生液压四足机器恐龙结构，其特征在于：所述尾部的九个活动关节分别为尾部第一活动关节(37)、尾部第二活动关节(38)，尾部第三活动关节(39)、尾部第四活动关节(40)、尾部第五活动关节(41)、尾部第六活动关节(42)、尾部第七活动关节(43)、尾部第八活动关节(44)、尾部第九活动关节(45)，各活动关节为平面框架结构，平面框架结构前、后端各设有一相互垂直的旋转副，所述九个活动关节分别通过九个伺服液压缸的驱动，绕各关节旋转轴旋转摆动。

5.根据权利要求1所述的仿生液压四足机器恐龙结构，其特征在于：所述髋关节(5)为方形结构体，方形结构体内侧面设有第一支撑铰座(73)，方形结构体侧面设有第二支撑铰座(71)以及与所述大腿连接的第三旋转通孔(72)，方形结构体上部设有水平通孔(70)并通过销轴与恐龙躯体铰座(34)相连接；所述大腿关节(6)为条形状结构体，两端分别设有大腿第一、第二旋转通孔(74,78)，大腿关节(6)侧壁设有大腿第二支撑铰座(77)以及大腿第一支撑铰座(75)，所述小腿关节(7)为条形状结构体，上端设有小腿第一旋转通孔(79)，下端设有小腿第二旋转通孔(82)，大腿第一、第二旋转通孔(74、78)分别与髋关节(5)的第三旋转通孔(72)、小腿第一旋转通孔(79)相连接；小腿第一旋转通孔(79)与大腿第二旋转通孔(78)通过旋转轴相连接，条形状结构体侧面设有小腿第一、第二支撑铰座(80,81)；髋关节液压缸(66)缸体尾部与恐龙躯干上支撑铰座相连接，髋关节液压缸(66)活塞部与髋关节内侧面的第一支撑铰座(73)相铰接；大腿液压缸(67)缸体尾部与髋关节的第二支撑铰座(71)相连接，大腿液压缸(67)活塞部与大腿第二支撑铰座(77)铰接；小腿液压缸(68)缸体尾部与大腿第一支撑铰座(75)相铰接，小腿液压缸(68)活塞部与小腿第一支撑铰座(80)相铰接。

6.根据权利要求5所述的仿生液压四足机器恐龙结构，其特征在于：所述脚掌(8)由马蹄形结构设置而成，马蹄形结构上面设置有脚掌第一、第二支撑铰座(83,84)，马蹄形结构前端设置有三个脚掌支撑铰座(85)；脚掌第一、第二支撑铰座(83、84)分别与脚掌液压缸（69）和小腿第二旋转通孔（82）连接，三个脚掌支撑铰座(85)分别与三个脚趾(9)连接；所述脚趾(9)上端设置脚趾支撑铰座(91)，后端设有链接铰座(90)，前端为锥形状脚趾(92)；脚趾液压缸(86)一端连接于脚掌支撑铰座(85)上，另一端连接在脚趾支撑铰座(91)上，脚趾(9)通过脚趾支撑铰座(89)和旋转副与脚掌(8)连接，并在脚趾液压缸(86)的驱动下实现趾关节的运动。

7.根据权利要求1所述的仿生液压四足机器恐龙结构，其特征在于：所述恐龙躯干(004)由半隆形框架结构设置而成，半隆形框架结构上端设有一条长形脊骨(31)，脊骨(31)上设有圆台形脊柱，半隆形框架结构中间设有左右对称的12条骨架(32)。