CN204236619U - 一种仿生机械恐龙的前肢结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生机械恐龙的前肢结构，包括转动结构和腿部结构，所述转动结构包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和转轴，所述第一轴承套接在转轴上，第二轴承偏心设置在转轴的端面上，所述第三轴承通过第一连板固定在第一轴承的外圆周上，第四轴承通过第二连板固定在第一轴承的外圆周上；所述腿部结构包括大腿部、膝盖部、小腿部以及脚掌部；还包括挡板，所述挡板固定在第二轴承的外圆周上，挡板上设有条形孔，第四轴承位于该条形孔内。本实用新型采用上述结构，能够在取得逼真效果的同时，使整个传动结构简单、可靠，减少机械故障的发生，使仿生机械恐龙长时间地保持正常工作状态。

Description

一种仿生机械恐龙的前肢结构

技术领域

本实用新型涉及仿生机械恐龙领域，具体涉及一种仿生机械恐龙的前肢结构。

背景技术

仿生机械恐龙是根据远古流传下来的恐龙化石记录，再加上今年来科学家的最新研究发现来制作的，皮肤弹性、关节活动方式以及摆动的模式等特征，都是一一量身定制，仿真程度达到90%。除了能发出令人惊悚的叫声，它们的脖子、头及嘴巴还能自如地活动，这是因为恐龙的肚子跟头部安装了大大小小的电机和减速器。另外，采用大量的钢材作为恐龙的骨架，并用钢材固定在地上，恐龙皮肤采用硅胶材质，与生物皮肤高度相似，这些仿生机械恐龙身上的部件可超过千个，组装过程非常繁复，为了保证每一个动作都如此自然流畅，制作一头机械恐龙要花费几个月时间。

目前，虽然现有的仿生机械恐龙基本能够实现脖子、尾巴以及嘴巴的***，四肢也能够实现一些简单的行走，但是整体感觉很僵硬，尤其是恐龙的前肢。申请号为201210301760.1的发明专利申请公开了一种仿生机械恐龙，虽然该仿生机械恐龙能够实现多种复杂的动作，但是由于该仿生机械恐龙的腿部采用了复杂的结构，包括蜗轮蜗杆、伺服电机等，不仅使得传动过程（迈步）较为复杂，而且增加了部件之间出现问题的风险，增大了故障率，不利于仿生机械恐龙长时间稳定、可靠地运动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生机械恐龙的前肢结构，解决目前的仿生机械恐龙的前肢结构相对复杂，导致传动过程中的故障率较高，使仿生机械恐龙无法长时间稳定、可靠地运动的问题。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种仿生机械恐龙的前肢结构，包括转动结构和腿部结构，所述转动结构包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和转轴，所述第一轴承套接在转轴上，第二轴承偏心设置在转轴的端面上，所述第三轴承通过第一连板固定在第一轴承的外圆周上，第四轴承通过第二连板固定在第一轴承的外圆周上；

所述腿部结构包括大腿部、膝盖部、小腿部以及脚掌部，所述大腿部包括左上支撑杆和右上支撑杆，膝盖部包括左中支撑杆、右中支撑杆和横杆，小腿部为一下支撑杆，脚掌部为一支撑板，所述左上支撑杆的上端固定在第二轴承的外圆周上，左上支撑杆的下端与右中支撑杆的上端铰接，所述右上支撑杆的上端固定在第三轴承的外圆周上，右上支撑杆的下端与左中支撑杆的上端铰接，所述左上支撑杆的下部还与左中支撑杆的上部铰接，所述横杆的两端分别与左中支撑杆的下端、右中支撑杆的下端铰接，所述下支撑杆的上端与横杆固定连接，下支撑杆的下端与支撑板固定连接；

还包括挡板，所述挡板固定在第二轴承的外圆周上，挡板上设有条形孔，第四轴承位于该条形孔内。

在本方案中，并不涉及蜗轮蜗杆、伺服电机等复杂的传动结构，转轴是主动的动力输出结构，转轴可由机械恐龙的主电动机带动，由于第二轴承偏心设置在转轴的端面上，即当转轴转动时，第二轴承绕转轴的中心线做圆周运动，即左上支撑杆的上端也随着做圆周运动，进而带动左上支撑杆做上下往复运动，实现前肢的抬腿和落腿；由于右上支撑杆的上端固定在第三轴承上，随着左上支撑杆的往复运动，右上支撑杆做单摆运动，当左上支撑杆向上运动（抬腿）时，右上支撑杆向右摆动，使整个前肢有后倾的趋势，当左上支撑杆向下运动（落腿）时，右上支撑杆向左摆动，使整个前肢有前倾的趋势，这与动物的真实行走动作是一致的，从而使得仿生机械恐龙在运动时更逼真，在取得逼真效果的同时，整个传动结构简单、可靠，出现机械故障的问题明显减少，能够使仿生机械恐龙长时间地保持正常工作状态。

进一步地，作为优选方案，所述第三轴承位于第一轴承的右方，第四轴承位于第一轴承的上方。将第三轴承限定在第一轴承的右方，第四轴承限定在第一轴承的上方后，当左上支撑杆的上端在第一轴承的左半圆运动时，整个腿部结构始终保持一个斜向前的角度，实现向前迈步的趋势，而当左上支撑杆的上端在第一轴承的右半圆运动时，整个腿部结构始终保持一个斜向后的角度，实现向后提腿的趋势，从而获得较为逼真的抬腿、落腿效果。

进一步地，作为优选方案，所述左中支撑杆上设有若干螺孔，右中支撑杆上设有至少一个条形孔。在确保左中支撑杆、右中支撑杆的支撑强度基础上，通过增设螺孔、条形孔，能够方便后期仿生机械恐龙的硅胶材质皮肤的固定，也可通过选择不同的螺孔、条形孔作为铰接点，实现不同大小的步伐调节。

进一步地，作为优选方案，所述支撑板的底部为向外凸出的曲面结构。支撑板的底部设置成曲面后，能够使仿生机械恐龙在抬腿和落腿时，不至于被不平整的地面影响，进而提高恐龙行走的稳定性。

进一步地，作为优选方案，所述挡板的中心线与左上支撑杆的中心线的夹角为0~15度。在这个角度下，能够使挡板与左上支撑杆基本在一条直线上，在确保运动流畅性的同时，使左上支撑杆始终保持倾斜的状态（除了在最低点保持竖直状态外），提高行走姿态的逼真度，同时也使得抬腿和落腿动作能够更好地实现与地面的分离与接触，提高运动的稳定性和可靠性。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本实用新型通过转轴的带动作用，使第二轴承做偏心运动，进而带动左上支撑杆做上下往复运动，实现前肢的抬腿和落腿，同时，由于右上支撑杆的上端固定在第三轴承上，随着左上支撑杆的往复运动，右上支撑杆做单摆运动，当左上支撑杆向上运动（抬腿）时，右上支撑杆向右摆动，使整个前肢有后倾的趋势，当左上支撑杆向下运动（落腿）时，右上支撑杆向左摆动，使整个前肢有前倾的趋势，这与动物的真实行走动作是一致的，从而使得仿生机械恐龙在运动时更逼真，在取得逼真效果的同时，整个传动结构简单、可靠，不涉及蜗轮蜗杆、伺服电机等结构，出现机械故障的问题明显减少，能够使仿生机械恐龙长时间地保持正常工作状态。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中附图标记对应的名称为：1、第一轴承，2、第二轴承，3、第三轴承，4、第四轴承，5、第一连板，6、第二连板，7、左上支撑杆，8、右上支撑杆，9、左中支撑杆，10、右中支撑杆，11、横杆，12、下支撑杆，13、支撑板，14、转轴，15、挡板。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，本实施例所述的一种仿生机械恐龙的前肢结构，包括转动结构和腿部结构，转动结构包括第一轴承1、第二轴承2、第三轴承3、第四轴承4和转轴14，第一轴承1套接在转轴14上，第二轴承2偏心设置在转轴12的端面上，第三轴承3通过第一连板5固定在第一轴承1的外圆周上，第四轴承4通过第二连板6固定在第一轴承1的外圆周上；

本实施例的腿部结构包括大腿部、膝盖部、小腿部以及脚掌部，大腿部包括左上支撑杆7和右上支撑杆8，膝盖部包括左中支撑杆9、右中支撑杆10和横杆11，小腿部为一下支撑杆12，脚掌部为一支撑板13，左上支撑杆7的上端固定在第二轴承2的外圆周上，左上支撑杆7的下端与右中支撑杆10的上端铰接，右上支撑杆8的上端固定在第三轴承3的外圆周上，右上支撑杆8的下端与左中支撑杆9的上端铰接，左上支撑杆7的下部还与左中支撑杆9的上部铰接，横杆11的两端分别与左中支撑杆9的下端、右中支撑杆10的下端铰接，下支撑杆12的上端与横杆11固定连接，下支撑杆12的下端与支撑板13固定连接；

本实施例还包括挡板15，挡板15固定在第二轴承2的外圆周上，挡板15上设有条形孔，第四轴承4位于该条形孔内。

为了获得较为逼真的抬腿、落腿效果，本实施例将第三轴承3设置在第一轴承1的右方，第四轴承4设置第一轴承1的上方，当左上支撑杆7的上端在第一轴承1的左半圆运动时，整个腿部结构始终保持一个斜向前的角度，实现向前迈步的趋势，而当左上支撑杆7的上端在第一轴承1的右半圆运动时，整个腿部结构始终保持一个斜向后的角度，实现向后提腿的趋势。

为了方便后期仿生机械恐龙的硅胶材质皮肤的固定，另外，还可实现恐龙步伐大小的调节，本实施例在左中支撑杆9上设置若干螺孔，右中支撑杆10上设置至少一个条形孔，具体数量可根据需要而定，通过选择不同的螺孔、条形孔作为铰接点，实现不同大小的步伐调节。

为了使仿生机械恐龙在抬腿和落腿时，不至于被不平整的地面影响，提高恐龙行走的稳定性，本实施例将支撑板13的底部设计为向外凸出的曲面结构。

为了提高行走姿态的逼真度，同时也使得抬腿和落腿动作能够更好地实现与地面的分离与接触，提高运动的稳定性和可靠性，本实施例将挡板15的中心线与左上支撑杆7的中心线的夹角设计为0~15度，将在这个角度下，能够使挡板15与左上支撑杆7基本在一条直线上，在确保运动流畅性的同时，使左上支撑杆7始终保持倾斜的状态（除了在最低点保持竖直状态外）。

本实施例的工作原理：首先，在转轴14的带动作用，第二轴承2做偏心运动，进而带动左上支撑杆7做上下往复运动，实现前肢的抬腿和落腿，同时，由于右上支撑杆8的上端固定在第三轴承3上，随着左上支撑杆7的往复运动，右上支撑杆8做单摆运动，当左上支撑杆7向上运动（抬腿）时，右上支撑杆8向右摆动，使整个前肢有后倾的趋势，当左上支撑杆7向下运动（落腿）时，右上支撑杆8向左摆动，使整个前肢有前倾的趋势，这与动物的真实行走动作是一致的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种仿生机械恐龙的前肢结构，其特征在于：包括转动结构和腿部结构，所述转动结构包括第一轴承（1）、第二轴承（2）、第三轴承（3）、第四轴承（4）和转轴（14），所述第一轴承（1）套接在转轴（14）上，第二轴承（2）偏心设置在转轴（12）的端面上，所述第三轴承（3）通过第一连板（5）固定在第一轴承（1）的外圆周上，第四轴承（4）通过第二连板（6）固定在第一轴承（1）的外圆周上；

所述腿部结构包括大腿部、膝盖部、小腿部以及脚掌部，所述大腿部包括左上支撑杆（7）和右上支撑杆（8），膝盖部包括左中支撑杆（9）、右中支撑杆（10）和横杆（11），小腿部为一下支撑杆（12），脚掌部为一支撑板（13），所述左上支撑杆（7）的上端固定在第二轴承（2）的外圆周上，左上支撑杆（7）的下端与右中支撑杆（10）的上端铰接，所述右上支撑杆（8）的上端固定在第三轴承（3）的外圆周上，右上支撑杆（8）的下端与左中支撑杆（9）的上端铰接，所述左上支撑杆（7）的下部还与左中支撑杆（9）的上部铰接，所述横杆（11）的两端分别与左中支撑杆（9）的下端、右中支撑杆（10）的下端铰接，所述下支撑杆（12）的上端与横杆（11）固定连接，下支撑杆（12）的下端与支撑板（13）固定连接；

还包括挡板（15），所述挡板（15）固定在第二轴承（2）的外圆周上，挡板（15）上设有条形孔，第四轴承（4）位于该条形孔内。

2.根据权利要求1所述的一种仿生机械恐龙的前肢结构，其特征在于：所述第三轴承（3）位于第一轴承（1）的右方，第四轴承（4）位于第一轴承（1）的上方。

3.根据权利要求1所述的一种仿生机械恐龙的前肢结构，其特征在于：所述左中支撑杆（9）上设有若干螺孔，右中支撑杆（10）上设有至少一个条形孔。

4.根据权利要求1所述的一种仿生机械恐龙的前肢结构，其特征在于：所述支撑板（13）的底部为向外凸出的曲面结构。

5.根据权利要求1所述的一种仿生机械恐龙的前肢结构，其特征在于：所述挡板（15）的中心线与左上支撑杆（7）的中心线的夹角为0~15度。