CN204236620U - 一种传动可靠的仿生机械恐龙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动可靠的仿生机械恐龙，包括头颈部、躯干部、尾部、前肢、后肢、传动机构和转向机构；所述传动机构包括传动电机、输出齿轮、减速齿轮、蜗杆、蜗轮和传动轴，所述传动机构还包括第一后肢轴承、后肢连杆、后肢横杆和第二后肢轴承，所述第一后肢轴承偏心设置在蜗杆的端面上，后肢连杆的一端与第一后肢轴承固定连接，另一端与后肢的上部活动连接，所述后肢横杆固定在躯干部上，后肢横杆的两端分别设有一个第二后肢轴承，第二后肢轴承与后肢的上端固定连接。本实用新型采用上述结构，能够使传动结构简单可靠，降低故障率，同时还能使仿生机械恐龙在行进中实现转向，且转向稳定，使恐龙的行走状态更逼真。

Description

一种传动可靠的仿生机械恐龙

技术领域

本实用新型涉及仿生机械恐龙领域，具体涉及一种传动可靠的仿生机械恐龙。

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。

现有的仿生机械恐龙虽然基本能够实现脖子、尾巴以及嘴巴的***，四肢也能够实现一些简单的行走，但是整体存在几方面的问题。首先，仿生机械恐龙的传动结构较为复杂，增大了容易出现故障的几率和维修难度，而且整个安装也较为复杂；其次，仿生恐龙的四肢行走很僵硬，只能实现基本的走动，逼真度较低，无法满足观众的视觉需求；最后，目前的仿生机械恐龙在行走过程中，一般只能实现直来直往，不能在行进过程中实现转弯，从而与真实的恐龙行进轨迹存在一定的差距，导致仿生机械恐龙在视觉上无法满足观众的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种传动可靠的仿生机械恐龙，解决目前仿生机械恐龙的传动结构复杂，安装不方便，易出现故障，同时，恐龙在行进过程中无法实现转向，致使仿生机械恐龙只能直来直往，逼真度不高，影响恐龙对观众的视觉冲击，进而无法满足观众的感观需求的问题。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种传动可靠的仿生机械恐龙，包括头颈部、躯干部、尾部、前肢、后肢、传动机构和转向机构；

所述传动机构包括传动电机、输出齿轮、减速齿轮、蜗杆、蜗轮和传动轴，所述输出齿轮套接在传动电机的转轴上，且输出齿轮与减速齿轮啮合，所述减速齿轮套接在蜗杆上，蜗轮与蜗杆配合，且蜗轮套接在传动轴上；

所述传动机构还包括第一后肢轴承、后肢连杆、后肢横杆和第二后肢轴承，所述第一后肢轴承偏心设置在蜗杆的端面上，后肢连杆的一端与第一后肢轴承固定连接，另一端与后肢的上部活动连接，所述后肢横杆固定在躯干部上，后肢横杆的两端分别设有一个第二后肢轴承，第二后肢轴承与后肢的上端固定连接；

所述转向机构包括中心转轴、两个曲柄套、两个万向节、两个曲柄和传动单元，所述中心转轴与传动轴联动，所述两个曲柄套活动固定在躯干部上，且两个曲柄套能够实现水平转动；所述两个万向节分别固定在中心转轴的两端，两个万向节分别连接一个曲柄，两个曲柄外分别套接一个曲柄套，曲柄的输出端连接前肢；

所述传动单元包括一个转向电机、一个主齿轮、一个副齿轮、一根转向拉杆和一根转向连杆，所述主齿轮固定在转向电机的转轴上，主齿轮与副齿轮啮合，所述副齿轮上偏心设置有一个第二转向轴承，所述转向拉杆的一端与第二转向轴承固定连接，另一端与其中一个曲柄套采用万向连接，所述转向连杆的两端分别与两个曲柄套实现万向连接。

进一步地，作为优选方案，所述前肢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、第一连板和第二连板，所述第一轴承固定在曲柄的端面上，第二轴承通过第一连板固定在曲柄套上，第三轴承通过第二连板固定在曲柄套上；

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与第一轴承固定连接，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与第二轴承固定连接，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。

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，所述还包括挡板，所述挡板与第一轴承固定连接，挡板上设有条形孔，第三轴承位于该条形孔内。

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。

进一步地，作为优选方案，所述躯干部上设有两个轴承组，每个轴承组包括两个上下设置的第一转向轴承，两个曲柄套分别安装在两个轴承组上，每个曲柄套能够以同组的两个第一转向轴承的连线为中心轴实现转动。两组轴承组既起到支撑曲柄套的作用，同时为曲柄套提供转动条件，当转向拉杆受副齿轮的作用拉动曲柄套转动时，由于转向连杆将两个曲柄套连接，使得两个曲柄套同时转动，恐龙的两只前肢同时转动，从而使恐龙在行进中实现转向，转动的角度和速度可通过转向电机来控制。

进一步地，作为优选方案，所述后肢的下端设有滚轮。后肢由于是主要的承重支点，设置滚轮后，可方便后肢的移动，增强后肢在移动过程中的稳定性；同时，在后肢连杆、第一后肢轴承的作用下，后肢有一个后瞪的趋势，结合滚轮的作用，能够更利于整体恐龙的移动。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过对仿生机械恐龙的前肢进行设计，在实现前肢的抬腿和落腿的同时，使前肢有前倾或后倾的趋势，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，从而能够满足观众对感观的要求。

（2）本实用新型通过设置转向机构，在不影响恐龙前肢正常抬腿和落腿的前提下，使恐龙在行进过程中实现了转向，转动的角度和速度可通过转向电机来控制，从而能够获得更逼真的恐龙仿真效果，给观众更强的视觉冲击。

（3）本实用新型在传统的仿真机械恐龙上设置传动机构和转向机构，传动机构只需要一个传动电机即实现了恐龙的行走，传动过程中采用了齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等稳定传动方式，从而确保了仿生机械恐龙在行走过程中的稳定性；另一方面，由于整个传动方式相对简单、可靠，用到的电机很少，因此大大减小了故障率，能够使仿生机械恐龙长时间处于正常工作状态。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为本实用新型的转向机构的立体图；

图4为本实用新型的转向机构的主视图；

图5为图4的A-A剖面图；

图6为本实用新型的前肢的结构示意图。

图中附图标记对应的名称为：1、够颈部，2、躯干部，3、尾部，4、前肢，5、后肢，6、传动机构，7、转向机构，8、滚轮，41、第一轴承，42、第二轴承，43、第三轴承，44、第一连板，45、第二连板，46、左上支撑杆，47、右上支撑杆，48、左中支撑杆，49、右中支撑杆，410、横杆，411、下支撑杆，412、支撑板，413、挡板，61、传动电机，62、输出齿轮，63、减速齿轮，64、蜗杆，65、蜗轮，66、传动轴，67、第一后肢轴承，68、后肢连杆，69、后肢横杆，610、第二后肢轴承，71、中心转轴，72、曲柄套，73、万向节，74、转向电机，75、第二转向轴承，76、副齿轮，77、主齿轮，78、转向拉杆，79、转向连杆，710、第一转向轴承，711、曲柄。

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传动可靠的仿生机械恐龙，包括头颈部1、躯干部2、尾部3、前肢4、后肢5、传动机构6和转向机构7；

如图2所示，本实施例的传动机构6包括传动电机61、输出齿轮62、减速齿轮63、蜗杆64、蜗轮65和传动轴66，输出齿轮62套接在传动电机61的转轴上，且输出齿轮62与减速齿轮63啮合，减速齿轮63套接在蜗杆64上，蜗轮65与蜗杆64配合，且蜗轮65套接在传动轴66上；

本实施例的传动机构6还包括第一后肢轴承67、后肢连杆68、后肢横杆69和第二后肢轴承610，第一后肢轴承67偏心设置在蜗杆64的端面上，后肢连杆68的一端与第一后肢轴承67固定连接，另一端与后肢5的上部活动连接，后肢横杆69固定在躯干部2上，后肢横杆69的两端分别设有一个第二后肢轴承610，第二后肢轴承610与后肢5的上端固定连接；

如图3、图4、图5所示，本实施例的转向机构7包括中心转轴71、两个曲柄套72、两个万向节73、两个曲柄711和传动单元，中心转轴71与传动轴66联动，所述两个曲柄套72活动固定在躯干部2上，且两个曲柄套72能够实现水平转动；两个万向节73分别固定在中心转轴71的两端，两个万向节73分别连接一个曲柄711，两个曲柄711外分别套接一个曲柄套72，曲柄711的输出端连接前肢4；

本实施例的传动单元包括一个转向电机74、一个主齿轮77、一个副齿轮76、一根转向拉杆78和一根转向连杆79，主齿轮77固定在转向电机74的转轴上，主齿轮77与副齿轮76啮合，副齿轮76上偏心设置有一个第二转向轴承75，转向拉杆78的一端与第二转向轴承75固定连接，另一端与其中一个曲柄套72采用万向连接，转向连杆79的两端分别与两个曲柄套72实现万向连接。

如图6所示，本实施例的前肢4包括转动结构和腿部结构，转动结构包括第一轴承41、第二轴承42、第三轴承43、第一连板44和第二连板45，第一轴承41固定在曲柄711的端面上，第二轴承42通过第一连板44固定在曲柄套72上，第三轴承43通过第二连板45固定在曲柄套72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46和右上支撑杆47，膝盖部包括左中支撑杆48、右中支撑杆49和横杆410，小腿部为一下支撑杆411，脚掌部为一支撑板412，左上支撑杆46的上端与第一轴承41固定连接，左上支撑杆46的下端与右中支撑杆49的上端铰接，右上支撑杆47的上端与第二轴承42固定连接，右上支撑杆47的下端与左中支撑杆48的上端铰接，左上支撑杆46的下部还与左中支撑杆48的上部铰接，横杆410的两端分别与左中支撑杆48的下端、右中支撑杆49的下端铰接，下支撑杆411的上端与横杆410固定连接，下支撑杆411的下端与支撑板412固定连接。

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，本实施例的支撑板412的底部设计为向外凸出的曲面结构。

作为优选，本实施例还包括挡板413，所述挡板413与第一轴承41固定连接，挡板413上设有条形孔，第三轴承43位于该条形孔内，挡板413的中心线与左上支撑杆46的中心线的夹角为0~15度，在这个角度下，能够使挡板413与左上支撑杆46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46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。

作为优选，本实施例的躯干部2上设有两个轴承组，每个轴承组包括两个上下设置的第一转向轴承710，两个曲柄套72分别安装在两个轴承组上，每个曲柄套72能够以同组的两个第一转向轴承710的连线为中心轴实现转动。两组轴承组既起到支撑曲柄套72的作用，同时为曲柄套72提供转动条件，当转向拉杆78受副齿轮76的作用拉动曲柄套72转动时，由于转向连杆79将两个曲柄套72连接，使得两个曲柄套72同时转动，恐龙的两只前肢4同时转动，从而使恐龙在行进中实现转向，转动的角度和速度可通过转向电机74来控制。

为了方便后肢5的移动，增强后肢5在移动过程中的稳定性，作为优选，本实施例在后肢5的下端设置滚轮8。

本实施例的工作原理：随着传动电机61的启动，输出齿轮62转动，并带动减速齿轮63、蜗杆64转动，后肢5随之开始摆动，蜗杆64带动蜗轮65、传动轴66转动，并将动力传送到中心转轴71，中心转轴71带动万向节73、曲柄711转动，并使前肢4摆动，从而实现恐龙的行走；另一方面，启动转向电机74，使其带动主齿轮77、副齿轮76转动，然后带动转向拉杆78运动，进而实现曲柄套72的转动，使恐龙在行进中实现转向。

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 (7)

1.一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：包括头颈部（1）、躯干部（2）、尾部（3）、前肢（4）、后肢（5）、传动机构（6）和转向机构（7）；

所述传动机构（6）包括传动电机（61）、输出齿轮（62）、减速齿轮（63）、蜗杆（64）、蜗轮（65）和传动轴（66），所述输出齿轮（62）套接在传动电机（61）的转轴上，且输出齿轮（62）与减速齿轮（63）啮合，所述减速齿轮（63）套接在蜗杆（64）上，蜗轮（65）与蜗杆（64）配合，且蜗轮（65）套接在传动轴（66）上；

所述传动机构（6）还包括第一后肢轴承（67）、后肢连杆（68）、后肢横杆（69）和第二后肢轴承（610），所述第一后肢轴承（67）偏心设置在蜗杆（64）的端面上，后肢连杆（68）的一端与第一后肢轴承（67）固定连接，另一端与后肢（5）的上部活动连接，所述后肢横杆（69）固定在躯干部（2）上，后肢横杆（69）的两端分别设有一个第二后肢轴承（610），第二后肢轴承（610）与后肢（5）的上端固定连接；

所述转向机构（7）包括中心转轴（71）、两个曲柄套（72）、两个万向节（73）、两个曲柄（711）和传动单元，所述中心转轴（71）与传动轴（66）联动，所述两个曲柄套（72）活动固定在躯干部（2）上，且两个曲柄套（72）能够实现水平转动；所述两个万向节（73）分别固定在中心转轴（71）的两端，两个万向节（73）分别连接一个曲柄（711），两个曲柄（711）外分别套接一个曲柄套（72），曲柄（711）的输出端连接前肢（4）；

所述传动单元包括一个转向电机（74）、一个主齿轮（77）、一个副齿轮（76）、一根转向拉杆（78）和一根转向连杆（79），所述主齿轮（77）固定在转向电机（74）的转轴上，主齿轮（77）与副齿轮（76）啮合，所述副齿轮（76）上偏心设置有一个第二转向轴承（75），所述转向拉杆（78）的一端与第二转向轴承（75）固定连接，另一端与其中一个曲柄套（72）采用万向连接，所述转向连杆（79）的两端分别与两个曲柄套（72）实现万向连接。

2.根据权利要求1所述的一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：所述前肢（4）包括转动结构和腿部结构，所述转动结构包括第一轴承（41）、第二轴承（42）、第三轴承（43）、第一连板（44）和第二连板（45），所述第一轴承（41）固定在曲柄（711）的端面上，第二轴承（42）通过第一连板（44）固定在曲柄套（72）上，第三轴承（43）通过第二连板（45）固定在曲柄套（72）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（46）和右上支撑杆（47），膝盖部包括左中支撑杆（48）、右中支撑杆（49）和横杆（410），小腿部为一下支撑杆（411），脚掌部为一支撑板（412），所述左上支撑杆（46）的上端与第一轴承（41）固定连接，左上支撑杆（46）的下端与右中支撑杆（49）的上端铰接，所述右上支撑杆（47）的上端与第二轴承（42）固定连接，右上支撑杆（47）的下端与左中支撑杆（48）的上端铰接，所述左上支撑杆（46）的下部还与左中支撑杆（48）的上部铰接，所述横杆（410）的两端分别与左中支撑杆（48）的下端、右中支撑杆（49）的下端铰接，所述下支撑杆（411）的上端与横杆（410）固定连接，下支撑杆（411）的下端与支撑板（412）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：所述支撑板（412）的底部为向外凸出的曲面结构。

4.根据权利要求2所述的一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：所述还包括挡板（413），所述挡板（413）与第一轴承（41）固定连接，挡板（413）上设有条形孔，第三轴承（43）位于该条形孔内。

5.根据权利要求4所述的一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：所述挡板（413）的中心线与左上支撑杆（46）的中心线的夹角为0~15度。

6.根据权利要求1所述的一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：所述躯干部（2）上设有两个轴承组，每个轴承组包括两个上下设置的第一转向轴承（710），两个曲柄套（72）分别安装在两个轴承组上，每个曲柄套（72）能够以同组的两个第一转向轴承（710）的连线为中心轴实现转动。

7.根据权利要求1所述的一种传动可靠的仿生机械恐龙，其特征在于：所述后肢（5）的下端设有滚轮（8）。