CN210707689U - 一种用于模仿动物行走的仿生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于模仿动物行走的仿生装置，包括驱动装置、支架以及完全相同且并列设置的两个支撑腿，所述驱动装置固定在所述支架上，各所述支撑腿包括曲柄机构、大腿部、小腿部和脚部，所述曲柄机构与所述支架相连，所述大腿部的两端分别与所述曲柄机构和所述小腿部铰接，所述小腿部远离所述大腿部的一端与所述脚部铰接。优点是：仿生装置从仿生角度出发，侧重于动物双足行走步态的动作模拟，使运动动作更接近实际自然界中动物的行走，再经过外观装饰布置，配以通用舞台展示效果，已达到表演目的。

Description

一种用于模仿动物行走的仿生装置

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人领域，尤其涉及一种用于模仿动物行走的仿生装置。

背景技术

目前行走机构种类繁多，主要有：轮式、履带式、足式、摩擦振动式等，主要采用机械结构或者液压***进行驱动控制运动，例如曲柄导杆机构，利用曲柄和导杆的运动特性模仿行走机制和步态达到行走目的。

轮式与履带式行走机构都具有特点，轮式具有机动、灵活、驱动力小，但路面接触压力大越障能力差，履带式承载均匀，越障性能要比轮式好，但是机体结构复杂，笨重、机动性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于模仿动物行走的仿生装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于模仿动物行走的仿生装置，包括驱动装置、支架以及完全相同且并列设置的两个支撑腿，所述驱动装置固定在所述支架上，各所述支撑腿包括曲柄机构、大腿部、小腿部和脚部，所述曲柄机构与所述支架相连，所述大腿部的两端分别与所述曲柄机构和所述小腿部铰接，所述小腿部远离所述大腿部的一端与所述脚部铰接。

优选的，所述曲柄机构包括连接板、驱动轴、连接杆和驱动杆，所述驱动轴贯穿所述连接板与所述支架相连，所述驱动轴与所述连接杆的一端固定相连，所述连接杆的另一端与所述驱动杆的一端铰接，所述驱动杆的另一端与所述大腿部铰接；所述大腿部与所述连接板铰接。

优选的，所述大腿部包括第一大腿连杆和第二大腿连杆，所述小腿部包括第一小腿连杆和第二小腿连杆，所述第一大腿连杆的一端与所述驱动杆远离所述连接杆的一端铰接，所述第一大腿连杆的另一端与所述第二小腿连杆铰接；所述第二大腿连杆的一端与所述驱动杆铰接，且该铰接点与所述驱动杆远离所述连接杆的一端相距一定距离，所述第二大腿连杆的另一端与所述第二小腿连杆的一端铰接。

优选的，所述第一大腿连杆与所述连接板铰接，且该铰接点与所述第一大腿连接杆的两端分别相距一定距离。

优选的，所述第一小腿连杆的一端铰接在所述第二大腿连杆上，且该铰接点与所述第二大腿连杆远离所述驱动杆的一端相距一定距离，所述第一小腿连杆和所述第二小腿连杆远离所述大腿部的一端与所述脚部铰接。

优选的，所述第一大腿连杆与所述第二小腿连杆的铰接点、与所述第二小腿连杆远离所述脚部的一端相距一定距离。

优选的，所述驱动装置包括电机和减速器，所述电机与所述减速器相连，所述减速器的输出轴与所述驱动轴相连。

优选的，所述仿生装置包括控制器和与所述控制器相连的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器与两个驱动轴分别相连；所述电机与所述控制器相连。

优选的，所述仿生机构包括仿生动物壳体，所述驱动装置和所述支架设置所述壳体内部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型从仿生角度出发，侧重于动物双足行走步态的动作模拟，使运动动作更接近实际自然界中动物的行走，再经过外观装饰布置，配以通用舞台展示效果，已达到表演目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例中仿生装置两支撑腿站立的状态示意图；

图2是本实用新型实施例中仿生装置一个支撑腿抬起的状态示意图；

图3是本实用新型实施例中仿生装置一个支撑腿迈步的状态示意图；

图4是本实用新型实施例中仿生装置两支撑腿交互迈步的状态示意图；

图5是本实用新型实施例中脚部运动速度图。

图中：1、支架；2、驱动轴；3、连接杆；4、驱动杆；5、连接板；6、第一大腿连杆；7、第二大腿连杆；8、第一小腿连杆；9、第二小腿连杆；10、脚部。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示，本实施例中提供了一种用于模仿动物行走的仿生装置，包括驱动装置、支架1以及完全相同且并列设置的两个支撑腿，所述驱动装置固定在所述支架1上，各所述支撑腿包括曲柄机构、大腿部、小腿部和脚部10，所述曲柄机构与所述支架1相连，所述大腿部的两端分别与所述曲柄机构和所述小腿部铰接，所述小腿部远离所述大腿部的一端与所述脚部10铰接。

本实施例中，所述曲柄机构包括连接板5、驱动轴2、连接杆3和驱动杆4，所述驱动轴2贯穿所述连接板5与所述支架1相连，所述驱动轴2与所述连接杆3的一端固定相连，所述连接杆3的另一端与所述驱动杆4的一端铰接，所述驱动杆4的另一端与所述大腿部铰接；所述大腿部与所述连接板5铰接。

本实施例中，所述驱动轴2在所述减速器的带动下发生转动，进而带动连接杆3绕所述驱动轴2的周向转动，驱动杆4发生垂直面内发生移动。

本实施例中，所述大腿部包括第一大腿连杆6和第二大腿连杆7，所述小腿部包括第一小腿连杆8和第二小腿连杆9，所述第一大腿连杆6的一端与所述驱动杆4远离所述连接杆3的一端铰接，所述第一大腿连杆6的另一端与所述第二小腿连杆9铰接；所述第二大腿连杆7的一端与所述驱动杆4铰接，且该铰接点与所述驱动杆4远离所述连接杆3的一端相距一定距离，所述第二大腿连杆7的另一端与所述第二小腿连杆9的一端铰接。

本实施例中，所述驱动杆4发生移动的时候，与所述驱动杆4相连的第一大腿连杆6和第二大腿连杆7将会在驱动杆4的带动下发生移动，实现其在垂直面内发生移动。

本实施例中，所述第一小腿连杆8的一端铰接在所述第二大腿连杆7上，且该铰接点与所述第二大腿连杆7远离所述驱动杆4的一端相距一定距离，所述第一小腿连杆8和所述第二小腿连杆9远离所述大腿部的一端与所述脚部10铰接。

本实施例中，所述第一大腿连杆6与所述第二小腿连杆9的铰接点、与所述第二小腿连杆9远离所述脚部10的一端相距一定距离。

本实施例中，所述驱动装置包括电机和减速器，所述电机与所述减速器相连，所述减速器的输出轴与所述驱动轴2相连。

本实施例中，所述仿生装置包括控制器和与所述控制器相连的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器与两个驱动轴2分别相连；所述电机与所述控制器相连。

本实施例中，所述仿生机构包括仿生动物壳体，所述驱动装置和所述支架1设置所述壳体内部。

本实施例中，仿生装置的工作过程如下：电机带动减速器工作，减速器的输出轴与驱动轴2相连，带动驱动轴2转动，驱动轴2转动带动连接杆3转动，连接杆3转动带动驱动杆4发生移动，驱动杆4带动大腿部移动，大腿部带动小腿部移动，小腿部带动脚部10移动。

如图1至图4所示，本实施例中，当仿生装置双腿站立时，两支撑腿下垂成站立状态，脚部10的下表面与地面平齐。当仿生装置单腿抬起状态时，一个支撑腿先启动，驱动曲柄机构转动至第一传感器的位置，此时为抬腿的最高位置，另一只支撑腿不动，用来支撑仿生装置。当仿生装置为单腿迈步状态时，驱动曲柄机构转动至第一传感器的位置，此时为抬腿的最高位置，并由此位置向前迈进，另一支撑腿同时向上移动，并逐渐移动至第二传感器的位置，形成该支撑腿抬起动作。当仿生装置双腿交互迈步状态时，驱动曲柄机构转动至第一传感器的位置，此时为抬腿的最高位置，并由此位置向前迈进，另一支撑腿同时向上移动，并逐渐移动至第二传感器的位置，形成该支撑腿抬起动作，并由此位置向前迈进，则另一只支撑腿同时向上抬起，两者交互向前迈进，形成双腿交互迈步状态。

本实施例中，所述控制器中设置有完整的计算机程序，该程序能够控制电机的启停运转，同时能够控制第一传感器和第二传感器的信号传输，使第一传感器和第二传感器能够随时监测两支撑腿的运行状态。所述控制器中设置有运动仿真模拟软件，计算绘制出脚部10运动速度的幅值，根据脚部10运动速度图(图5)可知，脚部10运动的速度，分别在脚部10运动到最后端，即支撑腿完全收起状态，以及脚部10运动到最前端，即支撑腿完全伸展状态，速度值为零。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本实用新型提供了一种用于模仿动物行走的仿生装置，本仿生装置从仿生角度出发，侧重于动物双足行走步态的动作模拟，使运动动作更接近实际自然界中动物的行走，再经过外观装饰布置，配以通用舞台展示效果，已达到表演目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：包括驱动装置、支架以及完全相同且并列设置的两个支撑腿，所述驱动装置固定在所述支架上，各所述支撑腿包括曲柄机构、大腿部、小腿部和脚部，所述曲柄机构与所述支架相连，所述大腿部的两端分别与所述曲柄机构和所述小腿部铰接，所述小腿部远离所述大腿部的一端与所述脚部铰接。

2.根据权利要求1所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述曲柄机构包括连接板、驱动轴、连接杆和驱动杆，所述驱动轴贯穿所述连接板与所述支架相连，所述驱动轴与所述连接杆的一端固定相连，所述连接杆的另一端与所述驱动杆的一端铰接，所述驱动杆的另一端与所述大腿部铰接；所述大腿部与所述连接板铰接。

3.根据权利要求2所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述大腿部包括第一大腿连杆和第二大腿连杆，所述小腿部包括第一小腿连杆和第二小腿连杆，所述第一大腿连杆的一端与所述驱动杆远离所述连接杆的一端铰接，所述第一大腿连杆的另一端与所述第二小腿连杆铰接；所述第二大腿连杆的一端与所述驱动杆铰接，且该铰接点与所述驱动杆远离所述连接杆的一端相距一定距离，所述第二大腿连杆的另一端与所述第二小腿连杆的一端铰接。

4.根据权利要求3所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述第一大腿连杆与所述连接板铰接，且该铰接点与所述第一大腿连接杆的两端分别相距一定距离。

5.根据权利要求4所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述第一小腿连杆的一端铰接在所述第二大腿连杆上，且该铰接点与所述第二大腿连杆远离所述驱动杆的一端相距一定距离，所述第一小腿连杆和所述第二小腿连杆远离所述大腿部的一端与所述脚部铰接。

6.根据权利要求5所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述第一大腿连杆与所述第二小腿连杆的铰接点、与所述第二小腿连杆远离所述脚部的一端相距一定距离。

7.根据权利要求6所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机和减速器，所述电机与所述减速器相连，所述减速器的输出轴与所述驱动轴相连。

8.根据权利要求7所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述仿生装置包括控制器和与所述控制器相连的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器与两个驱动轴分别相连；所述电机与所述控制器相连。

9.根据权利要求1所述的用于模仿动物行走的仿生装置，其特征在于：所述仿生机构包括仿生动物壳体，所述驱动装置和所述支架设置所述壳体内部。

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