機械關(guān)節(jié)及仿生機械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機械關(guān)節(jié)及仿生機械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)，其中，機械關(guān)節(jié)包括第一連接件、第一驅(qū)動油缸、第二驅(qū)動油缸和連桿，所述第一驅(qū)動油缸的缸體和所述連桿的一端分別與所述第一連接件的一端鉸接，所述第一驅(qū)動油缸的活塞桿的端部與所述連桿的另一端鉸接，所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第一連接件的側(cè)壁上。本發(fā)明，因為設(shè)有第一驅(qū)動油缸和第二驅(qū)動油缸，用油缸代替電機驅(qū)動關(guān)節(jié)運動，同時對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，便于操控，從而大大增強了仿生機械恐龍運動過程中的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】機械關(guān)節(jié)及仿生機械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及四足機器人，具體涉及機械關(guān)節(jié)及仿生機械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一門高新技術(shù)，它綜合了機械、微電子與計算機、自動控制、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，是機電一體化技術(shù)的典型載體。大型四足仿生機械恐龍是四足步行機器人的一種重要應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于娛樂、影視等領(lǐng)域。
[0003]眾所周知，仿生機械恐龍的各種動作都是通過各個關(guān)節(jié)的運動實現(xiàn)的。對于大型四足仿生機械恐龍而言，不僅需要能夠行走，還需要能夠?qū)崿F(xiàn)搖頭和擺尾。并且，還可以通過上下、左右搖頭和擺尾調(diào)節(jié)大型四足仿生機械恐龍的重心，從而提高大型四足仿生機械恐龍行走的穩(wěn)定性。
[0004]現(xiàn)在的四足仿生機械恐龍一般采用電機驅(qū)動，這種采用電機驅(qū)動的四足仿生機械恐龍其機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需功率較大，動態(tài)響應(yīng)特性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決大型四足仿生機械恐龍的機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從而導(dǎo)致其行走時穩(wěn)定性很差，難以操控的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種機械關(guān)節(jié)，包括第一連接件、第一驅(qū)動油缸、第二驅(qū)動油缸和連桿，所述第一驅(qū)動油缸的缸體和所述連桿的一端分別與所述第一連接件的一端鉸接，所述第一驅(qū)動油缸的活塞桿的端部與所述連桿的另一端鉸接，所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第一連接件的側(cè)壁上。
[0007]在上述方案中，包括第二連接件和第三連接件，所述第一連接件的另一端與所述第二連接件固定，所述第三連接件的一端鉸接于所述第二連接件的一端，所述第二連接件的另一端與所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接。
[0008]在上述方案中，所述第一連接件一端設(shè)有一個U形開口，另一端設(shè)有與所述U形開口底部垂直的第一連接板，所述第一連接板設(shè)置在所述連桿的中軸線上，所述第一驅(qū)動油缸的缸體和所述連桿的一端分別在所述第一連接槽內(nèi)與所述第一連接件鉸接。
[0009]在上述方案中，所述第二連接件的一端設(shè)有第二 U形開口，所述第二連接件的側(cè)壁上設(shè)有第三U形開口，所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第二 U形開口內(nèi)，所述第一連接板插裝固定于所述第三U形開口內(nèi)。
[0010]在上述方案中，所述第三連接件包括2塊相互平行且通過與之垂直的第二連接板固定在一起的弧形彎板，所述2塊弧形彎板的一端鉸接于第二連接件5的一端，另一端設(shè)有用于與機體連接的安裝孔，所述第二連接板連接于所述弧形彎板的弧形拐彎處。
[0011]在上述方案中，所述連桿呈條形板狀，其表面沿其長度方向設(shè)有一道凸棱，所述連桿的另一端設(shè)有用于插裝的插頭。[0012]本發(fā)明還提供了一種仿生機械恐龍頸部結(jié)構(gòu)，包括上述的機械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動油缸的缸體分別固定于仿生機械恐龍的軀干的前端。
[0013]在上述方案中，所述連桿的另一端設(shè)有仿生機械恐龍的頭部組件，所述頭部組件包括上顎和下顎，所述上顎和下顎呈水平設(shè)置的環(huán)形，從上到下依次穿裝于所述連桿的另一端，第三驅(qū)動油缸的缸體與所述連桿的側(cè)壁鉸接，所述第三驅(qū)動油缸的活塞桿端與第四連接件的一端鉸接，所述下顎與所述第四連接件的另一端穿裝固定在一起。
[0014]本發(fā)明還提供了一種仿生機械恐龍尾部結(jié)構(gòu)，包括上述的機械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動油缸的缸體分別固定于仿生機械恐龍的軀干的后端。
[0015]本發(fā)明，因為設(shè)有第一驅(qū)動油缸和第二驅(qū)動油缸，用油缸代替電機驅(qū)動關(guān)節(jié)運動，同時對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)簡單，便于操控，從而大大增強了仿生機械恐龍運動過程中的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明中仿生機械恐龍頸部結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明中仿生機械恐龍尾部結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明中第一連接件的示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明中第二連接件的示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明中第三連接件的示意圖；
[0022]圖7為本發(fā)明中連桿的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作出詳細的說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明提供的機械關(guān)節(jié)，包括第一連接件1、第二連接件5、第三連接件6、第一驅(qū)動油缸2、第二驅(qū)動油缸3和連桿4。如圖7所示，連桿4呈條形板狀，其表面沿其長度方向設(shè)有一道凸棱，連桿4的另一端設(shè)有用于插裝仿生機械恐龍頭部組件的插頭，這種結(jié)構(gòu)的連桿在保證其強度的同時，減輕了重量，使機械關(guān)節(jié)更易操控。
[0025]如圖4所示，第一連接件I 一端設(shè)有第一 U形開口 11，另一端設(shè)有與所述第一 U形開口 11底部垂直的第一連接板12，第一連接板12設(shè)置在連桿4的中軸線上，這種結(jié)構(gòu)使連桿4所受的力直接作用在第一連接板12上，從而使機械關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固，穩(wěn)定性更高。第一驅(qū)動油缸2的缸體和連桿4的一端分別在第一 U形開口 11內(nèi)與第一連接件I鉸接，第一驅(qū)動油缸2的活塞桿端部與連桿4的另一端鉸接。
[0026]如圖5所示，第二連接件5的一端設(shè)有第二 U形開口 13，第二連接件5的側(cè)壁上設(shè)有第三U形開口 14，第二驅(qū)動油缸3的活塞桿端鉸接于第二 U形開口 13內(nèi)，第一連接板插裝固定于第三U形開口 14內(nèi)。
[0027]第二驅(qū)動油缸3的缸體端部設(shè)有用于連接機體的安裝孔。
[0028]如圖6所示，第三連接件6包括2塊相互平行且通過與之垂直的第二連接板15固定在一起的弧形彎板16，2塊弧形彎板16的一端鉸接于第二連接件5的一端，另一端設(shè)有用于與機體連接的安裝孔，第二連接板15連接于弧形彎板16的弧形拐彎處，這是因為在機械關(guān)節(jié)運動時弧形彎板16的弧形拐彎處為集中受力點，而將第二連接板15連接與弧形拐彎處可以增加弧形彎板16的受力強度，從一點程度上優(yōu)化了機械關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，大幅度提高了其運動過程的穩(wěn)定性。
[0029]在空間內(nèi)建立X、Y 二相坐標系，通過第一驅(qū)動油缸2活塞桿的伸縮，機械關(guān)節(jié)可實現(xiàn)X軸方向上的擺動，通過第一驅(qū)動油缸2活塞桿的伸縮，機械關(guān)節(jié)可實現(xiàn)Y軸方向上的擺動。
[0030]本發(fā)明，因為設(shè)有第一驅(qū)動油缸2和第二驅(qū)動油缸3，用油缸代替電機驅(qū)動關(guān)節(jié)運動，同時對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其關(guān)節(jié)少而結(jié)構(gòu)簡單，便于操控，從而大大增強了仿生機械恐龍運動過程中的穩(wěn)定性。
[0031]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種包含有上述機械關(guān)節(jié)的仿生機械恐龍頸部結(jié)構(gòu)，第三連接件6的另一端與第二驅(qū)動油缸3的缸體分別固定于仿生機械恐龍的軀干的前端。連桿4的一端設(shè)有仿生機械恐龍的頭部組件，頭部組件包括上顎7和下顎8，上顎7和下顎8呈水平設(shè)置的環(huán)形，從上到下依次穿裝于連桿4的另一端，第三驅(qū)動油缸9的缸體與連桿4的側(cè)壁鉸接，第三驅(qū)動油缸9的活塞桿的端部與第四連接件10的一端鉸接，下顎8與第四連接件10的另一端穿裝固定在一起。包含有上述機械關(guān)節(jié)的仿生機械恐龍頸部結(jié)構(gòu)不僅能實現(xiàn)Χ、Υ軸方向上的擺動，還可以通過第三驅(qū)動油缸9活塞桿的伸縮實現(xiàn)上、下顎
7、8的張開與閉合，同時因為優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，使其連接關(guān)節(jié)數(shù)量少且結(jié)構(gòu)簡單，并在一定程度上減輕了重量，從而使仿生機械恐龍運動的穩(wěn)定性更高。
[0032]如圖3所示，本發(fā)明還提供了一種包含有上述機械關(guān)節(jié)的仿生機械恐龍尾部結(jié)構(gòu)，第三連接件6的另一端與第二驅(qū)動油缸3的缸體分別固定于仿生機械恐龍的軀干的后端。比起包含有上述機械關(guān)節(jié)的仿生機械恐龍尾部結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)上下左右方向上的擺動，比起電機驅(qū)動用油缸驅(qū)動的該仿生機械恐龍尾部結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)更少，結(jié)構(gòu)更簡單，重量也更輕，運動起來的穩(wěn)定性更好，操控起來更容易。
[0033]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.機械關(guān)節(jié)，其特征在于，包括第一連接件、第一驅(qū)動油缸、第二驅(qū)動油缸和連桿，所述第一驅(qū)動油缸的缸體和所述連桿的一端分別與所述第一連接件的一端鉸接，所述第一驅(qū)動油缸的活塞桿的端部與所述連桿的另一端鉸接，所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第一連接件的側(cè)壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的機械關(guān)節(jié)，其特征在于，包括第二連接件和第三連接件，所述第一連接件的另一端與所述第二連接件固定，所述第三連接件的一端鉸接于所述第二連接件的一端，所述第二連接件的另一端與所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接。
3.如權(quán)利要求2所述的機械關(guān)節(jié)，其特征在于，所述第一連接件一端設(shè)有一個U形開口，另一端設(shè)有與所述U形開口底部垂直的第一連接板，所述第一連接板設(shè)置在所述連桿的中軸線上，所述第一驅(qū)動油缸的缸體和所述連桿的一端分別在所述第一連接槽內(nèi)與所述第一連接件鉸接。
4.如權(quán)利要求3所述的機械關(guān)節(jié)，其特征在于，所述第二連接件的一端設(shè)有第二U形開口，所述第二連接件的側(cè)壁上設(shè)有第三U形開口，所述第二驅(qū)動油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第二 U形開口內(nèi)，所述第一連接板插裝固定于所述第三U形開口內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的機械關(guān)節(jié)，其特征在于，所述第三連接件包括2塊相互平行且通過與之垂直的第二連接板固定在一起的弧形彎板，所述2塊弧形彎板的一端鉸接于第二連接件的一端，另一端設(shè)有用于與機體連接的安裝孔，所述第二連接板連接于所述弧形彎板的弧形拐彎處。
6.如權(quán)利要求1所述的機械關(guān)節(jié)，其特征在于，所述連桿呈條形板狀，其表面沿其長度方向設(shè)有一道凸棱，所述連桿的另一端設(shè)有用于插裝的插頭。
7.仿生機械恐龍頸部結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至6任意一項所述的機械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動油缸的缸體分別固定于仿生機械恐龍的軀干的前端。
8.如權(quán)利要求7所述的仿生機械恐龍頸部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連桿的另一端設(shè)有仿生機械恐龍的頭部組件，所述頭部組件包括上顎和下顎，所述上顎和下顎呈水平設(shè)置的環(huán)形，從上到下依次穿裝于所述連桿的另一端，所述第三驅(qū)動油缸的缸體與所述連桿的側(cè)壁鉸接，所述第三驅(qū)動油缸的活塞桿端與第四連接件的一端鉸接，所述下顎與所述第四連接件的另一端穿裝固定在一起。
9.仿生機械恐龍尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至6任意一項所述的機械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動油缸的缸體分別固定于仿生機械恐龍的軀干的后端。
【文檔編號】B25J11/00GK103950038SQ201410171729
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】韓曉建, 周春, 孫宇, 晉浩奇 申請人:中科宇博（北京）文化有限公司