機(jī)械關(guān)節(jié)及仿生機(jī)械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)械關(guān)節(jié)及仿生機(jī)械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)，其中，機(jī)械關(guān)節(jié)包括第一連接件、第一驅(qū)動(dòng)油缸、第二驅(qū)動(dòng)油缸和連桿，所述第一驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第一連接件的側(cè)壁上。本實(shí)用新型，因?yàn)樵O(shè)有第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸，用油缸代替電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操控，從而大大增強(qiáng)了仿生機(jī)械恐龍運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械關(guān)節(jié)及仿生機(jī)械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及四足機(jī)器人，具體涉及機(jī)械關(guān)節(jié)及仿生機(jī)械恐龍頸、尾部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人技術(shù)是近幾十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)高新技術(shù)，它綜合了機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)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(jī)電一體化技術(shù)的典型載體。大型四足仿生機(jī)械恐龍是四足步行機(jī)器人的一種重要應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于娛樂(lè)、影視等領(lǐng)域。
[0003]眾所周知，仿生機(jī)械恐龍的各種動(dòng)作都是通過(guò)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于大型四足仿生機(jī)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(guò)上下、左右搖頭和擺尾調(diào)節(jié)大型四足仿生機(jī)械恐龍的重心，從而提高大型四足仿生機(jī)械恐龍行走的穩(wěn)定性。
[0004]現(xiàn)在的四足仿生機(jī)械恐龍一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的四足仿生機(jī)械恐龍其機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需功率較大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決大型四足仿生機(jī)械恐龍的機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從而導(dǎo)致其行走時(shí)穩(wěn)定性很差，難以操控的問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種機(jī)械關(guān)節(jié)，包括第一連接件、第一驅(qū)動(dòng)油缸、第二驅(qū)動(dòng)油缸和連桿，所述第一驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)U形開(kāi)口，另一端設(shè)有與所述U形開(kāi)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(dòng)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(kāi)口，所述第二連接件的側(cè)壁上設(shè)有第三U形開(kāi)口，所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第二 U形開(kāi)口內(nèi)，所述第一連接板插裝固定于所述第三U形開(kāi)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(guò)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(jī)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(zhǎng)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]本實(shí)用新型還提供了一種仿生機(jī)械恐龍頸部結(jié)構(gòu)，包括上述的機(jī)械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的缸體分別固定于仿生機(jī)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(jī)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(dòng)油缸的缸體與所述連桿的側(cè)壁鉸接，所述第三驅(qū)動(dòng)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]本實(shí)用新型還提供了一種仿生機(jī)械恐龍尾部結(jié)構(gòu)，包括上述的機(jī)械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的缸體分別固定于仿生機(jī)械恐龍的軀干的后端。
[0015]本實(shí)用新型，因?yàn)樵O(shè)有第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸，用油缸代替電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操控，從而大大增強(qiáng)了仿生機(jī)械恐龍運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型中仿生機(jī)械恐龍頸部結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型中仿生機(jī)械恐龍尾部結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型中第一連接件的示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型中第二連接件的示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型中第三連接件的示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型中連桿的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作出詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的機(jī)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(dòng)油缸2、第二驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)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(jī)械恐龍頭部組件的插頭，這種結(jié)構(gòu)的連桿在保證其強(qiáng)度的同時(shí)，減輕了重量，使機(jī)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(kāi)口 11，另一端設(shè)有與所述第一 U形開(kāi)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(jī)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(dòng)油缸2的缸體和連桿4的一端分別在第一 U形開(kāi)口 11內(nèi)與第一連接件I鉸接，第一驅(qū)動(dòng)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(kāi)口 13，第二連接件5的側(cè)壁上設(shè)有第三U形開(kāi)口 14，第二驅(qū)動(dòng)油缸3的活塞桿端鉸接于第二 U形開(kāi)口 13內(nèi)，第一連接板插裝固定于第三U形開(kāi)口 14內(nèi)。
[0027]第二驅(qū)動(dòng)油缸3的缸體端部設(shè)有用于連接機(jī)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(guò)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(jī)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?yàn)樵跈C(jī)械關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)弧形彎板16的弧形拐彎處為集中受力點(diǎn)，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(qiáng)度，從一點(diǎn)程度上優(yōu)化了機(jī)械關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，大幅度提高了其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的穩(wěn)定性。
[0029]在空間內(nèi)建立X、Y 二相坐標(biāo)系，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)油缸2活塞桿的伸縮，機(jī)械關(guān)節(jié)可實(shí)現(xiàn)X軸方向上的擺動(dòng)，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)油缸2活塞桿的伸縮，機(jī)械關(guān)節(jié)可實(shí)現(xiàn)Y軸方向上的擺動(dòng)。
[0030]本實(shí)用新型，因?yàn)樵O(shè)有第一驅(qū)動(dòng)油缸2和第二驅(qū)動(dòng)油缸3，用油缸代替電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其關(guān)節(jié)少而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操控，從而大大增強(qiáng)了仿生機(jī)械恐龍運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性。
[0031]如圖2所示，本實(shí)用新型還提供了一種包含有上述機(jī)械關(guān)節(jié)的仿生機(jī)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(dòng)油缸3的缸體分別固定于仿生機(jī)械恐龍的軀干的前端。連桿4的一端設(shè)有仿生機(jī)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(dòng)油缸9的缸體與連桿4的側(cè)壁鉸接，第三驅(qū)動(dòng)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(jī)械關(guān)節(jié)的仿生機(jī)械恐龍頸部結(jié)構(gòu)不僅能實(shí)現(xiàn)Χ、Υ軸方向上的擺動(dòng)，還可以通過(guò)第三驅(qū)動(dòng)油缸9活塞桿的伸縮實(shí)現(xiàn)上、下顎7、8的張開(kāi)與閉合，同時(shí)因?yàn)閮?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(jiǎn)單，并在一定程度上減輕了重量，從而使仿生機(jī)械恐龍運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性更高。
[0032]如圖3所示，本實(shí)用新型還提供了一種包含有上述機(jī)械關(guān)節(jié)的仿生機(jī)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(dòng)油缸3的缸體分別固定于仿生機(jī)械恐龍的軀干的后端。比起包含有上述機(jī)械關(guān)節(jié)的仿生機(jī)械恐龍尾部結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)上下左右方向上的擺動(dòng)，比起電機(jī)驅(qū)動(dòng)用油缸驅(qū)動(dòng)的該仿生機(jī)械恐龍尾部結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，重量也更輕，運(yùn)動(dòng)起來(lái)的穩(wěn)定性更好，操控起來(lái)更容易。
[0033]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本實(shí)用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.機(jī)械關(guān)節(jié)，其特征在于，包括第一連接件、第一驅(qū)動(dòng)油缸、第二驅(qū)動(dòng)油缸和連桿，所述第一驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jī)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(dòng)油缸的活塞桿的端部鉸接。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械關(guān)節(jié)，其特征在于，所述第一連接件一端設(shè)有一個(gè)U形開(kāi)口，另一端設(shè)有與所述U形開(kāi)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(dòng)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(jī)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(kāi)口，所述第二連接件的側(cè)壁上設(shè)有第三U形開(kāi)口，所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的活塞桿的端部鉸接于所述第二 U形開(kāi)口內(nèi)，所述第一連接板插裝固定于所述第三U形開(kāi)口內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的機(jī)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(guò)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(jī)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(jī)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(zhǎng)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(jī)械恐龍頸部結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括如權(quán)利要求2所述的機(jī)械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的缸體分別固定于仿生機(jī)械恐龍的軀干的前端。
8.如權(quán)利要求7所述的仿生機(jī)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(jī)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(dòng)油缸的缸體與所述連桿的側(cè)壁鉸接，所述第三驅(qū)動(dòng)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(jī)械恐龍尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括如權(quán)利要求2所述的機(jī)械關(guān)節(jié)，所述第三連接件的另一端與所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的缸體分別固定于仿生機(jī)械恐龍的軀干的后端。
【文檔編號(hào)】B25J11/00GK203804995SQ201420208056
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)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, 劉溢, 孫宇, 楊涌 申請(qǐng)人:中科宇博（北京）文化有限公司