CN101492074B - 仿生划行运动机构 - Google Patents

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孙学雁
刘杰
曹辉
袁静
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Guodian New Energy Technology Institute
SP Longyuan Power Technology & Engineering Co., Ltd.
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Shenyang University of Technology
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Abstract

一种仿生划行运动机构，该机构由链传动机构、曲柄滑块机构和曲柄连杆机构组成。链传动机构中，由输入链条输入运动和动力，主轴链轮和联动链轮由联动链条连接，构成链传动。曲柄滑块机构中，主轴曲柄盘上设有偏心轴，主轴连杆上端铰接偏心轴，下端与活塞杆铰接；活塞杆在缸体内做直线往复运动。曲柄连杆机构中，联动曲柄盘上设有联动偏心轴，联动连杆的上端铰接联动偏心轴，下端与缸体铰接；缸体上部与缸体转轴铰接。工作时，活塞杆下端的运动轨迹是曲柄滑块机构和曲柄连杆机构运动的合成，一直以活塞杆与地面(冰面或水面)的最大角度向后下运动，这样，活塞杆交替不断的插地、向后推地，从而驱动运动机构连续前行。

Description

仿生划行运动机构
技术领域
本发明涉及一种运动机构，尤其是一种能在地面、冰面和水面上连续行走的仿生划行运动机构。
背景技术
到目前为止，运动器械及设备采用最多的是轮式运动机构，但在一些条件下，如在冰面和水面上或在不平整的地面上，这些轮式运动机构就不尽令人满意，人们一直在开发研制新的运动机构，以满足人们的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种仿生划行运动机构，该仿生划行运动机构以模仿爬行动物的行走方式为基础，加以概括和完善，采用纯机械的曲柄滑块机构和曲柄连杆机构的组合，变圆周运动转换为杆系的划行运动，以实现仿生划行运动轨迹。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它由链传动机构、曲柄滑块机构和曲柄连杆机构组成。链传动机构中，主动轴中部固定安装有输入链轮和主轴链轮，输入链轮与输入链条连接，由输入链条输入运动和动力：联动轴中部固定安装有联动链轮，主轴链轮和联动链轮由联动链条连接，构成链传动。曲柄滑块机构中，主动轴端部安装有主轴曲柄盘，主轴曲柄盘上设有偏心轴，偏心轴与主轴连杆上端铰接，主轴连杆的下端与活塞杆上端铰接；活塞杆设在缸体内，活塞杆在缸体内做直线往复运动。曲柄连杆机构中，联动轴端部安装有联动曲柄盘，联动曲柄盘上设有联动偏心轴，联动偏心轴与联动连杆的上端铰接，联动连杆的下端与缸体中部铰接：缸体上部与缸体转轴铰接。
工作时，缸体在联动连杆作用下绕缸体转轴上下摆动，活塞杆在缸体内做直线往复运动。活塞杆下端的运动轨迹是曲柄滑块机构和曲柄连杆机构运动的合成，即能一直以活塞杆与地面(冰面或水面)的最大角度向下运动，同时向后运动，形成向后的推动力，之后随着角度逐渐变小，向后的推动力逐渐增强，最后又以最小角度离开地面(冰面或水面)，为下一次向下运动做准备：这样，活塞杆交替不断的插地、向后推地，就象爬行动物滑行动作一样提供了运动机构持续运动的动力，从而驱动运动机构连续前行。
本发明的有益效果是，活塞杆的运动是曲柄滑块机构和曲柄连杆机构运动的合成，使活塞杆的运动更符合划行的工作机理，工作效率高，便于机构参数的分析和调整。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3和图4是本发明的传动机构实施例的装配示意图。
图中1.输入链条，2.输入链轮，3.主动轴，4.主轴链轮，5.主轴曲柄盘，6.偏心轴，7.联动链条，8.联动链轮，9.联动轴，10.联动曲柄盘，11.联动偏心轴，12.联动连杆，13.缸体，14.缸体转轴，15.活塞杆，16.主轴连杆。
具体实施方式
在图1、图2中，它由链传动机构、曲柄滑块机构和曲柄连杆机构组成。链传动机构中，主动轴(3)中部固定安装有输入链轮(2)和主轴链轮(4)，输入链轮(2)与输入链条(1)连接：联动轴(9)中部固定安装有联动链轮(8)，主轴链轮(4)和联动链轮(8)由联动链条(7)连接，构成链传动；曲柄滑块机构中，主动轴(3)端部安装有主轴曲柄盘(5)，主轴曲柄盘(5)上设有偏心轴(6)，偏心轴(6)与主轴连杆(16)上端铰接，主轴连杆(16)的下端与活塞杆(15)上端铰接；活塞杆(15)设在缸体(13)内；曲柄连杆机构中，联动轴(9)端部安装有联动曲柄盘(10)，联动曲柄盘(10)上设有联动偏心轴(11)，联动偏心轴(11)与的上端铰接，联动连杆(12)的下端与缸体(13)中部铰接：缸体(13)上部与缸体转轴(14)铰接。工作对，缸体(13)在联动连杆(12)作用下绕缸体转轴(14)上下摆动，活塞杆(15)在缸体(13)内做直线往复运动：活塞杆(15)下端的运动轨迹是曲柄滑块机构和曲柄连杆机构运动的合成，即能一直以活塞杆(15)与地面(冰面或水面)的最大角度向下运动，同时向后运动，形成向后的推动力，之后随着角度逐渐变小，向后的推动力逐渐增强，最后又以最小角度离开地面(冰面或水面)，为下一次向下运动做准备：这样，活塞杆(15)交替不断的插地、向后推地，就象爬行动物滑行动作一样提供了运动机构持续运动的动力，从而驱动运动机构连续前行。
在图3中表示本发明的活塞杆(15)运动到最低时的实施例：此时，联动轴(9)和联动连杆(12)处在一条直线上，且联动偏心轴(11)在联动轴(9)之下，活塞杆(15)与水平线的角度也是最大。
在图4中表示本发明的活塞杆(15)运动到最高时的实施例：此时，联动轴(9)和联动连杆(12)处在一条直线上，且联动偏心轴(11)在联动轴(9)之上，活塞杆(15)与水平线的角度也是最小。

Claims (1)

1.一种仿生划行运动机构，包括链传动机构、曲柄滑块机构和曲柄连杆机构，链传动机构包括输入链条(1)、输入链轮(2)、主动轴(3)、主轴链轮(4)、联动链条(7)、联动轴(9)、联动链轮(8)；曲柄滑块机构包括主轴曲柄盘(5)、偏心轴(6)、主轴连杆(16)、缸体(13)、活塞杆(15)；曲柄连杆机构包括联动曲柄盘(10)、联动偏心轴(11)、联动连杆(12)、缸体(13)、缸体转轴(14)，其特征是：所述的链传动机构中，主动轴(3)中部固定安装有输入链轮(2)和主轴链轮(4)，输入链轮(2)与输入链条(1)连接，联动轴(9)中部固定安装有联动链轮(8)，主轴链轮(4)和联动链轮(8)由联动链条(7)连接，构成链传动；曲柄滑块机构和曲柄连杆机构分别有两个，左右对称分布，所述的曲柄滑块机构中，主动轴(3)端部安装有主轴曲柄盘(5)，主轴曲柄盘(5)上设有偏心轴(6)，偏心轴(6)与主轴连杆(16)上端铰接，主轴连杆(16)的下端与活塞杆(15)上端铰接；活塞杆(15)设在缸体(13)内，所述的曲柄连杆机构中，联动轴(9)端部安装有联动曲柄盘(10)，联动曲柄盘(10)上设有联动偏心轴(11)，联动偏心轴(11)与联动连杆(12)的上端铰接，联动连杆(12)的下端与缸体(13)中部铰接；缸体(13)上部与缸体转轴(14)铰接。
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