CN103623588A - 一种仿生行走玩具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿生行走玩具，包括横梁、前支撑轴和后支撑轴，前支撑轴和后支撑轴的左右两端分别铰接有腿一、腿二、腿三和腿四，腿一、腿二、腿三和腿四的下端设有脚轮，脚轮上设有止退装置，横梁中部转动连接有摆杆一，摆杆一上端和下端分别固定连接有与前支撑轴和后支撑轴平行的上摆杆轴和下摆杆轴，下摆杆轴左右两端分别通过连杆一和连杆二与腿一和腿四铰接连接，上摆杆轴左右两端分别通过连杆三和连杆四与腿二和腿三铰接连接，前支撑轴与摆杆一之间的横梁上还转动连接有摆杆二，摆杆二一端与摆杆一之间铰接连接连杆五，摆杆二另一端固定连接有折臂，所述折臂上设有可驱动折臂上下摆动的驱动装置。

Description

一种仿生行走玩具

技术领域

本发明涉及一种供骑乘用的玩具，特别涉及一种可模仿四肢动物行走的仿生行走玩具。

背景技术

现有技术中用于儿童娱乐的仿生动物行走的各类玩具的驱动方式基本分为两种，一种是电动的，另一种是手动摇动。电动类的一般只能原地行走或起伏摆动，而且因内部需安装驱动电机及传动装置等，不但结构复杂而且外形比较笨重，也不便于移动。手动摇动类的通过一定的传动机构以骑行者手摇或脚踩的方式实现仿生动物四肢的前行，这类仿生玩具的传动机构主要包括四肢、躺壳、躺壳内部设有传动结构和驱动四肢动作的驱动机构。这类手动仿生玩具传动机构和驱动机构零部件比较多，结构也比较复杂，为实现平稳前行，各零部件的加工配合精度要求比较高，制造成本也高，而且人力驱动费力，特别不适合儿童单独骑行玩乐。

发明内容

本发明针对现有技术中仿生行走玩具存在的不足，提供一种传动结构简单、可靠，制作成本低，传动平稳、操作轻便的仿生行走玩具。

本发明的目的是这样实现的，一种仿生行走玩具，包括水平设置的横梁，所述横梁的前端和后端分别固定有前支撑轴和后支撑轴，所述前支撑轴的左右两端分别铰接有腿一和腿二，所述后支撑轴的左右两端分别铰接有腿三和腿四，所述腿一、腿二、腿三和腿四的下端分别通过轮架连接有脚轮，所述脚轮上设有止退装置，所述横梁中部转动连接有可前后摆动的摆杆一，所述摆杆一上端和下端分别固定连接有与前支撑轴和后支撑轴平行的上摆杆轴和下摆杆轴，所述下摆杆轴左端与腿一之间铰接连接有连杆一，所述下摆杆轴右端与腿四之间铰接连接连杆二，所述上摆杆轴右端与腿二之间铰接连接有连杆三，所述上摆杆轴左端与腿三之间铰接连接连杆四，所述前支撑轴与摆杆一之间的横梁上还转动连接有摆杆二，所述摆杆二一端与摆杆一之间铰接连接有驱动摆杆一摆动的连杆五，所述摆杆二另一端固定连接有伸出横梁前端的折臂，所述折臂上设有可驱动折臂上下摆动的手动驱动装置。

本发明的仿生行走玩具，向前行走时，通过手动驱动装置驱动折臂和摆杆二摆动时，摆杆二通过连杆五拉动摆杆一摆动，摆杆一带动两端的上摆杆轴和下摆杆轴绕摆杆一的摆动中心前后平移摆动，当上摆杆轴分别通过连杆三和连杆四驱动腿二和腿三向前摆动时，通过相应脚轮带动向前滚动，与此同时，下摆杆轴分别通过连杆一和连杆二驱动带动腿一和腿四有向后摆动的趋势，因脚轮上均装有止退装置，因此向后摆动趋势的腿一和腿四在止退装置的作用下原地不动并在摆动力的作用下推动整个装置向前移动；如此反复通过摆杆一的前后摆动动作交替带动腿一和腿四同步前行或腿二和腿三的同步前行实现整体装置的连续前行。其行走方式是通过摆杆机构实现相对角的前后肢交替同步前行，行走及传动平稳、可靠，结构简单，制造成本低，使该结构的仿生行走玩具便于推广。

为便于驱动四肢的摆动，所述腿一和腿二与前支撑轴铰接点的上端分别固定有联动杆一和联动杆二，所述腿三和腿四与后支撑轴铰接点的上端分别固定有联动杆三和联动杆四，所述联动杆一端部与连杆一相应端铰接连接以驱动腿一绕铰接点摆动前进。

为便于控制折臂的摆动幅度，所述连杆五铰接连接在横梁下方的摆杆一和摆杆二的相应端，所述折臂的后端部与横梁上方的摆杆二的相应端部固定连接，所述折臂上设有用于限位折臂摆动极限位置的可与横梁分别相抵靠的调节螺栓一和调节螺栓二。本结构中，当折臂摆动至调节螺栓一下端抵靠横梁上侧时摆杆二顺时针摆动至最大极限位置，当折臂摆动至调节螺栓二下端抵靠横梁上侧时，摆杆二逆时针摆动至极限位置。通过上述限位机构可以合理限制摆杆一和摆杆二的摆动辐度，从而合理控制四肢稳步前进的步伐，以防止四肢前近步伐过大而使传动构件受力不均及传动不平稳。

为进一步改进本发明，所述脚轮外圆周为弹性材料，并且脚轮通过轮轴与轮架转动连接，所述止退装置包括摆动连接在轮轴后上方轮架上的开口摩擦环，所述开口摩擦环的两开口端与脚轮两侧的轮架转动连接，并且开口摩擦环包围脚轮外侧，当开口摩擦环摆动至下死点时与脚轮的弹性外缘摩擦接触阻止脚轮后退。本结构的开口摩擦环，相对脚轮轮轴偏心连接，当脚轮前行时，开口摩擦环与轮缘在重力及摩擦力的作用向上摆动，不影响脚轮正常前行，当脚轮欲向后退时，开口摩擦环在重力作用下下垂，并将脚轮卡住，阻止脚轮向后转动，从而实现止退作用。本结构的止退装置，结构简单，轻便、构思巧妙，制造成本低。

为进一步改进开口摩擦环结构，所述开口摩擦环与轮缘摩擦接触的尾部环段向上翘曲。

为便于骑行人手动驱动折臂，所述折臂伸出端向前上方伸出，所述驱动装置包括固定设置在折臂伸出端并分别伸出折臂左右两侧的手柄。

为提高骑行者的舒适度，靠近所述脚轮上方的腿一的左侧和腿二的右侧分别固定连接用于脚踩的踏板。

为进一步提高仿生玩具的美观度，所述横梁上还设有支架，所述支架外周包覆有动物躯体外壳，所述腿一、腿二、腿三和腿四外周包覆有动物四肢外壳，所述折臂前的伸出端包覆有动物头部造型的外壳。

附图说明

图1为本发明的仿生行走玩具的机构原理图。

图2为本发明的仿生行走玩具支除支架的结构示意图。

图3为图2的主视图。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明的仿生行走玩具附支架的结构示意图。

图6为脚轮及止退机构的局部放大图。

图7为脚轮及止退机构的局部剖视图。

其中，1 折臂；2连杆三；3横梁；4连杆五；5上摆杆轴；6摆杆一；7连杆二；8连杆四；9后支撑轴；10腿四；11腿三；12轮架；13脚轮；14下摆杆轴；15连杆一；16摆杆二；17腿二；18踏板；19腿一；20前支撑轴；21手柄；22调节螺栓一；23调节螺栓二；24支架；25开口摩擦环；26联动杆一；27联动杆二。

具体实施方式

如图1—图6所示为本发明的仿生行走玩具，包括水平设置的横梁3，横梁3的前端和后端分别固定有前支撑轴20和后支撑轴9，前支撑轴20的左右两端分别铰接有腿一18和腿二17，后支撑轴9的左右两端分别铰接有腿三11和腿四10，腿一18、腿二17、腿三11和腿四10的下端分别通过轮架12连接有脚轮13，脚轮13上设有止退装置，横梁3中部转动连接有可前后摆动的摆杆一6，摆杆一6上端和下端分别固定连接有与前支撑轴20和后支撑轴9平行的上摆杆轴5和下摆杆轴14，下摆杆轴14左端与腿一18之间铰接连接有连杆一15，下摆杆轴14右端与腿四10之间铰接连接连杆二7，上摆杆轴5右端与腿二17之间铰接连接有连杆三2，上摆杆轴5左端与腿三11之间铰接连接连杆四8，前支撑轴20与摆杆一6之间的横梁3上还转动连接有摆杆二16，摆杆二16一端与摆杆一6之间铰接连接有驱动摆杆一6摆动的连杆五4，摆杆二16另一端固定连接有伸出横梁前端的折臂1，折臂1上设有可驱动折臂上下摆动的手动驱动装置。

为便于驱动四肢的摆动，腿一19和腿二17与前支撑轴20铰接点的上端分别固定有联动杆一26和联动杆二27，腿三11和腿四10与后支撑轴9铰接点的上端分别固定有联动杆三和联动杆四，联动杆一26端部与连杆一15相应端铰接连接以驱动腿一18绕铰接点摆动前进，同理，其它四肢也同样采用此铰接结构。当然，也可以不设置与四肢同步动作的联动杆结构与相应的连杆铰接，而直接将相应的连杆铰接在相应的肢腿上以实现连杆带动相应支腿的动作。

为便于控制折臂1的摆动幅度，连杆五5铰接连接在横梁3下方的摆杆一6和摆杆二16的相应端，折臂1的后端部与横梁3上方的摆杆二16的相应端部固定连接，折臂1上设有用于限位折臂1摆动极限位置的可与横梁3分别相抵靠的调节螺栓一22和调节螺栓二23。本结构中，当折臂3摆动至调节螺栓一22下端抵靠横梁3上侧时摆杆二16顺时针摆动至最大极限位置，当折臂3摆动至调节螺栓二23下端抵靠横梁3上侧时，摆杆二16逆时针摆动至极限位置。通过上述限位机构可以合理限制摆杆一6和摆杆二16的摆辐度，从而合理控制四肢前进的步伐，以防止四肢前近步伐过大而使传动构件受力不均及传动不平稳。

为进一步改进本发明，脚轮13外圆周为弹性材料，并且脚轮13通过轮轴与轮架12转动连接，止退装置包括摆动连接在轮轴后上方轮架12上的开口摩擦环25，开口摩擦环25的两开口端与脚轮13两侧的轮架12转动连接，并且开口摩擦环25包围脚轮外侧，当开口摩擦环25摆动至下死点时与脚轮13的弹性外缘摩擦接触阻止脚轮后退。本结构的开口摩擦环25，相对脚轮轮轴偏心连接，当脚轮13前行时，开口摩擦环25与轮缘在重力及摩擦力的作用向上摆动，不影响脚轮正常前行，当脚轮欲向后退时，开口摩擦环25在重力作用下下垂，并将脚轮13卡住，阻止脚轮13向后转动，从而实现止退作用。本结构的止退装置，结构简单，轻便、构思巧妙，制造成本低，

为进一步改进开口摩擦环25结构，开口摩擦环25与轮缘摩擦接触的尾部环段向上翘曲。

为便于骑行人手动驱动折臂，折臂1伸出端向前上方伸出，驱动装置包括固定设置在折臂1伸出端并分别伸出折臂1左右两侧的手柄21。

为提高骑行者的舒适度，靠近所述脚轮13上方的腿一19的左侧和腿二17的右侧分别固定连接用于脚踩的踏板18。

为进一步提高仿生玩具的美观度，横梁3上还设有支架24，支架24外周包覆有动物躯体外壳，腿一19、腿二17、腿三11和腿四10外周包覆有动物四肢外壳，折臂1前的伸出端包覆有动物头部造型的外壳。

本发明的仿生行走玩具，向前行走时，操作者骑行在躺体上，两手摇动手柄21前后摆动驱动折臂1和摆杆二16摆动时，摆杆二16通过连杆五4拉动摆杆一6摆动，摆杆一6带动两端的上摆杆轴5和下摆杆轴14绕摆杆一6的摆动中心前后平移摆动，当上摆杆轴5分别通过连杆三2和连杆四8驱动腿二17和腿三10前向前摆动时，通过相应脚轮13带动向前滚动，与此同时，下摆杆轴14分别通过连杆一15和连杆二7驱动带动腿一19和腿四10有向后摆动的趋势，因脚轮13上均装有止退装置，因此向后摆动趋势的腿一19和腿四10在止退装置的作用下原地不动并在摆动力的作用下推动整个装置向前移动；如此反复通过摆杆一6的前后摆动动作交替带动腿一19和腿四10同步前行或腿二17和腿三11的同步前行实现整体装置的连续前行。其行走方式是通过摆杆机构实现相对角的前后肢交替同步前行，行走及传动平稳、可靠，结构简单，制造成本低，使该结构的仿生行走玩具便于推广。

本发明不局限于上述实施例，例如，上述摆杆机构还可以变形为上摆杆轴5分别通过连杆同步驱动腿一19和腿四10，下摆杆轴11分别通过连杆同步驱动腿二17和腿三11，此种变形与本实施例的工作原理相同，可以作为本发明的一种变形，另外，折臂1也可以变换成与摆杆二16下端固定连接，而将连杆五4铰接连接在摆杆二16的上端，而连杆五4驱动摆杆一6摆动的铰接位置也可以在摆杆一6上的其它位置有所变动，总之，凡是在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护的范围内。

Claims (8)

1.一种仿生行走玩具，包括水平设置的横梁，所述横梁的前端和后端分别固定有前支撑轴和后支撑轴，所述前支撑轴的左右两端分别铰接有腿一和腿二，所述后支撑轴的左右两端分别铰接有腿三和腿四，所述腿一、腿二、腿三和腿四的下端分别通过轮架连接有脚轮，其特征在于，所述脚轮上设有止退装置，所述横梁中部转动连接有可前后摆动的摆杆一，所述摆杆一上端和下端分别固定连接有与前支撑轴和后支撑轴平行的上摆杆轴和下摆杆轴，所述下摆杆轴左端与腿一之间铰接连接有连杆一，所述下摆杆轴右端与腿四之间铰接连接连杆二，所述上摆杆轴右端与腿二之间铰接连接有连杆三，所述上摆杆轴左端与腿三之间铰接连接连杆四，所述前支撑轴与摆杆一之间的横梁上还转动连接有摆杆二，所述摆杆二一端与摆杆一之间铰接连接有驱动摆杆一摆动的连杆五，所述摆杆二另一端固定连接有伸出横梁前端的折臂，所述折臂上设有可驱动折臂上下摆动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的仿生行走玩具，其特征在于，所述腿一和腿二与前支撑轴铰接点的上端分别固定有联动杆一和联动杆二，所述腿三和腿四与后支撑轴铰接点的上端分别固定有联动杆三和联动杆四，所述联动杆一端部与连杆一相应端铰接连接以驱动腿一绕铰接点摆动前进。

3.根据权利要求1所述的仿生行走玩具，其特征在于，所述连杆五铰接连接在横梁下方的摆杆一和摆杆二的相应端，所述折臂的后端部与横梁上方的摆杆二的相应端部固定连接，所述折臂上设有用于限位折臂摆动极限位置的可与横梁分别相抵靠的调节螺栓一和调节螺栓二。

4.根据权利要求1所述的仿生行走玩具，其特征在于，所述脚轮外圆周为弹性材料，并且脚轮通过轮轴与轮架转动连接，所述止退装置包括摆动连接在轮轴后上方轮架上的开口摩擦环，所述开口摩擦环的两开口端与脚轮两侧的轮架转动连接，并且开口摩擦环包围脚轮外侧，当开口摩擦环摆动至下死点时与脚轮的弹性外缘摩擦接触阻止脚轮后退。

5.根据权利要求4所述的仿生行走玩具，其特征在于，所述开口摩擦环与轮缘摩擦接触的尾部环段向上翘曲。

6.根据权利要求1—5任一项所述的仿生行走玩具，其特征在于，所述折臂伸出端向前上方伸出，所述驱动装置包括固定设置在折臂伸出端并分别伸出折臂左右两侧的手柄。

7.根据权利要求1—5任一项所述的仿生行走玩具，其特征在于，靠近所述脚轮上方的腿一的左侧和腿二的右侧分别固定连接用于脚踩的踏板。

8.根据权利要求1—5任一项所述的仿生行走玩具，其特征在于，所述横梁上还设有支架，所述支架外周包覆有动物躯体外壳，所述腿一、腿二、腿三和腿四外周包覆有动物四肢外壳，所述折臂前的伸出端包覆有动物头部造型的外壳。

Images