CN108189010A - 单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及展示道具，公开了一种单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，包括电机、一对机器人大腿结构、一对机器人小腿，机器人大腿结构均包括固定轴、一级曲柄盘、二级曲柄、一级连杆、二级连杆、三级连杆、四级连杆、大腿前杆、大腿后杆，一级曲柄盘与电机的输出轴固定连接，二级曲柄一端固定在一级曲柄盘的偏心处，一级连杆一端转动设置在一级曲柄盘的偏心处，二级曲柄另一端与二级连杆一端铰接，一级连杆另一端、四级连杆一端、大腿前杆三者均铰接，二级连杆另一端、大腿后杆、三级连杆一端三者均铰接，大腿前杆、三级连杆另一端、四级连杆另一端均通过固定轴铰接，大腿前杆、大腿后杆均与机器人小腿铰接。本发明提高了消费者对橱窗的驻足率。

Description

单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人

技术领域

本发明涉及展示道具，尤其涉及了一种单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人。

背景技术

现有橱窗为静态橱窗，实体店铺的道具大同小异，没有推陈出新，无新意可言，不太能吸引消费者的眼光。

发明内容

本发明针对现有技术中橱窗道具不太能吸引消费者的眼光的缺点，提供了一种单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，结构简单，只需一个电机即可实现模拟奔跑动作，将展示的鞋子穿在机器人脚上，更能吸引消费者的眼光。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，包括具有两个输出轴的电机、一对机器人大腿结构、一对机器人小腿，机器人大腿结构均包括固定轴、一级曲柄盘、二级曲柄、一级连杆、二级连杆、三级连杆、四级连杆、大腿前杆、大腿后杆，一级曲柄盘与电机的一个输出轴固定连接，二级曲柄一端固定在一级曲柄盘的偏心处，一级连杆一端转动设置在一级曲柄盘的偏心处，二级曲柄另一端与二级连杆一端铰接，一级连杆另一端、四级连杆一端、大腿前杆三者均铰接，二级连杆另一端、大腿后杆、三级连杆一端三者均铰接，大腿前杆、三级连杆另一端、四级连杆另一端均通过固定轴铰接，大腿前杆、大腿后杆均与机器人小腿铰接。

作为优选，一级连杆、二级连杆均为弧形杆，二级曲柄呈弧形。

作为优选，一级曲柄盘的偏心处穿设有第一安装轴，二级曲柄一端设有第一曲柄孔，一级连杆一端设有第一安装孔，第一安装轴先后穿过第一安装孔、第一曲柄孔，一级连杆、通过第一安装轴与一级曲柄盘铰接，二级曲柄与第一安装轴固定连接。

作为优选，二级曲柄另一端设有第二曲柄孔，二级连杆一端设有第二安装孔，第二曲柄孔内固定穿设有第二安装轴，第二安装轴穿过第二安装孔，二级连杆与二级曲柄之间通过第二安装轴铰接。

作为优选，大腿前杆上部设有第一连接孔，一级连杆另一端设有第三安装孔，四级连杆一端设有第三孔，第三孔、第三安装孔、第一连接孔均穿设有同一根第一连接轴，大腿前杆、一级连杆、四级连杆之间均通过第一连接轴铰接。

作为优选，大腿前杆上部还设有与第一连接孔并排的第二连接孔，三级连杆一端设有第一孔，四级连杆另一端设有第四孔，固定轴先后贯穿第四孔、第一孔、第二连接孔，大腿前杆、三级连杆、四级连杆均与固定轴铰接。

作为优选，大腿后杆上部设有第三连接孔，二级连杆另一端设有第四安装孔，三级连杆另一端设有第二孔，第二孔、第三连接孔、第四安装孔均穿设有同一根第二连接轴，三级连杆、大腿后杆、二级连杆之间均通过第二连接轴铰接。

作为优选，机器人大腿结构还包括均与大腿前杆固定连接的前连接杆、后连接杆，大腿前杆通过前连接杆与三级连杆、四级连杆、一级连杆铰接，大腿后杆通过后连接杆与二级连杆、三级连杆铰接。

作为优选，第一连接孔、第二连接孔均设置在前连接杆上，第三连接孔设置在后连接杆上。

作为优选，前连接杆包括横杆和与横杆一体式结构的竖杆，横杆和竖杆垂直使前连接杆呈L型。

作为优选，第一连接孔位于横杆上临近竖杆的端部，第二连接孔位于横杆上远离竖杆的端部。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

将展示的鞋穿在机器人的脚上，通过一个电机控制机器人的下肢模拟奔跑动作，新奇有趣，增加了消费者路过橱窗的驻足率与对橱窗的关注度，同时也提升了品牌的关注度。能够给予厂商更大的广告效益，增加展示道具、橱窗的吸引力。且仅需要一个电机，可减少零部件的使用，降低成本，减少机器人的重量，更为的实用。

本发明着重研究仿人机器人下肢跑步动作，通过对人体跑步视频与人体下肢解剖学结构的逆向研究，建立数学模型，通过设计一种巧妙的机械结构实现流畅的人体跑步动作，并完成了商业化量产，对于未来仿人机器人技术的发展提供了借鉴。

附图说明

图1是本发明实施例的结构图。

图2是图1的机器人大腿结构的结构图。

图3是图2对应的原理图。

图4是图1的机器人大腿结构部分结构图。

图5是图4的另一视角结构图。

图6是图5的爆炸图。

图7是图1的一级曲柄盘、二级曲柄、固定轴的结构图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—电机、2—输出轴、3—固定轴、4—限位板、5—一级曲柄盘、6—二级曲柄、7—一级连杆、8—二级连杆、9—三级连杆、10—四级连杆、11—大腿前杆、12—大腿后杆、13—前连接杆、14—后连接杆、15—前安装杆、16—后安装杆、17—第一安装轴、18—第二安装轴、19—第一连接轴、20—第二连接轴、21—第一安装孔、22—第二安装孔、23—第三安装孔、24—第四安装孔、25—支撑架、26—横杆、27—竖杆、28—第一连接孔、29—第二连接孔、30—第三连接孔、31—第一孔、32—第二孔、33—第三孔、34—第四孔、35—机器人小腿、36—第一曲柄孔、37—第二曲柄孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例

单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，如图1至图7所示，包括具有左右两个输出轴2的电机1、一对机器人大腿结构、一对机器人小腿35，机器人大腿结构均包括固定轴3、限位板4、一级曲柄盘5、二级曲柄6、一级连杆7、二级连杆8、三级连杆9、四级连杆10、大腿前杆11、大腿后杆12、前连接杆13、后连接杆14、前安装杆15、后安装杆16，在水平方向上限位板4、一级曲柄盘5、一级连杆7、二级曲柄6、二级连杆8依次并排，三级连杆9与四级连杆10并排，在纵向方向上，三级连杆9与一级连杆7平行，四级连杆10与一级曲柄盘5平行。机器人大腿结构与机器人小腿35构成腿。

一级曲柄盘5中部与电机1的一个输出轴2固定连接，一级曲柄盘5与输出轴2的连接点命名为A点。电机1的输出轴2工作带动一级曲柄盘5旋转。一级连杆7、二级连杆8均为弧形杆，二级曲柄6呈弧形。一级曲柄盘5的偏心处穿设有第一安装轴17，二级曲柄6一端设有第一曲柄孔36，二级曲柄6另一端设有第二曲柄孔37。一级连杆7一端设有第一安装孔21，第一安装轴17先后穿过第一安装孔21、第一曲柄孔36，一级连杆7、通过第一安装轴17与一级曲柄盘5铰接，二级曲柄6与第一安装轴17固定连接。二级连杆8一端设有第二安装孔22，第二曲柄孔37内固定穿设有第二安装轴18，第二安装轴18穿过第二安装孔22，二级连杆8与二级曲柄6之间通过第二安装轴18铰接。

第一安装轴17、第二安装轴18的横截面均为长方形或正方形，方与二级曲柄6相对固定。

前连接杆13包括横杆26和与横杆26一体式结构的竖杆27，横杆26和竖杆27垂直使前连接杆13呈L型。横杆26上临近竖杆27的端部设有第一连接孔28，第一连接孔28内穿设有第一连接轴19，一级连杆7另一端设有第三安装孔23，二级连杆8另一端设有第四安装孔24。三级连杆9两端分别设有第一孔31、第二孔32，四级连杆10两端分别设有第三孔33、第四孔34。第一连接轴19先后穿过第三孔33、第三安装孔23、第一连接孔28，前连接杆13、一级连杆7、四级连杆10之间均通过第一连接轴19铰接。

横杆26上远离竖杆27的端部设有第二连接孔29，固定轴3先后贯穿第四孔34、第一孔31、第二连接孔29，前连接杆13、三级连杆9、四级连杆10均与固定轴3铰接，命名固定轴3所在的点为B点。

后连接杆14上端设有第三连接孔30，第二孔32内穿设有第二连接轴20，第二连接轴20先后穿过第二孔32、第三连接孔30、第四安装孔24，三级连杆9、后连接杆14、二级连杆8之间均通过第二连接轴20铰接。

大腿前杆11可与前连接杆13、前安装杆15为一体式结构，也可像本实施例分成三个部件。大腿后杆12可与后连接杆14、后安装杆16为一体式结构，也可像本实施例分成三个部件。

大腿前杆11上部与前连接杆13下部固定连接，大腿前杆11下部与前安装杆15固定连接，大腿后杆12上部与后连接杆14下部固定连接，大腿后杆12下部与后安装杆16固定连接。

前安装杆15下端与机器人小腿35铰接，后安装杆16下端与机器人小腿35铰接。

一级曲柄盘5与限位板4铰接，限位板4与电机1的壳体相对固定。限位板4上设有穿孔，固定轴3穿过穿孔且与限位板4相对固定。

电机1固定在支撑架25上，机器人小腿35悬空。

在机器人小腿35上穿上需要展示的鞋，启动电机1，输出轴2带动一级曲柄盘5绕着输出轴2转动，一级曲柄盘5带动二级曲柄6、一级连杆7绕着第一安装轴17转动，二级曲柄6带动二级连杆8转动，一级连杆7带动大腿前杆11作变速往返摆动实现大腿运动模拟。二级连杆8带动三级连杆9作变速往返摆动。三级连杆9作为移动曲柄驱动大腿后杆12配合大腿前杆11实现小腿后弯伸直动作。实现机器人的左右腿动作对称交替运动，呈现奔跑动作，可吸引消费者的眼光。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，包括一对机器人大腿结构、一对机器人小腿（35），其特征在于：还包括具有两个输出轴（2）的电机（1），机器人大腿结构均包括固定轴（3）、一级曲柄盘（5）、二级曲柄（6）、一级连杆（7）、二级连杆（8）、三级连杆（9）、四级连杆（10）、大腿前杆（11）、大腿后杆（12），一级曲柄盘（5）与电机（1）的一个输出轴（2）固定连接，二级曲柄（6）一端固定在一级曲柄盘（5）的偏心处，一级连杆（7）一端转动设置在一级曲柄盘（5）的偏心处，二级曲柄（6）另一端与二级连杆（8）一端铰接，一级连杆（7）另一端、四级连杆（10）一端、大腿前杆（11）三者均铰接，二级连杆（8）另一端、大腿后杆（12）、三级连杆（9）一端三者均铰接，大腿前杆（11）、三级连杆（9）另一端、四级连杆（10）另一端均通过固定轴（3）铰接，大腿前杆（11）、大腿后杆（12）均与机器人小腿（35）铰接。

2.根据权利要求1所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：一级连杆（7）、二级连杆（8）均为弧形杆，二级曲柄（6）呈弧形。

3.根据权利要求1所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：一级曲柄盘（5）的偏心处穿设有第一安装轴（17），二级曲柄（6）一端设有第一曲柄孔（36），一级连杆（7）一端设有第一安装孔（21），第一安装轴（17）先后穿过第一安装孔（21）、第一曲柄孔（36），一级连杆（7）、通过第一安装轴（17）与一级曲柄盘（5）铰接，二级曲柄（6）与第一安装轴（17）固定连接。

4.根据权利要求1所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：二级曲柄（6）另一端设有第二曲柄孔（37），二级连杆（8）一端设有第二安装孔（22），第二曲柄孔（37）内固定穿设有第二安装轴（18），第二安装轴（18）穿过第二安装孔（22），二级连杆（8）与二级曲柄（6）之间通过第二安装轴（18）铰接。

5.根据权利要求1所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：大腿前杆（11）上部设有第一连接孔（28），一级连杆（7）另一端设有第三安装孔（23），四级连杆（10）一端设有第三孔（33），第三孔（33）、第三安装孔（23）、第一连接孔（28）均穿设有同一根第一连接轴（19），大腿前杆（11）、一级连杆（7）、四级连杆（10）之间均通过第一连接轴（19）铰接。

6.根据权利要求5所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：大腿前杆（11）上部还设有与第一连接孔（28）并排的第二连接孔（29），三级连杆（9）一端设有第一孔（31），四级连杆（10）另一端设有第四孔（34），固定轴（3）先后贯穿第四孔（34）、第一孔（31）、第二连接孔（29），大腿前杆（11）、三级连杆（9）、四级连杆（10）均与固定轴（3）铰接。

7.根据权利要求1所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：大腿后杆（12）上部设有第三连接孔（30），二级连杆（8）另一端设有第四安装孔（24），三级连杆（9）另一端设有第二孔（32），第二孔（32）、第三连接孔（30）、第四安装孔（24）均穿设有同一根第二连接轴（20），三级连杆（9）、大腿后杆（12）、二级连杆（8）之间均通过第二连接轴（20）铰接。

8.根据权利要求1所述的单电机驱动下肢模拟奔跑动作机器人，其特征在于：机器人大腿结构还包括均与大腿前杆（11）固定连接的前连接杆（13）、大腿后杆（12），大腿前杆（11）通过前连接杆（13）与三级连杆（9）、四级连杆（10）、一级连杆（7）铰接，大腿后杆（12）通过后连接杆（14）与二级连杆（8）、三级连杆（9）铰接。