CN108382488A - 一种机器猫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器猫，包括机体，所述机体的前端设有头部结构，所述头部结构与所述机体之间设有点头装置，所述头部结构与所述点头装置之间设有摆头装置，所述机体上设有驱动所述机体移动的行走机构。本发明的机器猫，能够完成点头、抬头和摆头的动作，仿真度高，而且机器猫能够自动行走；仿真度高，能够自动行走；摆头动作平稳，步进电机控制，可准确的控制摆头的角度；行走的协调性、平稳性好，机器猫的步态动作整齐，达到前肢迈步后肢收腿动作的协调性，扭矩的稳定传递。
Description
技术领域
本发明涉及智能技术领域，更具体地说，它涉及一种机器猫。
背景技术
机器人是机构、运动、控制结合为一体的产品。要了解机器人的概况，首 先了解机器人的发展。机器人一词最先开始出现是在1920年一本捷克作家发表 的剧本中，而真正的机器人，则是在1959年，由美国人制造的第一台工业机器 人，而它仅能完成一些简单的动作。在日本首次研究出了原型机器人P3。2000 年11月日本科学家宣布已开发出可模仿一岁婴儿行走的机器人“皮诺”。它拥 有一副26个关节的身体，脚心装有传感器，可测重心，眼睛可分辨红色、蓝色、 黄色等颜色。随着社会的发展，机器人的发展也有着多元化的发展。日本机器 人产品以工业机器人为主。美国是全球工业机器人第三大市场。对于国外的市 场来说，本体机器人的利润空间比较小，生产商主要注重的是技术的研发。于 此同时，亚洲的机器人市场也在发展，对于韩国的机器人产业来说，虽然其市 场起步较晚，但是发展迅速。近年来，受到一系列政策的影响以及智能化发展 的加速推动作用下，中国机器人市场的需求度持续上升，使得机器人产业迅猛 发展，然而中国的机器人产业却没有呈现出应有的整体竞争力，2015年，中国 的机器人市场销量超过7.5万台机器人，可以这样说：全球每售出3台机器人， 就有1台卖到中国。
在现代化的工业生产中，应运而生了更智能化的工业机器人，代替人完成 那些工作环境比较危险的或者单一的工作。在娱乐方面，更加智能化的机器人 越来越受到人们的关注和青睐；现有技术中，机器猫只能发出声音和做出简单 的动作，不能行走自如。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提 供了一种可摆头、点头以及行走的机器猫。
为实现上述目的，本发明提供了一种机器猫，包括机体，所述机体的前端 设有头部结构，所述头部结构与所述机体之间设有点头装置，所述头部结构与 所述点头装置之间设有摆头装置，所述机体上设有驱动所述机体移动的行走机 构。
进一步的，所述点头装置包括设于所述机体前端的安装座和与所述安装座 铰接的颈部，所述安装座内设有驱动所述颈部向前或向后摇摆的点头驱动机构。
更进一步的，所述点头驱动机构包括在所述安装座设有的第一驱动电机， 所述安装座设有与所述第一驱动电机的输出端连接的第一驱动齿轮，所述颈部 的底部固定设有与所述第一驱动齿轮啮合连接的第一从动齿轮。
作为进一步的改进，所述摆头装置包括在所述头部结构内固定设有的竖向 设置的转动轴，所述转动轴可旋转的插设于所述点头装置上，所述头部结构内 设有驱动所述转动轴的摆头驱动机构。
更进一步的，所述摆头驱动机构包括在所述头部结构固定设有的竖向设置 的第二驱动电机，所述头部结构设有与所述第二驱动电机的输出端连接的第二 驱动齿轮，所述转动轴固定设有与所述第二驱动齿轮啮合连接的第二从动齿轮。
作为更进一步的改进，所述的行走机构包括在所述机体的两侧设有的两对 前、后布置的支撑脚，所述机体的外侧设有四个与各个所述支撑脚相对应的曲 柄摇杆机构，所述机体内设有驱动四个所述曲柄摇杆机构的行走驱动机构。
更进一步的，所述曲柄摇杆机构包括在所述机体的两侧竖向设有的能够转 动的曲柄，所述机体的两侧铰接有四个分别与各个所述支撑脚的顶部相铰接的 第一摇杆，各个所述曲柄的偏心处对应铰接有与支撑脚铰接的第二摇杆。
更进一步的，所述曲柄、第二摇杆布置于所述第一摇杆的下方；所述机体 的两侧铰接有四个分别与各个所述第二摇杆铰接的连杆，所述连杆设于所述第 二摇杆的下方。
作为更进一步的改进，所述行走驱动机构包括第三驱动电机，在所述机体 内设有驱动所述曲柄的驱动轴，所述驱动轴的两端设有驱动所述曲柄旋转的行 车驱动齿轮组，所述驱动轴与所述第三驱动电机之间设有连接二者的变速器。
更进一步的，所述行车驱动齿轮组包括设于各个所述曲柄内侧的从动齿轮 和设于所述驱动轴两端的主动齿轮，所述主动齿轮与同一侧的两个从动齿轮均 啮合连接；所述变速器与所述第三驱动电机之间设有联轴器。
有益效果
与现有技术相比，本发明的机器猫的有益效果如下：本发明的机器猫，能 够完成点头、抬头和摆头的动作，仿真度高，而且机器猫能够自动行走；仿真 度高，能够自动行走；摆头动作平稳，步进电机控制，可准确的控制摆头的角 度；行走的协调性、平稳性好，机器猫的步态动作整齐，达到前肢迈步后肢收 腿动作的协调性，扭矩的稳定传递。
附图说明
图1是本发明的机器猫的结构主视图；
图2是本发明的机器猫的结构左视图；
图3是本发明的机器猫的结构俯视图；
图4是本发明中摆头装置的结构示意图。
图中：1、机体 2、头部结构；3、点头装置；301、安装座；302、颈部；303、 第一驱动电机；304、第一驱动齿轮；305、第一从动齿轮；4、摆头装置；401、 转动轴；402、第二驱动电机；403、第二驱动齿轮；404、第二从动齿轮；5、 行走机构；501、支撑脚；502、曲柄；503、第一摇杆；504、第二摇杆；505、 连杆；6、行走驱动机构；601、第三驱动电机；602、驱动轴；603、行车驱动 齿轮组；604、变速器；605、联轴器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发 明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明的具体实施方式是这样的：如图1-4所示，一种机器猫，包括机体1， 机体1的前端设有头部结构2，头部结构2为猫头状的壳体，头部结构2设计采 用轻型的材料制造，外轮廓表面光滑；头部结构2与机体1之间设有点头装置3， 头部结构2与点头装置3之间设有摆头装置4，机体1上设有驱动机体1移动的 行走机构5，本机器猫能够完成点头、抬头的动作，仿真度高，点头装置3、摆 头装置4以及行走机构5与控制器连接，机器猫能够实现自动行走，智能化高。
在本实施例中，点头装置3包括设于机体1前端的安装座301和与安装座 301铰接的颈部302，安装座302为中空结构，安装座302的两侧的内壁与颈部 302的两侧相适应，起导向作用，安装座302内设有驱动颈部302向前或向后摇 摆的点头驱动机构，点头驱动机构包括在安装座301设有的第一驱动电机303， 安装座301设有与第一驱动电机303的输出端连接的第一驱动齿轮304，颈部 302的底部固定设有与第一驱动齿轮304啮合连接的第一从动齿轮305；第一驱 动电机303为步进电机，驱动第一驱动齿轮304，带动第一从动齿轮305的旋转， 使颈部302相对安装座302旋转，从而使机器猫实现抬头点头的动作。并且第 一驱动齿轮304的旋转角度是有要求的，顺时针旋转，旋转角度0°和-90°之 间。改变电机的转动方向只需要改变脉冲的顺序，便能改变转动方向，实现机 器猫的抬头和点头的动作。考虑到经济性和适用性，材料选择45号钢，在加工 时降低颈部302的机架厚度，不仅可以减少机器猫的总体重量，也能减少材料 的消耗。
在本实施例中，摆头装置4包括在头部结构2内固定设有的竖向设置的转 动轴401，转动轴401可旋转的插设于点头装置3上，头部结构2内设有驱动转 动轴401的摆头驱动机构，摆头驱动机构包括在头部结构2固定设有的竖向设 置的第二驱动电机402，第二驱动电机402为步进电机，转动轴401插入颈部 302设置，头部结构2设有与第二驱动电机402的输出端连接的第二驱动齿轮 403，转动轴401固定设有与第二驱动齿轮403啮合连接的第二从动齿轮404， 头部结构2绕转动轴401转动，转动平稳，步进电机控制，可准确的控制摆头 的角度。
在本实施例中，头部结构2上设有一对浮动的猫眼，两个猫眼的运动为上 下运动都是同向的，两个猫眼的左右运动也是同向的；头部结构2内设有驱动 两个猫眼上下运动的第四驱动电机、驱动两个猫眼左右运动的第五驱动电机。
在本实施例中，行走机构5包括在机体1的两侧设有的两对前、后布置的 支撑脚501，支撑脚501底部设有圆弧状结构，支撑脚501向前端或后端倾斜伸 出，机体1的外侧设有四个与各个支撑脚501相对应的曲柄摇杆机构，机体1 内设有驱动四个曲柄摇杆机构的行走驱动机构6，曲柄摇杆机构结合支撑脚501 构成猫体的四肢结构，与猫体的四肢结构相似度高，动作原理也接近，而且曲 柄摇杆机构结合支撑脚501构呈的行走机构，行走平稳。
在本实施例中，曲柄摇杆机构包括在机体1的两侧竖向设有的能够转动的 曲柄502，机体1的两侧铰接有四个分别与各个支撑脚501的顶部相铰接的第一 摇杆503，各个曲柄502的偏心处对应铰接有与支撑脚501铰接的第二摇杆504。
在本实施例中，曲柄502、第二摇杆504布置于第一摇杆503的下方；机体1的两侧铰接有四个分别与各个第二摇杆504铰接的连杆505，连杆505设于第 二摇杆504的下方，连杆505对第二摇杆504具有支撑作用，使曲柄摇杆机构 更加牢固可靠，支撑脚501的动作更加稳定；第二摇杆504的两端与曲柄502 和支撑脚501铰接，中部与连杆505铰接，使第二摇杆504的摆动顺畅，而且 不易受到支撑脚501的反作用而发生反转，连杆505同时起到卡位作用，有效 防止曲柄502受到反作用力时反转而损坏齿轮。
在本实施例中，行走驱动机构6包括第三驱动电机601，在机体1内设有驱 动曲柄502的驱动轴602，驱动轴602的两端设有驱动曲柄502旋转的行车驱动 齿轮组603，驱动轴602与第三驱动电机601之间设有连接二者的变速器604， 有效控制驱动轴602的转速，使支撑脚501的摆动更加平稳。
在本实施例中，行车驱动齿轮组603包括设于各个曲柄502内侧的从动齿 轮和设于驱动轴602两端的主动齿轮，主动齿轮与同一侧的两个从动齿轮均啮 合连接，行车驱动齿轮组603同时带动四个曲柄502，保证行走的协调性、平稳 性，可以使得机器猫的步态动作更加的整齐，达到前肢迈步后肢收腿动作的协 调性；变速器604与第三驱动电机601之间设有联轴器605，通过联轴器605快 速将变速器604与第三驱动电机601连接，实现扭矩的稳定传递。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说， 在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响 本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种机器猫，包括机体(1)，其特征在于,所述机体(1)的前端设有头部结构(2)，所述头部结构(2)与所述机体(1)之间设有点头装置(3)，所述头部结构(2)与所述点头装置(3)之间设有摆头装置(4)，所述机体(1)上设有驱动所述机体(1)移动的行走机构(5)。
2.根据权利要求1所述的一种机器猫，其特征在于，所述点头装置(3)包括设于所述机体(1)前端的安装座(301)和与所述安装座(301)铰接的颈部(302)，所述安装座(302)内设有驱动所述颈部(302)向前或向后摇摆的点头驱动机构。
3.根据权利要求2所述的一种机器猫，其特征在于，所述点头驱动机构包括在所述安装座(301)设有的第一驱动电机(303)，所述安装座(301)设有与所述第一驱动电机(303)的输出端连接的第一驱动齿轮(304)，所述颈部(302)的底部固定设有与所述第一驱动齿轮(304)啮合连接的第一从动齿轮(305)。
4.根据权利要求2所述的一种机器猫，其特征在于，所述摆头装置(4)包括在所述头部结构(2)内固定设有的竖向设置的转动轴(401)，所述转动轴(401可旋转的插设于所述点头装置(3)上，所述头部结构(2)内设有驱动所述转动轴(401)的摆头驱动机构。
5.根据权利要求4所述的一种机器猫，其特征在于，所述摆头驱动机构包括在所述头部结构(2)固定设有的竖向设置的第二驱动电机(402)，所述头部结构(2)设有与所述第二驱动电机(402)的输出端连接的第二驱动齿轮(403)，所述转动轴(401)固定设有与所述第二驱动齿轮(403)啮合连接的第二从动齿轮(404)。
6.根据权利要求1至5所述的一种机器猫，其特征在于，所述的行走机构(5)包括在所述机体(1)的两侧设有的两对前、后布置的支撑脚(501)，所述机体(1)的外侧设有四个与各个所述支撑脚(501)相对应的曲柄摇杆机构，所述机体(1)内设有驱动四个所述曲柄摇杆机构的行走驱动机构(6)。
7.根据权利要求6所述的一种机器猫，其特征在于，所述曲柄摇杆机构包括在所述机体(1)的两侧竖向设有的能够转动的曲柄(502)，所述机体(1)的两侧铰接有四个分别与各个所述支撑脚(501)的顶部相铰接的第一摇杆(503)，各个所述曲柄(502)的偏心处对应铰接有与支撑脚(501)铰接的第二摇杆(504)。
8.根据权利要求7所述的一种机器猫，其特征在于，所述曲柄(502)、第二摇杆(504)布置于所述第一摇杆(503)的下方；所述机体(1)的两侧铰接有四个分别与各个所述第二摇杆(504)铰接的连杆(505)，所述连杆(505)设于所述第二摇杆(504)的下方。
9.根据权利要求6所述的一种机器猫，其特征在于，所述行走驱动机构(6)包括第三驱动电机(601)，在所述机体(1)内设有驱动所述曲柄(502)的驱动轴(602)，所述驱动轴(602)的两端设有驱动所述曲柄(502)旋转的行车驱动齿轮组(603)，所述驱动轴(602)与所述第三驱动电机(601)之间设有连接二者的变速器(604)。
10.根据权利要求7所述的一种机器猫，其特征在于，所述行车驱动齿轮组(603)包括设于各个所述曲柄(502)内侧的从动齿轮和设于所述驱动轴(602)两端的主动齿轮，所述主动齿轮与同一侧的两个从动齿轮均啮合连接；所述变速器(604)与所述第三驱动电机(601)之间设有联轴器(605)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180810 |