CN111350798A - 一种仿龟腿运动的齿轮联动结构及仿生龟运动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿龟腿运动的齿轮联动结构，包括安装板、驱动轴、内齿圈、行星轮、滑动副和导向装置；内齿圈的侧面固定在安装板上；行星轮设于内齿圈内，与内齿圈啮合；行星轮经轴承固定在行星轮轴上；驱动轴固定连接行星轮轴；驱动轴经轴承安装在安装板上，且与圆柱内齿圈同轴；行星轮上设有关节轴承，滑动副通过关节轴承与行星轮连接；安装板固定连接有导向装置，导向装置用于为滑动副提供运动支点；滑动副与导向装置接触连接。由此，本发明的仿龟腿运动的齿轮联动结构通过齿轮联动实现对龟腿运动的仿真，结构新颖，运行时噪音低。本发明还公开了一种仿生龟运动系统。

Description

一种仿龟腿运动的齿轮联动结构及仿生龟运动系统

技术领域

本发明涉及仿生运动领域，尤其涉及一种仿龟腿运动的齿轮联动结构及仿生龟运动系统。

背景技术

目前仿生类产品或者机构中，对龟的腿部运动的仿生机构仿生效果生硬，不够逼真，因为龟腿部运动不是单纯的圆圈运动，或者上下运动，而是较为复杂的椭圆运动于圆周运动的组合，现有的仿生运动机构难以模仿出相应运动，且现有仿生结构在运行过程中噪音大，所以在仿生龟腿运动方面，需要做进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供仿龟腿运动的齿轮联动结构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种仿龟腿运动的齿轮联动结构，其特征在于，包括安装板、驱动轴、内齿圈、行星轮、滑动副和导向装置；

所述内齿圈的侧面固定在所述安装板上；

所述行星轮设于所述内齿圈内，与所述内齿圈啮合；

所述行星轮经轴承固定在行星轮轴上；

所述驱动轴固定连接所述行星轮轴；

所述驱动轴经轴承安装在安装板上，且与所述圆柱内齿圈同轴；

所述行星轮上设有关节轴承，所述滑动副通过关节轴承与所述行星轮连接；

所述安装板固定连接有导向装置，所述导向装置用于为所述滑动副提供运动支点；所述滑动副与所述导向装置接触连接。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

通过齿轮联动，实现了滑动副的末端模仿龟腿的运动，结构新颖，动作逼真，运行噪声低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，所述关节轴承设于所述行星轮的轴心之外。

采用上述进一步方案的有益效果是，滑动副的末端的动作为椭圆与圆周运动的组合，对龟腿运动的仿真度更高。

优选地，所述导向装置为导向杆及固定在导向杆末端的两个锥形限位块；所述滑动副中间设有通槽，所述导向杆穿设在所述通槽内，所述锥形限位块位于所述通槽的两侧。

采用上述进一步方案的有益效果是，结构简单，方便安装与调试。

一种仿生龟运动系统，包括四套如上所述的仿龟腿运动的齿轮联动结构，还包括龟腿、传动装置和驱动电机；

所述龟腿包括左前腿、右前腿、左后腿、右后腿；

所述驱动电机的输出端经传动装置连接所述仿龟腿运动的齿轮联动结构的驱动轴。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：实现对龟腿的运动仿真，运行过程噪音低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，传动装置包括左右龟腿传动装置和前后龟腿传动装置，所述左右龟腿传动装置包括龟腿轴承座、同步带轮、龟腿连接轴、万向联轴器；所述龟腿连接轴通过轴承固定在所述龟腿轴承座上，所述同步带轮固定在所述龟腿连接轴上，所述同步带轮设于所述龟腿轴承座内，所述龟腿连接轴通过万向联轴器连接所述驱动轴；两只前腿和两只后腿分别设有一套左右龟腿传动装置。

采用上述进一步方案的有益效果是，实现左右两侧腿的同步运动，且左右两侧腿仅需一套动力装置即可。

进一步地，所述前后龟腿传动装置包括皮带、涨紧轮、驱动轮，所述皮带缠绕在前腿对应的同步带轮、后腿对应的同步带轮、涨紧轮及驱动轮上；所述驱动轮固定在所述驱动电机的输出轴上。

采用上述进一步方案的有益效果是，仅需要一套动力装置就可以实现仿真龟四条腿的运动仿真。

附图说明

图1为本发明的仿龟腿运动的齿轮联动结构示意图；

图2为本发明的仿生龟运动系统示意图；

图3为本发明的仿生龟运动系统龟腿示意图；

图4为本发明的仿生龟运动系统左右龟腿传动装置示意图；

图5为本发明的仿生龟运动系统前后龟腿传动装置示意图。

附图中各标号所代表的零部件名称如下：

1、龟腿；2、仿龟腿运动的齿轮联动结构；21、安装板；22、驱动轴；23、内齿圈；24、行星轮；25、连接件；26、导向轴固定板；27、关节轴承；28、球副连接轴；29、万向导向轴；210、滑动副；211、限位块；3、左右龟腿传动结构；31、龟腿轴轴承座；32、同步带轮；33、龟腿连接轴；34、万向连接联轴器；4、前后龟腿传动机构；41、龟腿电机法兰；42、皮带；43、惰轮；44、同步带轮；45、电机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1所示，其为本发明的仿龟腿运动的齿轮联动结构示意图。所述仿龟腿运动的齿轮联动结构包括安装板21，驱动轴22，内齿圈23，行星轮24，连接件25，导向轴固定板26，关节轴承27，球副连接轴28，滑动副210，万向导向轴29，限位块211。

内齿圈23安装在安装板21上，行星轮24设于内齿圈23内，与所述内齿圈23啮合，所述行星轮24经轴承固定在行星轮轴上，行星轮轴固定连接驱动轴22，驱动轴22经轴承固定到安装板21上，所述驱动轴22与所述内齿圈同轴，连接件25安装在行星轮24上，关节轴承27安装到连接件25上，球副连接轴28两端分别连接关节轴承27和滑动副210，滑动副210上设有通槽，所述通槽的棱边做圆角处理，所述万向导向轴29穿过所述通槽，滑动副210两侧由限位块211限位，万向导向轴29固定在导向轴固定板26上，导向轴固定板26安装在安装板21上，所述关节轴承27设于所述行星轮24的轴心之外，驱动轴22连接动力装置。

滑动副210上的通槽的棱边做圆角处理后，将所述万向导向轴29穿设在所述通槽内，所述滑动副210与万向导向轴29之间形成一个简易的万向导向关系。

一种仿生龟系统，包括龟腿1，4套如上所示仿龟腿运动的齿轮联动结构2，左右龟腿传动结构3，前后龟腿传动机构4，驱动电机。

龟腿1包括左前腿，右前腿，左后腿，右后腿11，腿连接件12

左右龟腿传动结构3主要包括以下几个组件：龟腿轴轴承座31，同步带轮32，龟腿连接轴33，万向连接联轴器34。龟腿连接轴33安装在龟腿连接轴承座31上，同步带轮32与龟腿连接轴33连接。龟腿连接轴33左右两侧通过万向连接联轴器34连接左右龟腿对应的仿龟腿运动的齿轮联动结构2，两只前腿和两只后腿分别设有一套左右龟腿传动装置。

前后龟腿传动机构4主要包括以下几个组件：龟腿电机法兰41，皮带42，惰轮43，同步带轮44，电机45，电机45和惰轮43固定在龟腿电机法兰41上，同步带轮44安装在电机45上。电机45工作带动同步带轮44转动，同步带轮44通过皮带42连接带动左右腿连接机构3中同步带轮32转动，由惰轮43调整皮带42的松紧程度；同步带轮32转动通过龟腿连接轴33带动左右龟腿传动结构3转动，左右龟腿传动结构3带动龟腿1做仿生运动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种仿龟腿运动的齿轮联动结构，其特征在于，包括安装板、驱动轴、内齿圈、行星轮、滑动副和导向装置；

所述内齿圈的侧面固定在所述安装板上；

所述行星轮设于所述内齿圈内，与所述内齿圈啮合；

所述行星轮经轴承固定在行星轮轴上；

所述驱动轴固定连接所述行星轮轴；

所述驱动轴经轴承安装在安装板上，且与所述圆柱内齿圈同轴；

所述行星轮上设有关节轴承，所述滑动副通过关节轴承与所述行星轮连接；

所述安装板固定连接有导向装置，所述导向装置用于为所述滑动副提供运动支点；所述滑动副与所述导向装置接触连接。

2.根据权利要求1所述的仿龟腿运动的齿轮联动结构，其特征在于，所述关节轴承设于所述行星轮的轴心之外。

3.根据权利要求1或2所述的仿龟腿运动的齿轮联动结构，其特征在于，所述导向装置为导向杆及固定在导向杆末端的两个锥形限位块；所述滑动副中间设有通槽，所述导向杆穿设在所述通槽内，所述锥形限位块位于所述通槽的两侧。

4.一种仿生龟运动系统，其特征在于，包括四套如权利要求1-3所述的仿龟腿运动的齿轮联动结构，还包括龟腿、传动装置和驱动电机；

所述龟腿包括左前腿、右前腿、左后腿、右后腿；

所述驱动电机的输出端经传动装置连接所述仿龟腿运动的齿轮联动结构的驱动轴。

5.根据权利要求4所述的仿生龟运动系统，其特征在于，传动装置包括左右龟腿传动装置和前后龟腿传动装置，所述左右龟腿传动装置包括龟腿轴承座、同步带轮、龟腿连接轴、万向联轴器；所述龟腿连接轴通过轴承固定在所述龟腿轴承座上，所述同步带轮固定在所述龟腿连接轴上，所述同步带轮设于所述龟腿轴承座内，所述龟腿连接轴通过万向联轴器连接所述驱动轴；两只前腿和两只后腿分别设有一套左右龟腿传动装置。

6.根据权利要求4所述的仿生龟运动系统，其特征在于，所述前后龟腿传动装置包括皮带、涨紧轮、驱动轮，所述皮带缠绕在前腿对应的同步带轮、后腿对应的同步带轮、涨紧轮及驱动轮上；所述驱动轮固定在所述驱动电机的输出轴上。

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