CN112003443A - 一种连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于仿生动物技术领域，公开了一种连接结构，包括第一连接组件和第二连接组件，第一连接组件与第二连接组件活动连接，第一连接组件靠近第二连接组件一侧的相对两端具有相斥的磁极，第二连接组件靠近第一连接组件一侧设有电磁线圈，第二连接组件设有一驱动控制电路，驱动控制电路用于交替输出正反向电流到电磁线圈时，其产生的磁场与第一连接组件具有的磁极作用，使得第一连接组件相对第二连接组件摆动。本连接结构相对于现有采用舵机摆动的方式，其结构简单，所占体积和重量小，成本低，适于应用到小型的仿生鱼或仿生蛇等机械结构，以及小型的儿童玩具上。
Description
技术领域
本发明涉及仿生动物技术领域，具体为一种连接结构。
背景技术
仿生学是20世纪60年代出现的一门综合性边缘科学，它由生命科学与工程技术学科相互渗透、相互结合而成，通过学习、模仿、复制和再造生物系统的结构、功能、工作原理及控制机制，来改进现有的或创造性的机械、仪器、建筑和工艺过程。仿生机器人这门学科产生和存在的前提就在于，生物经过了长期的自然选择进化而来，在结构、功能执行、信息处理、环境适应、自主学习等多方面具有高度的合理性、科学性和进步性。而非结构化的、未知的工作环境、复杂的精巧的高难度的工作任务和对于高精确度、高灵活性、高可靠性、高智能性的目标需求则是仿生机器人提出和发展的客观动力。
现有技术中，如仿生鱼可在水里游动，进行水质检测、水域勘探等工作，仿生蛇形机器人则具有灵活机动、适应性强的特点，在侦察、灾难救援、管道检修等狭小空间、复杂地形下具有独特的运动优势。对于现有的仿生鱼或仿生蛇等身体需相对摆动的仿生动物来说，其驱动大多采用舵机扭动的前进方法，其结构复杂、体积重量大，难以实现人类所期望的作用。
发明内容
本发明意在提供一种连接结构，解决现有技术中实现仿生动物身体摆动的结构复杂且体积重量大的问题。
为达上述目的，本发明提供基础技术方案是：一种连接结构，包括第一连接组件和第二连接组件，所述第一连接组件与所述第二连接组件活动连接，所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧的相对两端具有相斥的磁极，所述第二连接组件靠近所述第一连接组件一侧设有电磁线圈，所述第二连接组件设有一驱动控制电路，所述驱动控制电路用于交替输出正反向电流到电磁线圈时，其产生的磁场与所述第一连接组件具有的磁极作用，使得第一连接组件相对第二连接组件摆动。
基础技术方案的工作原理：驱动控制电路用于交替输出正反向电流到电磁线圈时，其产生的磁场与所述第一连接组件具有的两个相斥磁极作用，一端产生的是吸力，另一端产生的则是推力，当电流方向改变时，力的方向也随之改变，从而推动第一连接组件产生摆动作用。
基础技术方案的有益效果是：本连接结构相对于现有采用舵机摆动的方式，其结构简单，所占的体积和重量小，成本低，适于应用到小型的仿生鱼或仿生蛇等机械结构，以及小型的儿童玩具上。
进一步，所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧形成有第一弧面，所述第二连接组件靠近所述第一连接组件一侧形成有第二弧面，所述第一弧面与所述第二弧面方向相同，且所述第一弧面与所述第二弧面内侧线接触，所述第二连接组件内设有一连接部，所述连接部与所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧磁性相吸。
通过上述设置，本连接结构使得第一连接组件和第二连接组件相对独立且封闭，既保护了第一连接组件和第二连接组件内部的元件，又能在配重后进行水下作业，抗水压渗透能力强，更具实用性；而第一连接组件靠近第二连接组件时，第一弧面可在连接部或通电的电磁线圈的作用下，沿第二弧面滑移，使得第一弧面和第二弧面的方向相同且线接触，自动对正，方便安装；第二弧面的设置还可限制第一连接组件的摆动角度，避免其摆动幅度过大而失控分离。
进一步，所述第二弧面的曲率小于或等于所述第一弧面的曲率。
通过上述设置，确保第一连接组件和第二连接组件连接时，第一弧面与第二弧面只有一条线接触，增强第一连接组件的摆动稳定性。
进一步，所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧设有第一径向磁铁，所述连接部包括插槽和第二径向磁铁，所述第二径向磁铁插接于插槽，所述第一径向磁铁和所述第二径向磁铁均呈圆柱形且轴线相互垂直，所述第一径向磁铁的磁极和所述第二径向磁铁的磁极分别磁性相吸。
通过上述设置，由于第一径向磁铁和第二径向磁铁的相互作用，以及第一弧面和第二弧面的设置，使得第二径向磁铁可以直接插接于插槽，无需考虑对正，在第一连接组件和第二连接组件连接时，第二径向磁铁会转动至其磁极分隔面呈竖直的状态，降低了第二连接组件的装配难度，提高了其装配效率；另外，由于第一径向磁铁和第二径向磁铁的结构，使得第一连接组件具有回中的作用，即在电磁线圈未通电时，第一径向磁铁的磁极分隔面始终会回位至与第二径向磁铁的磁极分隔面处于同一平面的状态。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种连接结构的剖视图；
图2为本发明实施例二提供的一种连接结构的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：第一连接组件1、第二连接组件2、固定轴3、第一径向磁铁4、电磁线圈5、插槽6、第二径向磁铁7。
实施例一
实施例一基本如图1所示，一种连接结构，包括左侧的第一连接组件1和右侧的第二连接组件2，第二连接组件2设有一固定轴3，固定轴3的一端伸出第二连接组件2并与第一连接组件1转动连接。第一连接组件1的右侧的前后两端具有相斥的磁极，即第一连接组件1的右侧固接有竖向的第一径向磁铁4，第二连接组件2的内部右侧设有电磁线圈5，电磁线圈5电连接有驱动控制电路，驱动控制电路电连接有电池，固定轴3穿设于电磁线圈5内，固定轴3由铁制成，可增强电磁线圈5的磁性，驱动控制电路交替输出正反向电流到电磁线圈5时，其产生的磁场与第一连接组件1具有的两个相斥磁极作用，一端产生的是吸力，另一端产生的则是推力，当电流方向改变时，力的方向也随之改变，从而推动第一连接组件1产生摆动作用，当本连接结构应用到仿生鱼或仿生蛇上时，可推动其整个身体前进。
实施例二
参见图2，一种连接结构，包括左侧的第一连接组件1和右侧的第二连接组件2，第一连接组件1的右侧固接有竖向的第一径向磁铁4，第二连接组件2的内部右侧设有电磁线圈5，电磁线圈5电连接有驱动控制电路，驱动控制电路电连接有电池，第一径向磁铁4呈圆柱形，第一径向磁铁4的右侧形成有第一弧面，第二连接组件2的左侧开设有凹槽，凹槽的底部形成有第二弧面，第二弧面的曲率小于或等于第一弧面的曲率，第一弧面与第二弧面方向相同，曲率是描述几何体弯曲程度的量，如曲面偏离平面的程度，这样使得第一径向磁铁4的右侧与凹槽的底部线接触，第二连接组件2内设有一连接部，连接部包括插槽6和第二径向磁铁7，插槽6与第二连接组件2的左内壁水平固接，插槽6与第二连接组件2的轴线位于同一竖直平面，并且该竖直平面为第二弧面的对称平面，第二径向磁铁7与插槽6插接，第二径向磁铁7呈圆柱形，第一径向磁铁4和第二径向磁铁7的轴线相互垂直，第一径向磁铁4的磁极和第二径向磁铁7的磁极分别磁性相吸。
具体实施过程：将第一连接组件1靠近第二连接组件2的凹槽，第一径向磁铁4和第二径向磁铁7相互作用，第一弧面受力沿第二弧面滑移，使得第一弧面和第二弧面的方向相同且线接触，同时，第二径向磁铁7转动至其磁极分隔面呈竖直的状态，即起到自动对正的效果，并且，凹槽还可限制第一连接组件1的摆动角度，避免其因摆动幅度过大而失控分离。驱动控制电路交替输出正反向电流到电磁线圈5时，其产生的磁场与第一径向磁铁4作用，一端产生的是吸力，另一端产生的则是推力，当电流方向改变时，力的方向也随之改变，从而推动第一连接组件1产生摆动作用，当本连接结构应用到仿生鱼或仿生蛇上时，可推动其整个身体前进。
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，例如第二连接组件内部的电磁线圈可设有两个且分别与第一连接组件的两个相斥磁极对应，驱动控制电路分别交替输出正反向电流到电磁线圈时，两个电磁线圈产生的磁场分别与第一连接组件具有的两个相斥磁极作用，使得第一连接组件相对第二连接组件摆动。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.一种连接结构，其特征在于：包括第一连接组件和第二连接组件，所述第一连接组件与所述第二连接组件活动连接，所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧的相对两端具有相斥的磁极，所述第二连接组件靠近所述第一连接组件一侧设有电磁线圈，所述第二连接组件设有一驱动控制电路，所述驱动控制电路用于交替输出正反向电流到电磁线圈时，其产生的磁场与所述第一连接组件具有的磁极作用，使得第一连接组件相对第二连接组件摆动。
2.根据权利要求1所述的一种连接结构，其特征在于：所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧形成有第一弧面，所述第二连接组件靠近所述第一连接组件一侧形成有第二弧面，所述第一弧面与所述第二弧面方向相同，且所述第一弧面与所述第二弧面内侧线接触，所述第二连接组件内设有一连接部，所述连接部与所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧磁性相吸。
3.根据权利要求2所述的一种连接结构，其特征在于：所述第二弧面的曲率小于或等于所述第一弧面的曲率。
4.根据权利要求3所述的一种连接结构，其特征在于：所述第一连接组件靠近所述第二连接组件一侧设有第一径向磁铁，所述连接部包括插槽和第二径向磁铁，所述第二径向磁铁插接于插槽，所述第一径向磁铁和所述第二径向磁铁均呈圆柱形且轴线相互垂直，所述第一径向磁铁的磁极和所述第二径向磁铁的磁极分别磁性相吸。
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