CN112158060B - 一种仿真动物动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿真动物动力传动系统，涉及仿生机械技术领域。本发明包括前躯干、中躯干、后躯干和四肢结构，其中前躯干内设前驱盒，包括前驱泵、齐纳冷管和前冷盒，前躯干与后躯干的结构相同，中躯干内设联杆，前肢组和后肢组之间通过联杆传动配合。本发明通过设置联杆，利用联杆表面的联动轮，将前传轮和后传轮联系起来，相互联动，在前传电机和后驱电机分别控制四肢独立运动活动的前提下，利用联杆将前后肢的活动联系起来，使仿真动物的运动活动更加逼真；另外，通过设置前后冷盒、前后冷管、连通管、连接管和前后驱泵，共同组成内部循环水冷系统，为仿真动物的内部机械机构进行随时降温冷却，保障仿真动物正常运行。

Description

一种仿真动物动力传动系统

技术领域

本发明属于仿生机械技术领域，特别是涉及一种仿真动物动力传动系统。

背景技术

在现有技术中，人们对于大自然中的动物研究越来越深入，针对动物生活习性研究的过程，也逐渐遵循保护性原则，也就使用了较多的仿真动物等仿生机械，用以将拍摄装备伪装，以避免受到被观察动物的破坏和排斥；为了能够让仿真动物更好的融入动物群体，设计者往往会加入动力传动系统，使其更加逼真；然而现在常见的仿真动物中的动力传动结构，往往较为简单，仅能实现简单的机械性动作，涉及到族群迁徙和其他社交活动，现有的仿真动物很难做到；另外，由于仿真动物内部主要设置着多组电机用来控制其运动，在长时间工作后，常会产生大量热量，在仿真毛皮的包裹下难以散热，进而影响内部机器的工作；对此，我们为解决上述问题而设计一种仿真动物动力传动系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿真动物动力传动系统，解决现有的仿真动物的动力传动系统仅能实现简单机械的动作、难以适应复杂的动物社交活动以及内部机械散热困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种仿真动物动力传动系统，包括前躯干、中躯干、后躯干和四肢结构，所述前躯干和后躯干的主体结构相适应，所述前躯干、中躯干和后躯干之间依次卡装连接，所述四肢结构包括前肢组和后肢组，所述前肢组和后肢组的结构相同；所述前肢组包括左前肢和右前肢，后肢组包括左后肢和右后肢，四肢相互独立又相互联动，能够根据需要进行较为复杂的活动，所述前躯干相对两侧面分别与左前肢和右前肢卡装连接，所述后躯干相对两侧面分别与左后肢和右后肢卡装连接；

所述前躯干包括颈椎和前驱盒，所述颈椎一表面与前驱盒卡装连接，所述前驱盒相对两侧面均安装有前传电机，所述前传电机与前肢组的位置相适应，所述前传电机的电机轴一表面安装有前传轮；

所述前驱盒一表面安装有前冷盒，用来盛放冷却液，以便为内部电机等结构冷却降温，所述前冷盒与前驱盒的内部相连通，所述前驱盒内部安装有前驱泵和前冷管，其中前驱泵主要为仿真动物的部分动作提供驱动力，以及将前冷盒中的冷却液泵出并输送至工作部位，所述前冷管与前驱泵的位置相适应，所述前冷管与前冷盒相连通。

进一步地，所述后躯干包括尾椎和后驱盒，所述后驱盒相对两侧面均安装有后驱电机，所述后驱电机的电机轴一表面安装有后传轮，所述后驱盒一表面安装有后冷盒，所述后驱盒内部安装有后驱泵和后冷管。

进一步地，所述后躯干的内部结构与前躯干相同，包括各组分结构之间的连接配合关系，以及与其他结构的连接配合关系，所述前冷盒与后冷盒之间胶接连通有连接管，用以使冷却液实现内部循环，加速冷却，节约能源。

进一步地，所述左前肢、右前肢、左后肢和右后肢的结构相同，所述左前肢包括旋架、大旋肢和小旋肢，所述旋架一表面与前驱盒焊接，所述大旋肢一表面焊接有从动轮，并通过从动轮与旋架旋转配合，所述从动轮与前传轮传动配合。

进一步地，所述大旋肢内部安装有微型电机，用以控制四肢内部的关节弯曲，所述大旋肢与小旋肢铰接配合，并通过微型电机传动配合，所述大旋肢与小旋肢之间安装有联动杆，所述联动杆为伸缩杆状结构，其拉伸最长时，保证四肢结构微弯，避免发生反常现象使动物群体受惊，所述大旋肢和小旋肢均与联动杆旋转配合。

进一步地，所述中躯干包括主梁、中冷盒和中驱电机，所述主梁周侧面与中冷盒卡装配合，两所述主梁之间通过中驱电机铰接，并相互旋转配合，所述前驱盒和后驱盒均与中冷盒之间胶接连通有连通管，便于冷却液的流入，用以冷却中躯干部分，两所述连通管分别与前冷管和后冷管连通。

进一步地，所述中驱电机相对两表面均安装有联动电机，所述联动电机一表面焊接有联杆，且联杆在联动电机作用下可调节角度，所述联杆一表面卡装有若干联动轮，所述前传轮和后传轮之间通过联动轮和联杆传动配合。

进一步地，所述联杆为中空杆状结构，所述联杆内部安装有联齿杆，所述联齿杆相对两端面均粘连有联齿轮；所述联动轮一表面粘连有联动轴，所述联动轴一表面粘连有传齿轮，所述传齿轮与联齿轮啮合，两所述传齿轮之间通过联齿杆传动配合。

进一步地，所述前传轮、后传轮和从动轮均为齿轮结构，所述前传轮和后传轮均与从动轮啮合，所述左前肢和右后肢、右前肢和左后肢均通过联杆传动配合，使得左前肢与右后肢可同时联动，右前肢和左后肢可同时联动，使其动作更加逼真且复杂。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置联杆，利用联杆表面的联动轮，将前传轮和后传轮联系起来，相互联动，在前传电机和后驱电机分别控制四肢独立运动活动的前提下，利用联杆将前后肢的活动联系起来，使仿真动物的运动活动更加逼真，便于其融入动物族群的社交活动，使观察更全面；另外，通过设置前后冷盒、前后冷管、连通管、连接管和前后驱泵，共同组成内部循环水冷系统，为仿真动物的内部机械机构进行随时降温冷却，保障仿真动物正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种仿真动物动力传动系统的结构示意图；

图2为本发明的一种仿真动物动力传动系统的俯视图；

图3为图2中剖面A-A的结构示意图；

图4为本发明的一种仿真动物动力传动系统的仰视图；

图5为本发明的一种仿真动物动力传动系统的联杆内部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-前躯干，2-中躯干，3-后躯干，4-左前肢，5-右前肢，6-左后肢，7-右后肢，101-颈椎，102-前驱盒，1021-前传电机，1022-前传轮，1023-前冷盒，1024-前驱泵，1025-前冷管，301-尾椎，302-后驱盒，3021-后驱电机，3022-后传轮，3023-后冷盒，3024-后驱泵，3025-后冷管，401-旋架，402-大旋肢，403-小旋肢，4021-从动轮，404-联动杆，201-主梁，202-中冷盒，203-中驱电机，2021-连通管，2031-联动电机，2032-联杆，2033-联动轮，2034-联齿杆，2035-联齿轮，2036-联动轴，2037-传齿轮，103-连接管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-5所示，本发明为一种仿真动物动力传动系统，本实施例的仿真动物动力传动系统，包括前躯干1、中躯干2、后躯干3和四肢结构，前躯干1和后躯干3的主体结构相适应，前躯干1、中躯干2和后躯干3之间依次卡装连接，四肢结构包括前肢组和后肢组，前肢组和后肢组的结构相同；前肢组包括左前肢4和右前肢5，后肢组包括左后肢6和右后肢7，四肢相互独立又相互联动，能够根据需要进行较为复杂的活动，前躯干1相对两侧面分别与左前肢4和右前肢5卡装连接，后躯干3相对两侧面分别与左后肢6和右后肢7卡装连接；

前躯干1包括颈椎101和前驱盒102，颈椎101一表面与前驱盒102卡装连接，前驱盒102相对两侧面均安装有前传电机1021，前传电机1021与前肢组的位置相适应，前传电机1021的电机轴一表面安装有前传轮1022；

前驱盒102一表面安装有前冷盒1023，用来盛放冷却液，以便为内部电机等结构冷却降温，前冷盒1023与前驱盒102的内部相连通，前驱盒102内部安装有前驱泵1024和前冷管1025，其中前驱泵1024主要为仿真动物的部分动作提供驱动力，以及将前冷盒1023中的冷却液泵出并输送至工作部位，前冷管1025与前驱泵1024的位置相适应，前冷管1025与前冷盒1023相连通。

其中，后躯干3包括尾椎301和后驱盒302，后驱盒302相对两侧面均安装有后驱电机3021，后驱电机3021的电机轴一表面安装有后传轮3022，后驱盒302一表面安装有后冷盒3023，后驱盒302内部安装有后驱泵3024和后冷管3025。

其中，后躯干3的内部结构与前躯干1相同，包括各组分结构之间的连接配合关系，以及与其他结构的连接配合关系，前冷盒1023与后冷盒3023之间胶接连通有连接管103，用以使冷却液实现内部循环，加速冷却，节约能源。

其中，左前肢4、右前肢5、左后肢6和右后肢7的结构相同，左前肢4包括旋架401、大旋肢402和小旋肢403，旋架401一表面与前驱盒102焊接，大旋肢402一表面焊接有从动轮4021，并通过从动轮4021与旋架401旋转配合，从动轮4021与前传轮1022传动配合。

其中，大旋肢402内部安装有微型电机，用以控制四肢内部的关节弯曲，大旋肢402与小旋肢403铰接配合，并通过微型电机传动配合，大旋肢402与小旋肢403之间安装有联动杆404，联动杆404为伸缩杆状结构，其拉伸最长时，保证四肢结构微弯，避免发生反常现象使动物群体受惊，大旋肢402和小旋肢403均与联动杆404旋转配合。

其中，中躯干2包括主梁201、中冷盒202和中驱电机203，主梁201周侧面与中冷盒202卡装配合，两主梁201之间通过中驱电机203铰接，并相互旋转配合，前驱盒102和后驱盒302均与中冷盒202之间胶接连通有连通管2021，便于冷却液的流入，用以冷却中躯干2部分，两连通管2021分别与前冷管1025和后冷管3025连通。

其中，中驱电机203相对两表面均安装有联动电机2031，联动电机2031一表面焊接有联杆2032，且联杆2032在联动电机作用下可调节角度，联杆2032一表面卡装有若干联动轮2033，前传轮1022和后传轮3022之间通过联动轮2033和联杆2032传动配合。

其中，联杆2032为中空杆状结构，联杆2032内部安装有联齿杆2034，联齿杆2034相对两端面均粘连有联齿轮2035；联动轮2033一表面粘连有联动轴2036，联动轴2036一表面粘连有传齿轮2037，传齿轮2037与联齿轮2035啮合，两传齿轮2037之间通过联齿杆2034传动配合。

其中，前传轮1022、后传轮3022和从动轮4021均为齿轮结构，前传轮1022和后传轮3022均与从动轮4021啮合，左前肢4和右后肢7、右前肢5和左后肢6均通过联杆2032传动配合。

需要进一步说明的是，本发明中前传电机1021、后驱电机3021、微型电机和联动电机2031的型号均为A58SW-31ZYS有刷直流电动机，在本发明中，还设置有程序控制系统，用于控制各电机的独立工作，同时，两中冷盒202相互连通；

在使用本发明时，由于在程序控制系统的控制下，各电机分别控制对应的部位关节独立运动，即可完成简单的关节活动；在需要仿真动物行走甚至奔跑时，通过启动两联动电机2031，使联杆2032旋转，进而使联动轮2033将前传轮1022和后传轮3022联动，在通过控制前传电机1021或后驱电机3021来控制仿真动物行走，此时左前肢4与右后肢7联动，右前肢5和左后肢6联动，使其动作更加逼真；

在动力传动系统内部机械工作过程中，由于电机长期运行发热，此时，控制前驱泵1024和后驱泵3024工作，将前冷盒1023和后冷盒3023中的冷却液泵送至前驱盒102和后驱盒302中，其中前后驱泵的泵送方向相同，使得构成内部水冷循环系统，将冷却液输送至机械整体，进行全面降温。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种仿真动物动力传动系统，包括前躯干（1）、中躯干（2）、后躯干（3）和四肢结构，其特征在于：所述前躯干（1）和后躯干（3）的主体结构相适应，所述前躯干（1）、中躯干（2）和后躯干（3）之间依次卡装连接，所述四肢结构包括前肢组和后肢组，所述前肢组和后肢组的结构相同；所述前肢组包括左前肢（4）和右前肢（5），后肢组包括左后肢（6）和右后肢（7），所述前躯干（1）相对两侧面分别与左前肢（4）和右前肢（5）卡装连接，所述后躯干（3）相对两侧面分别与左后肢（6）和右后肢（7）卡装连接；

所述前躯干（1）包括颈椎（101）和前驱盒（102），所述颈椎（101）一表面与前驱盒（102）卡装连接，所述前驱盒（102）相对两侧面均安装有前传电机（1021），所述前传电机（1021）与前肢组的位置相适应，所述前传电机（1021）的电机轴一表面安装有前传轮（1022）；

所述前驱盒（102）一表面安装有前冷盒（1023），所述前冷盒（1023）与前驱盒（102）的内部相连通，所述前驱盒（102）内部安装有前驱泵（1024）和前冷管（1025），所述前冷管（1025）与前驱泵（1024）的位置相适应，所述前冷管（1025）与前冷盒（1023）相连通；

所述后躯干（3）包括尾椎（301）和后驱盒（302），所述后驱盒（302）相对两侧面均安装有后驱电机（3021），所述后驱电机（3021）的电机轴一表面安装有后传轮（3022），所述后驱盒（302）一表面安装有后冷盒（3023），所述后驱盒（302）内部安装有后驱泵（3024）和后冷管（3025）；

所述中躯干（2）包括主梁（201）、中冷盒（202）和中驱电机（203），所述主梁（201）周侧面与中冷盒（202）卡装配合，两所述主梁（201）之间通过中驱电机（203）铰接，并相互旋转配合，所述前驱盒（102）和后驱盒（302）均与中冷盒（202）之间胶接连通有连通管（2021），两所述连通管（2021）分别与前冷管（1025）和后冷管（3025）连通；

所述中驱电机（203）相对两表面均安装有联动电机（2031），所述联动电机（2031）一表面焊接有联杆（2032），所述联杆（2032）一表面卡装有若干联动轮（2033），所述前传轮（1022）和后传轮（3022）之间通过联动轮（2033）和联杆（2032）传动配合。

2.根据权利要求1所述的一种仿真动物动力传动系统，其特征在于，所述后躯干（3）的内部结构与前躯干（1）相同，所述前冷盒（1023）与后冷盒（3023）之间胶接连通有连接管（103）。

3.根据权利要求1所述的一种仿真动物动力传动系统，其特征在于，所述左前肢（4）、右前肢（5）、左后肢（6）和右后肢（7）的结构相同，所述左前肢（4）包括旋架（401）、大旋肢（402）和小旋肢（403），所述旋架（401）一表面与前驱盒（102）焊接，所述大旋肢（402）一表面焊接有从动轮（4021），并通过从动轮（4021）与旋架（401）旋转配合，所述从动轮（4021）与前传轮（1022）传动配合。

4.根据权利要求3所述的一种仿真动物动力传动系统，其特征在于，所述大旋肢（402）内部安装有微型电机，所述大旋肢（402）与小旋肢（403）铰接配合，并通过微型电机传动配合，所述大旋肢（402）与小旋肢（403）之间安装有联动杆（404），所述联动杆（404）为伸缩杆状结构，所述大旋肢（402）和小旋肢（403）均与联动杆（404）旋转配合。

5.根据权利要求1所述的一种仿真动物动力传动系统，其特征在于，所述联杆（2032）为中空杆状结构，所述联杆（2032）内部安装有联齿杆（2034），所述联齿杆（2034）相对两端面均粘连有联齿轮（2035）；所述联动轮（2033）一表面粘连有联动轴（2036），所述联动轴（2036）一表面粘连有传齿轮（2037），所述传齿轮（2037）与联齿轮（2035）啮合，两所述传齿轮（2037）之间通过联齿杆（2034）传动配合。

6.根据权利要求3所述的一种仿真动物动力传动系统，其特征在于，所述前传轮（1022）、后传轮（3022）和从动轮（4021）均为齿轮结构，所述前传轮（1022）和后传轮（3022）均与从动轮（4021）啮合，所述左前肢（4）和右后肢（7）、右前肢（5）和左后肢（6）均通过联杆（2032）传动配合。

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