CN115362951A - 一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备，涉及动物背带的技术领域，包括背带机构和机械臂；背带机构包括背板；机械臂包括依次相连的转动组件、第一臂体、传动组件和第二臂体，第一臂体与所述背板之间通过所述转动组件连接，转动组件包括动力电机和转动体，动力电机的输出轴与所述转动体一端转动连接，转动体的另一端与所述第一臂体之间设有连接轴，且通过所述连接轴铰接；输出轴和连接轴所在平面垂直；传动组件包括第一连杆和与第二臂体连接的第二连杆，第一连杆和第二连杆之间设有铰接轴，且通过所述铰接轴铰接，第一臂体上还设有传动电机，传动电机的传动轴与第一连杆传动连接，所述传动轴和所述铰接轴所在平面垂直。

Description

一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备

技术领域

本发明涉及动物背带的技术领域，具体而言，涉及一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备。

背景技术

随着人们生活水平的提高，养育宠物的现象越发普遍，而在城市中饲养宠物，如宠物狗等，外出游玩均会通过胸背带携带宠物，又或者通过牵引绳进行携带，上述宠物背带和牵引绳只能起到牵引的功能，另外，还有一部分产品，比如有防爆冲牵引绳、钉刺项圈，电击项圈、定位辅助器等产品，其功能具有一定的控制的目的，防爆冲牵引绳的原理是通过绳子勒紧脖子带来的窒息感起到警示的作用，钉刺项圈是从过上面凸起的钉刺对脖子产生的刺痛感来制止其行为，电击项圈则是通过弱电击或者强电机来对宠物进行训练，上述市面上出现的产品功能和种类比较单一。

另外，上述的这些产品对动物的伤害性较大，使用不当，容易出现意外事件的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备，用以实现辅助训练动物行为的技术效果。

本发明通过以下技术方案实现：包括用于佩戴在四足动物背部的背带机构和用于驱动四足动物行为的机械臂；所述背带机构包括与四足动物背部贴合的背板；

所述机械臂包括依次相连的转动组件、第一臂体、传动组件和第二臂体，所述第一臂体与所述背板之间通过所述转动组件连接，所述转动组件包括动力电机和转动体，所述动力电机的输出轴与所述转动体一端转动连接，所述转动体的另一端与所述第一臂体之间设有连接轴，且通过所述连接轴铰接；所述输出轴和所述连接轴所在平面垂直；

所述传动组件包括第一连杆和与所述第二臂体连接的第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆之间设有铰接轴，且通过所述铰接轴铰接，所述第一臂体上还设有传动电机，所述传动电机的传动轴与所述第一连杆传动连接，所述传动轴和所述铰接轴所在平面垂直。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述转动体包括安装在所述背板上的安装板和安装在所述安装板上的转筒，所述动力电机设于所述转筒内，且与所述转筒传动连接，所述转筒的外壁还设有转体，所述转体与所述转筒之间还设有转接轴，通过所述转接轴使所述转体与所述转筒铰接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一臂体一端设有条形长槽，所述条形长槽内设有活动件，所述活动件与所述转体之间通过所述连接轴铰接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一臂体的另一端设有缺口，所述第一连杆的一端置于所述缺口内，所述传动电机设于所述第一臂体内，所述传动电机的传动轴穿过所述第一臂体与所述第一连杆传动连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一连杆的端部设有圆环，所述圆环内固定设置减速器，所述传动电机的传动轴与所述减速器传动连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述背板上还设主板腔和配件腔，所述主板腔设有控制主板和蓄电池，所述蓄电池与所述控制主板电连接；

所述配件腔内设有电机控制组和控制器，所述控制器与所述控制主板电连接，所述控制器与所述电机控制组电连接，所述电机控制组与所述动力电机和所述传动电机电连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述配件腔内设有放置板和斜板，所述斜板设置在所述放置板的两侧，所述斜板的自由端倾斜向下安装，所述放置板和所述斜板呈“︹”形，所述放置板安装配件，所述斜板上安装线路。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述背带机构还设有用于盖设所述主板腔的主板盖板和用于盖设所述配件腔的配件盖板，所述配件盖板上设有排气组件，所述排气组件包括多个块板，多个所述块板呈阶梯状排布，且相邻之间的所述块板具有间隙。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述背板的一端还设有安装座，所述安装座内设有扬声器，所述安装座上方连接有摄像头；

所述扬声器和所述摄像头分别与所述控制主板和所述蓄电池电连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一臂体和第二臂体上分别设有防护层，所述第二臂体上还设有腿带，或/和；

所述背带机构还设有防护网垫层，所述防护网垫层设置在背板底部与四足动物背部接触，所述防护网垫层上还连接有颈带，所述背板上还设有腹带，或/和；

所述背板、第一臂体和第二臂体上均设有灯带。

本发明的有益效果是：

本发明通过设置背带机构和机械臂，背带机构穿戴在动物的背部，机械臂穿戴在动物的腿部，通过机械臂和背带机构的协同配合使用，能够达到辅助约束动物的行为以及对动物行为进行训练的目的，该设备结构紧凑，功能性强。

本发明所提供的背带机构包括背板，该背板能够与动物的背部贴合，并通过腹带进行连接，除此之外，在背板的底部还设置防护网垫层，通过防护网垫层使其接触的舒适度得到更大的提升，并在防护网垫层上设置颈带，通过颈带和腹带的配合使其安装的稳定性更好。

本发明所提供的背板还分为主板舱和配件舱，在主板舱内设置控制主板和蓄电池，在配件舱内设置控制器和电机控制组，在控制主板、控制器和电机控制组的协同配合下，能够使机械臂能够顺畅的配合动物的行为，以及能够及时约束动物行为和控制动物行为的目的。

本实用所提供的机械臂包括转动组件、第一臂体、传动组件和第二臂体，其中转动组件和传动组件均是起到关节的作用，第一臂体和第二臂体则类似动物的大腿和小腿部分，在转动组件和传动组件的带动下，使第一臂体和第二臂体均具有多角度、多方位的调节，并配合控制主板、控制器和电机控制组等设备来共同配合，使其达到能够辅助约束动物的行为以及能够训练动物行为的目的，该结构新颖，设计巧妙，具有独创性以及较强的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明提供的电机驱动的四足动物骨骼训练设备的结构示意图；

图2为本发明提供的电机驱动的四足动物骨骼训练设备的爆炸示意图；

图3为本发明提供的电机驱动的四足动物骨骼训练设备的部分结构示意图；

图4为本发明提供的背带机构的结构示意图；

图5为本发明提供的背带机构的爆炸示意图；

图6为本发明提供的机械臂的结构示意图；

图7为本发明提供的转动组件的结构示意图；

图8为本发明提供的转动组件的爆炸示意图；

图9为本发明提供的排气组件的结构示意图；

图10为本发明提供的机械臂部分结构爆炸示意图；

图11为本发明提供的机械臂部分结构示意图；

图12为本发明提供的使用状态参考图。

图标：

100-背带机构，110-背板，120-主板腔，121-控制主板，122-蓄电池，123-主板盖板，130-配件腔，131-电机控制组，132-控制器，133-放置板，134-斜板，135-配件盖板，136-块板，140-安装座，141-摄像头，150-防护网垫层，151-颈带，160-腹带，170-灯带，200-机械臂，201-防护层，202-腿带，210-转动组件，211-动力电机，212-转动体，2121-安装板，2122-转筒，2123-转体，2124-转接轴，213-连接轴，220-第一臂体，221-条形长槽，222-活动件，223-缺口，230-传动组件，231-第一连杆，232-第二连杆，233-铰接轴，234-传动电机，240-第二臂体。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参看图1～11，本发明提供一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备，现有技术中的牵引绳、宠物背带、钉刺项圈、定位辅助等产品其结构功能单一，安全性低，缺乏辅助行为训练的作用，为了解决上述技术问题，本发明通过设置背带机构100和机械臂200，达到能够辅助动物行为训练的目的，除此之外还具有较高的安全性。

现对背带机构100和机械臂200的结构做详细的说明：

背带机构100主要包括与四足动物背部贴合的背板110，该背板110设置有贴合的弧面，除此之外，该背板110的底部还设有防护网垫层150，其目的是提高背带机构100与四足动物之间的配合度和舒适度的，如图中所示，该防护网垫层150的接触四足动物的面积大于背板110的面积，从而可以减少背板110对四足动物的接触点，为了使背带机构100能够更好的安装在四足动物背部上，因此在防护网垫层150设置颈带151，在背板110靠近四足动物腹部的位置设置腹带160，通过颈带151和腹带160的共同作用，使背带机构100能够更加牢固、稳定的安装在四足动物的身上，这样的穿戴方式不会使四足动物产生抗拒，其四足动物穿戴的配合度更高。该颈带151和腹带160均为可调节的收缩带，便于适用不同体型的四足动物。

背板110包括一体成型的主板舱和配件舱，其中主板舱主要是对应在四足动物的颈部，配件舱主要是对应在四足动物的背部，该主板舱上设置主板腔120，主板腔120内设置有控制主板121和蓄电池122，该控制主板121内置有CPS定位器、蓝牙芯片、E-SIM卡槽，可以实时联网定位、数据上传云端、Ai芯片实时记录学习宠物行为下达指令等功能，控制主板121可以通过市场上直接购买，因此对其结构不做详细的阐述，蓄电池122主要是起到供能的作用，为了使结构更加完善，稳定性更高，因此在主板腔120上方还设有主板盖板123，用于盖设主板腔120，具体是通过紧固件螺栓等结构进行固定。

另外在主板舱上还设置安装座140，该安装座140上还设有扬声器和摄像头141，该扬声器和摄像头141均会与蓄电池122和控制主板121电连接，使其能够控制扬声器和摄像头141正常使用，如图中所示，该安装座140设置在主板腔120的两侧，这样设置的好处时，能够对其四足动物耳朵处，主人发出声音时，能更及时被四足动物所接受。

配件舱内设置有配件腔130，配件腔130内设有多个配件，具体有电机控制组131和控制器132，其中控制器132与控制主板121连接，控制器132还能电机控制组131电连接，能够控制机械臂200，除此之外，该配件舱内还设有衔接的线路等，电机控制组131是用于协调控制四个机械臂的动力电机等。

为了使配件腔130内多个配件的安装布局更合理，以及线路走势更顺畅，因此还在配件腔130内设置放置板133和斜板134，其中斜板134有两个，分别置于放置板133的两侧，呈现出“︹”形，并将电机控制组131和控制器132放置在放置板133上，将其连接的线路等，安装在斜板134上，这样的合理布局空间，更有利设备的正常检修和维修，除此之外，还为散热提供更有利条件。

配件腔130内的设备纵多，在使用过程中，会对其进行散热，而排气组件则是设置在配件盖板135上，该放置板133的设置，使配件与排气组件之间的间距更小，更有利散热，除此之外，该排气组件是由有多个块板136组合而成，并且呈阶梯状排布，相邻之间的块板136留有间隙，该间隙则形成排气孔，该结构类似鱼鳃的结构，防生设置鱼鳃的排气换气的结构，使其能够更加快速的配件腔130内气体的流通，减少配件腔130内设备因高温等造成不必要的损坏情况发生。

机械臂200设置在背带上，机械臂200具体包括转动组件210、第一臂体220、传动组件230和第二臂体240，其中第一臂体220和第二臂体240的结构相似，转动组件210和传动组件230的作用均是提供多角度多方向的转动，类似于关节，便于与四足动物的行为配合。

先对转动组件210的结构做详细的描述，转动组件210如图中所示，主要包括动力电机211和转动体212，在动力电机211的带动下，使转动体212能够相适配的转动，该转动体212又带动第一臂体220，除此之外，第一臂体220与转动体212之间还有连接轴213铰接，从而也能够得到多角度多方向的转动。

该转动体212具体包括安装在背板110上的安装板2121，以及安装在安装板2121上的转筒2122，动力电机211能够设置在转筒2122内，也能够设置在转筒2122外，本实施例中更优选为将动力电机211设置在转筒2122内，这样的好处在于能够节约空间，使产品结构的紧凑性更强，在动力电机211的作用下能够带动转筒2122转动，转筒2122的外臂还设置有转体2123，该转体2123呈Y字形，其一端与转筒2122的外臂通过转接轴2124铰接，在转接轴2124的作用下，使转体2123能够具有多角度和多方向的调节，具体是转体2123能够跟随转筒2122做圆周运动，也就是从图中可以看出的是做前后的运动，在转接轴2124的作用下，使转体2123能够做上下的运动，而转体2123的另外一端还通过设置连接轴213与第一臂体220铰接，从而使第一臂体220能够同样可以做多角度和多方向的调节，通过设置连接轴213和转接轴2124，使其能够呈多级的调节的目的，与四足动物的适配性更高，该设计能更加人性化，如果只是设置连接轴213，而没有设置转接轴2124，这样设置在四足动物运动时，会有一定的干扰，其灵活性较低，适配性较差等缺点。

该转体2123与第一臂体220的具体连接方式，主要如下，该第一臂体220的一端设置条形长槽221，并在条形长槽221内设置活动件222，该活动件222能够在条形长槽221内活动，使其第一臂体220的安装位置可调，从而提高使用范围，通过活动件222与转体2123之间通过连接轴213的铰接，达到多级灵活运动的目的。

为了使第一臂体220能够多角度多方向的运动，因此还进一步限定该动力电机211的输出轴与连接轴213所在平面垂直以及该连接轴213和转接轴2124所在平面平行或者重合。

在这样的限定下，才能使第一臂体220能够多角度多方向的转动，相互之间能够相互配合，提高整体的灵活性。

传动组件230包括第一连杆231和第二连杆232，其中第一连杆231与第一臂体220连接，第二连杆232与第二臂体240连接，该第一连杆231和第二连杆232之间通过铰接轴233连接，如图中所示，除此之外，在第一臂体220上还设有传动电机234，该传动电机234的传动轴与第一连杆231传动连接，使其第一连杆231能够绕传动轴转动，该传动轴和铰接轴233所在平面垂直，使其第二臂体240能够绕传动轴转动的同时(此时第二臂体240移动方向为前后)，也能够绕铰接轴233转动(此时第二臂体240的移动方向为上下)，该传动组件230同样能够起到关节的作用，第二臂体240同样具有更高的灵活度。

为了更便于安装第一连杆231，因此在第一壁体的端部设置缺口223，该缺口223的开口朝传动组件230，第一连杆231的端部置于该缺口223内，第一壁臂体上还设有凹槽，凹槽内放置传动电机234，传动电机234的传动轴穿过第一臂体220并与第一连杆231传动连接。该凹槽内除了放置传动电机234外，还能放置与传动电机234连接的线路。

为了便于控制第一连杆231的转动，因此还进一步优化第一连杆231的结构，具体是在第一连杆231的端部设置圆环，在该圆环内固定设置减速器，该减速器与传动电机234的传动轴传动连接，从而达到优化转动的目的。

为了使本装置安装在四足动物身上时舒适度更高，因此还在第一臂体220和第二臂体240上设置防护层201，以及便于安装在四足动物的腿部上，因此还设置有腿带202。为了提高辨识度，尤其是在夜晚时，因此还在背板110、第一臂体220和第二臂体240的上设置灯带170。

本发明的工作流程如下：

将背板110和机械臂200分别安装在四足动物的背部和腿部，四足动物优选为狗，本发明所提供的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，能够起到辅助控制动物行为的目的，也能够起到训练动物行为的目的，

当需要对动物行为进行训练时，主要的操作流程如下：

以训练动物前腿跪下为例，在动力电机211的作用下，驱使转筒2122顺时针转动，带动第一臂体220向前，通过驱动传动电机234，驱动第一连杆231逆时针转动，使第二臂体240向后，由于机械臂200与腿部连接，从而带动动物的小腿与大腿之间的关节驱动，呈现出跪下的姿势。

以训练动物后退站立为例，在动力电机211的作用下，驱使转筒2122转动，使其转体2123在竖直方向，并带动第一臂体220也在竖直方向，同样通过驱动传动电机234，使第二臂体240也在竖直方向，使第一连杆231和第二连杆232趋于直线，从而带动大腿与小腿之间的关节驱动，呈现出站立的姿势。

以训练动物前腿爬下为例，在动力电机211的作用下，驱使转筒2122顺时针转动，带动第一臂体220向前，且转动的幅度会更大，另外还通过驱动传动电机234，驱使第一连杆231转动，使其第一连杆231和第二连杆232在直线上，从而带动大腿与小腿的关节驱动，呈现出爬下的姿势。

其他姿势的训练方式类似于上述调节过程，上述呈现的是机械臂200的流程操作，在使用过程中，还会配合远程的遥控器来进行操作，遥控器与控制主板121和控制器132进行电连接，控制主板121能够及时反馈当前动物所处的位置以及动物行为的状态，还包括数据检测信息模块，数据检测信息模块能够及时进行信息反馈和处理，该动物行为的状态则是有速度检测器进行检测，该速度检测器可以是设置在机械臂200上，将检测到的信息在控制主板121上进行数据处理，并传递给到遥控器上，主人接受到相应的信息发出命令，并通过控制器132进行执行，在控制器132的作用下，执行动力电机211和传动电机234的驱动，从而达到合理的动物行为训练的目的，上述提及到控制主板121、速度检测器、控制器132等部件均可以直接从市场上购买，在此不进行过多的阐述。

当需要辅助控制动物行为的操作流程如下：

当动物在室外或者其他地方受到一定刺激，发生爆冲等情况时，需要通过停止动力电机211和传动电机234的转动，迫使第一臂体220和第二臂体240不跟随动物行为，在机械臂200不动的情况下，并牵引动物的腿部，使其达到辅助控制动物行为的目的，进而达到防止动物爆冲的情况，减少不必要的危险发生。

传动电机和动力电机均优选为PID控制电机，内有PID变频器、调节器等，在需要调节四足动物行为时，该PID控制电机能够正向控制调节电机转向等，而在不需要调节时，既是正常使用过程中PID控制电机具有逆向执行调节的能力，能够适应四足动物正常行为，从而不影响正常的四足动物行为运动，该PID控制器为现有技术，该控制方式在此不进行过多的阐述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

包括用于佩戴在四足动物背部的背带机构(100)和用于驱动四足动物行为的机械臂(200)；所述背带机构(100)包括与四足动物背部贴合的背板(110)；

所述机械臂(200)包括依次相连的转动组件(210)、第一臂体(220)、传动组件(230)和第二臂体(240)，所述第一臂体(220)与所述背板(110)之间通过所述转动组件(210)连接，所述转动组件(210)包括动力电机(211)和转动体(212)，所述动力电机(211)的输出轴与所述转动体(212)一端转动连接，所述转动体(212)的另一端与所述第一臂体(220)之间设有连接轴(213)，且通过所述连接轴(213)铰接；所述输出轴和所述连接轴(213)所在平面垂直；

所述传动组件(230)包括第一连杆(231)和与所述第二臂体(240)连接的第二连杆(232)，所述第一连杆(231)和所述第二连杆(232)之间设有铰接轴(233)，且通过所述铰接轴(233)铰接，所述第一臂体(220)上还设有传动电机(234)，所述传动电机(234)的传动轴与所述第一连杆(231)传动连接，所述传动轴和所述铰接轴(233)所在平面垂直。

2.根据权利要求1所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述转动体(212)包括安装在所述背板(110)上的安装板(2121)和安装在所述安装板(2121)上的转筒(2122)，所述动力电机(211)设于所述转筒(2122)内，且与所述转筒(2122)传动连接，所述转筒(2122)的外壁还设有转体(2123)，所述转体(2123)与所述转筒(2122)之间还设有转接轴(2124)，通过所述转接轴(2124)使所述转体(2123)与所述转筒(2122)铰接。

3.根据权利要求2所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述第一臂体(220)一端设有条形长槽(221)，所述条形长槽(221)内设有活动件(222)，所述活动件(222)与所述转体(2123)之间通过所述连接轴(213)铰接。

4.根据权利要求1所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述第一臂体(220)的另一端设有缺口(223)，所述第一连杆(231)的一端置于所述缺口(223)内，所述传动电机(234)设于所述第一臂体(220)内，所述传动电机(234)的传动轴穿过所述第一臂体(220)与所述第一连杆(231)传动连接。

5.根据权利要求4所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述第一连杆(231)的端部设有圆环，所述圆环内固定设置减速器，所述传动电机(234)的传动轴与所述减速器传动连接。

6.根据权利要求1所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述背板(110)上还设主板腔(120)和配件腔(130)，所述主板腔(120)设有控制主板(121)和蓄电池(122)，所述蓄电池(122)与所述控制主板(121)电连接；

所述配件腔(130)内设有电机控制组(131)和控制器(132)，所述控制器(132)与所述控制主板(121)电连接，所述控制器(132)与所述电机控制组(131)电连接，所述电机控制组(131)与所述动力电机(211)和所述传动电机(234)电连接。

7.根据权利要求6所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述配件腔(130)内设有放置板(133)和斜板(134)，所述斜板(134)设置在所述放置板(133)的两侧，所述斜板(134)的自由端倾斜向下安装，所述放置板(133)和所述斜板(134)呈“︹”形，所述放置板(133)安装配件，所述斜板(134)上安装线路。

8.根据权利要求6所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述背带机构(100)还设有用于盖设所述主板腔(120)的主板盖板(123)和用于盖设所述配件腔(130)的配件盖板(135)，所述配件盖板(135)上设有排气组件，所述排气组件包括多个块板(136)，多个所述块板(136)呈阶梯状排布，且相邻之间的所述块板(136)具有间隙。

9.根据权利要求1所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，所述背板(110)的一端还设有安装座(140)，所述安装座(140)内设有扬声器，所述安装座(140)上方连接有摄像头(141)；

所述扬声器和所述摄像头(141)分别与所述控制主板(121)和所述蓄电池(122)电连接。

10.根据权利要求1～9任一项所述的电机驱动的四足动物骨骼训练设备，其特征在于，

所述第一臂体(220)和第二臂体(240)上分别设有防护层(201)，所述第二臂体(240)上还设有腿带(202)，或/和；

所述背带机构(100)还设有防护网垫层(150)，所述防护网垫层(150)设置在背板(110)底部与四足动物背部接触，所述防护网垫层(150)上还连接有颈带(151)，所述背板(110)上还设有腹带(160)，或/和；

所述背板(110)、第一臂体(220)和第二臂体(240)上均设有灯带(170)。

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