CN201424067Y

CN201424067Y - 使用曲柄摇杆的步行机构

Info

Publication number: CN201424067Y
Application number: CN2009201094852U
Authority: CN
Inventors: 吴玉禄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2019-06-24

Abstract

使用曲柄摇杆的步行机构，包括机架，和安装于机架上的动力装置、传动装置、步行装置，步行装置包括曲柄摇杆机构、大腿机构、小腿机构和足机构，大腿机构设有铰接为平行四杆机构的大腿、膝横杆和大腿连杆，小腿机构设有铰接为平行四杆机构的小腿、踝横杆和小腿连杆，小腿的上端设有小腿曲柄，小腿曲柄与摇杆铰接。2套步行机构可以组成双腿步行机构，多套双腿步行机构可以组成多腿步行机构。使用本实用新型的步行机构，可以实现步行位移，并能推、拉车辆和滑橇，可以应用于工程技术和娱乐行业，本实用新型的使用曲柄摇杆的步行机构，结构简单，制造方便，工作可靠，可以实现多种用途，有利于步行移动的自动机械的推广和应用。

Description

使用曲柄摇杆的步行机构

技术领域

本实用新型涉及一种步行机构，特别涉及一种使用曲柄摇杆的步行机构。

背景技术

步行机构是实现步行移动的重要机构，是步行移动的自动机械的重要组成部分，在工程技术、娱乐设施、玩偶等领域有着广泛的应用，但是一般的步行机构结构复杂，生产成本高，加工难度大，各个运动部件分别使用不同的电机驱动，控制、操作繁琐，使用不便，影响了步行机构的普及和应用。

实用新型内容

为了解决一般的步行机构结构复杂，生产成本高，加工难度大，各个运动部件分别使用不同的电机驱动，控制、操作繁琐，使用不便的问题，本实用新型提出一种使用曲柄摇杆的步行机构，所采用的技术方案是：使用曲柄摇杆的步行机构，包括机架，和安装于机架上的动力装置、传动装置、步行装置，传动装置设有输入端和输出端，动力装置与传动装置的输入端连接，步行装置与传动装置的输出端连接，步行装置包括曲柄摇杆机构、大腿机构、小腿机构和足机构，机架设有机架大腿铰接点和机架大腿连杆铰接点，曲柄摇杆机构设有曲柄、摇杆和滑销，曲柄设有曲柄旋转轴和曲柄驱动点，摇杆设有摇杆被驱动点、摇杆驱动点和滑槽，滑销固定连接于机架，曲柄旋转轴与传动装置的输出端连接，滑槽与滑销滑动连接，曲柄驱动点与摇杆被驱动点铰接，大腿机构设有均为杆状结构的大腿、膝横杆和大腿连杆，大腿设有大腿机架铰接点和大腿膝横杆铰接点，膝横杆设有膝横杆前铰接点和膝横杆后铰接点，大腿连杆设有大腿连杆机架铰接点和大腿连杆膝横杆铰接点，大腿、膝横杆、大腿连杆和机架通过大腿机架铰接点、大腿膝横杆铰接点、膝横杆前铰接点、膝横杆后铰接点、大腿连杆机架铰接点、大腿连杆膝横杆铰接点、机架大腿铰接点和机架大腿连杆铰接点，铰接为平行四杆机构；小腿机构设有均为杆状结构的小腿、踝横杆和小腿连杆，小腿的上端设有向前进方向后方弯折的小腿曲柄，在小腿曲柄、小腿的弯折处和小腿的下端，分别设有小腿被驱动点、小腿膝横杆铰接点和小腿踝横杆铰接点，踝横杆设有踝横杆前铰接点和踝横杆后铰接点，小腿连杆设有小腿连杆膝横杆铰接点和小腿连杆踝横杆铰接点，小腿、踝横杆、小腿连杆和膝横杆通过小腿膝横杆铰接点、小腿踝横杆铰接点、踝横杆前铰接点、踝横杆后铰接点、小腿连杆膝横杆铰接点、小腿连杆踝横杆铰接点，膝横杆前铰接点和膝横杆后铰接点，铰接为平行四杆机构，小腿被驱动点与摇杆驱动点铰接；踝横杆设有足机构。

一个机架上设有2套步行机构，组成双腿步行机构，双腿步行机构的2套步行机构的曲柄转角交错设置，2只曲柄的转速相同。

传动装置的输出端连接2套步行装置，组成双腿步行机构，双腿步行机构的2套步行装置的曲柄转角交错设置，2只曲柄的转速相同。

双腿步行机构的2套步行机构或步行装置的曲柄转角相错180度。

2套或多套双腿步行机构的机架连接为一体，2套或多套双腿步行机构设置一套传动装置，或设置一套动力装置和传动装置；或者每套双腿步行机构各设置一套传动装置，或各设置一套动力装置和传动装置，各传动装置的输出端转速相同。

动力装置是电机或内燃机，动力装置或/和传动装置设有调速机构。

足机构设有缓冲装置。

滑动摩擦部位设有轴承。

步行机构的重心位于足机构的支承范围内。

步行机构与车辆或滑撬连接。

本实用新型的使用曲柄摇杆的步行机构采用上述技术方案，所能取得的技术效果是：采用曲柄摇杆机构，可以利用最简单的机构，将动力装置产生的回转运动转变为步行装置的往复位移运动，实现步行位移。步行装置设置大腿、小腿和足，可以借鉴步行动物的肢体结构特点，以最简单的结构实现完善的步行运动，并保证步行装置具有可靠的稳定性。大腿机构和小腿机构采用平行四杆机构，可以保证大腿机构和小腿机构的运动平稳性，并保证踝横杆上设置的足机构保持与地面的平行状态，使足机构迈步和着地平稳。小腿的上端设有向前进方向后方弯折的小腿曲柄，小腿被驱动点设在小腿曲柄上，可以使曲柄摇杆驱动小腿被驱动点时，小腿相对于大腿向后屈曲，保证大腿机构和小腿机构保持正常的步行姿态，并维持步行机构的稳定性。踝横杆设有足机构，可以由足机构承担步行机构与地面接触产生的冲击、振动和磨损，保护步行机构中起更重要作用的曲柄摇杆、大腿、小腿等运动部件免受损伤。

一个机架上设有2套步行机构，组成双腿步行机构，双腿步行机构的2套步行机构的曲柄转角交错设置，2只曲柄的转速相同，可以通过双腿步行机构大、小腿机构的交替循环动作，实现迈步前行。

传动装置的输出端连接2套步行装置，组成双腿步行机构，双腿步行机构的2套步行装置的曲柄转角交错设置，2只曲柄的转速相同，可以使用一套动力装置和传动装置，带动2套步行装置组成的双腿步行机构，实现迈步前行。

双腿步行机构的2套步行机构或步行装置的曲柄转角相错180度，可以使2套步行机构或步行装置的2套大、小腿机构的运动间隔相同，实现均匀、对称、稳定的交替循环动作，实现迈步前行。

2套或多套双腿步行机构的机架连接为一体，2套或多套双腿步行机构设置一套传动装置，或设置一套动力装置和传动装置；或者每套双腿步行机构各设置一套传动装置，或各设置一套动力装置和传动装置，各传动装置的输出端转速相同，可以组成4脚乃至多脚步行机构，实现特定的步行功能，还能组成各种多脚玩偶，满足各种娱乐的需求。

动力装置是电机或内燃机，可以根据不同的工作情况和环境，利用不同的能源正常工作；动力装置或/和传动装置设有调速机构，可以调整步行装置的步行速度，满足不同的使用要求。

足机构设有缓冲装置，可以吸收足机构落地时的冲击和振动，减少对步行装置的损伤。

滑动摩擦部位设有轴承，可以减小运动时的摩擦力，减少能源消耗，减小磨损，延长步行机构的工作寿命。

步行机构的重心位于足机构的支承范围内，保证了步行机构静止和步行时直立状态的稳定性。

步行装置与车辆或滑撬连接，可以利用本实用新型的使用曲柄摇杆的步行机构作为驱动装置，推、拉车辆或滑撬运行，实现运输或巡游功能。

使用本实用新型的使用曲柄摇杆的步行机构，可以使用单台电机或内燃机实现步行机构的步行前移，结构简单，制造方便，工作可靠，可以实现多种用途，有利于步行移动的自动机械的推广和应用。

附图说明

附图1是本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构曲柄位于直角平面坐标系0度时的结构示意图。

附图2是本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构曲柄位于直角平面坐标系90度时的结构示意图。

附图3是本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构曲柄位于直角平面坐标系180度时的结构示意图。

附图4是本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构曲柄位于直角平面坐标系270度时的结构示意图。

附图中的标示含义如下：

1-机架，101-机架大腿铰接点，102-机架大腿连杆铰接点，21-传动装置输出端，3-步行装置，31-曲柄摇杆机构，311-曲柄，3111-曲柄旋转轴，3112-曲柄驱动点，312-摇杆，3121-摇杆被驱动点，3122-摇杆驱动点，3123-滑槽，313-滑销，32-大腿机构，321-大腿，3211-大腿机架铰接点，3212-大腿膝横杆铰接点，322-膝横杆，3221-膝横杆前铰接点，3222-膝横杆后铰接点，323-大腿连杆，3231-大腿连杆机架铰接点，3232-大腿连杆膝横杆铰接点，33-小腿机构，331-小腿、3310-小腿曲柄，3311-小腿被驱动点，3312-小腿膝横杆铰接点，3313-小腿踝横杆铰接点，332-踝横杆，3321-踝横杆前铰接点，3322-踝横杆后铰接点，333一小腿连杆，3331-小腿连杆膝横杆铰接点，3332-小腿连杆踝横杆铰接点，34-足机构，

具体实施方式

附图1至附图4是本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构最常见的一种实施方式的结构动作示意图。本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构，包括机架1，和安装于机架上的动力装置、传动装置、步行装置3，传动装置设有输入端和输出端21，动力装置与传动装置输入端连接，步行装置3与传动装置输出端21连接，步行机构包括曲柄摇杆机构31、大腿机构32、小腿机构33和足机构34，机架1设有机架大腿铰接点101和机架大腿连杆铰接点102，曲柄摇杆机构31设有曲柄311、摇杆312和滑销313，曲柄311设有曲柄旋转轴3111和曲柄驱动点3112，摇杆312设有摇杆被驱动点3121、摇杆驱动点3122和滑槽3123，滑销313固定连接于机架1，曲柄旋转轴3111与传动装置输出端21固定连接，滑槽3123与滑销313滑动连接，曲柄驱动点3112与摇杆被驱动点3121铰接，大腿机构32设有均为杆状结构的大腿321、膝横杆322和大腿连杆323，大腿321设有大腿机架铰接点3211和大腿膝横杆铰接点3212，膝横杆322设有膝横杆前铰接点3221和膝横杆后铰接点3222，大腿连杆323设有大腿连杆机架铰接点3231和大腿连杆膝横杆铰接点3232，大腿321、膝横杆322、大腿连杆323和机架1通过大腿机架铰接点3211、大腿膝横杆铰接点3212、膝横杆前铰接点3221、膝横杆后铰接点3222、大腿连杆机架铰接点3231、大腿连杆膝横杆铰接点3232、机架大腿铰接点101和机架大腿连杆铰接点102，铰接为平行四杆机构；在本实施例中，机架大腿铰接点101与曲柄旋转轴3111共轴，实际应用中，根据不同的情况和需要，可以采用不共轴的方案。小腿机构33设有均为杆状结构的小腿331、踝横杆332和小腿连杆333，小腿331的上端设有向后弯折的小腿曲柄3310，在小腿曲柄3310、小腿的弯折处和小腿的下端，分别设有小腿被驱动点3311、小腿膝横杆铰接点3312和小腿踝横杆铰接点3313，踝横杆332设有踝横杆前铰接点3321和踝横杆后铰接点3322，小腿连杆333设有小腿连杆膝横杆铰接点3331和小腿连杆踝横杆铰接点3332，小腿331、踝横杆332、小腿连杆333和膝横杆322通过小腿膝横杆铰接点3312、小腿踝横杆铰接点3313、踝横杆前铰接点3321、踝横杆后铰接点3322、小腿连杆膝横杆铰接点3331、小腿连杆踝横杆铰接点3332、膝横杆前铰接点3221和膝横杆后铰接点3222，铰接为平行四杆机构，小腿被驱动点3311与摇杆驱动点3122铰接；踝横杆332设有足机构34。

一个机架1上设有2套步行机构，可以组成双腿步行机构，双腿步行机构的2套步行机构的曲柄311的转角可以交错设置，2只曲柄311的转速一般情况下相同。

传动装置输出端21连接2套步行装置，可以使用一套动力装置和传动装置组成双腿步行机构，双腿步行机构的2套步行装置3的曲柄311的转角可以交错设置，2只曲柄311的转速一般情况下相同。

双腿步行机构的2套步行机构或步行装置的曲柄311的转角通常相错180度，以获得更接近自然界常态和更平稳的步行效果。

2套或多套双腿步行机构的机架1连接为一体，2套或多套双腿步行机构设置一套传动装置，或设置一套动力装置和传动装置；或者每套双腿步行机构各设置一套传动装置，或各设置一套动力装置和传动装置，各传动装置的输出端1一般情况下转速相同，可以组成4脚乃至多脚的步行机构，实现特定的步行功能，还能进一步组成各种多脚玩偶，满足各种娱乐的需求。

动力装置可以使用电机或内燃机，动力装置或传动装置可以设置调速机构，以便调整步行速度，动力装置和传动装置还可以分别设置调速机构，以便根据实际情况选择调整动力装置或传动装置的输出速度，或通过同时调整动力装置和传动装置的输出速度，以加大步行速度调整的范围。

足机构34设有缓冲装置，缓冲装置可以是使用弹簧、气体或液体的缓冲器，也可以是弹性材料制作的缓冲垫。

运动中产生滑动摩擦的部位，如滑槽3123、滑销313、各铰接点可以设置轴承，轴承可以根据情况或需要，选用滑动轴承或滚动轴承。

本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构的重心位于足机构34的支承范围内。

本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构可以与车辆或滑撬连接，利用本步行机构作为驱动装置，推、拉车辆或滑撬运行，实现运输或巡游功能。

附图1至附图4所表示的实施例的结构，曲柄311逆时针旋转时，本步行机构前进步行，曲柄311顺时针旋转时，本步行机构倒退步行。

动力装置和传动装置安装于机架的适当位置。

本实用新型使用曲柄摇杆的步行机构，可以根据实际情况和需要，设置躯干、上肢、头颈等部件，设置外壳，并进行涂装，外壳可以是刚性结构或柔性结构，还可以将外壳制成仿人造型或各类玩偶造型。步行机构的相关部位可以安装各类传感器和控制装置。

本实用新型的使用曲柄摇杆的步行机构，不受上述实施例的限制，凡是利用本实用新型的结构和原理，进行代换或变换所形成的技术方案，都在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.使用曲柄摇杆的步行机构，包括机架，和安装于机架上的动力装置、传动装置、步行装置，所述传动装置设有输入端和输出端，所述动力装置与传动装置的输入端连接，所述步行装置与传动装置的输出端连接，其特征在于：所述步行装置包括曲柄摇杆机构、大腿机构、小腿机构和足机构，机架设有机架大腿铰接点和机架大腿连杆铰接点，所述曲柄摇杆机构设有曲柄、摇杆和滑销，所述曲柄设有曲柄旋转轴和曲柄驱动点，摇杆设有摇杆被驱动点、摇杆驱动点和滑槽，滑销固定连接于机架，曲柄旋转轴与所述传动装置的输出端连接，所述滑槽与滑销滑动连接，所述曲柄驱动点与摇杆被驱动点铰接，所述大腿机构设有均为杆状结构的大腿、膝横杆和大腿连杆，所述大腿设有大腿机架铰接点和大腿膝横杆铰接点，膝横杆设有膝横杆前铰接点和膝横杆后铰接点，大腿连杆设有大腿连杆机架铰接点和大腿连杆膝横杆铰接点，大腿、膝横杆、大腿连杆和机架通过所述大腿机架铰接点、大腿膝横杆铰接点、膝横杆前铰接点、膝横杆后铰接点、大腿连杆机架铰接点、大腿连杆膝横杆铰接点、机架大腿铰接点和机架大腿连杆铰接点，铰接为平行四杆机构；所述小腿机构设有均为杆状结构的小腿、踝横杆和小腿连杆，所述小腿的上端设有向前进方向后方弯折的小腿曲柄，在小腿曲柄、小腿的弯折处和小腿的下端，分别设有小腿被驱动点、小腿膝横杆铰接点和小腿踝横杆铰接点，踝横杆设有踝横杆前铰接点和踝横杆后铰接点，小腿连杆设有小腿连杆膝横杆铰接点和小腿连杆踝横杆铰接点，小腿、踝横杆、小腿连杆和膝横杆通过小腿膝横杆铰接点、小腿踝横杆铰接点、踝横杆前铰接点、踝横杆后铰接点、小腿连杆膝横杆铰接点、小腿连杆踝横杆铰接点，膝横杆前铰接点和膝横杆后铰接点，铰接为平行四杆机构，小腿被驱动点与所述摇杆驱动点铰接；所述踝横杆设有足机构。

2.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：一个机架上设有2套步行机构，组成双腿步行机构，所述双腿步行机构的2套步行机构的曲柄转角交错设置，所述2只曲柄的转速相同。

3.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：所述传动装置的输出端连接2套步行装置，组成双腿步行机构，所述双腿步行机构的2套步行装置的曲柄转角交错设置，所述2只曲柄的转速相同。

4.根据权利要求2或3所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：所述双腿步行机构的2套步行机构或步行装置的曲柄转角相错180度。

5.根据权利要求2或3所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：2套或多套双腿步行机构的机架连接为一体，所述2套或多套双腿步行机构设置一套传动装置，或设置一套动力装置和传动装置；或者每套双腿步行机构各设置一套传动装置，或各设置一套动力装置和传动装置，各传动装置的输出端转速相同。

6.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：所述动力装置是电机或内燃机，所述动力装置或/和传动装置设有调速机构。

7.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：所述足机构设有缓冲装置。

8.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：滑动摩擦部位设有轴承。

9.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：所述步行机构的重心位于足机构的支承范围内。

10.根据权利要求1所述的使用曲柄摇杆的步行机构，其特征在于：所述步行机构与车辆或滑撬连接。