CN201978487U

CN201978487U - 一种机械玩具狗

Info

Publication number: CN201978487U
Application number: CN2011201103261U
Authority: CN
Inventors: 王珺; 罗卫平; 赵海霞
Original assignee: Jinling Institute of Technology
Current assignee: Jinling Institute of Technology
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-04-15

Abstract

本实用新型提供一种机械玩具狗，包括头部件、躯干部件和腿爪部件，所述头部件安装在躯干部件上，所述躯干部件底部安装有4个腿爪部件。本实用新型通过设计一种采用压电方式进行驱动的机械玩具狗，对现有机械玩具狗结构进行重新设计，采用压电方式进行传动，使得整个结构简单，大大提高了玩具的使用寿命，且整个玩具质量轻巧，且本专利腿爪机构可进行各种运动，从而可模范狗类各种动作，大大提高了玩具的可玩性，具有极高市场前景。

Description

一种机械玩具狗

技术领域

本实用新型涉及可动机械玩具领域，特别涉及一种机械玩具狗。

背景技术

宠物玩具一种具有很高的市场需求，随着社会科技的不断发展，新一代可动宠物玩具有着很大的市场前景，作为以动物为特征的可动型玩具，公知的有小狗，猫，长颈鹿等，这些现有的可动型动物玩一般具有如下构成：通过齿轮和腱致动等来实现诸如走路等各种各样的动作。可动型动物传动方式若采用齿轮传动如果不增加调节齿轮间隙的装置，则会因齿轮间隙过小摩擦力过大，而降低机械玩具狗的使用寿命，如增加调节齿轮间隙的装置则使机构变得过于复杂，大大增加生产成本，可动型动物传动方式若采用腱传动即皮带轮传动则需要进行预紧，但由于腱传动是通过钢丝绳或弹性线进行传动，因此会因为预紧力过大造成腱拉断，或因为腱长时间处于拉紧状态，而发生变形造成滞后或传动发生误差，使得玩具无法继续使用。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型通过设计一种采用压电方式直接进行驱动的机械玩具狗，对现有机械玩具狗结构进行重新设计，采用压电方式进行传动，从而可大大简化机械玩具狗的结构，提高玩具的使用寿命，为达此目的，本实用新型提供一种机械玩具狗，包括头部件、躯干部件和腿爪部件，所述头部件安装在躯干部件上，所述躯干部件底部安装有4个腿爪部件：

所述头部件包括嘴部单元、头部单元、眼部单元和耳部单元，所述头部单元上有嘴部单元，所述两个眼部单元和两个眼部单元设置在头部单元两侧；

所述躯干部件包括尾部支撑、尾部单元和躯体单元，所述尾部支撑设置在躯体单元尾部上方或尾部侧面，所述尾部单元设置在尾部支撑上；

所述腿爪部件包括底部连接板、指尖单元、压电关节单元、连接单元和压电活动单元，所述底部连接板上侧设置有2个压电关节单元作为腿爪活动件，底部连接板侧面连有1个压电活动单元作为活动件，所述作为活动件的压电活动单元上设置有1个连接单元，底部连接板一侧设置有2-4个连接单元，各连接单元均连有2-3个压电关节单元，所述指尖单元安装在作为腿爪活动件的最顶部的压电关节单元上；

所述连接单元包括支撑板和连接板，所述支撑板安装在连接板上，所述压电关节单元通过连接板与连接单元相连。

作为本专利进一步改进，本专利压电关节单元结构可如下，包括驱动轮、侧板、支撑架、压电元件和弹性连接件，驱动轮上有柱状支撑，驱动轮通过柱状支撑安装在侧板内，驱动轮底部有连接端，驱动轮通过连接端与上一压电关节单元侧板或指尖单元的连接部相连，驱动轮上端有伸出端，所述弹性连接件上端有卡紧部，驱动轮通过伸出端卡在弹性连接件的卡紧部上，所述支撑架安装在弹性连接件一侧，所述支撑架另一侧安装在侧板上，所述弹性连接件一侧安装有一压电元件，弹性连接件底部安装有两压电元件，所述侧板底部有连接部。

本专利压电活动单元结构可如下，所述压电活动单元包括驱动轮、侧板、支撑架、压电元件和弹性连接件，所述压电活动单元安装在底部连接板一侧，驱动轮上有柱状支撑，驱动轮通过柱状支撑安装在侧板内，驱动轮底部有连接端，驱动轮通过连接端与连接单元相连，驱动轮上端有伸出端，所述弹性连接件上端有卡紧部，驱动轮通过伸出端卡在弹性连接件的卡紧部上，所述支撑架安装在弹性连接件一侧，所述支撑架另一侧安装在侧板上，所述弹性连接件一侧安装有一压电元件，弹性连接件底部安装有两压电元件，本专利压电关节单元和压电活动单元也可采用其他形式压电传动结构，具体采用何种结构压电传动结构厂家可根据需要选择是采用本专利所述结构还是其他结构。

作为本专利进一步改进，所述嘴部单元为固定式或者活动式，本专利嘴部单元可为固定式也可为活动式通过进行张开闭合活动可模仿狗类嘴部活动。

作为本专利进一步改进，所述眼部单元为灯泡，本专利眼部单元可为灯泡通过灯泡闪光模仿狗类眼部活动。

作为本专利进一步改进，所述耳部单元为固定式或者旋转式，本专利耳部单元可为固定式也可为活动式通过进行旋转模仿狗类耳部活动。

作为本专利进一步改进，所述头部件内设置有声音发生器，本专利通过设置声音发生器可对狗类声音进行模拟。

本实用新型通过设计一种采用压电方式进行驱动的机械玩具狗，对现有机械玩具狗结构进行重新设计，采用压电方式进行传动，使得整个结构简单，大大提高了玩具的使用寿命，且整个玩具质量轻巧，且本专利腿爪机构可进行各种运动，从而可模范狗类各种动作，、大大提高了玩具的可玩性，具有极高市场前景。

附图说明

图1是本专利立体示意图；

图2是本专利腿爪结构示意图；

图3是本专利连接处结构示意图；

图4是本专利活动关节结构示意图；

图5是本专利压电元件安装示意图；

图6是本专利指尖元件示意图；

图7是弹性连接件的运动机理简图

图中的构件为：

1、头部件； 1-1、嘴部单元； 1-2、头部单元； 1-3、眼部单元；

1-4、耳部单元；2、躯干部件； 2-1、尾部支撑； 2-2、尾部单元；

2-3、躯体单元；3、腿爪部件； 3-1、底部连接板； 3-1-1、加强筋；

3-2、指尖单元；3-3、压电关节单元； 3-3-1、驱动轮； 3-3-2、侧板；

3-3-3、支撑架；3-3-4、压电元件；3-3-5、弹性连接件；3-4、连接单元；

3-4-1、支撑板；3-4-2、连接板； 3-5、压电活动单元；3-5-1、驱动轮；

3-5-2、侧板； 3-5-3、支撑架； 3-5-4、压电元件；3-5-5、弹性连接件；

具体实施方式

以下结合附图和实施例对实用新型做详细的说明：

本实用新型通过设计一种采用压电方式直接进行驱动的机械玩具狗，对现有机械玩具狗结构进行重新设计，采用压电方式进行传动，从而可大大简化机械玩具狗的结构，提高了玩具的使用寿命。

本实用新型提供立体示意图如图1所示的一种机械玩具狗，包括头部件1、躯干部件2和腿爪部件3，所述头部件1安装在躯干部件2上，所述躯干部件2底部安装有4个腿爪部件3；

所述头部件1包括嘴部单元1-1、头部单元1-2、眼部单元1-3和耳部单元1-4，所述头部单元1-2上有嘴部单元1-1，所述嘴部单元1-1为固定式或者活动式，本专利嘴部单元1-1可为固定式也可为活动式通过进行张开闭合活动可模仿狗类嘴部活动，所述两个眼部单元1-3和两个眼部单元1-3设置在头部单元1-2两侧，所述眼部单元1-3为灯泡，本专利眼部单元1-3可为灯泡通过灯泡闪光模仿狗类眼部活动，所述耳部单元1-4为固定式或者旋转式，本专利耳部单元1-4可为固定式也可为活动式通过进行旋转模仿狗类耳部活动，所述头部件1-2内设置有声音发生器，本专利通过设置声音发生器可对狗类声音进行模拟；

所述躯干部件2包括尾部支撑2-1、尾部单元2-2和躯体单元2-3，所述尾部支撑2-1设置在躯体单元2-3尾部上方或尾部侧面，所述尾部单元2-2设置在尾部支撑2-1上；

所述腿爪部件3如图2所示包括底部连接板3-1、指尖单元3-2、压电关节单元3-3、连接单元3-4和压电活动单元3-5，所述底部连接板3-1上侧设置有2个压电关节单元3-3作为腿爪活动件，底部连接板3-1如图3所示侧面连有1个压电活动单元3-5作为活动件，所述作为活动件的压电活动单元3-5上设置有1个连接单元3-4，底部连接板3-1一侧设置有2-4个连接单元3-4，各连接单元3-4均连有2-3个压电关节单元3-3，所述指尖单元3-2如图6所示安装在作为腿爪活动件的最顶部的压电关节单元3-3上；

所述连接单元3-4包括支撑板3-4-1和连接板3-4-2，所述支撑板3-4-1安装在连接板3-4-2上，所述压电关节单元3-3通过连接板3-4-2与连接单元3-4相连。

所述压电关节单元3-3如图4所示包括驱动轮3-3-1、侧板3-3-2、支撑架3-3-3、压电元件3-3-4和弹性连接件3-3-5，驱动轮3-3-1上有柱状支撑，驱动轮3-3-1通过柱状支撑安装在侧板3-3-2内，驱动轮3-3-1底部有连接端，驱动轮3-3-1通过连接端与上一压电关节单元3-3侧板3-3-2或指尖单元3-2的连接部相连，驱动轮3-3-1上端有伸出端，所述弹性连接件3-3-5上端有卡紧部，驱动轮3-3-1通过伸出端卡在弹性连接件3-3-5的卡紧部上，所述支撑架3-3-3安装在弹性连接件3-3-5一侧，所述支撑架3-3-3另一侧安装在侧板3-3-2上，所述弹性连接件3-3-5如图5所示一侧安装有一压电元件3-3-4，弹性连接件3-3-5底部安装有两压电元件3-3-4，所述侧板3-3-2底部有连接部。

所述压电活动单元3-5包括驱动轮3-5-1、侧板3-5-2、支撑架3-5-3、压电元件3-5-4和弹性连接件3-5-5，所述压电活动单元3-5安装在底部连接板3-1一侧，驱动轮3-5-1上有柱状支撑，驱动轮3-5-1通过柱状支撑安装在侧板3-5-2内，驱动轮3-5-1底部有连接端，驱动轮3-5-1通过连接端与连接单元3-4相连，驱动轮3-5-1上端有伸出端，所述弹性连接件3-5-5上端有卡紧部，驱动轮3-5-1通过伸出端卡在弹性连接件3-5-5的卡紧部上，所述支撑架3-5-3安装在弹性连接件3-5-5一侧，所述支撑架3-5-3另一侧安装在侧板3-5-2上，所述弹性连接件3-5-5一侧安装有一压电元件3-5-4，弹性连接件3-5-5底部安装有两压电元件3-5-4，本专利压电关节单元3-3和压电活动单元3-5也可采用其他形式压电传动结构，具体采用何种结构压电传动结构厂家可根据需要选择是采用本专利所述结构还是其他结构。

本专利驱动单元的工作原理如下，弹性连接件3-3-5底部的压电元件均施加

电压信号，弹性连接件3-3-5侧面的压电元件3-3-4施加电压信号，三块压电元件3-3-4的反面电极接地。忽略其他模态对工作模态的干扰和阻尼作用，当弹性连接件3-3-5上加上两相电压激励信号后，弹性连接件3-5将被激发出同频一阶纵振模态响应和二阶弯振模态响应：

（1）

式中，代表一阶纵振的幅值，

代表二阶弯振的幅值。

由（1）式可以看出：二阶弯振位移响应和一阶纵振位移响应在时间上存在

的相位差。此外，在二阶弯振的波幅处，二阶弯振位移和一阶纵振位移方向始终相互垂直，即对应于二阶弯振波幅处的压电元件上的2个位移响应在空间上亦存在

的相位差，所以位于二阶弯振波幅处的压电元件上可形成椭圆运动轨迹。

下面分析弹性连接件3-3-5在一个周期内的运动过程。

（1）当

时，

，

，此时弹性连接件3-3-5的运动状态由图7（a）所示的弯曲振动的最大位置逐渐变化到图7（b）所示的纵向振动的最大伸张位置。在变化过程中，左压电元件由弯曲振动的波峰位置随着纵向振动的伸长顺时针向上旋转到弯曲振动的平衡位置，此阶段，左压电元件驱动导轨向右移动了一步；右压电元件由弯曲振动的波谷位置随着纵向振动的伸长顺时针向下旋转到弯曲振动的平衡位置，此阶段，右压电元件与导轨脱离。

（2）当

时，

，

，此时弹性连接件的运动状态由图7（b）所示的纵向振动的最大伸张位置逐渐变化到图7（c）所示的弯曲振动的最大位置。在变化过程中，左压电元件由弯曲振动的平衡位置随着纵向振动由伸长到收缩的变化继续顺时针向上旋转到弯曲振动的波谷位置，此阶段，左压电元件与导轨脱离；右压电元件由弯曲振动的平衡位置随着纵向振动的伸长到收缩的变化继续顺时针向下旋转到弯曲振动的波峰位置，此阶段，右压电元件驱动导轨向右移动了一步。

(3) 当

时，

，，此时弹性连接件的运动状态由图7（c）所示的弯曲振动的最大位置逐渐变化到图7（d）所示的纵向振动的最大收缩位置。在变化过程中，左压电元件由弯曲振动的波谷位置随着纵向振动的收缩继续顺时针向下旋转到弯曲振动的平衡位置，此阶段，左压电元件与导轨脱离；右压电元件由弯曲振动的波峰位置随着纵向振动的收缩继续顺时针向上旋转到弯曲振动的平衡位置，此阶段，右压电元件驱动导轨向右移动了一步。（4）当

时，

，

，此时弹性连接件的运动状态由图7（d）所示的纵向振动的最大收缩位置又逐渐回到了如图7（a）所示的弯曲振动的最大位置。在变化过程中，左压电元件由弯曲振动的平衡位置随着纵向振动由收缩到伸长的变化继续顺时针向下旋转到弯曲振动的波峰位置，此阶段，左压电元件驱动动子向右移动了一步；右压电元件由弯曲振动的平衡位置随着纵向振动由收缩到伸长的变化继续顺时针向上旋转到弯曲振动的波谷位置，此阶段，右压电元件与导轨脱离。

上述四个步骤的分析表明，弹性连接件3-3-5的左右两个压电元件在一个周期内均交替完成了一次椭圆轨迹的运动。在弹性连接件压电元件椭圆轨迹运动的作用下，通过弹性连接件和导轨之间摩擦力的作用，推动导轨向前运动。如果改变电压信号正、负号，会使弹性连接件压电元件上的椭圆运动轨迹反向，从而可改变导轨的运动方向。如果将导轨置换成有一个固定转轴的圆盘，则该圆盘可以实现绕固定转轴的旋转运动。

本实用新型通过设计一种采用压电方式进行驱动的机械玩具狗，对现有机械玩具狗结构进行重新设计，采用压电方式进行传动，使得整个结构简单，大大提高了玩具的使用寿命，且整个玩具质量轻巧可仿真狗类各种动作，大大提高了玩具的可玩性，具有极高市场前景。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种机械玩具狗，包括头部件（1）、躯干部件（2）和腿爪部件（3），所述头部件（1）安装在躯干部件（2）上，所述躯干部件（2）底部安装有4个腿爪部件（3），其特征在于：

所述头部件（1）包括嘴部单元（1-1）、头部单元（1-2）、眼部单元（1-3）和耳部单元（1-4），所述头部单元（1-2）上有嘴部单元（1-1），所述两个眼部单元（1-3）和两个眼部单元（1-3）设置在头部单元（1-2）两侧；

所述躯干部件（2）包括尾部支撑（2-1）、尾部单元（2-2）和躯体单元（2-3），所述尾部支撑（2-1）设置在躯体单元（2-3）尾部上方或尾部侧面，所述尾部单元（2-2）设置在尾部支撑（2-1）上；

所述腿爪部件（3）包括底部连接板（3-1）、指尖单元（3-2）、压电关节单元（3-3）、连接单元（3-4）和压电活动单元（3-5），所述底部连接板（3-1）上侧设置有2个压电关节单元（3-3）作为腿爪活动件，底部连接板（3-1）侧面连有1个压电活动单元（3-5）作为活动件，所述作为活动件的压电活动单元（3-5）上设置有1个连接单元（3-4），底部连接板（3-1）一侧设置有2-4个连接单元（3-4），各连接单元（3-4）均连有2-3个压电关节单元（3-3），所述指尖单元（3-2）安装在作为腿爪活动件的最顶部的压电关节单元（3-3）上；

所述连接单元（3-4）包括支撑板（3-4-1）和连接板（3-4-2），所述支撑板（3-4-1）安装在连接板（3-4-2）上，所述压电关节单元（3-3）通过连接板（3-4-2）与连接单元（3-4）相连。

2.根据权利要求1所述的一种机械玩具狗，其特征在于：所述压电关节单元（3-3）包括驱动轮（3-3-1）、侧板（3-3-2）、支撑架（3-3-3）、压电元件（3-3-4）和弹性连接件（3-3-5），驱动轮（3-3-1）上有柱状支撑，驱动轮（3-3-1）通过柱状支撑安装在侧板（3-3-2）内，驱动轮（3-3-1）底部有连接端，驱动轮（3-3-1）通过连接端与上一压电关节单元（3-3）侧板（3-3-2）或指尖单元（3-2）的连接部相连，驱动轮（3-3-1）上端有伸出端，所述弹性连接件（3-3-5）上端有卡紧部，驱动轮（3-3-1）通过伸出端卡在弹性连接件（3-3-5）的卡紧部上，所述支撑架（3-3-3）安装在弹性连接件（3-3-5）一侧，所述支撑架（3-3-3）另一侧安装在侧板（3-3-2）上，所述弹性连接件（3-3-5）一侧安装有一压电元件（3-3-4），弹性连接件（3-3-5）底部安装有两压电元件（3-3-4），所述侧板（3-3-2）底部有连接部。

3.根据权利要求1所述的一种机械玩具狗，其特征在于：所述压电活动单元（3-5）包括驱动轮（3-5-1）、侧板（3-5-2）、支撑架（3-5-3）、压电元件（3-5-4）和弹性连接件（3-5-5），所述压电活动单元（3-5）安装在底部连接板（3-1）一侧，驱动轮（3-5-1）上有柱状支撑，驱动轮（3-5-1）通过柱状支撑安装在侧板（3-5-2）内，驱动轮（3-5-1）底部有连接端，驱动轮（3-5-1）通过连接端与连接单元（3-4）相连，驱动轮（3-5-1）上端有伸出端，所述弹性连接件（3-5-5）上端有卡紧部，驱动轮（3-5-1）通过伸出端卡在弹性连接件（3-5-5）的卡紧部上，所述支撑架（3-5-3）安装在弹性连接件（3-5-5）一侧，所述支撑架（3-5-3）另一侧安装在侧板（3-5-2）上，所述弹性连接件（3-5-5）一侧安装有一压电元件（3-5-4），弹性连接件（3-5-5）底部安装有两压电元件（3-5-4）。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种机械玩具狗，其特征在于：所述嘴部单元（1-1）为固定式或者活动式。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种机械玩具狗，其特征在于：所述眼部单元（1-3）为灯泡。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种机械玩具狗，其特征在于：所述耳部单元（1-4）为固定式或者旋转式。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种机械玩具狗，其特征在于：所述头部件（1）内设置有声音发生器。