CN203620238U

CN203620238U - 一种多功能仿生咬尾巴玩具狗

Info

Publication number: CN203620238U
Application number: CN201320568554.2U
Authority: CN
Inventors: 向小健; 刘浩宇; 郭利鹏; 许尔威
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2023-09-13

Abstract

本实用新型公开了一种能娱乐大众的仿生咬尾巴玩具狗机械装置，它由变中心距滑动软轴传动装置，齿轮和万向节传动装置，球铰连接机构，变形式曲柄滑块和四杆机构驱动装置以及3步进电机单片机控制系统组成。机器狗尾巴1通过万向节4与狗头支撑杆5形成传动链连接，使狗尾巴和狗头往同一侧转动，从而形成咬尾巴的动作；线性弹簧6支撑着狗头支撑杆5，支撑杆5与狗头固定在一起，当狗行走时，由于狗自身的颠簸使狗的头部可以上下摇摆，从而形成上下摆头的动作；步进电动机2通过齿轮传动驱动后身腿13和腿14，同时通过滑动软轴10驱动前身腿9运动，滑动软轴10可以适应机器狗转弯时前身和后身中心距的变化从而始终把动力传给前身腿9；前身腿8由一个专门步进电动机驱动；球铰11用于机器狗转弯时身体的弯曲，使机器狗的转弯动作更真实，图示球铰11的中心应该与万向节4的中心在同一条垂直于地面的直线上。3、12、7分别为后身上盖、后身下盖和前身下盖。

Description

一种多功能仿生咬尾巴玩具狗

技术领域

本实用新型涉及一种仿生咬尾巴玩具狗的机械装置，能给人们带来无尽的欢乐。

背景技术

狗,作为人类最亲密的伙伴之一,一直深得人们的喜爱。仿狗类产品种类繁多，其中以仿狗类玩具最受青睐。索尼公司“爱宝”机器狗，中国“菲罗”仿真机械狗等都是比较出名的玩具狗。但是该类产品玩具狗市场产品种类极少，需求极大。但是有价格极高，难以普及的问题。究其原因是是实现狗类复杂动作较难，须要强大的控制系统作为支撑，因此，价格普遍昂贵。高端的仿狗类机器人实现了狗类机器人的智能化，但总体上看，成本极高，且难以普及，难以应用于玩具领域。中低端仿狗产品功能单一，缺乏创新，难以满足娱乐需求。因此，研究开发一种廉价的、多功能的仿生咬尾巴玩具狗在市场上和科学技术上具有很现实的意义。

发明内容

狗咬尾巴是狗在无聊的时候，追着自己尾巴转圈以打发无聊的动作。这个动作憨态可掬，调皮可爱，往往赢得人们的欢声笑语。为了解决高端的仿狗类机器人成本极高，且难以普及，难以应用于玩具领域，中低端仿狗产品功能单一，缺乏创新，难以满足娱乐需求等问题。本实用新型设计了一种多功能仿生咬尾巴玩具狗。咬尾巴狗可以实现转弯、咬尾巴、吠叫、行走、扭身体5个动作。

本实用新型所采用的技术方案是：一种多功能仿生咬尾巴的仿生玩具狗采用了变中心距滑动软轴传动装置，万向节传动装置，球铰连接机构，变形式曲柄滑块和四杆机构驱动装置以及单片机控制系统从而实现转弯、咬尾巴、吠叫、行走、扭身体5个动作的效果。本装置一共需要3个步进电机，后身步进电机25控制右腿和后腿的驱动，前身左步进电机17控制左腿驱动，后身步进电机28控制头和尾完成的咬尾巴驱动。当前身电机17和后身电机25一起同速运转时，前身电机17不但带动右腿运动，而且经过滑动软轴10传动并通过变形式四杆机构装置实现后腿上下运动，从而实现直线行走并扭身体的动作，当不同速运转时实现转弯并扭身体动作，由于前身和后身通过球铰11连接使转弯动作更加符合真实情况。当后身电机28运转时通过万向节4传动实现需要头和尾共同完成的咬尾巴动作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整体线框图。

图2是本实用新型的传动系统线框图。

图3是本实用新型驱动后身腿的变形式四杆机构线框图。

图4是本实用新型的变形式四杆机构原理图。

图5是本实用新型驱动前身腿的变形式曲柄滑块机构线框图。

图6是本实用新型的变形式曲柄滑块机构原理图。

图7是本实用新转弯状态传动系统线框图。

具体实施方式

在图1中，机器狗尾巴1通过万向节4与狗头支撑杆5形成传动链连接，使狗尾巴和狗头往同一侧转动，从而形成咬尾巴的动作；线性弹簧6支撑着狗头支撑杆5，支撑杆5与狗头固定在一起，当狗行走时，由于狗自身的颠簸使狗的头部可以上下摇摆，从而形成上下摆头的动作；步进电动机2通过齿轮传动驱动后身腿13和腿14，同时通过滑动软轴10驱动前身腿9运动，滑动软轴10可以适应机器狗转弯时前身和后身中心距的变化从而始终把动力传给前身腿9；前身腿8由一个专门步进电动机驱动；球铰11用于机器狗转弯时身体的弯曲，使机器狗的转弯动作更真实，图示球铰11的中心应该与万向节4的中心在同一条垂直于地面的直线上。3、12、7分别为后身上盖、后身下盖和前身下盖。

在图2中，步进电动机28、狗头支撑杆5、齿轮19、齿轮18、万向节4、齿轮29、齿轮22以及狗尾巴1构成了机器狗咬尾巴传动系统。齿轮19与狗头支撑杆5相连，齿轮18与齿轮19啮合传动比为1:1，齿轮22通过轴与狗尾巴1直接相连，齿轮29与齿轮22啮合传动比为2:1，当步进电动机28旋转时，一方面，旋转运动经过齿轮29、齿轮22最终传递给狗尾巴1；另一方面，旋转运动经过齿轮29、齿轮22、万向节4、齿轮18以及齿轮19最终传递给狗头支撑杆5，最终狗头和狗尾巴1往同一侧相同转速运动，形成咬尾巴的动作。齿轮20、齿轮21、滑块软轴10、齿轮23、齿轮24、步进电动机25以及传动轴27构成机器狗前身腿9、后身腿13和后身腿14的行走运动传动系统，步进电动机25驱动齿轮24运动，一方面，旋转运动经过传动轴27，再通过四杆机构带动后身两条腿同时在上下方向摆动；另一方面，旋转运动经过齿轮23、滑块软轴10、齿轮21以及齿轮20带动前身腿9运动。步进电动机17直接通过曲柄18驱动前身腿8运动。

在图3中，曲柄30、连杆31、后身腿13以及滑块32构成变形式的四杆机构（此相当摆杆与机架的转动副变成了移动副），方形滑块32固定在后身下盖12上，后身腿13内有方形滑槽，后身腿13可以通过滑槽沿着固定的滑块32上下滑动，当齿轮26驱动曲柄30运动时，后身腿13和腿14就会上下踱步，产生行走和上下摆动的动作。机器狗后身曲柄30和后身另一侧曲柄同时固定连接在传动轴27上，安装两曲柄时要存在180度的相位差，即当曲柄30运动到最下方时，另一侧曲柄恰好运动到最上方位置，这样在机器狗行走时就会形成左右颠簸的动作。

在图4中，2-4代表曲柄30,2-3代表连杆31,2-2代表后身腿13,2-1代表方形滑块32。此即为驱动后身腿的变形式四杆机构原理图。

在图5中，曲柄33、圆柱形滑块34以及前身腿9构成了变形式的曲柄滑块机构（此相当滑块不动，连杆动），圆柱形滑块34与前身固定，并且与前身腿9构成圆柱副，腿9不但可以沿着滑块上下移动，而且能绕着圆柱形滑块34旋转。当曲柄33被驱动时，前身腿9会形成行走的弧线运动。另一侧的前身腿驱动结构和腿9完全一样。

在图6中，1-1代表前身腿9,1-2代表圆柱形滑块34,1-3代表曲柄33.此即为驱动前身腿的变形式曲柄滑块机构原理图。

在图7中，多功能咬尾巴机器狗正在进行转弯的动作，滑动软轴10处于弯曲传动的状态，软轴A端与套筒固定连接，软轴B端与方形滑块35固定连接，方形滑块可以沿着齿轮21的方形滑槽滑动，同时在周向方向可以传递动力。如图所示位置，机器狗转弯时的前身与后身的中心距减小，滑动软轴10的滑块会往外滑动从而适应中心距的变化，从而保证动力的传递。

Claims

1.一种多功能仿生咬尾巴玩具狗，其采用的变中心距滑动软轴传动装置主要由软轴和方形滑块固定连接而成，装置滑动连接玩具狗的前身齿轮，固定连接后身齿轮，实现后身驱动传递至前身；采用的齿轮和万向节传动装置主要由万向节和齿轮组成，装置连接玩具狗的狗头和狗尾巴，实现狗尾巴和狗头的同向摇摆；采用的球铰连接机构由球铰组成，装置连接玩具狗的前身和后身，实现转向身体的扭动；采用的变形式曲柄滑块和四杆机构驱动装置由曲柄和连杆组成，并分别与变中心距滑动软轴传动装置通过齿轮啮合相连，分别实现前腿和后腿的行走动作；采用的3步进电机单片机控制系统分别协调控制3个电机的旋转运动和旋转速度，从而实现玩具狗转弯、咬尾巴、吠叫、行走、扭身体5个动作的效果。

2.根据权利要求1所述的多功能仿生咬尾巴玩具狗，其特征是：所述的变中心距滑动软轴传动装置由一根软轴（10）和方形滑块（35），软轴B端与方形滑块（35）固定连接，方形滑块与齿轮方形槽通过移动副连接，滑块可以沿周向传递动力，软轴A端与齿轮固定连接，当仿生机器狗转弯使前、后身中心距发生变化时，方形滑块通过在齿轮槽中滑动适应中心距的变化从而实现变中心距传动。

3.根据权利要求1所述的多功能仿生咬尾巴玩具狗，其特征是：所述的球铰连接机构由球铰（11）、前身和后身组成，球铰两端分别固定连接仿生机器狗前身和后身，仿生机器狗转弯时球铰可以沿各个方向转动。

4.根据权利要求1所述的多功能仿生咬尾巴玩具狗，其特征是：所述的齿轮和万向节传动装置由万向节（4）和齿轮组成，一方面，旋转运动经过齿轮（29）、齿轮（22）最终传递给狗尾巴（1）；另一方面，旋转运动经过齿轮（29）、齿轮（22）、万向节（4）、齿轮（18）以及齿轮（19）最终传递给狗头支撑杆（5），最终狗头和狗尾巴（1）往同一侧相同转速运动，形成咬尾巴的动作，安装时万向节中心和球铰中心应该在同一垂直地面直线上。

5.根据权利要求1所述的多功能仿生咬尾巴玩具狗，其特征是：所述的变形式曲柄滑块驱动装置由驱动曲柄（33）、圆柱形滑块（34）和前身腿（9）组成，圆柱形滑块（34）与前身固定，并且与前身腿（9）构成圆柱副，前身腿（9）不但可以沿着滑块上下移动，而且能绕着圆柱形滑块（34）旋转，当曲柄（33）被驱动时，前身腿（9）会形成行走的弧线运动，另一侧的前身腿驱动结构和前身腿（9）完全一样。

6.根据权利要求1所述的多功能仿生咬尾巴玩具狗，其特征是：所述的变形式四杆机构驱动装置由曲柄（30）、连杆（31）、后身腿（13）以及滑块（32）构成，方形滑块（32）固定在后身下盖（12）上，后身腿（13）内有方形滑槽，后身腿（13）可以通过滑槽沿着固定的滑块（32）上下滑动，当齿轮（26）驱动曲柄（30）运动时，后身腿（13）和腿（14）就会上下踱步，产生行走和上下摆动的动作，机器狗后身曲柄（30）和后身另一侧曲柄同时固定连接在传动轴（27）上，安装两曲柄时要存在180度的相位差，即当曲柄（30）运动到最下方时，另一侧曲柄恰好运动到最上方位置，这样在机器狗行走时就会形成左右颠簸的动作。

7.根据权利要求1所述的多功能仿生咬尾巴玩具狗，其特征是：所述的3步进电机单片机控制系统由单片机、3个步进电机、操作手柄组成，通过手柄调节机器狗前身两台步进电机的速度，当速度相同时，直线行走，当速度不同时，转弯行走，调节后身电机可以产生头与尾配合完成的咬尾巴动作。