CN206296919U - 机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人，翅膀运动机构包括：机架；翅膀组件，可摆动地设置在机架上；齿轮传动组件，设置在机架上；驱动单元，设置在机架上，驱动单元通过齿轮传动组件与翅膀组件驱动连接，驱动单元通过齿轮传动组件驱动翅膀组件进行前后摆动。应用本实用新型的技术方案，以解决现有技术中的机器人娱乐性和仿生性不高的问题。

Description

机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人。

背景技术

目前，市场上已经出现了很多仿生机器人代替真正的宠物，其外形仿生逼真，形态可爱呆萌，动作丰富多姿，成为社会上智能宠物的选择趋向。但目前大部分仿生机器人都不具备翅膀拍动的仿生功能，不能像现实生活中鸟类一样拍动翅膀，使得现有机器人缺少了娱乐性和仿生性。

实用新型内容

本实用新型提供一种机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人，以解决现有技术中的机器人娱乐性和仿生性不高的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种机器人的翅膀运动机构，翅膀运动机构包括：机架；翅膀组件，可摆动地设置在机架上；齿轮传动组件，设置在机架上；驱动单元，设置在机架上，驱动单元通过齿轮传动组件与翅膀组件驱动连接，驱动单元通过齿轮传动组件驱动翅膀组件进行前后摆动。

进一步地，齿轮传动组件包括：相互啮合的主动齿轮和齿轮轴，驱动单元与主动齿轮驱动连接，齿轮轴的轴部与翅膀组件连接。

进一步地，翅膀运动机构包括两个翅膀组件，齿轮轴的轴部的两端分别与两个翅膀组件连接。

进一步地，齿轮传动组件还包括：传动轴，齿轮轴通过传动轴与翅膀组件连接。

进一步地，齿轮传动组件还包括：第一万向节和第二万向节，传动轴的一端通过第一万向节与齿轮轴连接，传动轴的另一端通过第二万向节与翅膀组件连接。

进一步地，传动轴为伸缩杆。

进一步地，翅膀组件包括：安装架，安装架可转动地设置在机架上；翅膀，第二万向节穿过安装架与翅膀连接。

进一步地，驱动单元驱动翅膀摆动的方向为第一方向，安装架相对机架转动的方向为第二方向，第一方向与第二方向垂直设置。

进一步地，安装架为U形结构，安装架的两端与机架可转动地连接，第二万向节穿过安装架与翅膀连接。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种机器人，机器人包括如上所述的翅膀运动机构。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人，驱动单元动作以通过齿轮传动组件驱动翅膀组件围绕机架进行前后摆动，从而能够生动形象地仿生行走鸟类的翅膀摆动动作，以使具有该翅膀运动机构的机器人更为生动活泼，增加了机器人的娱乐性和仿生性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的翅膀运动机构的结构示意图；

图2示出了图1中翅膀运动机构的正视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、机架；20、翅膀组件；21、安装架；22、翅膀；30、驱动单元；31、舵机；40、齿轮传动组件；41、主动齿轮；42、齿轮轴；43、传动轴；44a、第一万向节；44b、第二万向节；50、固定架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种机器人的翅膀运动机构，该翅膀运动机构包括：机架10、翅膀组件20、驱动单元30，其中翅膀组件20可摆动地设置在机架10上，齿轮传动组件设置在机架上，驱动单元30设置在机架10，驱动单元30通过齿轮传动组件40与翅膀组件20驱动连接，驱动单元30通过齿轮传动组件40驱动翅膀组件20进行前后摆动。

应用此种配置方式，提供了一种机器人的翅膀运动机构及具有其的机器人，驱动单元动作以通过齿轮传动组件驱动翅膀组件围绕机架进行前后摆动，从而能够生动形象地仿生行走鸟类的翅膀摆动动作，以使具有该翅膀运动机构的机器人更为生动活泼，增加了机器人的娱乐性和仿生性。

进一步地，在本实用新型中，考虑结构紧凑性及传动稳定性，可将齿轮传动组件40配置为包括相互啮合的主动齿轮41和齿轮轴42，驱动单元30与主动齿轮41驱动连接，齿轮轴42的轴部与翅膀组件20连接。

具体地，如图1所示，驱动单元30驱动主动齿轮41转动，主动齿轮41和齿轮轴42相啮合连接，主动齿轮41的转动带动齿轮轴42转动，翅膀组件20与齿轮轴42的轴部连接，从而齿轮轴42的转动带动翅膀组件20的摆动。

在本实用新型中，为了更加形象地仿真鸟类运动，可将翅膀运动机构配置为包括两个翅膀组件20，齿轮轴42的轴部的两端分别与两个翅膀组件20连接。应用此种配置方式，驱动单元30驱动主动齿轮41转动，主动齿轮41带动齿轮轴42转动，齿轮轴42的转动进而可带动与其相连接的两个翅膀组件20的同步转动，以生动形象地仿生自然界鸟类摆动翅膀运动。考虑翅膀运动机构摆动的美观性，可将两个翅膀组件20和齿轮传动组件40均设置为以机架10的中心轴线对称，从而通过驱动单元30以带动两个翅膀组件同步摆动。

进一步地，为了实现动力的传递，可将齿轮传动组件40配置为还包括传动轴43，齿轮轴42通过传动轴43与翅膀组件20连接。应用此种配置方式，驱动单元30驱动主动齿轮41转动，主动齿轮41和齿轮轴42相啮合连接，主动齿轮41的转动带动齿轮轴42转动，传动轴43与齿轮轴42的轴部连接，以将动力传递至翅膀组件20，从而能够带动翅膀组件20的摆动。

在本实用新型中，在通过驱动单元30驱动翅膀摆动的过程中，为了避免与翅膀其他方向运动发生冲突，以提高翅膀运动的灵活性，可将齿轮传动组件40配置为还包括第一万向节44a和第二万向节44b，传动轴43的一端通过第一万向节44a与齿轮轴42连接，传动轴43的另一端通过第二万向节44b与翅膀组件20连接。

具体地，如图1所示，作为本实用新型的一个具体实施例，可将第一万向节44a和第二万向节44b均配置为十字轴式万向节，左侧第一万向节44a使用销键与传动轴43相连接，并通过紧定螺钉进行紧固，左侧第二万向节44b使用销键与传动轴43相连接，并通过紧定螺钉进行紧固，左侧第一万向节44a、左侧传动轴43和左侧第二万向节44b共同构成左侧双万向节等角度结构，从而使得左侧翅膀22随着左侧第一万向节44a的转动角速同方向转动。右侧第一万向节44a使用销键与传动轴43相连接，并通过紧定螺钉进行紧固，右侧第二万向节44b使用销键与传动轴43相连接，并通过紧定螺钉进行紧固，右侧第一万向节44a、右侧传动轴43和右侧第二万向节44b共同构成右侧双万向节等角度结构，从而使得右侧翅膀22随着右侧第一万向节44a的转动角速同方向转动。

进一步地，为了适应翅膀其他方向的运动，以增加翅膀运动灵活性，可将传动轴43配置为伸缩杆。具体地，如图1所示，为了实现翅膀在第一方向及第二方向的同时运动，其中，第一方向为沿着竖直平面向前及向后方向摆动(即图2中朝向纸内及纸外方向)，第二方向为沿着竖直平面向左或向右摆动，通过将传动轴43配置为伸缩杆，从而能够在实现翅膀在第一方向运动的同时，也能够沿着第二方向运动。

在本实用新型中，为了带动翅膀沿着第二方向运动，可将翅膀组件20配置为包括安装架21和翅膀22，其中，安装架21设置在机架10上，第二万向节44b穿过安装架21与翅膀22连接。应用此种配置方式，通过第二方向驱动单元驱动安装架21沿着第二方向摆动，安装架21与翅膀22固定连接，安装架21带动翅膀沿着第二方向摆动，通过第二万向节44b带动翅膀22沿着第一方向摆动，从而能够实现翅膀在第一方向及第二方向的同时运动，增加翅膀的运动灵活性。

具体地，如图1所示，作为本实用新型的一个具体实施例，翅膀22呈企鹅翅膀模样，末端设置有连接孔以与连接轴通过螺钉固定连接，连接轴与第二万向节44b通过螺钉固定连接，从而能够保证第二万向节44b与翅膀22等角速转动，以实现翅膀沿着第一方向的摆动。

进一步地，为了实现翅膀沿着第二方向的摆动，在本实用新型中，安装架21与机架10可转动地连接。由于安装架21与机架10可转动地连接，通过第二方向驱动单元能够驱动安装架21绕着机架转动，从而带动翅膀22沿着第二方向的摆动。

具体地，在本实用新型中，驱动单元30驱动翅膀22摆动的方向为第一方向，安装架21相对机架10转动的方向为第二方向，第一方向与第二方向垂直设置。

为了避免安装架21与齿轮传动组件在运动过程中产生冲突，如图1所示，可将安装架21配置为U形结构，安装架21的两端与机架10可转动地连接，第二万向节44b穿过安装架21的中部与翅膀22连接。应用此种配置结构，第二万向节44b带动翅膀22绕着机架在第一方向摆动，安装架21带动翅膀22绕着机架在第二方向摆动，从而增加了翅膀的运动灵活性。

为了方便驱动单元30在机架10上的安装，在本实用新型中，可将翅膀运动机构配置为还包括设置在机架10上的固定架50，驱动单元30设置在固定架50上。其中，驱动单元30可设置为舵机31，舵机31体积小，输出力矩大且易于控制，能够方便安装在体积较小的双足智能机器人上，以实现慢速和快速地摆动翅膀。具体地，为了通过舵机驱动主动齿轮41转动，可将主动齿轮41用螺钉固定在法兰连接盘上，法兰连接盘与舵机31的输出轴通过轴键连接，齿轮轴42通过轴键与机架10相连接，通过在连接处设置轴承，以实现齿轮轴42绕着机架10的转动。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种机器人，机器人包括如上所述的翅膀运动机构。由于翅膀运动机构能够实现翅膀的摆动运动，从而能够提高机器人的娱乐性和仿生性。本实用新型仅以一种仿生企鹅机器人为例进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本实用新型提供的翅膀运动机构也可运用到其他动物，例如鸵鸟、袋鼠等双足智能机器人，以提高机器人的娱乐性和仿生性。

为了对本实用新型有进一步地了解，下面结合附图1至图2对本实用新型的翅膀运动机构翅膀动作原理进行详细说明。

驱动单元30驱动主动齿轮41旋转，主动齿轮41与齿轮轴42啮合传动，主动齿轮41的转动带动齿轮轴42的转动，齿轮轴42的转动同时带动左侧第一万向节44a和右侧第一万向节44a转动，左侧第一万向节44a带动左侧传动轴43转动，左侧传动轴43进而带动左侧第二万向节44b转动，由于左侧第二万向节44b穿过左侧安装架21与左侧翅膀22相连接，进而左侧第二万向节44b的转动带动左侧翅膀22沿着第一方向摆动。

右侧第一万向节44a带动右侧传动轴43转动，右侧传动轴43进而带动右侧第二万向节44b转动，由于右侧第二万向节44b穿过右侧安装架21与右侧翅膀22相连接，进而右侧第二万向节44b的转动带动右侧翅膀22沿着第一方向摆动。左右两侧齿轮传动组件在一定角度内规律地等速转动，从而带动左右两侧翅膀22沿着第一方向规律性摆动。

同时，第二方向驱动单元驱动安装架21沿着第二方向摆动，安装架21与翅膀22固定连接，安装架21可带动翅膀沿着第二方向摆动。由此，即可实现翅膀在第一方向及第二方向的同时运动，增加翅膀的运动灵活性。

进一步地，由于两个翅膀组件20以及两个齿轮传动组件40均以机架10的中心对称设置，因此能够保证翅膀的同步摆动。其中，通过对控制器进行编程，可以控制翅膀的摆动速度。通过控制器控制伺服电机的电压，可以控制伺服电机的旋转速度，以控制翅膀摆动的频率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人的翅膀运动机构，其特征在于，所述翅膀运动机构包括：

机架(10)；

翅膀组件(20)，可摆动地设置在所述机架(10)上；

齿轮传动组件(40)，设置在所述机架(10)上；

驱动单元(30)，设置在所述机架(10)上，所述驱动单元(30)通过所述齿轮传动组件(40)与所述翅膀组件(20)驱动连接，所述驱动单元(30)通过所述齿轮传动组件(40)驱动所述翅膀组件(20)进行前后摆动。

2.根据权利要求1所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述齿轮传动组件(40)包括：

相互啮合的主动齿轮(41)和齿轮轴(42)，所述驱动单元(30)与所述主动齿轮(41)驱动连接，所述齿轮轴(42)的轴部与所述翅膀组件(20)连接。

3.根据权利要求2所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述翅膀运动机构包括两个所述翅膀组件(20)，所述齿轮轴(42)的轴部的两端分别与两个所述翅膀组件(20)连接。

4.根据权利要求2所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述齿轮传动组件(40)还包括：

传动轴(43)，所述齿轮轴(42)通过所述传动轴(43)与所述翅膀组件(20)连接。

5.根据权利要求4所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述齿轮传动组件(40)还包括：

第一万向节(44a)和第二万向节(44b)，所述传动轴(43)的一端通过所述第一万向节(44a)与所述齿轮轴(42)连接，所述传动轴(43)的另一端通过所述第二万向节(44b)与所述翅膀组件(20)连接。

6.根据权利要求5所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述传动轴(43)为伸缩杆。

7.根据权利要求5所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述翅膀组件(20)包括：

安装架(21)，所述安装架(21)可转动地设置在所述机架(10)上；

翅膀(22)，所述第二万向节(44b)穿过所述安装架(21)与所述翅膀(22)连接。

8.根据权利要求7所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述驱动单元(30)驱动所述翅膀(22)摆动的方向为第一方向，所述安装架(21)相对所述机架(10)转动的方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直设置。

9.根据权利要求7所述的翅膀运动机构，其特征在于，所述安装架(21)为U形结构，所述安装架(21)的两端与所述机架(10)可转动地连接，所述第二万向节(44b)穿过所述安装架(21)与所述翅膀(22)连接。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求1至9中任一项所述的翅膀运动机构。