CN209848322U - 用于观赏的流线型机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及游乐设备领域，具体是用于观赏的流线型机器人，包括：壳体、第一鳍状部件、第二鳍状部件、第一驱动装置和第二驱动装置，本实用新型提供的用于观赏的流线型机器人，通过流线型的壳体1、第一鳍状部件和第二鳍状部件，满足了观赏性的需求；通过第一驱动装置和第一鳍状部件，实现了流线型机器人的前进；通过第一驱动装置、第一鳍状部件、第二驱动装置和第二鳍状部件的组合使用，实现了流线型机器人的转弯、上浮和下沉，从而解决了保持流线型外形的条件下，如何实现流线型玩具的前进、转弯、上浮和下潜等仿生动作的技术问题。

Description

用于观赏的流线型机器人

技术领域

本实用新型涉及游乐设备领域，具体是用于观赏的流线型机器人。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们开始追求更新奇的游乐体验。具有观赏性的流线型玩具，例如鱼型玩具，提供了一种新的游乐体验，用户自主操控实现人与流线型玩具的人机互动，可玩性、观赏性更高，充分满足人们对游乐设备的期待。

具有观赏性的流线型玩具通常在水面以下游动。然而，在保持流线型外形的条件下，如何实现流线型玩具的前进、转弯、上浮和下潜等仿生动作，成为了设计具有观赏性的流线型玩具的难题。

实用新型内容

为解决在保持流线型外形的条件下，如何实现流线型玩具的前进、转弯、上浮和下潜等仿生动作的技术问题，本实用新型提供用于观赏的流线型机器人。

本实用新型的技术方案如下：

用于观赏的流线型机器人，包括：

壳体，所述壳体为流线型，所述壳体能够在水中悬浮，第一鳍状部件设置在所述壳体的尾部，一对第二鳍状部件水平对称的设置在接近所述壳体的两侧；

第一驱动装置，所述第一驱动装置的尾端与所述第一鳍状部件连接，所述第一驱动装置驱动所述第一鳍状部件进行往复摆动；

第二驱动装置，一对所述第二鳍状部件分别与所述第二驱动装置转动连接，所述第二驱动装置驱动所述第二鳍状部件进行双向转动；

所述第一驱动装置和所述第二驱动装置分别容纳在所述壳体内；

当所述第一鳍状部件进行往复摆动，且所述第二鳍状部件相对于水平面的角度为预设角度时，所述壳体相对于水平面水平的移动；

当所述第一鳍状部件进行往复摆动，且所述第二鳍状部件相对于水平面的角度与所述预设角度具有偏差时，所述壳体相对于水平面倾斜的移动。

本实用新型提供的用于观赏的流线型机器人，通过流线型的壳体、第一鳍状部件和第二鳍状部件，满足了观赏性的需求；通过第一驱动装置和第一鳍状部件，实现了流线型机器人的前进；通过第一驱动装置、第一鳍状部件、第二驱动装置和第二鳍状部件的组合使用，实现了流线型机器人的转弯、上浮和下沉，从而解决了保持流线型外形的条件下，如何实现流线型玩具的前进、转弯、上浮和下潜等仿生动作的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于观赏的流线型机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一驱动装置和第二驱动装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的红外传感器和无线充电模块的示意图；

图4是图3的侧视图。

具体实施方式

参见图1，为解决在保持流线型外形的条件下，如何实现流线型玩具的前进、转弯、上浮和下潜等仿生动作的技术问题，本实用新型提供用于观赏的流线型机器人。

用于观赏的流线型机器人，包括：

壳体1，壳体1为流线型，壳体1能够在水中悬浮，第一鳍状部件6设置在壳体1的尾部，一对第二鳍状部件12水平对称的设置在接近壳体1的两侧；

第一驱动装置，第一驱动装置的尾端与第一鳍状部件6连接，第一驱动装置驱动第一鳍状部件6进行往复摆动；

第二驱动装置，一对第二鳍状部件12分别与第二驱动装置转动连接，第二驱动装置驱动第二鳍状部件12进行双向转动；

第一驱动装置和第二驱动装置分别容纳在壳体1内；

当第一鳍状部件6进行往复摆动，且第二鳍状部件12相对于水平面的角度为预设角度时，壳体1相对于水平面水平的移动；

当第一鳍状部件6进行往复摆动，且第二鳍状部件12相对于水平面的角度与预设角度具有偏差时，壳体1相对于水平面倾斜的移动。

其中，流线型的壳体1包括海豚类、鲸类或鲨鱼类外形的壳体1。流线型的壳体1一方面满足了观赏性的需求，另一方面，流线型的壳体1在水中移动时，能够有效的降低水的阻力。海豚类、鲸类或鲨鱼类外形分别具有胸鳍和尾鳍，除了其中一部分鲸类，均具有背鳍。前述的第一鳍状部件6的形状与尾鳍相同或相似，前述的第二鳍状部件12的形状与胸鳍相同或相似。为了提高观赏性，优选的，还可以在壳体1的顶部设置与背鳍相同或相似的第三鳍状部件。壳体1、第一鳍状部件6和第二鳍状部件12形成海豚类、鲸类或鲨鱼类外形，满足了观赏性的需求。

以壳体1的头端至尾端所在的水平直线为X轴，以分别垂直于水平面和X轴的垂线为Z轴，建立XZ垂面坐标系，该坐标系的原点在壳体1的中心。当第一驱动装置驱动第一鳍状部件6时，第一鳍状部件6在XZ垂面坐标系的第一象限和第四象限内进行往复式摆动。依靠第一鳍状部件6的摆动，产生推开水的反作用力，推动壳体1的前进，从而模拟了海豚类、鲸类或鲨鱼类前进时的仿生动作。

以壳体1的头端至尾端所在的水平直线为X轴，在X轴所在的水平面内，与X轴相互垂直的垂线为Y轴，建立XY平面坐标系，该坐标系的原点在壳体1的中心。当第一驱动装置驱动第一鳍状部件6时，第一鳍状部件6在XY平面坐标系的第一象限和第四象限内进行往复式摆动。或者，当第一驱动装置驱动第一鳍状部件6时，依靠第一鳍状部件6、以及依靠壳体1的中部至尾部的摆动，产生推开水的反作用力；且当第一鳍状部件6、以及壳体1的中部至尾部趋于XY平面坐标系的第一象限，第一鳍状部件6、以及壳体1的中部至尾部相对于X轴的角度为第一象限夹角；同理，当第一鳍状部件6、以及壳体1的中部至尾部趋于XY平面坐标系的第四象限，第一鳍状部件6、以及壳体1的中部至尾部相对于X轴的角度为第四象限夹角；第一象限夹角与第四象限夹角不等时，壳体1在XY平面坐标系内形成转弯状态，从而模拟了海豚类、鲸类或鲨鱼类转弯时的仿生动作。

以壳体1的头端至尾端所在的水平直线为X轴，以分别垂直于水平面和X轴的垂线为Z轴，建立XZ垂面坐标系，该坐标系的原点在壳体1的中心。当第一驱动装置驱动第一鳍状部件6、且第二鳍状部件12相对于X轴保持预设角度时，第一鳍状部件6在XZ垂面坐标系的第一象限和第四象限内进行往复式摆动，依靠第一鳍状部件6的摆动，产生推开水的反作用力，推动壳体1的前进。当第一驱动装置驱动第一鳍状部件6、第二驱动装置驱动第二鳍状部件12转动，此时第二鳍状部件12相对于X轴的角度大于或小于预设角度，且第一鳍状部件6在XZ垂面坐标系的第一象限和第四象限内进行往复式摆动；依靠第一鳍状部件6的摆动，产生推开水的反作用力，以及依靠第二鳍状部件12相对于X轴的角度大于或小于预设角度，推动壳体1相对于水平面倾斜的上浮或倾斜的下沉。

因此，本实用新型提供的用于观赏的流线型机器人，通过流线型的壳体1、第一鳍状部件6和第二鳍状部件12，满足了观赏性的需求；通过第一驱动装置和第一鳍状部件6，实现了流线型机器人的前进；通过第一驱动装置、第一鳍状部件6、第二驱动装置和第二鳍状部件12的组合使用，实现了流线型机器人的转弯、上浮和下沉，从而解决了保持流线型外形的条件下，如何实现流线型玩具的前进、转弯、上浮和下潜等仿生动作的技术问题。

进一步的，当第一鳍状部件6与水平面平行时，第一驱动装置包括：

尾柄8，尾柄8的尾端通过第一转动副7与第一鳍状部件6活动连接，第一转动副7的轴心线与水平面平行，尾柄8的中部通过弹簧19与第一鳍状部件6连接；

尾部电机20，尾部电机20的转轴通过第二转动副9与尾柄8的头端活动连接，第二转动副9的轴心线垂直于水平面；

腰部电机21，腰部电机21的转轴通过第三转动副10与尾部电机20活动连接，第三转动副10的轴心线与水平面平行。

其中，腰部电机21通过第三转动副10驱动尾部电机20时，尾部电机20、尾柄8和第一鳍状部件6分别以第三转动副10的轴心线为中心，在垂直于水平面的方向进行往复摆动，相对于现有技术中，仅仅驱动尾鳍（第一鳍状部件6）的方案，第一鳍状部件6的摆动幅度更大，从而能够获得较大的排开水的反作用力。尾部电机20通过第二转动副9驱动尾柄8时，尾柄8和第一鳍状部件6分别以第二转动副9的轴心线为中心，在与水平面平行的方向进行往复摆动。当尾柄8在垂直于水平面的方向进行往复摆动时，第一鳍状部件6受到水的阻力作用，第一鳍状部件6以第一转动副7的轴心线相对于尾柄8进行转动，此时，弹簧19处于拉伸状态；当尾柄8停止摆动时，弹簧19处于收缩状态，弹簧19能够将第一鳍状部件6复归原位。

此外，第一转动副7、第二转动副9和第三转动副10可以分别采用电机往复摆动或电机连续旋转加曲柄连杆机构。

进一步的，当第一鳍状部件6垂直于水平面时，第一驱动装置包括：

尾柄8，尾柄8的尾端通过第一转动副7与第一鳍状部件6活动连接，第一转动副7的轴心线垂直于水平面，尾柄8的中部通过弹簧19与第一鳍状部件6连接；

尾部电机20，尾部电机20的转轴通过第二转动副9与尾柄8的头端活动连接，第二转动副9的轴心线与水平面平行；

腰部电机21，腰部电机21的转轴通过第三转动副10与尾部电机20活动连接，第三转动副10的轴心线垂直于水平面。

其中，腰部电机21通过第三转动副10驱动尾部电机20时，尾部电机20、尾柄8和第一鳍状部件6分别以第三转动副10的轴心线为中心，在与水平面平行的方向进行往复摆动。尾部电机20通过第二转动副9驱动尾柄8时，尾柄8和第一鳍状部件6分别以第二转动副9的轴心线为中心，在垂直于水平面的方向进行往复摆动。当尾柄8在与水平面平行的方向进行往复摆动时，第一鳍状部件6受到水的阻力作用，第一鳍状部件6以第一转动副7的轴心线相对于尾柄8进行转动，此时，弹簧19处于拉伸状态；当尾柄8停止摆动时，弹簧19处于收缩状态，弹簧19能够将第一鳍状部件6复归原位。

进一步的，第二驱动装置包括：

胸部电机22，一对第二鳍状部件12分别与2个胸部电机22的转轴连接。

其中，2个胸部电机22对称的设置在壳体1内，且2个胸部电机22的转轴分别延伸出壳体1，2个转轴的轴心线应当在同一条直线上，一对第二鳍状部件12分别与2个转轴连接。当2个胸部电机22转动时，一对第二鳍状部件12相对于水平面的角度应当相同。第二鳍状部件12接近壳体1头端的边缘至壳体1尾端的边缘所在的平面为转动面，壳体1尾端的边缘抵触的水平面为基准面，转动面与基本面的夹角为基准夹角。当第二鳍状部件12转动后，第二鳍状部件12的转动面与基准面的第一夹角大于基准夹角时，在第一驱动装置和第一鳍状部件6的推动下，流线型机器人呈现上升状态；反之，当第二鳍状部件12转动后，第二鳍状部件12的转动面与基准面的第一夹角小于基准夹角时，在第一驱动装置和第一鳍状部件6的推动下，流线型机器人呈现下沉状态。

优选的，第二驱动装置包括：

胸部电机22；

换向齿轮组，包括主动齿轮和至少一个被动齿轮，主动齿轮与被动齿轮啮合，主动齿轮的轴心线与被动齿轮的轴心线相互垂直，胸部电机22的转轴与换向齿轮组的主动齿轮同轴连接；

驱动轴，驱动轴与被动齿轮同轴连接，驱动轴的两端分别延伸出壳体1，一对第二鳍状部件12分别与驱动轴的两端连接。

其中，采用一个胸部电机22，并配合换向齿轮组和驱动轴，可以节省壳体1内的空间、以及有效的减少流线型机器人的重量。与前述具有2个胸部电机22的方案相比，其二者的作用相同。

进一步的，壳体1包括：

壳体1由尼龙材料制成，壳体1内填充泡沫。应当理解的，壳体1还可以采用其他低密度材质制成，例如橡胶。此外，壳体1内填充泡沫，能够给壳体1提供浮力，并且具有缓冲的作用。优选的，填充的泡沫为仿形泡沫，可以具有一定的仿生作用。

进一步的，流线型机器人还包括：

电池，电池设置在耐压密封舱2内，密封舱设置在壳体1的内部；

无线充电模块33，无线充电模块33设置在壳体1内，当电池的电量低于预设电量时，流线型机器人按照预设控制条件到达预设充电区域，电池通过无线充电模块33进行无线充电。

其中，电池设置在耐压密封舱2内；也可以将壳体1的一部分制作成具有耐压和密封效果的独立腔室，并将电池和无线充电模块33设置在独立腔室中。当流线型机器人到达预设充电区域时，预设充电区域的无线充电装置与该无线充电模块33建立无线充电连接，因此，壳体1可以减少需要加工的孔洞，并且可以实现流线型机器人的水下充电，减少人工充电的工作量。

应当理解的是，也可以将传统的水密插座设置在壳体1上，通过水密插座与充电区域的插头连接实现充电。

此外，密封舱最好是采用abs或铝合金材质的标准防水接线盒，接线盒内部含有密封圈，起密封作用，同时在舱体的出线口和接插件口加涂防水胶，增加二次保护，确保高密封性能。

进一步的，流线型机器人还包括：

控制箱32，控制箱32通过注塑方式形成密封腔体；

主控板，主控板容纳在控制箱32内，主控板包括用于存储预设控制程序的存储器；

红外传感器30，红外传感器30通过导线与主控板连接，多个红外传感器30分别按照预设方向设置在壳体1的表面，当红外传感器30的反馈信号为真时，预设控制程序根据反馈信号输出对应的控制指令。

以流线型机器人为海豚类外形举例说明：多个红外传感器30可以设置在海豚类外形的头端、背部顶端、腹部侧面两端和底端等多处，当其中一个红外传感器30接收到反射的红外信号之后，红外传感器30将该信号传输至主控板，在通过存储器内的预设控制程序和该信号输出相应的控制指令。根据控制指令，流线型机器人能够调整第一驱动装置和/或第二驱动装置，从而形成对于障碍物的规避。此外，在条件允许的情况下，也可以采用声呐传感器替换红外传感器30。为了保证主控板和电缆接头的安全使用，控制箱32应当采用密封结构，避免水与主控板和电缆接头接触。在控制箱32内采用注塑的方式将防水胶或树脂注入控制箱32内，固化后即可实现控制箱32的密封。还可以在电缆接头上采用热缩套管进行进一步的防水米粉，相对于防水插接件，能够有效的节省控制箱32的空间。

进一步的，流线型机器人还包括：

无线通讯模块3，无线通讯模块3设置在控制箱32内，无线通讯模块3与主控板连接，当无线通讯模块3将接收到的控制信号发送至存储器时，预设控制程序根据控制信号输出对应的控制指令。

采用无线通讯模块3，一方面可以通过无线通讯的方式接收外部的无线控制信号，另一方面，还可以减少鱼型壳体1、或者说密封腔的开孔及对应的密封部件。根据外部的无线控制信号，以及存储器中的预设控制程序，流线型机器人的操作者和流线型机器人可以建立控制结构，从而实现远程的人机互动。

机器人的控制方式可以采用：手机APP无线遥控或无线手柄无线遥控。其中，手机App遥控智能在10米范围内实现对机器人水面游动的控制，无线手柄遥控则可在10米范围内实现机器人水面或水下1.8米内完成控制，两种遥控操作界面均含有方向键、上浮下潜键、喷水键、跃水、摄像键、咬合抓取等功能按键，实现对机器人的控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.用于观赏的流线型机器人，其特征在于，包括：

壳体（1），所述壳体（1）为流线型，所述壳体（1）能够在水中悬浮，第一鳍状部件（6）设置在所述壳体（1）的尾部，一对第二鳍状部件（12）水平对称的设置在接近所述壳体（1）的两侧；

第一驱动装置，所述第一驱动装置的尾端与所述第一鳍状部件（6）连接，所述第一驱动装置驱动所述第一鳍状部件（6）进行往复摆动；

第二驱动装置，一对所述第二鳍状部件（12）分别与所述第二驱动装置转动连接，所述第二驱动装置驱动所述第二鳍状部件（12）进行双向转动；

所述第一驱动装置和所述第二驱动装置分别容纳在所述壳体（1）内；

当所述第一鳍状部件（6）进行往复摆动，且所述第二鳍状部件（12）相对于水平面的角度为预设角度时，所述壳体（1）相对于水平面水平的移动；

当所述第一鳍状部件（6）进行往复摆动，且所述第二鳍状部件（12）相对于水平面的角度与所述预设角度具有偏差时，所述壳体（1）相对于水平面倾斜的移动。

2.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，当所述第一鳍状部件（6）与水平面平行时，所述第一驱动装置包括：

尾柄（8），所述尾柄（8）的尾端通过第一转动副（7）与所述第一鳍状部件（6）活动连接，所述第一转动副（7）的轴心线与水平面平行，所述尾柄（8）的中部通过弹簧（19）与所述第一鳍状部件（6）连接；

尾部电机（20），所述尾部电机（20）的转轴通过第二转动副（9）与所述尾柄（8）的头端活动连接，所述第二转动副（9）的轴心线垂直于水平面；

腰部电机（21），所述腰部电机（21）的转轴通过第三转动副（10）与所述尾部电机（20）活动连接，所述第三转动副（10）的轴心线与水平面平行。

3.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，当所述第一鳍状部件（6）垂直于水平面时，所述第一驱动装置包括：

尾柄（8），所述尾柄（8）的尾端通过第一转动副（7）与所述第一鳍状部件（6）活动连接，所述第一转动副（7）的轴心线垂直于水平面，所述尾柄（8）的中部通过弹簧（19）与所述第一鳍状部件（6）连接；

尾部电机（20），所述尾部电机（20）的转轴通过第二转动副（9）与所述尾柄（8）的头端活动连接，所述第二转动副（9）的轴心线与水平面平行；

腰部电机（21），所述腰部电机（21）的转轴通过第三转动副（10）与所述尾部电机（20）活动连接，所述第三转动副（10）的轴心线垂直于水平面。

4.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，所述第二驱动装置包括：

胸部电机（22），一对所述第二鳍状部件（12）分别与2个所述胸部电机（22）的转轴连接。

5.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，所述第二驱动装置包括：

胸部电机（22）；

换向齿轮组，包括主动齿轮和至少一个被动齿轮，所述主动齿轮与所述被动齿轮啮合，所述主动齿轮的轴心线与所述被动齿轮的轴心线相互垂直，所述胸部电机（22）的转轴与所述换向齿轮组的主动齿轮同轴连接；

驱动轴，所述驱动轴与所述被动齿轮同轴连接，所述驱动轴的两端分别延伸出所述壳体（1），一对所述第二鳍状部件（12）分别与所述驱动轴的两端连接。

6.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，所述壳体（1）包括：

所述壳体（1）由尼龙材料制成，所述壳体（1）内填充泡沫。

7.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，所述流线型机器人还包括：

电池，所述电池设置在耐压密封舱（2）内，所述密封舱设置在所述壳体（1）的内部；

无线充电模块（33），所述无线充电模块（33）设置在所述壳体（1）内，当所述电池的电量低于预设电量时，所述流线型机器人按照预设控制条件到达预设充电区域，所述电池通过所述无线充电模块（33）进行无线充电。

8.根据权利要求1所述的流线型机器人，其特征在于，所述流线型机器人还包括：

控制箱（32），所述控制箱（32）通过注塑方式形成密封腔体；

主控板，所述主控板容纳在所述控制箱（32）内，所述主控板包括用于存储预设控制程序的存储器；

红外传感器（30），所述红外传感器（30）通过导线与所述主控板连接，多个所述红外传感器（30）分别按照预设方向设置在所述壳体（1）的表面，当所述红外传感器（30）的反馈信号为真时，所述预设控制程序根据所述反馈信号输出对应的控制指令。

9.根据权利要求8所述的流线型机器人，其特征在于，所述流线型机器人还包括：

无线通讯模块（3），所述无线通讯模块（3）设置在所述控制箱（32）内，所述无线通讯模块（3）与所述主控板连接，当所述无线通讯模块（3）将接收到的控制信号发送至所述存储器时，所述预设控制程序根据所述控制信号输出对应的控制指令。