CN219635297U - 人体肌能滑雪仿生企鹅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了人体肌能滑雪仿生企鹅，包括：仿生企鹅滑雪构态机体，机体包括身躯主体，位于身躯主体两端的头部和尾部、对称分布在身躯主体两侧的鳍脚部和后脚部，身躯主体中安装有手臂驱动的切雪平衡机构、腿脚驱动的蹬雪前行机构及腿脚驱动的降速急刹机构；针对身躯主体的侧腹曲线、身躯主体的前胸曲线、后脚部的脚趾尖曲线、鳍脚部的外缘曲线、鳍脚部的内缘曲线、尾部的曲线和尾部中间内凹脊线进行拟合度大于0.9的形态仿生设计。综合形态、结构、材料及功能仿生设计，使该装置在获得仿生企鹅滑雪机动性、稳定性及安全性的运动优势基础上，兼顾了观感及触感逼近真实企鹅，同时还配备多种娱乐组件，提高使用该装置的雪上运动乐趣。
Description
技术领域
本发明涉及滑雪装置领域，具体是人体肌能滑雪仿生企鹅。
背景技术
雪上运动是冬季运动项目重要的组成部分，随着普及程度的不断提高，雪上运动尤其是滑雪受到越来越多人的喜爱；现在的滑雪装置过于单调，大多是滑板类或带滑板的载具，滑板类虽然装备简单，但技巧性要求较高，因此局限性较大；而带有滑板的载具通病在于其稳定性差，存在较为显著的安全隐患。
企鹅是一种古老的、生活在南极的生物，经过漫长的进化，其具有优异的滑雪能力，在滑雪过程中姿态优美、形体稳健、机动灵活，因此，提出一种仿生企鹅构态的滑雪器，来填补滑雪装置中的缺失，并且提高滑雪装置的安全性、体验性及娱乐性。
发明内容
本发明的目的在于提供人体肌能滑雪仿生企鹅，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
人体肌能滑雪仿生企鹅，包括仿生企鹅滑雪构态机体，所述机体包括身躯主体，位于身躯主体两端的头部和尾部、对称分布在身躯主体两侧的鳍脚部和后脚部，所述身躯主体上还设有供人乘坐的座舱部；
其中，身躯主体的侧腹曲线方程为：
身躯主体的前胸曲线方程为：
y＝301.99111-1.00252x+4.99902×10-4x2；
所述后脚部的脚趾尖曲线方程为：
y＝-395.68291+58.2983x-2.81328x2+0.04594x3；
所述鳍脚部的外缘曲线方程为：y＝388.0162-0.06169x+6.83452×10-4x2；
所述鳍脚部的内缘曲线方程为：y＝6.03227+0.3677x-4.0517×10-4x2；
所述尾部的曲线方程为：y＝-22.89302+0.67116x-0.0045x2，尾部106中间内凹脊线方程为：y＝-54.44686+2.07338x-0.02292x2；
所述鳍脚部和后脚部活动安装在身躯主体上，分为作为手臂驱动的切雪平衡机构、腿脚驱动的蹬雪前行机构的触雪部件；
所述尾部可活动地安装在身躯主体上，所述身躯主体中安装有腿脚驱动尾部活动的降速急刹机构。
作为本发明进一步的方案：所述后脚部为具有三脚趾的蹼状脚掌，且其脚掌表面分布有鱼鳞状非光滑凸起。
作为本发明再进一步的方案：所述鳍脚部的边缘具有锯齿形止滑边刃。
作为本发明再进一步的方案：所述切雪平衡及蹬雪前行机构包括驱动踏板、动力杆、连轴、手柄、鳍脚部和后脚部，所述座舱部的两侧均设有一组驱动踏板，驱动踏板的下端连接动力杆的一端，动力杆的另一端连接后脚部，动力杆上设有弹性驱动的弹簧和滑套；所述座舱部的两侧的鳍脚部还通过连轴连接座舱部中的手柄。
作为本发明再进一步的方案：所述降速急刹机构包括制动踏板、刹车拉线和刹车板，所述座舱部中设有位于两驱动踏板之间的制动踏板，制动踏板通过刹车拉线连接翻转安装的刹车板。
作为本发明再进一步的方案：所述身躯主体由外层、中层和内层组成，所述外层采用仿企鹅羽毛柔性材料，中层采用仿企鹅肌肉弹性材料，内层采用仿企鹅骨骼刚性材料。
作为本发明再进一步的方案：所述仿生企鹅滑雪构态机体上设有娱乐装置，包括设置在身躯主体的喷水机构，可转动、可发光有声效的头部、具有放置排出礼物功能的存储仓。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用结构和功能仿生技术，设计了仿生企鹅滑雪构态机体，机体包括身躯主体，位于身躯主体两端的头部和尾部、对称分布在身躯主体两侧的鳍脚部和后脚部，身躯主体中安装有手臂驱动的切雪平衡机构、腿脚驱动的蹬雪前行机构及腿脚驱动的降速急刹机构；采用形态仿生技术，针对身躯主体的侧腹曲线、身躯主体的前胸曲线、后脚部的脚趾尖曲线、鳍脚部的外缘曲线、鳍脚部的内缘曲线、尾部的曲线和尾部中间内凹脊线进行拟合度大于0.9的仿生设计；采用材料仿生技术，设计了身躯主体的多层刚弹柔耦合仿生材料组装，外层采用仿企鹅羽毛柔性材料，中层采用仿企鹅肌肉弹性材料，内层采用仿企鹅骨骼刚性材料。综上形态、结构、材料及功能仿生设计，使该装置在获得仿生企鹅滑雪机动性、稳定性及安全性的运动优势基础上，兼顾了观感及触感逼近真实企鹅，同时还配备多种娱乐组件，提高使用该装置的雪上运动乐趣。
附图说明
图1为人体肌能滑雪仿生企鹅的结构示意图。
图2为人体肌能滑雪仿生企鹅的身躯主体的侧腹曲线示意图。
图3为人体肌能滑雪仿生企鹅的身躯主体的前胸曲线示意图。
图4为人体肌能滑雪仿生企鹅的后脚部的脚趾尖曲线示意图。
图5为人体肌能滑雪仿生企鹅的后脚部蹬雪运动轨迹。
图6为人体肌能滑雪仿生企鹅的鳍脚部的曲线示意图。
图7为人体肌能滑雪仿生企鹅的尾部的曲线示意图。
图8为人体肌能滑雪仿生企鹅中切雪平衡及蹬雪前行机构的示意图。
图9为人体肌能滑雪仿生企鹅中手柄和连轴示意图。
图10为人体肌能滑雪仿生企鹅中切雪平衡及蹬雪前行机构的俯视图。
其中：101、身躯主体；102、头部；103、座舱部；104、鳍脚部；105、后脚部；106、尾部；2、驱动踏板；3、制动踏板；4、水箱；5、储物仓；6、刹车拉线；7、动力杆；8、弹簧；9、刹车板；10、手柄；11、连轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1，本发明实施例中，人体肌能滑雪仿生企鹅，包括仿生企鹅滑雪构态机体，所述机体包括身躯主体101，位于身躯主体101两端的头部102和尾部106、对称分布在身躯主体101两侧的鳍脚部104和后脚部105，所述身躯主体101上还设有供人乘坐的座舱部103，座舱部103上可选择性的安装可开启、关闭的舱罩。
请参阅图2和图3，为了使身躯主体101及整体的滑雪仿生企鹅具备如同真实企鹅般优越的机动性和稳定性，对身躯主体101的腹部曲线进行精细的形态仿生，其中身躯主体101的侧腹曲线方程(101a)为：
计算拟合度r2＝0.99861；
身躯主体101的前胸曲线方程(101a)为：
y＝301.99111-1.00252x+4.99902×10-4x2；
计算拟合度r2＝0.99486；
通过在身躯主体101上高度仿生出侧腹曲线和前胸曲线，使设计的滑雪器主体能够更好地在全雪质环境平稳、机动、快速滑行，仿企鹅侧腹曲线可以降低摩擦力增加滑行速度，仿企鹅前胸部曲线可以增加滑行灵活性和机动性能。
请参阅图4，身躯主体101两侧具有仿生的后脚部105，后脚部105的脚趾尖轮廓曲线在蹬雪过程中起到重要的滑切和刺入作用，有助于减小入雪过程中的阻力，实现稳固抓雪蹬地，为滑雪仿生企鹅滑雪前行提供稳定的动力，后脚部105的脚趾尖曲线方程(105a)为：y＝-395.68291+58.2983x-2.81328x2+0.04594x3；
计算拟合度r2＝0.94568；
请参阅图5，后脚部105蹬雪运动轨迹方程为：
y＝84.004+0.45264x+1.48031×10-4x2-4.2163×10-4x3，
计算拟合度r2＝0.98961；
进一步的，后脚部105为三脚趾的蹼状脚掌，且其脚掌表面分布有鱼鳞状非光滑凸起，利用非光滑表面可以增大与地面的接触面积，增大与雪地的摩擦力。
请参阅图6，鳍脚部104的外缘曲线方程(104a)为：
y＝388.0162-0.06169x+6.83452×10-4x2；
计算拟合度r2＝0.99258；
鳍脚部104的内缘曲线方程(104b)为；
y＝6.03227+0.3677x-4.0517×10-4x2；
计算拟合度r2＝0.99267；
进一步的，鳍脚部104的边缘具有锯齿形止滑边刃，起到切雪平衡功能。
请参阅图7，尾部106的曲线方程(106a)为：
y＝-22.89302+0.67116x-0.0045x2；
计算拟合度r2＝0.99788；
尾部106中间内凹脊线方程为：
y＝-54.44686+2.07338x-0.02292x2；
计算拟合度r2＝0.99862。
实施例2：
请参阅图8-图10，所述鳍脚部104和后脚部105可活动地安装在身躯主体101上，安装有手臂驱动鳍脚部104和腿脚驱动后脚部105活动的切雪平衡及蹬雪前行机构；
所述切雪平衡及蹬雪前行机构包括驱动踏板2、动力杆7、连轴11、手柄10、鳍脚部104和后脚部105，所述座舱部103的两侧均设有一组驱动踏板2，驱动踏板2的下端连接动力杆7的一端，动力杆7的另一端连接后脚部105，动力杆7上设有弹性驱动的弹簧8和滑套，在踩踏对应的驱动踏板2时，即通过动力杆7的传递，驱动同侧的后脚部105进行蹬雪驱动；
所述座舱部103的两侧的鳍脚部104还通过连轴11连接座舱部103中的手柄10，操作手柄10即可驱动鳍脚部104实现切雪驱动，不仅便于控制方向，还配合后脚部105的蹬雪驱动，提高设备的机动性，且为了提高手柄10对鳍脚部104的操作效率，还可以配备电机系统，在手柄10上设置相关的控制按钮。
实施例3：
请参阅图8和图10，所述尾部106可活动地安装在身躯主体101上，所述身躯主体101设有腿脚驱动的降速急刹机构；
所述降速急刹机构包括制动踏板3、刹车拉线6和刹车板9，所述座舱部103中设有位于两驱动踏板2之间的制动踏板3，制动踏板3通过刹车拉线6连接翻转安装的刹车板9，在踩踏制动踏板3后，通过刹车拉线6拉动刹车板9翻转，利用刹车板9和雪面的作用，实现降速和急刹。
实施例4：
所述身躯主体101的材料由多层刚弹柔耦合组装，外层采用仿企鹅羽毛柔性材料，中层采用仿企鹅肌肉弹性材料，内层采用仿企鹅骨骼刚性材料；优选时，各层厚度比例为：外层：中层：内层＝1:4:2；主要实现滑行时高效、缓震及安全功能，同时从功能、观感及触感角度，逼近真实企鹅。
实施例5：
本发明实施例在实施例1-实施例4的基础上，对人体肌能滑雪仿生企鹅进行功能升级，具体为：
所述仿生企鹅滑雪构态机体上设有多组娱乐装置，包括设置在身躯主体101的喷水机构，可转动、可发光有声效的头部102、具有放置和排出礼物功能的存储仓5等。
所述身躯主体101中设有水箱4，水箱4中通过泵组连接外部出水口，构成喷水机构；存储仓5优选的可放置蛋状盲盒等。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.人体肌能滑雪仿生企鹅，其特征在于，包括仿生企鹅滑雪构态机体，所述机体包括身躯主体(101)，位于身躯主体(101)两端的头部(102)和尾部(106)、对称分布在身躯主体(101)两侧的鳍脚部(104)和后脚部(105)，所述身躯主体(101)上还设有供人乘坐的座舱部(103)；
其中身躯主体(101)的侧腹曲线方程为：
身躯主体(101)的前胸曲线方程为：
y＝301.99111-1.00252x+4.9992×10-4x2，
所述后脚部(105)的脚趾尖曲线方程为：
y＝-395.68291+58.2983x-2.81328x2+0.04594x3；
所述鳍脚部(104)的外缘曲线方程为：y＝388.0162-0.6169x+683452×10-4x2；
所述鳍脚部(104)的内缘曲线方程为：y＝6.03227+0.3677x-4.0517×10-4x2；
所述尾部(106)的曲线方程为：y＝-22.89302+0.67116x-0.0045x2，尾部(106)中间内凹脊线方程为：y＝-54.44686+2.07338x-0.02292x2；
所述鳍脚部(104)和后脚部(105)可活动地安装在身躯主体(101)上，分别作为手臂驱动的切雪平衡机构及腿脚驱动的蹬雪前行机构的触雪部件；
所述尾部(106)活动安装在身躯主体(101)上，所述身躯主体(101)中安装有腿脚驱动的降速急刹机构。
2.根据权利要求1所述的人体肌能滑雪仿生企鹅，其特征在于，所述后脚部(105)为蹼状脚掌，共有三个脚趾且其表面分布有鱼鳞状非光滑凸起。
3.根据权利要求1所述的人体肌能滑雪仿生企鹅，其特征在于，所述鳍脚部(104)的边缘具有锯齿形止滑边刃。
4.根据权利要求1所述的人体肌能滑雪仿生企鹅，其特征在于，所述切雪平衡及蹬雪前行机构包括驱动踏板(2)、动力杆(7)、连轴(11)、手柄(10)及鳍脚部(104)和后脚部(105)，所述座舱部(103)的两侧均设有一组驱动踏板(2)，驱动踏板(2)的下端连接动力杆(7)的一端，动力杆(7)的另一端连接后脚部(105)，动力杆(7)上设有弹性驱动的弹簧(8)和滑套；所述座舱部(103)的两侧的鳍脚部(104)还通过连轴(11)连接座舱部(103)中的手柄(10)。
5.根据权利要求1所述的人体肌能滑雪仿生企鹅，其特征在于，所述降速急刹机构包括制动踏板(3)、刹车拉线(6)和刹车板(9)，所述座舱部(103)中设有位于两驱动踏板(2)之间的制动踏板(3)，制动踏板(3)通过刹车拉线(6)连接翻转安装的刹车板(9)。
6.根据权利要求1所述的人体肌能滑雪仿生企鹅，其特征在于，所述仿生企鹅滑雪构态机体上设有娱乐装置，包括设置在身躯主体(101)的喷水机构，可转动、可发光有声效的头部(102)、可放置和排出礼物的存储仓(5)。
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