一种仿生剑齿虎的制作方法

本实用新型涉及仿生动物模型领域，具体而言，涉及一种仿生剑齿虎。

背景技术：

剑齿虎作为已经灭绝的大型动物以其体型庞大、长相奇特及神秘性吸引着人们的好奇与关注，因此剑齿虎在科普知识宣传及科技馆展品方面存在较大的应用需求。因此，为了便于科普知识宣传和观赏娱乐，现展览馆或科技馆均采用仿生剑齿虎进行展示，而仿生剑齿虎是一种根据仿生学原理设计制造的机器剑齿虎，它模仿剑齿虎的由趴着到站起并摆动头等动作。

目前市面上仿生剑齿虎的同类型产品较多，其中，动力传递方式是仿生机械动物产生动作中最重要的环节之一，现有传统的传递方式是通过曲柄连杆机构和连杆机构把动力传递到仿生机械动物身体各部分需要活动的关节，以此来实现各种动作，其实现动作简单，往复运动，不可控性大，适合对仿生机械动物要求不高的产品，但由于单曲柄连杆虽具有结构简单、轻便灵活等特点，现目前大多仿生动物的动力传递均采用单曲柄连杆，而曲柄连杆在进行动力传动时，运动时动作幅度大，不易控制，随意变动，没有规律，使其仿生动作僵硬，体验效果差，不能更好的实现人机互动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种仿生剑齿虎，以解决上述问题。

为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种仿生剑齿虎，包括脊椎支架、前横梁和后横梁；所述前横梁和后横梁分别安装在脊椎支架的前后两端，且前横梁的两端均安装有可摆动的前腿机构，后横梁的两端均安装有可摆动的后腿机构；所述前横梁上还安装有可上下左右摆动的头部机构，且头部机构上还安装有可张合的嘴部机构。

进一步的，还包括固定底座；所述前腿机构和后腿机构均可弯折，且前腿机构和后腿机构的下端均安装在固定底座上。

进一步的，所述后横梁的两端还安装有后腿伸缩杆，且后腿伸缩杆的输出端与后腿机构连接。

进一步的，所述前横梁为两个，其中一个前横梁的两端均安装有减震弹簧，且前腿机构共同安装在减震弹簧和另一前横梁的端部上。

进一步的，所述脊椎支架的前端还安装有横向延伸的支杆，支杆呈“π”型，且支杆的两端均安装有前腿伸缩杆，且前腿伸缩杆的输出端与前腿机构连接。

进一步的，所述前横梁上还安装有可上下摆动的上下转向机构，上下转向机构上还安装有左右转向机构，且头部机构安装在左右转向机构上；所述脊椎支架上安装有驱动上下转向机构摆动的上下摆动伸缩杆，上下转向机构上还安装有驱动左右转动机构摆动的左右摆动伸缩杆。

进一步的，所述上下转向机构为共同铰接在脊椎支架和前横梁上的固定框；所述左右转向机构包括固定轴、轴套和y型架，固定轴固定安装在固定框上，轴套转动套设在固定轴上，y型架的一端固定在轴套上，头部机构共同安装在y型架的两个延伸端，且左右摆动伸缩杆的输出端与y型架的连接。

进一步的，所述头部机构在y型架上可进行左右摆动；所述嘴部机构包括两个交叉铰接的连杆，且其中一个连杆固定安装在头部机构上，另一个连杆可上下摆动。

进一步的，所述y型架上还安装有头部伸缩杆，且头部伸缩杆的延伸端与头部机构连接；所述头部机构上还安装有嘴部伸缩杆，嘴部伸缩杆的输出端与可上下摆动的连杆连接。

进一步的，所述头部机构呈圆形框架状，且连杆呈圆弧型。

本实用新型的有益效果是,

本实用新型通过对仿生剑齿虎的各个部位均设置成可活动结构，使仿生剑齿虎的各个部位均可进行单元控制，从而增加了仿生剑齿虎的灵活性；同时，由于本实用新型中的仿生剑齿虎头部机构可进行上下左右摆动，从而增加了仿生剑齿虎的仿真度。

附图说明

图1是本实用新型提供的仿生剑齿虎的立体结构图；

图2是本实用新型提供的仿生剑齿虎的主视图；

图3是本实用新型提供的仿生剑齿虎的俯视图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1、嘴部机构，2、头部机构，3、左右转向机构，4、头部伸缩杆，5、上下转向机构，6、减震弹簧，7、脊椎支架，8、前腿机构，9、后腿机构，10、固定底座，11、前横梁，12、后横梁，13、后腿伸缩杆，14、支杆，15、前腿伸缩杆，16、上下摆动伸缩杆，17、左右摆动伸缩杆，18、固定轴，19、轴套，20、y型架，21、嘴部伸缩杆；

101、连杆；

801、一段连杆，802、二段连杆，803、三段连杆。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供的一种仿生剑齿虎，包括脊椎支架7、前横梁11和后横梁12；所述前横梁11和后横梁12分别安装在脊椎支架7的前后两端，且前横梁11的两端均安装有可摆动的前腿机构8，后横梁12的两端均安装有可摆动的后腿机构9；所述前横梁11上还安装有可上下左右摆动的头部机构2，且头部机构2上还安装有可张合的嘴部机构1。

所述脊椎支架7的前后两端均向下弯折，且脊椎支架7的中部呈弧线型，从而很好的模拟了剑齿虎自身脊椎形状。所述前横梁11和后横梁12分别固定安装在脊椎支架7的前后两端，前横梁11模拟了剑齿虎的肩胛骨，后横梁12模拟了剑齿虎的骨盆带，前腿机构8铰接安装在前横梁11上，后腿机构9铰接安装在后横梁12上，使前腿机构8可在前横梁11上相对摆动，后腿机构9可在后横梁12上相对摆动，使仿生剑齿虎的任意一个前腿结构或任意一个后退结构可实现单独控制，从而增加了仿生剑齿虎动作的灵活性。

当两个前腿机构8和两个后退机构中的任意一个动作时，即模拟了剑齿虎行走的动作；所述前腿机构8和后腿机构9均包括大腿结构、小腿结构和脚踝结构，大腿结构铰接安装在后横梁12上，且大腿结构包括三个依次连接的一段连杆801，小腿结构包括两个倾斜的二段连杆802，且大腿结构中位于首尾的一段连杆801均铰接在其中一个二段连杆802上，即大腿结构中第一个一段连杆801铰接在二段连杆802的上端，大腿结构中的最后一个一段连杆801铰接在二段连杆802的中部，而另一个二段连杆802的上端则铰接在大腿结构中的最后一个一段连杆801下端上；所述脚踝结构为三段连杆803，且两个二段连杆802的下端共同铰接安装在三段连杆803上。

所述头部机构2铰接安装，头部机构2可进行上下左右摆动，使本实用新型可进行剑齿虎的头部动作；所述嘴部机构1固定安装在头部机构2上，且嘴部机构1可进行张合，使本实用新型可模拟了出了剑齿虎张嘴和闭嘴的动作，增加了仿生剑齿虎的仿真度。

仿生剑齿虎还包括固定底座10，前腿机构8和后腿机构9的下端均铰接安装在固定底座10上，且前腿机构8和后腿机构9的中部均可实现弯折，不仅使仿生剑齿虎呈稳定站立在固定底座10上，且使仿生剑齿虎在前腿机构8下端和后腿机构9下端在固定的情况下，仿生剑齿虎的前腿机构8或后腿机构9仍能进行弯曲动作，从而可模拟出剑齿虎的卧、坐、站等不同的姿态，使仿生剑齿虎的动作更多，提高了仿生剑齿虎的仿真度。

所述后横梁12的两端还铰接安装有后腿伸缩杆13，后腿伸缩杆13的输出端与后腿机构9铰接，具体的，后腿伸缩杆13的输出端与后腿机构9的大腿结构中的第一个一段连杆801中部铰接，通过后腿伸缩杆13的驱动，使后腿机构9中的大腿结构与小腿结构相对弯折，从而使仿生剑齿虎的后腿机构9进行弯折或伸直，从而使后腿机构9进行动作。

所述前横梁11为两个，其中一个前横梁11的两端均安装有减震弹簧6，且前腿机构8共同安装在减震弹簧6和另一前横梁11的端部上；具体的，减震弹簧6安装在靠近仿生剑齿虎头部机构2的前横梁11上，在保证减震弹簧6能对前腿机构8在动作时进行减震的同时，有效防止前腿机构8的摆动受到影响。本实用新型中的减震弹簧6还可直接安装在前腿机构8的大腿结构中的第一个一段连杆801与第二个一段连杆801之间，此时第二个二段连杆802共同固定在两个前横梁11上即可，在保证仿生剑齿虎前腿减震的同时，使仿生剑齿虎的前腿机构8更加简单。

所述脊椎支架7的前端还固定安装有横向延伸的支杆14，支杆14位于前横梁11的后方，且支杆14呈“π”型，支杆14的两端均铰接安装有前腿伸缩杆15，且前腿伸缩杆15的输出端与前腿机构8的大腿结构中的最后一个一段连杆801铰接，通过前腿伸缩杆15的驱动，使前腿机构8的大腿结构中的最后一个一段连杆801摆动，从而使前腿机构8中的大腿结构与小腿结构相对摆动，从而使前腿机构8实现弯折或伸直，使前腿机构8保证灵活性。

所述前横梁11上还安装有可上下摆动的上下转向机构5，上下转向机构5上还安装有左右转向机构3，且头部机构2安装在左右转向机构3上；所述脊椎支架7上安装有驱动上下转向机构5摆动的上下摆动伸缩杆16，上下转向机构5上还安装有驱动左右转动机构摆动的左右摆动伸缩杆17。

所述上下转向机构5通过铰链铰接在前横梁11和脊椎支架7上，使上下转向机构5可在前横梁11和脊椎支架7上进行上下转动；所述左右转向机构3转动安装在上下转向机构5上，使安装在左右转向机构3上的头部机构2可进行上下左右的摆动；所述上下摆动伸缩杆16的一端与脊椎支架7铰接，为了方便安装，上下摆动伸缩杆16也可直接铰接安装在支杆14上；所述上下摆动伸缩杆16的输出端与上下转向机构5的下端或上端铰接，通过上下摆动伸缩杆16的驱动，使上下摆动机构进行摆动，从而使头部机构2实现上下摆动。

所述左右摆动伸缩杆17铰接安装在上下转向机构5的左右两侧，而左右摆动伸缩杆17的输出端与左右转动机构铰接，使左右摆动伸缩杆17在伸缩时，左右摆动伸缩杆17带动左右转向机构3进行同步摆动，从而使头部机构2实现左右摆动。

所述上下转向机构5为共同铰接在脊椎支架7和前横梁11上的固定框，固定框可为圆形或多边形，上下摆动伸缩杆16的输出端与固定框的顶部或底部铰接；所述左右转向机构3包括固定轴18、轴套19和y型架20，固定轴18竖直安装，且固定轴18的两端均固定在固定框上；所述轴套19套设在固定轴18上，轴套19可在固定轴18上进行充分的转动；所述y型架20固定安装在轴套19上，轴套19转动时使y型架20同步动作，从而使y型架20实现左右摆动，左右摆动伸缩杆17铰接在固定框的左右两侧，且左右摆动伸缩杆17的输出端与y型架20的中部，通过左右摆动伸缩杆17的伸缩，使y型架20绕固定轴18进行摆动，从而实现y型架20的左右摆动。所述头部机构2共同安装在y型架20的两个延伸端。

所述头部机构2在y型架20上可进行左右摆动，即仿生剑齿虎的头部机构2可相对于y型架20相对左右摆动，可有效的模拟剑齿虎的头部动作，使仿生剑齿虎的灵活性更高；所述嘴部机构1包括两个交叉铰接的连杆101，两个连杆101分别仿生了剑齿虎的上颚和下颚部分，且其中一个连杆101固定安装在头部机构2上，另一个连杆101可上下摆动，通过一个连杆101的摆动，使两个连杆101之间的夹角变大或检索，从而模拟出剑齿虎的张嘴和闭嘴的动作，使仿生剑齿虎的动作更加逼真。

所述头部机构2为圆形或多边形的框架，且头部机构2的顶部和底部均固定有插销，y型架20的两个延伸端上固定安装有套管，两个插销均活动插设在套管内，使头部机构2在y型架20上可进行左右摆动；所述y型架20上还铰接安装有头部伸缩杆4，且头部伸缩杆4的延伸端与头部机构2的左侧或右侧铰接，通过头部伸缩杆4的伸缩，带动头部机构2左右摆动，从而实现头部机构2的摆动；所述头部机构2上还铰接安装有嘴部伸缩杆21，嘴部伸缩杆21的输出端与可上下摆动的连杆101铰接连接，通过嘴部伸缩杆21的伸缩，带动可上下摆动的连杆101进行摆动，从而使两个连杆101之间的夹角增大或变小，从而使仿生剑齿虎实现张嘴和闭嘴的动作。

所述头部机构2呈圆形框架状，且连杆101呈圆弧型，使仿生剑齿虎的头部机构2和嘴部机构1的形状与剑齿虎更接近，使仿生剑齿虎的视觉感更强烈。

本实用新型中的后腿伸缩杆13、前腿伸缩杆15、上下摆动伸缩杆16、左右摆动伸缩杆17、头部伸缩杆4和嘴部伸缩杆21均为伸缩气缸或伸缩液压缸或电子伸缩杆，使后腿伸缩杆13、前腿伸缩杆15、上下摆动伸缩杆16、左右摆动伸缩杆17、头部伸缩杆4和嘴部伸缩杆21的控制更加方便。

在仿生剑齿虎在进行展示时，当需要使仿生剑齿虎坐立时，两个后腿伸缩杆13伸长，后腿伸缩杆13使后腿机构9弯折，从而使仿生剑齿虎的两个后腿机构9弯折，使发生剑齿虎的脊椎支架7后端向下运动，即模拟出仿生剑齿虎坐立。

当需要使仿生剑齿虎卧下时，两个前腿伸缩杆15和两个后腿伸缩杆13均伸长，前腿伸缩杆15使前腿机构8弯折，后腿伸缩杆13使后腿机构9弯折，从而使仿生剑齿虎的两个前腿机构8和两个后腿机构9均进行弯折弯折，使发生剑齿虎的脊椎支架7的前端和脊椎支架7的后端均向下运动，即模拟出仿生剑齿虎卧下。

当需要使仿生剑齿虎的颈部进行左右摆动时，左右摆动伸缩杆17伸缩，左右摆动伸缩杆17带动y型架20在上下转向机构5上进行左右摆动，而y型架20在左右摆动的同时，安装在y型架20上的头部机构2和安装在头部机构2上的嘴部机构1同步摆动，从而实现仿生剑齿虎的颈部左右摆动。

当需要使仿生剑齿虎的颈部进行上下摆动时，上下摆动伸缩杆16伸缩，上下摆动伸缩杆16带动左右转向机构3在脊椎支架7上进行上下摆动，而左右转动机构在上下摆动的同时，安装在上下转向机构5的左右转向机构3、安装在左右转向机构3上的头部机构2、安装在头部机构2上的嘴部机构1同步摆动，从而实现仿生剑齿虎的颈部上下摆动。

当需要使仿生剑齿虎的头部机构2需要左右摆动时，头部伸缩杆4伸缩，头部伸缩杆4带动头部机构2在y型架20上左右摆动，而头部机构2在左右摆动的同时，安装在头部机构2上的嘴部机构1同步摆动，从而给实现仿生剑齿虎的头部左右摆动。

当需要使仿生剑齿虎的嘴部机构1需要张合时，嘴部伸缩杆21伸缩，嘴部伸缩杆21带动连杆101摆动，使两个连杆101之间的夹角变大或减小，从而给实现仿生剑齿虎的嘴部机构1的张合。

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。