一种机械传动的仿生运动装置

1.本实用新型涉及一种机械传动的仿生运动装置，属于仿生运动技术领域。


背景技术：

2.目前供观赏、娱乐用的仿生运动装置有较多种，仿生运动装置按照装置所能实现的运动功能可划分为仿鸟飞行装置、仿蛇爬行装置、多足步行装置、尾端推进装置等。其中，现有的多足步行装置主要有四足行走的动物玩具和娱乐器械，例如四足机器动物机芯、自行马以及电动驴等。但是，目前市面上尚未出现能仿生模拟“蠢驴拉磨”运动的仿生运动装置。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于提供一种能够仿生模拟“蠢驴拉磨”的仿生运动装置。
4.本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种机械传动的仿生运动装置，包括：
5.工作部分，具有磨盘和贴合设置于磨盘上表面的碾磨；
6.四肢行走部分，设置于碾磨的横向一侧并与碾磨相连接，用于驱动碾磨沿磨盘的上表面滚动；以及
7.动力部分，
8.其中，所述动力部分具有：
9.行走驱动机构，用于为四肢行走部分的四肢提供动力源以驱动其向前行走；以及
10.行走转向机构，用于使四肢行走部分行走时绕着磨盘的回转中心作圆周运动，
11.所述四肢行走部分行走时驱动碾磨绕着磨盘的回转中心作滚动式的圆周运动。
12.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
13.其中，所述工作部分还具有工作台，所述工作台用于悬空支撑磨盘，所述磨盘间接固定支撑于工作台的上方，所述磨盘呈圆盘状，所述四肢行走部分设置于工作台的上表面。
14.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
15.其中，所述四肢行走部分包括：
16.机身部；
17.前行走机构，设置于机身部的下方前侧，具有一对前肢；
18.后行走机构，设置于机身部的下方后侧，具有一对后肢；以及
19.四组曲柄连杆机构，四组所述曲柄连杆机构的执行末端分别与一对前肢、一对后肢对应连接。
20.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
21.其中，所述行走驱动机构包括：
22.前驱动部，用于驱动与一对前肢连接的两组曲柄连杆机构运动；
23.后驱动部，用于驱动与一对后肢连接的两组曲柄连杆机构运动；
24.主驱动轴，设置于磨盘上方并平行于磨盘的径向延伸，用于驱动前驱动部和后驱动部运动；以及
25.行走动力源，用于驱动主驱动轴转动。
26.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
27.其中，所述行走转向机构包括：
28.转向框架，设置于磨盘上表面中心处的上方； 以及
29.转向动力源，用于驱动转向框架绕着磨盘的回转中心作旋转运动，
30.所述碾磨转动套设于主驱动轴上，所述主驱动轴一端与转向框架形成转动连接，所述主驱动轴另一端与机身部形成转动连接。
31.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
32.其中，所述行走动力源为驱动电机，所述行走动力源的出轴沿竖直方向延伸至转向框架内并通过传动机构与主驱动轴动力连接。
33.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
34.其中，所述转向框架转动支撑于行走动力源的出轴上，
35.所述行走转向机构还包括转动套设于行走动力源出轴上的转向轮，所述转向轮位于转向框架下方且二者形成固定连接，
36.所述转向动力源为驱动电机，所述转向动力源的出轴通过传动机构与转向轮动力连接。
37.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
38.其中，所述行走转向机构还包括设置于碾磨横向外侧的支撑框架，所述支撑框架包括两个转动套设于主驱动轴上的挡块和固定连接两个挡块的横杆，两个所述挡块位于碾磨的轴向两侧，所述横杆至少设有两根并位于碾磨径向相对的两侧。
39.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
40.其中，所述工作部分还具有多个垫块，多个所述垫块间隔固定于工作台上表面与磨盘下表面之间，所述垫块与磨盘形成固定连接。
41.在本实用新型提供的装夹装置中，还可以具有这样的特征：
42.其中，所述磨盘由两个半圆盘对接拼合而成，其中一个所述半圆盘的对接端面处形成有凸部，另一个所述半圆盘的对接端面处形成有与凸部配合的凹部。
43.因此，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
44.本实用新型提供的仿生运动装置包括工作部分、四肢行走部分以及动力部分，其中，动力部分具有行走驱动机构和行走转向机构，通过行走驱动结构能够为四肢行走部分的四肢提供动力源以驱动其向前行走，在行走转向机构的作用下使得四肢行走部分行走时绕着磨盘的回转中心作圆周运动，从而能够带动碾磨绕着磨盘的回转中心作滚动式的圆周运动，进而实现碾磨于磨盘的上表面作回转运动，以此仿生模拟“蠢驴拉磨”运动，可以作为供人们欣赏、娱乐的娱乐器械。
附图说明
45.图1是本实用新型一个方向的立体结构示意图；
46.图2是本实用新型另一个方向的立体结构示意图；
47.图3是本实用新型中行走驱动机构的结构示意图。
48.附图中标记分述如下：1、工作部分；2、四肢行走部分；3、动力部分；4、磨盘；5、碾磨；6、行走驱动机构；7、行走转向机构；8、工作台；9、机身部；10、前行走机构；11、后行走机构；12、前肢；13、后肢；14、曲柄连杆机构；15、前驱动部；16、后驱动部；17、主驱动轴；18、行走动力源；19、转向框架；20、转向动力源；21、转向轮；22、支撑框架；23、挡块；24、横杆；25、垫块；26、半圆盘；27、凸部；28、凹部；29、底板；30、连杆；31、让位孔；32、转轴；33、锥齿轮轴；34、曲柄；35、连杆。
具体实施方式
49.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
50.如图1所示，本实用新型所述的一种机械传动的仿生运动装置，用于仿生模拟“蠢驴拉磨”运动，包括工作部分1、四肢行走部分2以及动力部分3。
51.工作部分1具有磨盘4和贴合设置于磨盘4上表面的碾磨5，磨盘4呈圆盘状，碾磨5呈圆柱状，碾磨5的圆柱表面与磨盘4的上表面贴合，四肢行走部分2设置于碾磨5的横向一侧并与碾磨5相连接，用于驱动碾磨5沿磨盘4的上表面滚动，其中，动力部分3具有行走驱动机构6和行走转向机构7，行走驱动机构6用于为四肢行走部分2的四肢提供动力源以驱动其向前行走，行走转向机构7用于使四肢行走部分2行走时绕着磨盘4的回转中心作圆周运动，四肢行走部分2行走时驱动碾磨5绕着磨盘4的回转中心作滚动式的圆周运动。
52.进行仿生模拟时，通过行走驱动结构6为四肢行走部分2的四肢提供动力源以驱动其向前行走，通过行走转向机构7能够限定四肢行走部分2行走的方向，在行走转向机构7的作用下使得四肢行走部分2行走时绕着磨盘4的回转中心作圆周运动，从而带动着碾磨5绕着磨盘4的回转中心作滚动式的圆周运动，进而实现碾磨5于磨盘4的上表面作回转运动，以此仿生模拟“蠢驴拉磨”运动，可以作为供人们欣赏、娱乐的娱乐器械。
53.工作部分1还具有工作台8和四个垫块25，工作台8用于悬空支撑磨盘4，磨盘4通过四个垫块25固定支撑于工作台8的上方，四肢行走部分2设置于工作台8的上表面，工作台8具有比磨盘4大的横截面尺寸，工作台8的横截面形状为矩形，在其他替代实施例中，工作台8的横截面形状也可以为圆形，由于垫块25的设置使得工作台8的上表面与磨盘4的上表面之间形成有高度差，当四肢行走部分2沿着工作台8的上表面行走时，利于带动碾磨5沿着磨盘4的上表面滚动。
54.四个垫块25间隔固定于工作台8上表面与磨盘4下表面之间，具体地，四个垫块25以磨盘4的中心为轴心呈圆形阵列分布，每个垫块25与磨盘4之间均通过螺栓形成固定连接，具体地，每个垫块4上均形成有顶部开口的第一螺栓孔，磨盘4上形成有与第一螺栓孔一一对应的第二螺栓孔，第一螺栓孔与第二螺栓孔的轴线重合且直径一致，固定时螺栓从磨盘4上表面一侧依次穿过第一螺栓孔和第二螺栓孔，以此实现垫块25与磨盘4之间的固定连接，并且安装拆卸方便，灵活性较好。
55.磨盘4由两个半圆盘26对接拼合而成，其中一个半圆盘26的对接端面处形成有凸部27，凸部27沿该半圆盘26的对接端面方向间隔设有两个，凸部27为大于180
°
的部分圆盘状，另一个半圆盘26的对接端面处形成有与凸部27配合的凹部28，凹部28的数量也为两个并且与两个凸部27一一对应，凹部28的内形与凸部27的外形相适配，两个半圆盘26对接拼
合时将其中一个半圆盘26沿竖直方向下压并使凸部27进入凹部28与之配合，即可拼接成磨盘4，其中磨盘4上的两个第二螺栓孔位于两个凸部27的位置，以便保证拼合后磨盘4的结构稳定性。
56.四肢行走部分2包括机身部9、前行走机构10、后行走机构11以及四组曲柄连杆机构14，机身部9仿驴的形状，前行走机构10设置于机身部9的下方前侧，具有一对前肢12，后行走机构11设置于机身部9的下方后侧，具有一对后肢13，一对前肢12和一对后肢13仿驴的四足，四组曲柄连杆机构14两两对称设置于机身部9的侧面且其执行末端分别与一对前肢12、一对后肢13对应连接，四组曲柄连杆机构14的动力输入端与行走驱动机构6的动力输出端连接，当曲柄连杆机构14运动时能够驱动与之连接的前肢12或者后肢13向前行走，从而使得该四肢行走部分2能够仿生模拟驴的行走。
57.如图2和3所示，行走驱动机构6包括前驱动部15、后驱动部16、主驱动轴17以及行走动力源18，前驱动部15用于驱动与一对前肢12连接的两组曲柄连杆机构14运动，后驱动部16用于驱动与一对后肢13连接的两组曲柄连杆机构14运动，主驱动轴17设置于磨盘4上方并平行于磨盘4的径向延伸并用于驱动前驱动部15和后驱动部16运动，行走动力源18用于驱动主驱动轴17转动，当行走动力源18动力输出时能够驱动主驱动轴17转动，从而驱动前驱动部15和后驱动部16运动，从而驱动四组曲柄连杆机构14运动，进而驱动一对前肢12和一对后肢13向前行走。
58.具体地，前驱动部15和后驱动部16均为锥齿轮传动机构，前驱动部15和后驱动部16均具有与曲柄连杆机构14的动力输入端动力连接的转轴32，转轴32两端延伸至机身部9侧面外部并与其转动连接，一对前肢12和一对后肢13分别通过曲柄连杆机构14连接在对应转轴32的两端，曲柄连杆机构14包括曲柄34和连杆35，曲柄34的其中一端与转轴32的端部固定连接，曲柄34的另一端前肢12、后肢13的第一端铰接，连杆35的其中一端与机身部9的侧面铰接，连杆35的另一端与前肢12、后肢13的第二端铰接，前肢12和后肢13均呈l状，前肢12、后肢13的第一端和第二端为同一条直边上的两端，一对前肢12所在的转轴32和一对后肢13所在的转轴32分别通过锥齿轮传动组与锥齿轮轴33的一端动力连接，锥齿轮轴33通过锥齿轮传动组与主驱动轴17动力连接，一对前肢12所在转轴32的两端和一对后肢13所在转轴32的两端分别与一组曲柄连杆机构14的输入端固定连接。
59.当主驱动轴17转动时能够通过锥齿轮轴33驱动两根转轴32转动，从而驱动各个曲柄34绕着转轴32的轴线转动，从而能够通过前肢12、后肢13驱动对应的连杆35绕着其与机身部9的铰接点作往复式的摆动，从而能够驱动一对前肢12和一对后肢13向前行走。
60.如图1和图2所示，行走转向机构7包括转向框架19以及转向动力源20，转向框架19设置于磨盘4上表面中心处的上方，转向动力源20用于驱动转向框架19绕着磨盘4的回转中心作旋转运动，碾磨5转动套设于主驱动轴17上，主驱动轴17一端延伸转向框架19形成转动连接，主驱动轴17另一端与机身部9形成转动连接，当转向动力源20动力输出时能够驱动转向框架19绕着磨盘4的回转中心作旋转运动，从而通过主驱动轴17带动机身部9绕着磨盘4的回转中心作旋转运动，从而使得四肢行走部分2行走时绕着磨盘4的回转中心作圆周运动，进而使得碾磨5绕着磨盘4的回转中心作滚动式的圆周运动。
61.如图2所示，行走动力源18为驱动电机，行走动力源18的出轴为电机轴，该驱动电机为长轴电机，行走动力源18固定于工作台8下方的底板29上，底板29通过连杆30固定于工
作台8下方，行走动力源18的出轴竖直向上延伸并依次活动穿过工作台8和磨盘4，工作台8和磨盘4上均形成有供行走动力源18的出轴活动穿过的让位孔31，行走动力源18的出轴延伸至转向框架19内并通过传动机构与主驱动轴17动力连接，转向框架19转动支撑于行走动力源18的出轴上，本实施例中，主驱动轴17与行走动力源18的出轴相互垂直，该传动机构包括两个相互啮合的锥齿轮，其中一个锥齿轮固定套设于主驱动轴17上，另一个锥齿轮固定套设于行走动力源18的出轴上，当行走动力源18工作时通过锥齿轮组将动力传递至主驱动轴17。
62.如图2所示，转向动力源20为驱动电机，转向动力源20的出轴为电机轴，该驱动电机为短轴电机，转向动力源20固定于底板29上，转向动力源20的出轴与行走动力源18的出轴平行，转向动力源20的出轴通过传动机构与转向轮21动力连接，本实施例中，该传动机构为一对相互啮合的齿轮组，其中一个齿轮固定套设于转向动力源20的出轴上，另一个齿轮转动套设于行走动力源18的出轴上，行走转向机构7还包括转动套设于行走动力源18出轴上的转向轮21，转向轮21位于转向框架19下方且二者形成固定连接实现同步转动，转向轮21位于转动套设在行走动力源18出轴上的齿轮上方其二者形成固定连接实现同步转动，当转向动力源20工作时通过齿轮组驱动转向轮21绕着行走动力源18的出轴转动，从而带动转向框架19绕着磨盘4的回转中心作旋转运动，由于转向框架19、转向轮21以及齿轮均与行走动力源18的出轴转动连接，使得它们之间可以发生相对转动，能够同时实现两种动力输出不会发生干涉。
63.如图2所示，行走转向机构7还包括设置于碾磨5横向外侧的支撑框架22，支撑框架22包括两个转动套设于主驱动轴17上的挡块23和固定连接两个挡块23的横杆24，两个挡块23位于碾磨5的轴向两侧，横杆24设有四根并两两设置于碾磨5径向相对的两侧，相对靠近转向框架19的一个挡块23与之形成固定连接，当转向框架19绕着磨盘4的回转中心作旋转运动时，通过支撑框架22能够更好地通过主驱动轴17带动四肢行走部分2绕着磨盘4的回转中心作圆周运动。
64.本实施例具体实施时，控制行走动力源18和转向动力源20工作，行走动力源18工作时通过锥齿轮传动组驱动主驱动轴17转动，从而通过锥齿轮传动组驱动锥齿轮轴33转动，从而通过锥齿轮传动组驱动两根转轴32转动，从而驱动四组曲柄连杆机构14运动，从而驱动一对前肢12和一对后肢13向前行走，以此实现四肢行走部分2的行走，并且四肢行走部分2行走时能够通过主驱动轴17驱动碾磨5沿着磨盘4的上表面滚动；与此同时，转向动力源20工作时通过齿轮传动组驱动转向轮21绕着行走动力源18的出轴转动，从而驱动转向框架14绕着磨盘4的回转中心作圆周运动，从而能够通过主驱动轴17驱动四肢行走部分2绕着磨盘4的回转中心作圆周运动，因此，四肢行走部分2行走时能够驱动碾磨5绕着磨盘4的回转中心作滚动式的圆周运动，以此仿生模拟“蠢驴拉磨”运动。
65.本实用新型提供的仿生运动装置包括工作部分、四肢行走部分以及动力部分，其中，动力部分具有行走驱动机构和行走转向机构，通过行走驱动结构能够为四肢行走部分的四肢提供动力源以驱动其向前行走，在行走转向机构的作用下使得四肢行走部分行走时绕着磨盘的回转中心作圆周运动，从而能够带动碾磨绕着磨盘的回转中心作滚动式的圆周运动，进而实现碾磨于磨盘的上表面作回转运动，以此仿生模拟“蠢驴拉磨”运动，可以作为供人们欣赏、娱乐的娱乐器械。