一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)及機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)及機(jī)器人，其包括仿生鰭翅、連桿、固定板、驅(qū)動(dòng)器及頂柱，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頂柱推、拉連桿，連桿既沿導(dǎo)軌相對(duì)滑動(dòng)，帶動(dòng)仿生鰭翅以固定板上的鉸接孔為圓心作開合運(yùn)動(dòng)，令機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中更加生動(dòng)可愛(ài)，改善用戶體驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】
一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)及機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)及機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002] 仿生機(jī)構(gòu)是機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，仿生機(jī)構(gòu)是向生物界索取工程技術(shù)解決 方案的原理，并將這些原理移植到工程技術(shù)之中，使機(jī)器人中的機(jī)構(gòu)模仿著各類生物動(dòng)作。 目前，機(jī)器人并沒(méi)有合適的仿生企鸛鰭翅的方案，未能通過(guò)合適的仿生機(jī)構(gòu)模仿企鸛鰭翅 拍動(dòng)過(guò)程，機(jī)器人移動(dòng)過(guò)程中比較呆板，用戶體驗(yàn)較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)及機(jī)器人，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中 未能模仿企鵝鰭翅拍動(dòng)過(guò)程，從而解決機(jī)器人移動(dòng)過(guò)程中比較呆板，用戶體驗(yàn)較差。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，包括仿生鰭翅、連桿、固定 板、驅(qū)動(dòng)器及頂柱，所述驅(qū)動(dòng)器及頂柱安裝在所述固定板一側(cè)，仿生鰭翅位于固定板的另一 側(cè)，所述連桿穿設(shè)在所述固定板中，并與固定板鉸接，所述連桿其中一端固定在所述仿生鰭 翅上，另一端設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向延伸的導(dǎo)軌，所述頂柱的一端與所述導(dǎo)軌套接，另一端與所 述驅(qū)動(dòng)器連接，所述驅(qū)動(dòng)器用以驅(qū)動(dòng)所述頂柱沿其長(zhǎng)度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0005] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)器由缸體及塞柱組成，塞柱封閉于缸體內(nèi)并作相對(duì)滑動(dòng)，所述頂 柱與塞柱連成一體并穿過(guò)缸體。
[0006] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為電磁鐵或氣動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)，并與機(jī)器人的主控電路或氣路 連接。
[0007] 優(yōu)選地，所述仿生鰭翅設(shè)置成類橢圓型。
[0008] 優(yōu)選地，所述仿生鰭翅其中一縱向端為自由端，另一縱向端為連接端，所述連桿與 所述連接端固接或一體成型。
[0009] 優(yōu)選地，所述仿生鰭翅與固定板之間還設(shè)有擋板，該擋板朝鰭翅一側(cè)的正面設(shè)置 成凹型曲面與仿生鰭翅嚙合。
[0010]優(yōu)選地，所述固定板設(shè)置為一階梯板，底板設(shè)置安裝孔，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)安裝孔安 裝在底板上。
[0011]優(yōu)選地，所述擋板朝驅(qū)動(dòng)器一側(cè)的背面設(shè)有螺釘柱，所述固定板通過(guò)螺釘柱固定 安裝在擋板背面，所述擋板對(duì)應(yīng)所述仿生鰭翅連接端部位設(shè)有安裝窗，所述頂板整塊卡合 在安裝窗內(nèi)。
[0012] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌設(shè)置為開口導(dǎo)軌。
[0013] 本發(fā)明還包括一種機(jī)器人，包括外殼所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，所述外殼設(shè)置有開 口，所述仿生機(jī)構(gòu)通過(guò)該開口安裝在所述機(jī)器人外殼上。
[0014] 本發(fā)明機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)及機(jī)器人通過(guò)驅(qū)動(dòng)器推、拉連桿，連桿固定板為支點(diǎn)成為 撬動(dòng)仿生鰭翅的杠桿，帶動(dòng)仿生鰭翅以固定板上的鉸接孔為圓心作圓周開合運(yùn)動(dòng)，令機(jī)器 人在移動(dòng)過(guò)程中更加生動(dòng)可愛(ài)，改善用戶體驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中連桿與驅(qū)動(dòng)器的套接示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明一改進(jìn)實(shí)施例中機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明一改進(jìn)實(shí)施例中機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明一改進(jìn)實(shí)施例中連桿與固定板的安裝示意圖；
[0021 ]圖6是本發(fā)明涉及的機(jī)器人及機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)組裝圖。
[0022] 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
[0025] 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其 他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 需要說(shuō)明，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……）， 則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、 活動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
[0028]另外，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及"第一"、"第二"等的描述，則該"第一"、"第二"等 的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技 術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特 征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能 夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié) 合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0029]參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明提供一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其包括仿生鰭翅10、連桿20、固定 板30、驅(qū)動(dòng)器40及頂柱43,其中，作為驅(qū)動(dòng)端的驅(qū)動(dòng)器40和頂柱43安裝在固定板30-側(cè)，作 為從動(dòng)端的仿生鰭翅10位于固定板30另一側(cè)。固定板30頂部設(shè)有通孔311，沿方通孔311孔 壁延伸出兩凸壁312,兩凸壁312各設(shè)有鉸接孔313,該連桿20為一長(zhǎng)條型，連桿20靠近鰭翅 10-端設(shè)有孔柱21，連桿20與固定板30通過(guò)鉸接孔313和孔柱21用銷釘鉸接配合，穿設(shè)在通 孔311中，并以鉸接孔313作為圓心相對(duì)固定板轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，在連桿20另一端設(shè)有沿其長(zhǎng)度方 向延伸的導(dǎo)軌22,頂柱43套接在連桿20的軌道22上。從而，形成一杠桿結(jié)構(gòu)，杠桿其中一端 與驅(qū)動(dòng)端的頂柱43套接(套接可以采用內(nèi)套接或外套接等方式），另一端與從動(dòng)端的仿生鰭 翅10固接（固接可以采用螺釘連接、螺栓螺母連接、卡合連接、鉚接及一體成型等方式），驅(qū) 動(dòng)端帶動(dòng)從動(dòng)端以鉸接孔為圓心作圓周運(yùn)動(dòng)。
[0030] 參照?qǐng)D2和圖3所示，驅(qū)動(dòng)器40用以驅(qū)動(dòng)所述頂柱43沿其長(zhǎng)度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，頂柱 43設(shè)有套環(huán)44，套環(huán)44由開口環(huán)441與導(dǎo)向銷442圍合而成，通過(guò)導(dǎo)向銷442與導(dǎo)軌22套接， 導(dǎo)向銷442在頂柱43上隨塞柱一并相對(duì)缸體運(yùn)動(dòng)，把頂柱43的運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步傳動(dòng)至連桿20。通 過(guò)導(dǎo)軌22,使連桿20沿導(dǎo)軌22滑動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)端在豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)A傳動(dòng)至從動(dòng)端，帶動(dòng) 仿生鰭翅10以鉸接孔為圓心作圓周開合運(yùn)動(dòng)a。
[0031] 通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實(shí)施例把驅(qū)動(dòng)器40的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為仿生鰭翅10的圓周開 合動(dòng)作。在此過(guò)程中，通過(guò)連桿20將直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)至仿生鰭翅10,令模仿企鵝鰭翅拍動(dòng)過(guò)程 生動(dòng)可愛(ài)逼真，改善用戶體驗(yàn)。
[0032]在一實(shí)施例中，為提供往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)器由缸體41和塞柱42組成，所 述頂柱43與塞柱42連成一體并穿過(guò)缸體41，塞柱42封閉在缸體41內(nèi)并相對(duì)其作活塞運(yùn)動(dòng)。 顯然，活塞運(yùn)動(dòng)是一種既可以有效限定位置，又可以作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的。
[0033] 當(dāng)然，為提供合適的往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源，也可以通過(guò)電機(jī)搭配齒輪齒條的方 式作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。然而出于結(jié)構(gòu)緊湊性的考慮，在本實(shí)施例中，優(yōu)選應(yīng)用柱塞類動(dòng)力源。
[0034] 除了要提供往復(fù)式、可限定位置的直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源外，在一優(yōu)選實(shí)施例中，還考 慮通過(guò)把驅(qū)動(dòng)器40設(shè)置成可控制的主動(dòng)元器件，提高仿生機(jī)構(gòu)的可控制性，增加互動(dòng)體 驗(yàn)。例如，驅(qū)動(dòng)器40設(shè)置為電磁鐵或氣缸驅(qū)動(dòng)，并與機(jī)器人的主控電路或氣路連接，通過(guò)信 號(hào)控制電磁鐵或氣缸開合、開合程度及開合頻率，使整個(gè)仿真過(guò)程表現(xiàn)更加栩栩如生，提高 用戶體驗(yàn)效果。
[0035] 在動(dòng)作過(guò)程中，生動(dòng)可愛(ài)的表現(xiàn)動(dòng)作最終會(huì)傳動(dòng)至仿生鰭翅，那么，模仿鰭翅擺動(dòng) 也需要從形態(tài)上達(dá)至生動(dòng)可愛(ài)。把仿生鰭翅10設(shè)置成類橢圓型，從形態(tài)上既能形成良好的 仿生效果，又能帶來(lái)極佳的親和力。當(dāng)然，設(shè)置成其它形狀也能表達(dá)出相應(yīng)的仿生效果，例 如，設(shè)置類扇形、類貝殼型等。
[0036] 進(jìn)一步，仿照企鵝鰭翅與身體的連接位置，獲得良好的開合幅度，令仿生形態(tài)更加 生動(dòng)可愛(ài)，將其中一縱向端設(shè)為自由端12,另一縱向端設(shè)為連接端13,連桿20在仿生鰭翅連 接端與仿生鰭翅一體成型；也可以在連接端13通過(guò)螺釘將連桿20固定于仿生鰭翅10。在擺 動(dòng)過(guò)程中，自由端12仿照企鵝鰭翅翅尖部位有良好的擺動(dòng)幅度。如果把連桿20設(shè)置在仿生 鰭翅10的中間位置，其余兩端都為自由端，將不能達(dá)到良好的擺動(dòng)幅度，仿生效果不夠好。
[0037] 為更進(jìn)一步增大仿生鰭翅10的擺動(dòng)幅度。參照?qǐng)D4和圖5所示，在一較佳實(shí)施例中， 仿生鰭翅10與固定板30之間還設(shè)有擋板50,該擋板50朝鰭翅一側(cè)面設(shè)置成凹型曲面51與仿 生鰭翅10貼合。因此產(chǎn)生了額外的擺動(dòng)空間，提高了仿生效果。也根據(jù)仿生鰭翅10的實(shí)際形 態(tài)，設(shè)置凹形曲面51的深度，甚至可以進(jìn)一步增加該凹形曲面51的深度，至完全覆蓋仿生鰭 翅10〇
[0038] 在另一實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)構(gòu)便于安裝制造。將固定板30設(shè)置為一階梯板，底 板32設(shè)置安裝孔322，驅(qū)動(dòng)器40通過(guò)螺釘連接安裝孔322，安裝在底板32上，安裝過(guò)程簡(jiǎn)單方 便，最終與驅(qū)動(dòng)器40連為一體。在頂板31中間設(shè)置通孔311，該階梯狀固定板30可以通過(guò)鈑 金沖壓、鑄造、注塑等基本成型方式一體制造，制造成本低，簡(jiǎn)單方便。
[0039]同時(shí)，考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊，擋板50朝驅(qū)動(dòng)器一側(cè)設(shè)有螺釘柱511，固定板30通過(guò)螺 釘柱511用螺釘固定安裝在擋板50上，從而在安裝過(guò)程中，可方便地用螺釘將驅(qū)動(dòng)器40、固 定板30和擋板50連成一整體。進(jìn)而，考慮讓結(jié)構(gòu)更緊湊，擋板50對(duì)應(yīng)仿生鰭翅10連接端13部 位設(shè)有安裝窗512,頂板31整塊卡合在安裝窗512內(nèi)，大大提高結(jié)構(gòu)的緊湊性。不通過(guò)安裝窗 安裝的情況下，可以通過(guò)密封膠或其它固定形式，此實(shí)施例中不予考慮。
[0040] 因仿生鰭翅10已經(jīng)與連桿20連接成一體;而驅(qū)動(dòng)器40、固定板30和擋板50也已經(jīng) 連成一整體。導(dǎo)向銷442與導(dǎo)軌22套接安裝也可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化。將導(dǎo)軌22設(shè)置為開口導(dǎo)軌， 方便連桿20穿過(guò)通孔311后的套接安裝，更進(jìn)一步簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程。當(dāng)然，也可以采用封閉 式導(dǎo)軌，在連桿20安裝過(guò)程中，先將導(dǎo)軌22套裝在導(dǎo)向銷442上，然后再與鉸接孔連接，安裝 過(guò)程可視化程度不夠高，本優(yōu)選實(shí)施例中不予考慮。
[0041] 為使以上實(shí)施方式在生動(dòng)可愛(ài)效果上達(dá)至更良好的整體性，本發(fā)明還提供一種機(jī) 器人，參照?qǐng)D6所示，包括用于呈現(xiàn)機(jī)器人90整體生動(dòng)可愛(ài)性的外殼91及如權(quán)利要求1至9中 任一項(xiàng)的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)99，外殼設(shè)置有開口 92，仿生機(jī)構(gòu)99通過(guò)該開口 92安裝在外殼91 上，呈現(xiàn)出生動(dòng)可愛(ài)的整體性，提高了用戶體現(xiàn)。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本 發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用 在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括仿生鰭翅、連桿、固定板、驅(qū)動(dòng)器及頂柱，所 述驅(qū)動(dòng)器及頂柱安裝在所述固定板一側(cè)，仿生鰭翅位于固定板的另一側(cè)，所述連桿穿設(shè)在 所述固定板中，并與固定板鉸接，所述連桿其中一端固定在所述仿生鰭翅上，另一端設(shè)有沿 其長(zhǎng)度方向延伸的導(dǎo)軌，所述頂柱的一端與所述導(dǎo)軌套接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)器連接，所述 驅(qū)動(dòng)器用以驅(qū)動(dòng)所述頂柱沿其長(zhǎng)度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器由缸體及塞柱組成， 塞柱封閉于缸體內(nèi)并作相對(duì)滑動(dòng)，所述頂柱與塞柱連成一體并穿過(guò)缸體。3. 如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為電磁鐵或氣動(dòng) 缸驅(qū)動(dòng)，并與機(jī)器人的主控電路或氣路連接。4. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述仿生鰭翅設(shè)置成類橢圓型。5. 如權(quán)利要求4所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述仿生鰭翅其中一縱向端為自 由端，另一縱向端為連接端，所述連桿與所述連接端固接或一體成型。6. 如權(quán)利要求5所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述仿生鰭翅與固定板之間還設(shè) 有擋板，該擋板朝鰭翅一側(cè)的正面設(shè)置成凹型曲面與仿生鰭翅嚙合。7. 如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述固定板設(shè)置為一階梯板，底 板設(shè)置安裝孔，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)安裝孔安裝在底板上。8. 如權(quán)利要求7所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述擋板朝驅(qū)動(dòng)器一側(cè)的背面設(shè) 有螺釘柱，所述固定板通過(guò)螺釘柱固定安裝在擋板背面，所述擋板對(duì)應(yīng)所述仿生鰭翅連接 端部位設(shè)有安裝窗，所述頂板整塊卡合在安裝窗內(nèi)。9. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人仿生機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)軌設(shè)置為開口導(dǎo)軌。10. -種機(jī)器人，其特征在于，包括外殼和如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人，所 述外殼設(shè)置有開口，所述仿生機(jī)構(gòu)通過(guò)該開口安裝在所述機(jī)器人外殼上。
【文檔編號(hào)】B63H1/36GK106043642SQ201610375717
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】許永昌, 盛閣
【申請(qǐng)人】深圳市鼎盛智能科技有限公司