一种仿生机械鳄及其摆动尾推动结构的制作方法

本实用新型涉及仿生机械技术领域，具体而言，涉及一种仿生机械鳄及其摆动尾推动结构。

背景技术：

随着科技的不断进步与发展，在各领域不断涌现出了各类不同的机器人来代替人工进行勘测、劳动以及高危作业等。与水相关的机器人也得到了蓬勃发展。现代机器人有很大一部分是模仿动物进行设计的，水面机器人可以模仿鱼类，海豚，乌龟等等动物来设计以获得更加优秀的性能。海洋中高速长时间巡游能力的鱼类使用具有高展弦比的尾鳍作为推进动力装置，尾鳍通过尾柄在肌肉的带动下呈现波状运动鳄鱼也是如此依靠强有力的尾巴摆动产生向前推动力。与鱼类不同的是鳄鱼的尾巴很长，属于多关节型，因此，设计一款仿生机械鳄的摆动尾的推动结构，可以有效地辅助仿生机械鳄的前进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种仿生机械鳄的摆动尾推动结构，以解决辅助仿生机械鳄的前进的技术问题。

本实用新型的目的是提供一种仿生机械鳄，以解决辅助仿生机械鳄的前进的技术问题。

本实用新型的仿生机械鳄的摆动尾推动结构是这样实现的：

一种仿生机械鳄的摆动尾推动结构，包括：

摆动单元，包括一连接柱、转动地套设在该连接柱上的摆动板，以及对称地设于所述摆动板上的一对摆动轴；所述摆动板适于与仿生机械鳄的尾部相连；

驱动单元，包括一组对称地分别与一对摆动轴相连以适于带动摆动轴绕着连接柱转动的驱动组件；所述驱动组件包括与所述摆动轴的端部铰接相连的连杆、与所述连杆固连的滑块、适于所述滑块滑动的滑槽，以及与所述滑块相连的曲柄单元，所述曲柄单元适于驱动滑块沿着滑槽滑移；

动力单元，包括一驱动电机、设于该驱动电机的驱动轴上的主锥形齿轮、与所述主锥形齿轮均啮合相连的一对副锥形齿轮，以及分别与一对所述副锥形齿轮相连的一对联动轴；一对所述联动轴分别对应与一组驱动组件的曲柄单元相连。

在本实用新型较佳的实施例中，所述曲柄单元包括通过一轴销与联动轴相连的第一曲柄、与所述第一曲柄铰接相连的第二曲柄，以及与所述第二曲柄铰接相连的第三曲柄；

所述第三曲柄与所述滑块固连。

在本实用新型较佳的实施例中，一对所述摆动轴相对于所述连接柱呈中心对称；即所述连接柱位于一对摆动轴的中心轴上。

在本实用新型较佳的实施例中，一组所述驱动单元的曲柄单元的第二曲柄的长度相等；一对曲柄单元的第三曲柄的长度相等；以及

一组所述驱动单元的第一曲柄相对于所述主锥形齿轮的间距相等。

本实用新型的仿生机械鳄是这样实现的：

一种仿生机械鳄，包括：头部、与头部相连的身躯部，以及与所述身躯部相连的尾部；其中

所述身躯部包括用于与所述头部相连的前端部、正对所述前端部的后端部，以及设于所述前端部与后端部之间的连接骨架；且在所述前端部与后端部之间形成一收容空腔，该收容空腔中容纳有所述的摆动尾推动结构；

所述摆动尾推动结构的连接柱的轴线方向的两端部分别固定于所述后端部的顶端腔壁和底端腔壁上；以及

所述摆动尾推动结构的摆动板部分地伸出于后端部与所述尾部固连。

在本实用新型较佳的实施例中，所述身躯部朝向尾部的端面设为开口状；以及

所述身躯部与尾部之间存有一适于尾部摆动的间隙。

在本实用新型较佳的实施例中，所述驱动电机外罩设有一防水罩。

在本实用新型较佳的实施例中，仿生机械鳄还包括一组对称设于所述身躯部两侧的履带轮单元；

所述履带轮单元包括一带轮驱动电机、与该带轮驱动电机的输出轴相连的主转动轮，以及通过履带与所述主转动轮相连的前驱转轮和若干个位于同一水平线上的辅助轮。

在本实用新型较佳的实施例中，所述主转动轮与前驱转轮的中心轴连线与水平线的夹角为45～60度。

在本实用新型较佳的实施例中，所述辅助轮包括位于同一水平线上依次设置第一辅助轮、第二辅助轮，以及第三辅助轮；

所述前驱转轮和第一辅助轮的中心轴连线与第一辅助轮和第二辅助轮的中心轴连线所形成的夹角为135度；以及

所述第三辅助轮与主转动轮的中心轴连线与水平线的夹角为 65度。

相对于现有技术，本实用新型实施例具有以下有益效果：通过一组对称地分别与一对摆动轴相连以适于带动摆动轴绕着连接柱转动的驱动组件，由于摆动轴与摆动板固连，摆动板带动尾部的摆动，从而实现通过摇尾的方式推进机械鳄的前进。

进一步，通过设置的履带轮单元，由于前驱转轮和第一辅助轮的中心轴连线与第一辅助轮和第二辅助轮的中心轴连线所形成的夹角为135度，当机械鳄在水陆交接处前进的过程中，可以增大履带攀爬越过障碍物的动力，使履带对障碍物的表面压力不断加大，直至履带爬上并越过障碍物。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1示出了本实用新型实施例1所提供的仿生机械鳄的摆动尾推动结构的使用状态示意图；

图2示出了本实用新型实施例2所提供的仿生机械鳄的第一视角结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例2所提供的仿生机械鳄的第二视角结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例2所提供的仿生机械鳄的尾部结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例2所提供的仿生机械鳄的履带轮单元的结构示意图。

图中：连接柱101、摆动板102、摆动轴103、连杆201、滑块202、滑槽203、第一曲柄205、第二曲柄206、第三曲柄207、驱动电机301、主锥形齿轮302、副锥形齿轮303、联动轴305、轴销306、头部400、尾部500、前端部601、后端部602、连接骨架603、开口状606、间隙607、带轮驱动电机701、主转动轮 702、前驱转轮703、履带704、第一辅助轮705、第二辅助轮706、第三辅助轮707。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1：

如图1所示，一种仿生机械鳄的摆动尾推动结构，包括摆动单元和驱动单元，以及动力单元。

摆动单元，包括一连接柱101、转动地套设在该连接柱101 上的摆动板102，以及对称地设于摆动板102上的一对摆动轴103；摆动板102适于与仿生机械鳄的尾部500相连。一对摆动轴103 相对于连接柱101呈中心对称；即连接柱101位于一对摆动轴103 的中心轴上。

驱动单元，包括一组对称地分别与一对摆动轴103相连以适于带动摆动轴103绕着连接柱101转动的驱动组件；驱动组件包括与摆动轴103的端部铰接相连的连杆201、与连杆201固连的滑块202、适于滑块202滑动的滑槽203，以及与滑块202相连的曲柄单元，曲柄单元适于驱动滑块202沿着滑槽203滑移，在滑块202的滑移过程中可以带动摆动轴103绕着连接柱101转动，由于摆动轴103与摆动板102一体固连，故此，在摆动轴103的摆动过程中，摆动板102产生联动效应，随着摆动轴103同步摆动。

动力单元，包括一驱动电机301、设于该驱动电机301的驱动轴上的主锥形齿轮302、与主锥形齿轮302均啮合相连的一对副锥形齿轮303，以及分别与一对副锥形齿轮303相连的一对联动轴305；一对联动轴305分别对应与一组驱动组件的曲柄单元相连。本实施例通过一个主锥形齿轮302啮合传动一对副锥形齿轮303，即可实现一个驱动电机301带动一组驱动组件运作，大大降低了能耗。

具体的，曲柄单元包括通过一轴销306与联动轴305相连的第一曲柄205、与第一曲柄205铰接相连的第二曲柄206，以及与第二曲柄206铰接相连的第三曲柄207；第三曲柄207与滑块202 固连。

一组驱动单元的曲柄单元的第二曲柄206的长度相等；一对曲柄单元的第三曲柄207的长度相等；以及一组驱动单元的第一曲柄205相对于主锥形齿轮302的间距相等。

实施例2：

请参阅图2至图4所示，在实施例1的仿生机械鳄的摆动尾推动结构基础上，本实施例提供了一种仿生机械鳄，包括：头部 400、与头部400相连的身躯部，以及与身躯部相连的尾部500。

身躯部包括用于与头部400相连的前端部601、正对前端部 601的后端部602，以及设于前端部601与后端部602之间的连接骨架603；且在前端部601与后端部602之间形成一收容空腔，该收容空腔中容纳有的摆动尾推动结构。摆动尾推动结构的驱动电机301和滑槽203固定在身躯部的收容空腔的底部腔壁上。

摆动尾推动结构的连接柱101的轴线方向的两端部分别固定于后端部602的顶端腔壁和底端腔壁上；以及摆动尾推动结构的摆动板102部分地伸出于后端部602与尾部500固连。由于摆动板102与尾部500固连，当摆动板102摆动的过程中，尾部500 即可随着摆动板102同步摆动，从而使得尾部500的摆动形成整体的机械鳄前进的动力。

身躯部朝向尾部500的端面设为开口状606，摆动板102通过该开口状606伸出于后端部602而与尾部500相连。在身躯部与尾部500之间存有一适于尾部500摆动的间隙607，间隙607 的设计形成了尾部500摆动的空间。

为了降低水造成驱动电机301的影响，在驱动电机301外罩设有一防水罩。

跨水陆环境前进是机器鳄的一大重要性能指标，在水陆交接处常以杂草、凹凸土堆为主，选择履带轮结构能够很好的适用此类地形，因此本实施例的仿生机械鳄还包括一组对称设于身躯部两侧的履带轮单元。

请参阅图5所示，具体的，履带轮单元包括一带轮驱动电机 701、与该带轮驱动电机701的输出轴相连的主转动轮702，以及通过履带704与主转动轮702相连的前驱转轮703和若干个位于同一水平线上的辅助轮。

其中，主转动轮702与前驱转轮703的中心轴连线与水平线的夹角为45～60度。

辅助轮包括位于同一水平线上依次设置第一辅助轮705、第二辅助轮706，以及第三辅助轮707；前驱转轮703和第一辅助轮705 的中心轴连线与第一辅助轮705和第二辅助轮706的中心轴连线所形成的夹角A为135度；以及第三辅助轮707与主转动轮702 的中心轴连线与水平线的夹角为65度。由于前驱转轮703和第一辅助轮705的中心轴连线与第一辅助轮705和第二辅助轮706的中心轴连线所形成的夹角A为135度，当机械鳄在水陆交接处前进的过程中，可以增大履带704攀爬越过障碍物的动力，第一辅助轮705一直有相对于障碍物的向前的推力，从而使履带704对障碍物的表面压力不断加大，直至履带704爬上并越过障碍物。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上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。