专利名称：一种模拟动物争食的表演系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仿真机器人系统，尤其涉及一种模拟动物争食的表演系统。
背景技术：
随着仿生学理论和仿生技术的发展，仿生机器人涉及的范围越来越宽。目前，许多研究者将目光投向娱乐仿生机器人，而在我国，娱乐仿生机器人尚处于初步发展状态，动物类仿生机器人更是处于一个较低的水平。目前主要是一些小型团体及民间艺人在制作简陋的动物仿生机器人，是采用曲柄摇杆机构来实现模拟动物的动作，但是这种技术中，靠手动控制曲柄摇杆机构来实现对动物动作的模拟，操作过程比较复杂，而这种技术只可模拟比较简单的动作，而且可模拟的类型不多，此外，模拟的动作也比较僵硬，不具备灵活性，模拟的效果不佳。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，现有技术中，靠手动控制曲柄摇杆来模拟动物的动作，操作过程比较复杂，不具备灵活性，模拟的效果不佳。针对现有技术的上述缺陷， 提供一种模拟动物争食的表演系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种模拟动物争食的表演系统，包括站立的第一动物模型及与所述第一动物模型相对站立的第二动物模型，所述第一动物模型包括第一头部及与所述第一头部连接的第一颈部，所述第二动物模型包括第二头部及与所述第二头部连接的第二颈部；所述系统还包括一端固定于所述第一头部的嘴巴内，另外一端固定于所述第二头部的嘴巴内的食物构件、设置有多个控制开关的驱动模块；所述第二颈部设置有控制所述第二颈部上下转动进而带动所述第一颈部上下转动的第一执行器，所述驱动模块与所述第一执行器连接并控制所述第一执行器的启动与闭合。优选地，所述第一动物模型还包括与所述第一颈部连接的第一躯体以及与所述第一躯体连接的第一腿部，所述第一腿部包括靠近所述第一颈部的第一主动腿和远离所述第一颈部的第一从动腿，所述第一主动腿及所述第一从动腿分别与所述第一躯体连接；所述第二动物模型还包括与所述第二颈部连接的第二躯体以及与所述第二躯体连接的第二腿部，所述第二腿部包括靠近所述第二颈部的第二主动腿和远离所述第二颈部的第二从动腿，所述第二主动腿及所述第二从动腿分别与所述第二躯体连接。优选地，所述第一主动腿和第二主动腿的下部分别连接有推动其所在的主动腿上下转动的第二执行器，所述第一主动腿和第二主动腿的上部均包括多个串联连接的四边形机构，所述串联之后的四边形机构与与其相对应的躯体连接，所述驱动模块与所述第二执行器连接并控制所述第二执行器的启动与闭合。优选地，所述第一从动腿及所述第二从动腿均包括大腿、转动关节和小腿，所述大腿及所述小腿均与所述转动关节的一端连接，所述大腿与与其相对应的躯体连接，所述转动关节的另外一端接地。优选地，所述第一动物模型还包括与所述第一躯体连接的第一尾部，所述第二动物模型还包括与所述第二躯体连接的第二尾部；所述第一尾部及所述第二尾部均包括联动机构，所述联动机构包括第一关节、第二关节及由弹性材料制备而成的第三关节；其中，所述第一关节设置有推动所述第一关节上下摆动的第三执行器，所述第一关节通过所述第二关节连接所述第三关节，所述第一关节与与其相对应的躯体连接，所述驱动模块与所述第三执行器连接并控制所述第三执行器的启动与闭合。优选地，所述第一躯体和所述第二躯体上下转动的角度范围均为0 20°。优选地，所述第一颈部及所述第二颈部上下转动的角度范围均为0 30°。优选地，所述第一动物模型的第一关节上下摆动角度范围为0 15°，所述第一动物模型的第二关节上下摆动的角度范围为O 40°，所述第一动物模型的第三关节上下摆动的角度范围为0 50° ；所述第二动物模型的第一关节上下摆动角度范围为0 40°， 所述第一动物模型的第二关节上下摆动的角度范围为0 45°，所述第一动物模型的第三关节上下摆动的角度范围为0 55°。优选地，所述第三执行器是气缸。实施本实用新型提供的技术方案，具有以下有益效果由于本实用新型中，动物模型的各部分比例和动作经过仿生分析而设计，具备良好的模拟效果。此外，利用驱动模块控制执行器来协调动物模型各部分的动作，动作灵活多变，操作过程简单，模拟的效果佳，具有较高的观赏性。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的结构图；图2是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的第二动物模型向右拉食物的模拟示意图；图3是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的第二动物模型向右拉食物的俯视图；图4是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的第二动物模型向右拉食物的侧视图；图5是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的第一动物模型向左拉食物的状态图；图6是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的第一动物模型向左拉食物的俯视图；图7是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的第一动物模型向左拉食物的侧视图。
具体实施方式
如图1所示，是本实用新型的一种模拟动物争食的表演系统的结构图。该系统包括站立第一动物模型及与所述第一动物模型对立而站的第二动物模型，该第一动物模型和第二动物模型结构和外形一致。作为优选，本实施例中，所述第一和第二动物模型为恐龙。 其中，该第一动物模型具体包括第一头部101、第一颈部102、第一躯体103、第一腿部104 及第一尾部105，该第二动物模型包括第二头部106、第二颈部107、第二躯体108、第二腿部 109及第二尾部110。此外，该系统还包括食物构件111、驱动模块113以及两个第二执行器 112。其中，该第一头部101通过所述第一颈部102与所述第一躯体103连接，所述第一尾部105及所述第一腿部104分别与所述第一躯体103连接；所述第二头部106通过所述第二颈部107与所述第二躯体108连接，所述第二尾部110及所述第二腿部109分别与所述第二躯体108连接。所述第二颈部107内设置有第一执行器1071，所述第一腿部104包括第一主动腿 1041和第一从动腿1042，第二腿部包括第二主动腿1091和第二从动腿1092。其中，所述第一主动腿1041及所述第二主动腿1091的下部均连接有第二执行器112(如图3所示)，所述第一主动腿1041及所述第一从动腿1042分别与所述第一躯体103连接，所述第二主动腿1091及所述第二从动腿1092分别与所述第二躯体108连接。所述第一从动腿1041及所述第二从动腿1092均包括大腿、转动关节和小腿，对于第一动物模型，所述大腿连接所述第一躯体103，所述大腿通过所述转动关节的一端连接所述小腿。对于所述第二动物模型，所述大腿连接所述第二躯体108，所述小腿通过所述转动关节连接所述大腿，如图4所示，该转动关节的另外一端接地。具体地，由于所述第一腿部104与所述第二腿部109的结构及外形一致，此处以所述第二腿部109为例具体说明腿部的结构。所述第二主动腿内部包括有3个以上的四边形， 该四边形串联连接，而最靠近所述第二躯体108的四边形的与所述第二躯体108连接的一边与所述第二躯体108固定为一体，如图2及图5所示。此外，所述第一尾部105和所述第二尾部110均包括第一关节、第二关节和第三关节。所述第一尾部105内部设置有第三执行器1051，所述第二尾部110内部设置有第三执行器1101 ；其中，所述第一关节通过所述第二关节与所述第三关节连接。本实施例中，所述食物构件111的一端固定于所述第一头部101的嘴巴内部，另外一端固定于所述第二头部106的嘴巴内。该驱动模块113分别与所述第一执行器1071、第二执行器112及第三执行器1051及1101连接，控制着上述的执行器的开启与闭合。其中， 该驱动模块113设置有多个控制开关，所述控制开关分别连接上述的执行器，用户可以根据需要选择控制上述执行器中的任意一个。本实施例中，首先驱动模块113启动，驱使所述第一执行器1071，所述第一执行器 1071执行命令，控制所述第二颈部107上下转动，当该第二颈部107上下转动时，带动所述第二头部106上下转动，当该第二头部106上下转动时，通过所述食物构件111带动第一动物模型的第一头部101进行相对应的转动，进而带动所述第一颈部102上下转动。此时，当所述第二颈部107向上拉动时，带动所述第一头部101向右移动，如图2、图3及图4所示为该第二动物模型向右拉动食物时的状态图。当所述第二颈部上下转动时，与其连接的第二躯体108跟着上下转动，接着所述第二躯体108带动所述第二腿部109进行相对应的转动。当驱动模块113驱动所述第二执行器112后，所述第二执行器112推动所述第二主动腿1091的弯曲或伸张，此外该第二主动腿1091还可通过内部设置的多个四边形实现弯曲或伸张的动作。当所述第二躯体108上下转动时，带动与其连接的第二从动腿1092进行相对应的转动，其中，该从动腿1092分为大腿、转动关节及小腿，该大腿及小腿通过所述转动关节的一端连接，而该转动关节的另外一端连接地面，此时该转动关节起。当所述第二躯体 108有任何动作时，大腿通过该转动关节带动小腿，实现所述从动腿的弯曲或伸张，进而协调所述躯体108完成相对应的转动。当所述第二躯体108上下转动时，所述第二尾部110也跟着上下转动。此时，可通过设置于所述第二尾部110的第三执行器实现丰富的模拟动作。当所述第三执行器1101 接收所述驱动模块113的指令后，推动所述第一关节上下摆动，接着该第一关节带动第二关节作相对应的摆动，由图2及图5可以看出，该第二关节内置有经多个梯形串联组成的联动机构，因此可以跟随所述第一关节上下摆动，而该第三关节内部没有联动机构，但是该第三关节是由弹性材料制备而成，因此可依靠重力作用实现自由摆动，进而协调所述第一关节及所述第二关节的摆动。对于第一动物模型，当所示第一头部101被所述食物构件111带动后，该第一头部101带动与其连接的第一颈部102上下转动，所述第一颈部102带动所述第一躯体103 上下转动，进而带动所述第一腿部104上下转动，该第一腿部104上下转动时，所述驱动模块113驱动与该第一主动腿1041连接的第二执行器，所述执行器112带动所述第一主动腿 1041上下转动，或者该第一主动腿1041可通过内置的多个串联连接的四边形来实现变形， 进而实现上下转动(即伸展或弯曲)的效果。另外，第一从动腿1042在所述第一躯体103 的带动下，拉动大腿，该大腿通过转动关节带动小腿实现该从动腿1042的伸展与弯曲。此外，该第一尾部105也随着所述第一躯体103的上下转动进行协调的动作。此时，驱动模块 113驱动所述第三执行器1051驱动所述第一关节，第一关节上下摆动，带动设置有多个串联连接的梯形的第二关节上下摆动，此时，第三关节由弹性材料制备而成，虽然没有联动机构，但是该第三关节由于重力作用下，也协调所述第一及第二关节实现上下摆动，体现很好的协调性。本实施例中，第一动物模型及第二动物模型的重心分别设置在所述第一主动腿 1041及所述第二主动腿1091上，因此该第一主动1041及所述第二主动腿1091是有刚性较强的材料制备而成。由于所述第一尾部105及所述第二尾部110没有可变形的四边形结构，因此推动所述第一尾部105及所述第二尾部110上下摆动，执行器必须具有足够大的推力及速度，根据牛顿定律及爱因斯坦的相关定理，此时执行器必须给所述第一尾部105及所述第二尾部110较大的冲量。因此，作为优选，本实施例中，该第三执行器是气缸，此外， 该第三执行器还可以是其他的具有推动效果的辅助设备，此处对此不作限制。值得一提的是，上述执行器1071、112、1101及1051的先后启动可以是任意的，此时，可以按照用户的需求，首先启动第二执行器112，拉动所述第一主动腿1041向上转动， 此时拉到所述第一头部101向上转动，带动所述第二头部106向上转动，此时出现所述第一动物模型向左拉动所述食物构件111的状态。状态图如图5、6及7所示。需要说明的是，本实施例中，作为优选，所述第一和第二动物模型是恐龙，并且，第一动物模型与第二动物模型的外形设计相同。因此，本实施例中，该第一和第二动物模型的高度约1. 6米，长度约为3. 4米。所述第一躯体103及所述第二躯体108的上下转动范围是0 20°，而所述第一颈部102及所述第二颈部107上下转动范围为0 30°，所述第一尾部105的第一关节上下摆动的角度范围是0 15°第二关节的上下摆动角度范围是0 40°，第三关节上下摆动的角度范围是0 50°所述第二尾部110的第一关节上下摆动的角度范围是0 40°，第二关节上下摆动的角度范围是0 45°，第三关节上下摆动的角度范围是0 55°。此外，作为优选，所述第一和第二动物模型运动的周期是1 2秒。本实施例中，当第一执行器转动所述第二颈部107后，通过食物构件111带动所述第一头部101上下转动，模拟出动物争食的场景，生动逼真。此后带动身体的其余部分运动，与所述第一主动腿连接的第二执行器推动所述第一主动腿1041协调所述第一躯体103 的转动，与所述第二主动腿连接的第二执行器推动所述第二主动腿1091进行协调所述第二躯体108的转动。此外，设置在所述第一尾部105内部的第三执行器1051推动第一关节上下摆动来协调所述第一躯体103的转动，进而带动第二关节，接着第三关节由于自身重力作用而协调所述第一和第二关节上下摆动。设置在所述第二尾部110的第三执行器1101 推动第一关节上下摆动来协调所述第二躯体108的转动，进而带动第二关节，接着第三关节由于自身重力作用而协调所述第一及第二关节上下摆动，动作生动流畅，灵活多变，具有较高的观赏性，此外还具有一定的科学研究价值。再者，第二动物模型的头部、颈部、躯体、腿部及尾部的动作完成是由三个执行器完成，而第一动物模型的头部、颈部、躯体、腿部及尾部的动作完成是由两个执行器完成， 所述驱动模块连接所有的执行器控制整个系统的运转，劲儿控制动物模型来模拟动物的动作，以较少的控制机构来完成丰富的动作，由于控制机构较少，用户使用时，操作过程比较简单，用户体现效果佳。
权利要求1.一种模拟动物争食的表演系统，其特征在于，包括站立的第一动物模型及与所述第一动物模型相对站立的第二动物模型，所述第一动物模型包括第一头部(101)及与所述第一头部(101)连接的第一颈部(102)，所述第二动物模型包括第二头部(106)及与所述第二头部(106)连接的第二颈部(107)；所述系统还包括一端固定于所述第一头部(101)的嘴巴内，另外一端固定于所述第二头部(106)的嘴巴内的食物构件(111)、设置有多个控制开关的驱动模块(113)；所述第二颈部(106)设置有控制所述第二颈部(106)上下转动进而带动所述第一颈部(10 上下转动的第一执行器(1071)，所述驱动模块(11 与所述第一执行器(1071)连接并控制所述第一执行器(1071)的启动与闭合。
2.根据权利要求1所述的表演系统，其特征在于，所述第一动物模型还包括与所述第一颈部(10 连接的第一躯体(103)以及与所述第一躯体(10 连接的第一腿部(104)， 所述第一腿部(104)包括靠近所述第一颈部(10 的第一主动腿(1041)和远离所述第一颈部(10 的第一从动腿(1042)，所述第一主动腿(1041)及所述第一从动腿(104 分别与所述第一躯体(10 连接；所述第二动物模型还包括与所述第二颈部(107)连接的第二躯体(108)以及与所述第二躯体(108)连接的第二腿部(109)，所述第二腿部(109)包括靠近所述第二颈部(107)的第二主动腿(1091)和远离所述第二颈部(107)的第二从动腿 (1092)，所述第二主动腿(1091)及所述第二从动腿(109 分别与所述第二躯体(108)连接。
3.根据权利要求2所述的表演系统，其特征在于，所述第一主动腿(1041)和第二主动腿(1091)的下部分别连接有推动其所在的主动腿上下转动的第二执行器(112)，所述第一主动腿(1041)和第二主动腿(1091)的上部均包括多个串联连接的四边形机构，所述串联之后的四边形机构与与其相对应的躯体连接，所述驱动模块(11 与所述第二执行器 (112)连接并控制所述第二执行器(112)的启动与闭合。
4.根据权利要求2所述的表演系统，其特征在于，所述第一从动腿(104 及所述第二从动腿(109 均包括大腿、转动关节和小腿，所述大腿及所述小腿均与所述转动关节的一端连接，所述大腿与与其相对应的躯体连接，所述转动关节的另外一端接地。
5.根据权利要求2所述的表演系统，其特征在于，所述第一动物模型还包括与所述第一躯体(10 连接的第一尾部(105)，所述第二动物模型还包括与所述第二躯体(108)连接的第二尾部(109)；所述第一尾部(10 及所述第二尾部(109)均包括联动机构，所述联动机构包括第一关节、第二关节及由弹性材料制备而成的第三关节；其中，所述第一关节设置有推动所述第一关节上下摆动的第三执行器，所述第一关节通过所述第二关节连接所述第三关节，所述第一关节与与其相对应的躯体连接，所述驱动模块(11 与所述第三执行器连接并控制所述第三执行器的启动与闭合。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的表演系统，其特征在于，所述第一躯体(103)和所述第二躯体(108)上下转动的角度范围均为0 20°。
7.根据权利要求2至5任意一项所述的表演系统，其特征在于，所述第一颈部(102)及所述第二颈部(107)上下转动的角度范围均为0 30°。
8.根据权利要求5所述的表演系统，其特征在于，所述第一动物模型的第一关节上下摆动角度范围为0 15°，所述第一动物模型的第二关节上下摆动的角度范围为0 40°，所述第一动物模型的第三关节上下摆动的角度范围为0 50° ；所述第二动物模型的第一关节上下摆动角度范围为0 40°，所述第一动物模型的第二关节上下摆动的角度范围为0 45°，所述第一动物模型的第三关节上下摆动的角度范围为0 55°。
9.根据权利要求5所述的表演系统，其特征在于，所述第三执行器是气缸。
专利摘要本实用新型公开了一种模拟动物争食的表演系统，包括站立的第一动物模型及与第一动物模型相对站立的第二动物模型、一端固定于第一动物模型的嘴巴内，另外一端固定于第二动物模型的嘴巴内的食物构件(111)，设置有多个控制开关的驱动模块(113)；第二动物模型的颈部(106)设置有控制其上下转动进而带动第一动物模型的颈部(102)上下转动的第一执行器(1071)，驱动模块(113)与第一执行器(1071)连接并控制第一执行器(1071)的启动与闭合。本实用新型方案中，动物各部分比例和动作经过仿生分析而设计，利用驱动模块控制执行器来协调动物模型模拟动物身体各部分的动作，动作灵活多变，操作过程简单，模拟的效果佳，具有较高的观赏性。
文档编号A63H13/04GK202070148SQ20102068483
公开日2011年12月14日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者刘辉, 刘道强, 官培雄, 戎志刚, 李明, 高敬义 申请人:深圳华强文化科技集团股份有限公司