一种仿生机械虎

本技术涉及仿生动物模型领域，具体是指一种仿生机械虎。

背景技术：

1、仿生机械学是上世纪60年代初期出现的一门综合性的新兴边缘学科，它是生命科学与工程技术科学相互渗透、相互结合而形成的。包含着对生物现象进行力学研究，对生物的运动、动作进行工程分析，并把这些成果根据社会的要求付之实用化。

2、综合分析，目前市面上的产品存在以下缺点：

3、1.价格昂贵；

4、2.智能化程度较低；

5、3.控制系统复杂；

6、4.不能模仿动物真实的动作；

7、5.需要家长陪同使用。

8、从为解决国民对动物的了解，与仿生机械结构的研发，且为仿生机械创造更大的商业价值，并且以更低的成本，更稳的结构，更大的实用性。以及日后国内自主仿生机构的研发，从零到一的改变，进行了此次仿生智能机械虎的研发。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是，克服以上技术问题，提供一种能达到仿生要求、具有性能好、稳定性好、成本低、价值最优、控制简单，运行简便，能随时随地观赏并可进行互动的仿生机械虎。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种仿生机械虎，包括机械虎本体，其特征在于：所述机械虎本体包括支架、前腿组件、后腿组件、脖子、虎头组件，所述支架两端分别设有前横梁和后横梁，前横梁两端均转动设有前腿支架，后横梁两端均转动设有后腿支架，所述前腿组件、后腿组件结构相同，均包括大腿和小腿，所述大腿顶部与其对应的前腿支架、后腿支架转动相连，大腿底部与小腿顶部转动相连，所述前腿支架、后腿支架内侧均固定连接有电机支架，电机支架上设有步进电机，所述步进电机输出端设有传动机构，通过传动机构带动大腿、小腿动作；所述脖子位于支架靠近前腿组件的一端，所述虎头组件与脖子相连，所述虎头组件包括虎头上和虎下颚，所述虎头上固定在脖子远离支架的一端，虎头上和虎下颚相互铰接，所述支架靠近脖子一端顶部铰接有后推杆，所述后推杆的伸缩端与脖子中部相互铰接，所述脖子下方铰接有前推杆，所述前推杆的伸缩端与虎下颚相互铰接；所述支架底部设有智能控制盒，智能控制盒内设有控制机构，所述控制机构包括单片机、语音控制模块、蓝牙控制模块。

3、进一步的，所述步进电机靠近电机支架的一侧设有减速器，且步进电机的输出端与减速器的输入端相连，所述减速器与电机支架固定相连。

4、进一步的，所述传动机构包括曲柄、动力板、直线滑轨和输出路径轨道板，所述曲柄一端与减速器输出端相连，动力板为l型结构，其顶部与曲柄远离减速器的一端相连，其底部末端与小腿转动相连，所述输出路径轨道板顶部与其对应的前腿支架、后腿支架转动相连，所述直线滑轨包括滑轨与滑块，所述滑块一侧与输出路径轨道板底部固定相连，另一侧滑动设置在滑轨上，所述滑轨远离滑块的一侧与动力板的拐角处转动相连。

5、进一步的，所述小腿底部设有脚，所述脚为板状，且顶部与小腿底部转动相连

6、进一步的，所述支架上方设有肋骨

7、进一步的，所述机械虎本体上装有红外线探测装置，红外线探测装置与单片机输入端相连。

8、进一步的，所述语音控制模块包括语音接受模块与语音播放模块，所述语音接受模块与单片机输入端相连，语音播放模块与单片机输出端相连。

9、本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型的仿生机械虎可以帮助青少年更好的了解动物，避免与真实动物接触造成误伤，并做到了操作简单，控制方便。使用者可独立操作也可通过语音控制或用手机蓝牙控制，操作更加智能化。

10、1.本作品主要结构运用了曲柄摇杆、连杆、直线滑轨、等简单的机械机构。通过电机带动曲柄摇杆及连杆运动，最大化模仿动物腿部肌肉的收缩与舒张状态。实现机械虎整体运动单元模仿老虎走路的动作。

11、2.直线滑轨与机械虎体结构形成肌肉的类三角结构，完成相应的动作。来自三角形的稳定性，与真实的虎骨，肌肉布局来进行设计。

12、3.作品运用了32单片机系统控制，整个系统分为语音控制和手机蓝牙控制两种模式，两种控制方式体现了智能一体的理念。并增加红外线传感器检测周围行人确保机械虎使用的安全性。

13、4.机械虎与市场现有产品相比，机械结构巧妙，价格低廉，运行稳定操作简单并且经过调研得到了社会上大多数小朋友的认可，可以为众多家庭所拥有。

技术特征：

1.一种仿生机械虎，包括机械虎本体，其特征在于：所述机械虎本体包括支架(1)、前腿组件、后腿组件、脖子(10)、虎头组件，所述支架(1)两端分别设有前横梁(21)和后横梁(2)，前横梁(21)两端均转动设有前腿支架(5)，后横梁(2)两端均转动设有后腿支架(3)，所述前腿组件、后腿组件结构相同，均包括大腿(22)和小腿(15)，所述大腿(22)顶部与其对应的前腿支架(5)、后腿支架(3)转动相连，大腿(22)底部与小腿(15)顶部转动相连，所述前腿支架(5)、后腿支架(3)内侧均固定连接有电机支架(12)，电机支架(12)上设有步进电机(19)，所述步进电机(19)输出端设有传动机构，通过传动机构带动大腿(22)、小腿(15)动作；所述脖子(10)位于支架(1)靠近前腿组件的一端，所述虎头组件与脖子(10)相连，所述虎头组件包括虎头上(8)和虎下颚(9)，所述虎头上(8)固定在脖子(10)远离支架(1)的一端，虎头上(8)和虎下颚(9)相互铰接，所述支架(1)靠近脖子(10)一端顶部铰接有后推杆(6)，所述后推杆(6)的伸缩端与脖子(10)中部相互铰接，所述脖子(10)下方铰接有前推杆(7)，所述前推杆(7)的伸缩端与虎下颚(9)相互铰接；所述支架底部设有智能控制盒(20)，智能控制盒(20)内设有控制机构，所述控制机构包括单片机、语音模块、蓝牙模块。

2.根据权利要求1所述的一种仿生机械虎，其特征在于：所述步进电机(19)靠近电机支架(12)的一侧设有减速器(18)，且步进电机(19)的输出端与减速器(18)的输入端相连，所述减速器(18)与电机支架(12)固定相连。

3.根据权利要求1所述的一种仿生机械虎，其特征在于：所述传动机构包括曲柄(17)、动力板(14)、直线滑轨(13)和输出路径轨道板(11)，所述曲柄(17)一端与减速器(18)输出端相连，动力板(14)为l型结构，其顶部与曲柄(17)远离减速器(18)的一端相连，其底部末端与小腿(15)转动相连，所述输出路径轨道板(11)顶部与其对应的前腿支架(5)、后腿支架(3)转动相连，所述直线滑轨(13)包括滑轨与滑块，所述滑块一侧与输出路径轨道板(11)底部固定相连，另一侧滑动设置在滑轨上，所述滑轨远离滑块的一侧与动力板(14)的拐角处转动相连。

4.根据权利要求1所述的一种仿生机械虎，其特征在于：所述小腿(15)底部设有脚(16)，所述脚(16)为板状，且顶部与小腿(15)底部转动相连。

5.根据权利要求1所述的一种仿生机械虎，其特征在于：所述支架(1)上方设有肋骨(4)。

6.根据权利要求1所述的一种仿生机械虎，其特征在于：所述机械虎本体上装有红外线探测装置，红外线探测装置与单片机输入端相连。

7.根据权利要求1所述的一种仿生机械虎，其特征在于：所述语音模块包括语音控制模块与语音播放模块，所述语音控制模块与单片机输入端相连，语音播放模块与单片机输出端相连。

技术总结
本技术公开了一种仿生机械虎，支架两端分别设有前横梁和后横梁，前腿组件、后腿组件结构相同，包括大腿和小腿，大腿顶部与其对应的前腿支架、后腿支架相连，底部与小腿相连，步进电机输出端设有传动机构，通过传动机构带动大腿、小腿动作；虎头组件与脖子相连，虎头上固定在脖子远离支架的一端，虎头上和虎下颚相互铰接，后推杆的伸缩端与脖子中部相互铰接，前推杆的伸缩端与虎下颚相互铰接；控制机构包括单片机、语音控制模块、蓝牙控制模块。本技术的仿生机械虎可以帮助青少年更好的了解动物，避免与真实动物接触造成误伤，并做到了操作简单，控制方便。使用者可独立操作也可通过语音控制或用手机蓝牙控制，操作更加智能化。

技术研发人员：邹永,刘业峰,张洪铭,马腾飞,于鲲,李典,陈立秋,杨海森,张丽魏,苏鑫
受保护的技术使用者：沈阳工学院
技术研发日：20220124
技术公布日：2024/1/12