仿生机械蝎

1.本实用新型涉及仿生机械技术领域，具体涉及仿生机械蝎。


背景技术：

2.仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征，并把它们应用到技术系统，改善已有的技术工程设备，并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。
3.现有对于蝎子的机械研究和开发较少，而市面上现有的仿生机械设计结构复杂，例如cn201920315928.7公开的野外骑乘两栖仿蝎安保机器人。
4.因此，发明人新设计了仿生机械蝎，可实现蝎子移动的基本动作。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.本实用新型目的在于解决背景技术提出的问题，而提供了仿生机械蝎。
7.(二)技术方案
8.仿生机械蝎，包括骨架，所述骨架中心设置有安装架，安装架上设置有驱动锥齿轮，两组类四杆结构呈中心对称分布在驱动锥齿轮两侧，驱动锥齿轮与类四杆结构一端配合、类四杆结构另一端连接有棘轮轴，棘轮轴固接在骨架内；
9.所述棘轮轴上设置有两组棘轮组，两组棘轮组位于类四杆结构两侧；所述棘轮组包括内棘轮和外棘轮，类四杆结构上还设置有一号棘爪架，一号棘爪架上设置有与内棘轮配合的内棘爪、与外棘轮配合的外棘爪；
10.所述外棘轮贯穿有前进轴，内棘轮轮面设置有滑槽，前进轴内端卡入滑槽、外端配合有脚架。
11.(三)有益效果
12.本实用新型提供了仿生机械蝎，采用驱动锥齿轮通过从动锥齿轮实现类四杆机构工作进行传递动力，并利用棘轮、棘爪的配合，带动脚架做抬起下降动作；后侧的两个脚架构成一组，前侧的两个脚架构成一，工作过程中，一组脚架固定于原地起支撑作用时、另一组脚架前进，且两组脚架交替作用，可实现整体的前进效果，实现蝎子仿生移动的基本动作；此外，为了保证骨架和脚架的正常工作，还设置了活动棘轮和一圈齿牙的配合，实现前进轴和脚架在前进时的单向卡合；并利用支撑轴承与前进轴同步移动，使两侧弹簧形变产生恢复力，反过来使前进轴拉动骨架前进。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的，保护一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
14.图1为本实用新型的结构图；
15.图2为本实用新型的另一视角的结构图；
16.图3为类四杆结构的结构图；
17.图4为内棘轮和外棘轮的结构图；
18.图5为脚架的结构图；
19.图6为脚架的结构图；
20.图7为脚架和前进轴的配合图；
21.图8为脚架和前进轴另一种配合方式的结构图；
22.图9为脚架和前进轴另一种配合方式的结构图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.1-骨架，2-安装架，3-驱动锥齿轮，4-从动锥齿轮，5-从动轴，6
‑ꢀ
一号杆，7-二号杆，8-三号杆，9-棘轮轴，10-一号棘爪架，11-内棘爪，12
‑ꢀ
外棘爪，13-外棘轮，14-内棘轮，15-前进轴，16-滑槽，17-侧杆，18-脚架，19-卡孔，20-挡板，21-弹簧杆，22-支撑轴承，23-一号支板，24
‑ꢀ
一号弹簧，25-二号支板，26-二号弹簧，27-二号棘爪架，28-活动棘爪， 29-齿牙。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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。
28.参看附图1、2，本实用新型提供了仿生机械蝎，包括骨架1，所述骨架1中心固接有安装架2，安装架2上装有驱动锥齿轮3；
29.如附图1所示，所述驱动锥齿轮3通过驱动轴连接有驱动电机(未画出)，驱动电机固定在安装架2上。
30.两组类四杆结构呈中心对称分布在驱动锥齿轮3两侧，驱动锥齿轮3与类四杆结构一端配合、类四杆结构另一端连接有棘轮轴9，棘轮轴9固接在骨架1内；
31.参考附图3，所述类四杆结构包括从动锥齿轮4、从动轴5、一号杆6、二号杆7及三号杆8；
32.所述从动锥齿轮4与驱动锥齿轮3垂直啮合，从动锥齿轮4固接在从动轴5一端，从动轴5贯穿并转动连接安装架2，从动轴5另一端与一号杆6一端连接，一号杆6另一端与二号杆7一端铰接，二号杆7 另一端与三号杆8一端铰接，三号杆8另一端与棘轮轴9铰接。
33.这样，驱动电机带动驱动锥齿轮3转动，驱动锥齿轮3通过从动锥齿轮4使从动轴5带动一号杆6转动，从而实现类四杆结构工作，使三号杆8产生往复偏转。
34.参考附图1、4，所述棘轮轴9上设置有两组棘轮组，两组棘轮组位于类四杆结构两侧；所述棘轮组包括内棘轮14和外棘轮13，类四杆结构上还连接有一号棘爪架10，一号棘爪架10上装有与内棘轮14配合的内棘爪11、与外棘轮13配合的外棘爪12；
35.所述外棘轮13贯穿有前进轴15，内棘轮14轮面开有滑槽16，前进轴15内端卡入滑槽16、外端配合有脚架18。
36.参考附图5-7，所述脚架18呈倒u形、并设有卡孔19，卡孔19 由两个呈中心对称的半圆台形构成；所述前进轴15贯穿卡孔19；
37.此处需要说明的是，前进轴15与卡孔19之间存在一定阻尼摩擦，避免其随意转动及移位；例如在卡孔19装上柔性的限位套，前进轴15 也贯穿限位套，提高摩擦力；但前进轴15可受到外力作用可在卡孔19 内产生偏转，例如后续。
38.为方便阐述原理，以附图4及其图纸方向为例：
39.本装置置于地面，初始状态下，脚架19底端压在地面上，自动平衡；三号杆8先顺时针转动，通过内棘爪11拨动内棘轮14、使内棘轮 14也跟着顺时针转动，外棘爪12划过外棘轮13、不产生影响，滑槽16 左端抵住前进轴15内端、并推动前进轴15带动外棘轮13也进行顺时针转动；由于前进轴15是偏心设置的，这样前进轴15也带着脚架18 做向前抬落动作，使脚架18前进；
40.三号杆8之后逆时针转动，内棘爪11划过内棘轮14、不产生影响，通过外棘爪12拨动外棘轮13、使外棘轮13带着前进轴15也跟着逆时针转动，而前进轴15内端沿着滑槽16滑动，此时脚架18压在地面上不能移动，前进轴15在卡孔19内产生偏转，不仅可避免造成卡死，并且反过来使骨架19产生前进；
41.这样，三号杆8再次顺时针转动，并重复上述动作；
42.参考附图1、2，后侧的两个脚架18构成一组，前侧的两个脚架18 构成一组；采用驱动锥齿轮3通过中心对称设置的两个从动锥齿轮4 设计，使两组类四杆机构工作，满足了一组脚架18固定于原地起支撑作用时，另一组脚架18前进，且两组脚架18交替作用，可实现整体的前进效果。
43.另，参考附图1，所述前进轴15侧向还连接有侧杆17，骨架1内通过弹簧杆21连接有挡板20，侧杆17抵住挡板20；前进轴15产生偏转时，侧杆17也跟着转动，在弹簧杆21自动伸缩作用下，挡板20 始终被侧杆17抵住，从而反过来对前进轴15偏转进行导向。
44.在另一个实施例中，为了确保脚架18、骨架19可前进，对前进轴 15和脚架18的配合进行加强设计。
45.参看附图8、9，所述前进轴15装有支撑轴承22，脚架18对应支撑轴承22两侧分别连接有一号支板23和二号支板25，支撑轴承22一侧与一号支板23连接有一号弹簧24，支撑轴
承22另一侧与二号支板 25连接有二号弹簧26；
46.所述脚架18还连接有二号棘爪架27，二号棘爪架27上装有活动棘爪28，前进轴15加工有一圈齿牙29，活动棘爪28与齿牙29配合。
47.延续上个实施例的述原理，以附图4及其图纸方向为例：
48.前进轴15先进行顺时针转动时，齿牙29与活动棘爪28卡合，从而使前进轴15和脚架18构成一体，同步做向前抬落动作，使脚架18 前进；
49.之后，前进轴15逆时针转动，活动棘爪28划过齿牙29，两者不再卡合、不会造成干涉，前进轴15内端沿着滑槽16滑动，此时脚架18 压在地面上不能移动，前进轴15在卡孔19内产生偏转，这样支撑轴承22跟着前进轴15向二号支板25侧偏移，使两侧的弹簧产生形变作用、并存在将前进轴15向一号支板23侧推动的趋势，由于脚架18压在地面上不能移动，弹簧形变恢复就会反过来使前进轴15拉动骨架 19前进。
50.需要说明的是，上述电气元件配有电源、其控制方式为现有技术，为了避免叙述累赘，统一在此处说明；且本技术主要用来保护机械设备，所以文中不再详细解释控制方式和电路连接。
51.本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材面或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材面或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
52.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。