[发明专利]一种连续体仿生机械尾巴

说明书

本发明公开了一种连续体仿生机械尾巴，涉及关节机器人、道具、玩具技术领域，由控制箱单元、电机仓单元、虎克铰连续体单元、转接头、球铰连续体单元和绳张紧装置组成；所述控制箱单元与电机仓单元的一端连接，用于控制电机仓单元运行；所述电机仓单元的另一端和虎克铰连续体单元的一端连接，用于驱动虎克铰连续体单元和球铰连续体单元的运动。本发明通过提供一种连续体仿生机械尾巴，通过第一电机和第二电机带动连续体仿生机械尾巴运动，灵活度高、驱动效率高；且连续体仿生机械尾巴的结构紧凑、重量轻成本低；该连续体仿生机械尾巴可以根据六轴运动传感器反馈的信息随身体运动而摆动特点，增加仿生机械尾巴的趣味性。

技术领域

本发明属于关节机器人、道具、玩具技术领域，具体涉及一种连续体仿生机械尾巴。

背景技术

不同的动物，尾巴对它们来说有不同的用途。袋鼠在跳跃和休息时用尾巴来保持平衡。猴子用它们的尾巴吊在树上，就好像把尾巴当成了另一条手臂。啮齿类动物也有帮助它们保持平衡的长尾巴，而松鼠还可以把它的尾巴当成掩蔽物，其具有较高的科研价值。

目前市场上所销售的道具装饰类玩具其结构过于简单，其仅能够实现尾巴整体的左摆和右摆，无法随体态变化而变化，趣味性低且无法模拟真正动物尾巴的动作，很容易让人失去兴趣。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的连续体仿生机械尾巴自由度少、结构重、成本高等的问题。提供一种利用3D打印技术制造多连续体单元及其组合方式，并且结合体感控制使得该连续体仿生机械尾巴灵活自如。

本发明的技术方案是：

一种连续体仿生机械尾巴，由控制箱单元、电机仓单元、虎克铰连续体单元、转接头、球铰连续体单元和绳张紧装置组成；所述控制箱单元与电机仓单元的一端连接，用于控制电机仓单元运行；

所述电机仓单元的另一端和虎克铰连续体单元的一端连接，用于驱动虎克铰连续体单元和球铰连续体单元的运动；

所述虎克铰连续体单元的另一端通过所述转接头和球铰连续体单元的一端转动连接，用于摆动的仿生机械尾巴；

所述球铰连续体单元的另一端和绳张紧装置连接。

首先是控制箱单元部分是由左固定卡槽、右固定卡槽、电池盒、快速电源插头、电池接口卡槽、电源开关、控制板、电池和控制箱外壳组成。其中左固定卡槽、右固定卡槽分别安装在控制箱外壳左右两侧，控制板设置在控制箱单元内部的下侧，所述控制板上集成了六轴运动传感器；电池设置在控制箱单元内部的上侧，电源开关设置在与右固定卡槽同侧的控制箱外壳，至此完成对控制箱单元的组成。

其次是电机仓单元部分是由电机仓前盖、第一电机、第二电机、电机固定座、第一线绳绞盘、第二线绳绞盘、电机仓后盖、快速电源插头和电机仓外壳组成。其中电机仓前盖和电机仓后盖分别连接在电机固定座前端和后端，第一电机、第二电机固定在电机固定座上，第一线绳绞盘、第二线绳绞盘再分别固定在第一电机和第二电机的转轴上，由此完成电机仓单元的设置。

接下来是虎克铰连续体单元是由多个单体虎克铰模块构成；单体虎克铰模块是由十字铰链、第一铰链座、第二铰链座构成，再由单体虎克铰模块和弹性棒进行多端体组合构成虎克铰连续体单元；其中十字铰链、第一铰链座、第二铰链座串联拼接成单体虎克铰模块，再取四个单体虎克铰模块再串联拼接成虎克铰连续体单元。

接下来是转接头：转接头的作用是连接虎克铰连续体单元和球铰连续体单元，其机构上兼容两种虎克铰连续体单元和球铰连续体单元的接口。

接下来是球铰连续体单元是由软胶棒和多个单体球铰串联而成。其中软胶棒由3D打印技术与单体球铰配做而成，单体球铰是由3D打印技术一体打印成型，由软胶棒和单体球铰拼接形成。

接下来是绳张紧装置由张紧滑块、张紧座和张紧螺丝组合而成。其中张紧滑块与张紧螺丝串联安装在张紧座座上。