[實用新型]腰部運動仿生結構和包括腰部運動仿生結構的仿生機器鼠

有效

• 申請號: 201721125634.5
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN207256276U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 王子榮;喬紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙)11482
• 代理人: 郭文浩,王世超

技術領域

本實用新型涉及仿生結構技術領域，具體涉及一種腰部運動仿生結構和包括腰部運動仿生結構的仿生機器鼠。

背景技術

隨著仿生結構技術的發展，仿生結構在運動與結構層面上的技術日趨成熟，尤其是仿生機器人的技術最為成熟，機電方面的科研人員在仿生機器人上投入的精力也最大，仿生機器人的發展也最趨近于完善，鑒于趨近完善的仿生機器人，科技人員往往將仿生機器人的運動原理與結構形狀照搬到其他仿生動物身上，例如，仿生機器鼠就應用了與仿生機器人相似的驅動機構以及形狀結構。

現有的仿生機器鼠雖然能夠滿足最基本的觀賞性，但是在生物學家、神經科學家以及腦研究者對鼠類的運動原理、行為特點和交互方式研究上，仿生機器鼠還存在著以下缺陷：1)由于仿生機器人的體型較長，因此仿生機器人的腰部結構體現不出體型較短的仿生機器鼠腰部結構的緊湊性；2)仿生機器人的腰部驅動裝置并不能準確體現爬行動物的腰部運動，即不能準確的體現爬行動物腰部的運動自由度；3)仿生機器人腰部的形狀結構與仿生機器鼠腰部結構的差異性，影響科研人員對仿生機器鼠交互方式的研究。

因此，如何設計一種適用于仿生機器鼠的腰部結構已經成為亟待解決的問題。

實用新型內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了設計一種適用于仿生機器鼠的腰部結構，根據本實用新型的第一方面，提供了一種腰部運動仿生結構，該腰部運動仿生結構包括：機架；以樞轉方式連接到機架前端的前驅動裝置，前驅動裝置用于驅動機架前端的前肢左右搖擺和上下搖擺；以樞轉方式連接到機架后端的后驅動裝置，后驅動裝置用于驅動機架后端的后肢左右搖擺和上下搖擺。本實用新型的腰部運動仿生結構緊湊、功能完善、運動靈活，并且與仿生機器鼠腰部結構的相似度高，有利于生物學家、神經科學家和腦研究者對仿生機器鼠腰部運動方式的研究。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，前驅動裝置包括第一驅動器和第二驅動器，其中，第一驅動器以樞轉方式連接到機架的前端，第二驅動器以樞轉方式連接到第一驅動器，第一驅動器與第二驅動器在空間上垂直分布，第一驅動器和第二驅動器分別用于驅動前肢左右搖擺和上下搖擺。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，前驅動裝置還包括第一連接架，第一連接架分別與第一驅動器的動力輸出端和第二驅動器的固定端固定連接或一體制成，第一驅動器的固定端與機架的前端固定連接或一體制成。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，腰部運動仿生結構還包括前肢安裝架，前肢安裝架與第二驅動器的動力輸出端固定連接或一體制成。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，后驅動裝置包括第三驅動器和第四驅動器，其中，第三驅動器以樞轉方式連接到機架的后端，第四驅動器以樞轉方式連接到第三驅動器，第三驅動器與第四驅動器在空間上垂直分布，第三驅動器和第四驅動器分別用于驅動后肢左右搖擺和上下搖擺。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，后驅動裝置還包括第二連接架，第二連接架分別與第三驅動器的動力輸出端和第四驅動器的固定端固定連接或一體制成，第三驅動器的固定端與機架的后端固定連接或一體制成。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，腰部運動仿生結構還包括后肢安裝架，后肢安裝架與第四驅動器的動力輸出端固定連接或一體制成。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，機架為工字型結構，前驅動裝置和后驅動裝置分別位于工字型機架的前后兩個槽內。

在上述腰部運動仿生結構的優選技術方案中，第一驅動器、第二驅動器、第三驅動器和第四驅動器均為直流伺服電機。

根據本實用新型的第二方面，還提供了一種仿生機器鼠，該仿生機器鼠包括第一方面的腰部運動仿生結構。

本領域技術人員能夠理解的是，在本實用新型的技術方案中，通過將腰部運動仿生結構中的多個驅動器組合在一起，仿照生物鼠腰部關節的形狀結構，從而實現了腰部運動仿生結構的多個運動自由度，例如，將第一驅動器與第二驅動器組合在一起，使第一驅動器驅動第二驅動器上下擺動，并將上下擺動通過第二驅動器傳遞至前肢，同時，第二驅動器驅動前肢左右擺動，從而實現前肢的左右、上下擺動。此外，通過將驅動器組合在一起，形成組合式的驅動裝置，結構簡單，容易實現，從而提高了腰部運動仿生結構的緊湊型，使腰部運動仿生結構更加適用于體型較短的仿生動物的腰部結構。