CN204428811U

CN204428811U - 一种可拼装电动玩具机器人

Info

Publication number: CN204428811U
Application number: CN201520006561.2U
Authority: CN
Inventors: 李晶; 贺东; 于秋跃; 王剑虹; 郭艳婕; 许睦旬
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2025-01-06

Abstract

本实用新型公开了一种可拼装电动玩具机器人，包括头部，躯干，对称的左、右臂，对称的左、右腿，其特征在于，所述躯干包括左、右躯壳，其中设置由电池及电机驱动的传动机构，该传动机构向上通过颈部锥齿轮连接头部，向下部通过一个水平的四肢输出轴分别与左躯干下部外侧的左心轮、右躯干下部外侧的右心轮连接，左心轮通过左连杆的下端连接左腿；右心轮通过右连杆的下端连接右腿，左连杆上端连接左臂；右连杆上端连接右臂。

Description

一种可拼装电动玩具机器人

技术领域

本实用新型涉及一种有轮系、凸轮和曲柄连杆机构，通过巧妙的组合实现多种运动形式的儿童玩具。

背景技术

目前，玩具市场日趋多元化，玩具机器人的种类也越来越多。对于一些复杂的机器人玩具，例如变形金刚类机器人，它能够实现变形功能；可编程类机器人可通过较复杂的编程来控制其行走，也可声控，甚至可以智能探测障碍物。然而，对于变形金刚类和可编程类机器人，玩家只能从外表对它们进行浅显的认识，通过按动开关使机器人做出相应的动作，但运动的结构原理过于复杂，且商家无意展示内部结构，玩家也仅浅尝则止，几乎无法了解其内部结构。而对于一些简单的拼接玩具，例如简易拼接小人类玩具，虽然考验了孩子的动手能力，但其结构简单，而且这类玩具一般仅注重造型，不能自动行走，只能通过用户手动旋转或移动，以改变其形状或状态。即使能够拼接，也没有驱动部分，机械结构较单一。

实用新型内容

为了克服传统小人玩具只关注外观造型，存在要么无法运动，要么内部结构复杂繁多，无法了解其机械结构等问题。本实用新型的目的是提供一种具有简单机械结构的，能够实现多种运动形式的可拼装电动玩具机器人。使儿童在拼接的过程中，了解简单的机械原理，达到寓教于乐的效果。

为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：

一种可拼装电动玩具机器人，包括头部，躯干，对称的左、右臂，对称的左、右腿，其特征在于，所述躯干包括左、右躯壳，其中设置由电池及电机驱动的传动机构，该传动机构向上通过颈部锥齿轮连接头部，向下部通过一个水平的四肢输出轴分别与左躯干下部外侧的左心轮、右躯干下部外侧的右心轮连接，左心轮通过左连杆的下端连接左腿；右心轮通过右连杆的下端连接右腿，左连杆上端连接左臂；右连杆上端连接右臂。

上述方案中，所述传动机构包括主输出轴、上方的头部输出轴、下方的四肢输出轴，主输出轴上设有主动双联齿轮和从动直齿轮；头部输出轴上设有从动双联齿轮；四肢输出轴上设有大、小、中不同直径的三个直齿轮，电机通过一个锥齿轮与主动双联齿轮的主齿啮合带动主输出轴转动，主输出轴通过主动双联齿轮的副齿与大直径直齿轮啮合带动四肢输出轴转动；四肢输出轴两端通过连接存在相位差的曲柄连杆机构，及心轮及连杆，带动两条腿交替移动及两臂交替摆动；四肢输出轴的中直径直齿轮通过与从动直齿轮啮合带动与该动直直齿轮啮合的从动双联齿轮转动，并通过其上的伞齿与颈部锥齿轮啮合使头部转动。

所述主动双联齿轮与从动直齿轮之间的主输出轴上设置有端面凸轮、与从动直齿轮连接的顶杆，所述小直径直齿轮通过与端面凸轮齿圈的啮合带动端面凸轮及顶杆联动，使从动直齿轮在主输出轴上水平往复移动，间歇与从动双联齿轮啮合，从而使头部输出轴间歇转动，造成头部摆动。

本实用新型的优点是：由用户自己动手并在说明书的指导下拼装而成机器人整体。利用灵巧的各种机构实现定时控制运动速度、方向和运动形态。使儿童在动手拼接的过程中，了解一些简单的机械原理，通过在机器人背后开翻板，使得在运动过程中也可以清晰看见内部结构。这样可以锻炼孩子的动手能力，激发孩子对机械知识的认识及应用原理的兴趣，传播科学于寓教于乐之中。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步详细描述。

图1是本实用新型整体结构示意图。图中：1、传动机构装配；2、头部；3、右侧躯干；4右心轮；5、左心轮；6、锥齿轮卡套；7、右臂；8、左臂；9、右连杆；10、左连杆；11、螺钉；12、左侧躯干；14、左腿；15、右腿。

图2是图1结构的机构原理图。

图3是图1结构的传动系统装配图。

图2、图3中：101、电机；102、锥齿轮；103、双联齿轮；104、105、直齿轮，106、弹簧，107、端面凸轮，108、顶杆，109、从动直齿轮，1010、直齿轮，1011、双联齿轮，1012、锥齿轮，1013、偏心凸轮，1014、头部输出轴，1015、主输出轴，1016、卡套，1017、四肢输出轴。

图4是图1结构的躯干示意图。

图5是图1结构的右臂装配图(左臂结构相同)。图中：5.1、上臂，5.2、下臂A,5.3、手，5.4、指尖，5.5、肩饰物，5.6、下臂B,5.7、肩。

图6是图1结构的头部装配图。图中：6.1、头部件，6.2、转动架，6.3、头饰。

图7是图1结构的左腿装配图(右腿结构相同)。图中：7.1、底架，7.2、腿里侧，7.3、脚盖，7.4、腿外侧，7.5、连接件。

具体实施方式

参考图1，一种可拼装电动玩具机器人，包括头部2、躯干、左臂8和右臂7、左腿14和右腿15，其中，躯干包括左、右躯壳12、3，其中设置由电池及电机101驱动的传动机构1，该传动机构1向上通过颈部锥齿轮1012(图2)连接头部，传动机构下部通过一个水平的四肢输出轴1017(图2)分别与左躯干下部外侧的左心轮5、右躯干下部外侧的右心轮4连接，左心轮通过左连杆10的下端连接左腿14；右心轮通过右连杆9的下端连接右腿15，左连杆10上端与左臂8连接；右连杆9上端与右臂7连接。

参考图2，3，图1结构玩具机器人的机构包括驱动部分、传动部分、执行部分。其中，驱动部分由电池和电机101组成；传动部分由三个水平传动轴1014、1015、1017及轮系构成；执行部分是连接躯干的头部、两条腿和两个手臂。传动部分包括主输出轴1015、其上方的头部输出轴1014、下方的四肢输出轴1017；主输出轴上设有双联齿轮103、和从动直齿轮109；头部输出轴上设有双联齿轮1011；四肢输出轴上设直齿轮104、105和1010。电机通过锥齿轮102与双联齿轮103主齿啮合带动主输出轴转动，主输出轴通过双联齿轮103副齿与直齿轮104啮合带动四肢输出轴1017转动；四肢输出轴两端通过连接存在相位差的曲柄连杆机构(心轮及连杆)带动两条腿交替移动及两臂交替摆动。四肢输出轴的直齿轮1010通过与从动直齿轮109啮合带动与该直齿轮109啮合的双联齿轮1011转动，并通过其上的伞齿与颈部锥齿轮1012啮合时头部转动。

双联齿轮103与从动直齿轮109之间的主输出轴上可设置端面凸轮107，与从动直齿轮109连接的顶杆108，直齿轮105通过与端面凸轮的啮合带动端面凸轮及顶杆联动，使从动直齿轮109在主输出轴上水平往复移动，间歇与双联齿轮1011啮合，从而使头部输出轴间歇转动，造成头部摆动。

另外，通过在机器人背后开翻板，让玩具机器人在运动时，儿童能够看到其内部结构和运动，更加清楚地了解机构运动机理。

参考图4，玩具机器人的躯干由左、右躯壳12、3两部分构成。在两部分的结合面上，右躯壳3均布有轴，左躯壳12均布有孔，实现孔销配合。

参考图5，玩具机器人的右臂7由上臂5.1、下臂A5.2、手5.3、指尖5.4、肩饰物5.5、下臂B 5.6和肩5.7构成，并有三个自由度。具体连接方式如下：指尖5.4套在手5.3上，手5.3的半圆孔与下臂A5.2的轴实现孔轴配合，可以相互转动，是第一个自由度；下臂A5.2的上端和下臂B5.6的上端对应部分均有孔，分别和上臂5.1下端的轴实现孔轴配合，可以相互转动，是第二个自由度；上臂5.1右侧的半圆孔和肩5.7中间的轴实现孔轴配合，可以相互转动，是第三个自由度。肩饰物5.5中间的孔和机器人右侧躯干3通过螺钉相连接，肩饰物5.5下侧的长槽和右连杆9上端的短圆轴构成滚滑副。当机器人运转，右连杆9在做平面运动(移动和转动)的同时，通过此滚滑副带动相当于摇块的肩饰物5.5绕其中间轴做旋转摇动。左臂与右臂结构相同，只是方向相反。

参考图6，玩具机器人的头部由头部件6.1、转动架6.2、头饰6.3和偏心凸轮1013构成。头部的转动是通过摆动凸轮机构实现的。偏心凸轮1013底面偏心所在位置的孔和锥齿轮1012过盈配合，一起转动。偏心凸轮1013与头部6.1底部长方形的槽形成滚滑副，使得头部6.1随着偏心凸轮1013的转动而左右摆动，摆动角度±50度。头饰6.3两侧的短轴和头部6.1前侧的两孔配合，可相互转动。

参考图7，玩具机器人的左腿14由腿底架7.1、腿里侧7.2、脚盖7.3、腿外侧7.4、连接件7.5构成。腿里侧7.2和腿外侧7.4的结合面上，分别设有轴和孔，实现孔轴配合。腿里侧和外侧形成的整体通过其下方的半圆孔插入腿底架7.1中间的轴。而脚盖7.3由其内部两侧的短轴和腿底架7.1前端孔配合，可以相互转动，实现脚盖上下摆动的效果。连接件7.5上下两侧均有半圆孔，它下部和腿里侧7.2、腿外侧7.4实现孔轴配合，上部和左连杆10实现孔轴配合，两个配合均为过盈配合，连为一体，不能相互运动。右腿与左腿结构相同，只是方向相反。

Claims

1.一种可拼装电动玩具机器人，包括头部，躯干，对称的左、右臂，对称的左、右腿，其特征在于，所述躯干包括左、右躯壳，其中设置由电池及电机驱动的传动机构，该传动机构向上通过颈部锥齿轮连接头部，向下部通过一个水平的四肢输出轴分别与左躯干下部外侧的左心轮、右躯干下部外侧的右心轮连接，左心轮通过左连杆的下端连接左腿；右心轮通过右连杆的下端连接右腿，左连杆上端连接左臂；右连杆上端连接右臂。

2.如权利要求1所述的可拼装电动玩具机器人，其特征在于，所述传动机构包括主输出轴、上方的头部输出轴、下方的四肢输出轴，主输出轴上设有主动双联齿轮和从动直齿轮；头部输出轴上设有从动双联齿轮；四肢输出轴上设有大、小、中不同直径的三个直齿轮，电机通过一个锥齿轮与主动双联齿轮的主齿啮合带动主输出轴转动，主输出轴通过主动双联齿轮的副齿与大直径直齿轮啮合带动四肢输出轴转动；四肢输出轴两端通过连接存在相位差的曲柄连杆机构，及心轮及连杆，带动两条腿交替移动及两臂交替摆动；四肢输出轴的中直径直齿轮通过与从动直齿轮啮合带动与该动直直齿轮啮合的从动双联齿轮转动，并通过其上的伞齿与颈部锥齿轮啮合使头部转动。

3.如权利要求1所述的可拼装电动玩具机器人，其特征在于，所述主动双联齿轮与从动直齿轮之间的主输出轴上设置有端面凸轮、与从动直齿轮连接的顶杆，所述小直径直齿轮通过与端面凸轮齿圈的啮合带动端面凸轮及顶杆联动，使从动直齿轮在主输出轴上水平往复移动，间歇与从动双联齿轮啮合，从而使头部输出轴间歇转动，造成头部摆动。