專利名稱：使用曲柄搖桿的步行機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種步行機構，特別涉及一種使用曲柄搖桿的步行機構。
背景技術：
步行機構是實現步行移動的重要機構，是步行移動的自動機械的重要組成部分，在工程技術、娛樂設施、玩偶等領域有著廣泛的應用，但是一般的步行機構結構復雜，生產成本高，加工難度大，各個運動部件分別使用不同的電機驅動，控制、操作繁瑣，使用不便，影響了步行機構的普及和應用。
實用新型內容
為了解決一般的步行機構結構復雜，生產成本高，加工難度大，各個運動部件分別使用不同的電機驅動，控制、操作繁瑣，使用不便的問題，本實用新型提出一種使用曲柄搖桿的步行機構，所采用的技術方案是使用曲柄搖桿的步行機構，包括機架，和安裝于機架上的動力裝置、傳動裝置、步行裝置，傳動裝置設有輸入端和輸出端，動力裝置與傳動裝置的輸入端連接，步行裝置與傳動裝置的輸出端連接，步行裝置包括曲柄搖桿機構、大腿機構、小腿機構和足機構，機架設有機架大腿鉸接點和機架大腿連桿鉸接點，曲柄搖桿機構設有曲柄、搖桿和滑銷，曲柄設有曲柄旋轉軸和曲柄驅動點，搖桿設有搖桿被驅動點、搖桿驅動點和滑槽，滑銷固定連接于機架，曲柄旋轉軸與傳動裝置的輸出端連接，滑槽與滑銷滑動連接，曲柄驅動點與搖桿被驅動點鉸接，大腿機構設有均為桿狀結構的大腿、膝橫桿和大腿連桿，大腿設有大腿機架鉸接點和大腿膝橫桿鉸接點，膝橫桿設有膝橫桿前鉸接點和膝橫桿后鉸接點，大腿連桿設有大腿連桿機架鉸接點和大腿連桿膝橫桿鉸接點，大腿、膝橫桿、大腿連桿和機架通過大腿機架鉸接點、大腿膝橫桿鉸接點、膝橫桿前鉸接點、膝橫桿后鉸接點、大腿連桿機架鉸接點、大腿連桿膝橫桿鉸接點、機架大腿鉸接點和機架大腿連桿鉸接點，鉸接為平行四桿機構；小腿機構設有均為桿狀結構的小腿、踝橫桿和小腿連桿，小腿的上端設有向前進方向后方彎折的小腿曲柄，在小腿曲柄、小腿的彎折處和小腿的下端，分別設有小腿被驅動點、小腿膝橫桿鉸接點和小腿踝橫桿鉸接點，踝橫桿設有踝橫桿前鉸接點和踝橫桿后鉸接點，小腿連桿設有小腿連桿膝橫桿鉸接點和小腿連桿踝橫桿鉸接點，小腿、踝橫桿、小腿連桿和膝橫桿通過小腿膝橫桿鉸接點、小腿踝橫桿鉸接點、踝橫桿前鉸接點、踝橫桿后鉸接點、小腿連桿膝橫桿鉸接點、小腿連桿踝橫桿鉸接點，膝橫桿前鉸接點和膝橫桿后鉸接點，鉸接為平行四桿機構，小腿被驅動點與搖桿驅動點鉸接；踝橫桿設有足機構。
一個機架上設有2套步行機構，組成雙腿步行機構，雙腿步行機構的2套步行機構的曲柄轉角交錯設置，2只曲柄的轉速相同。
傳動裝置的輸出端連接2套步行裝置，組成雙腿步行機構，雙腿步行機構的2套步行裝置的曲柄轉角交錯設置，2只曲柄的轉速相同。
雙腿步行機構的2套步行機構或步行裝置的曲柄轉角相錯180度。
2套或多套雙腿步行機構的機架連接為一體，2套或多套雙腿步行機構設置一套傳動裝置，或設置一套動力裝置和傳動裝置；或者每套雙腿步行機構各設置一套傳動裝置，或各設置一套動力裝置和傳動裝置，各傳動裝置的輸出端轉速相同。
動力裝置是電機或內燃機，動力裝置或/和傳動裝置設有調速機構。
足機構設有緩沖裝置。
滑動摩擦部位設有軸承。
步行機構的重心位于足機構的支承范圍內。步行機構與車輛或滑撬連接。
本實用新型的使用曲柄搖桿的步行機構采用上述技術方案，所能取得的技術效果是采用曲柄搖桿機構，可以利用最簡單的機構，將動力裝置產生的回轉運動轉變為步行裝置的往復位移運動，實現步行位移。步行裝置設置大腿、小腿和足，可以借鑒歩行動物的肢體結構特點，以最簡單的結構實現完善的步行運動，并保證步行裝置具有可靠的穩定性。大腿機構和小腿機構采用平行四桿機構，可以保證大腿機構和小腿機構的運動平穩性，并保證踝橫桿上設置的足機構保持與地面的平行狀態，使足機構邁步和著地平穩。小腿的上端設有向前進方向后方彎折的小腿曲柄，小腿被驅動點設在小腿曲柄上，可以使曲柄搖桿驅動小腿被驅動點時，小腿相對于大腿向后屈曲，保證大腿機構和小腿機構保持正常的歩行姿態，并維持步行機構的穩定性。踝橫桿設有足機構，可以由足機構承擔步行機構與地面接觸產生的沖擊、振動和磨損，保護步行機構中起更重要作用的曲柄搖桿、大腿、小腿等運動部件免受損傷。一個機架上設有2套步行機構，組成雙腿步行機構，雙腿步行機構的2套步行機構的曲柄轉角交錯設置，2只曲柄的轉速相同，可以通過雙腿步行機構大、小腿機構的交替循環動作，實現邁步前行。
傳動裝置的輸出端連接2套步行裝置，組成雙腿步行機構，雙腿步行機構的2套步行裝置的曲柄轉角交錯設置，2只曲柄的轉速相同，可以使用一套動力裝置和傳動裝置，帶動2套步行裝置組成的雙腿步行機構，實現邁步前行。
雙腿步行機構的2套步行機構或步行裝置的曲柄轉角相錯180度，可以使2套步行機構或步行裝置的2套大、小腿機構的運動間隔相同，實現均勻、對稱、穩定的交替循環動作，實現邁步前行。
2套或多套雙腿步行機構的機架連接為一體，2套或多套雙腿步行機構設置一套傳動裝置，或設置一套動力裝置和傳動裝置；或者每套雙腿步行機構各設置一套傳動裝置，或各設置一套動力裝置和傳動裝置，各傳動裝置的輸出端轉速相同，可以組成4腳乃至多腳步行機構，實現特定的步行功能，還能組成各種多腳玩偶，滿足各種娛樂的需求。
動力裝置是電機或內燃機，可以根據不同的工作情況和環境，利用不同的能源正常工作；動力裝置或/和傳動裝置設有調速機構，可以調整步行裝置的步行速度，滿足不同的使用要求。
足機構設有緩沖裝置，可以吸收足機構落地時的沖擊和振動，減少對步行裝置的損傷。滑動摩擦部位設有軸承，可以減小運動時的摩擦力，減少能源消耗，減小磨損，延長步行機構的工作壽命。
歩行機構的重心位于足機構的支承范圍內，保證了步行機構靜止和步行時直立狀態的穩定性。
步行裝置與車輛或滑撬連接，可以利用本實用新型的使用曲柄搖桿的步行機構作為驅動裝置，推、拉車輛或滑撬運行，實現運輸或巡游功能。
使用本實用新型的使用曲柄搖桿的步行機構，可以使用單臺電機或內燃機實現步行機構的步行前移，結構簡單，制造方便，工作可靠，可以實現多種用途，有利于步行移動的自動機械的推廣和應用。
附圖1是本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構曲柄位于直角平面坐標系0度時的結構示意圖。
附圖2是本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構曲柄位于直角平面坐標系90度時的結構
示意圖。
附圖3是本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構曲柄位于直角平面坐標系180度時的結構示意圖。
附圖4是本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構曲柄位于直角平面坐標系270度時的結構示意圖。
附圖中的標示含義如下-
1—機架，101—機架大腿鉸接點，102—機架大腿連桿鉸接點，21—傳動裝置輸出端，3—步行裝置，31—曲柄搖桿機構，311—曲柄，3111—曲柄旋轉軸，3112—曲柄驅動點，312_搖桿，3121—搖桿被驅動點，3122—搖桿驅動點，3123—滑槽，313—滑銷，32—大腿機構，321—大腿，3211—大腿機架鉸接點，3212—大腿膝橫桿鉸接點，322—膝橫桿，3221一膝橫桿前鉸接點，3222—膝橫桿后鉸接點，323—大腿連桿，3231—大腿連桿機架鉸接點，3232—大腿連桿膝橫桿鉸接點，33—小腿機構，331—小腿、3310—小腿曲柄，3311_小腿被驅動點，3312—小腿膝橫桿鉸接點，3313—小腿踝橫桿鉸接點，332—踝橫桿，3321—踝橫桿前鉸接點，3322—踝橫桿后鉸接點，333—小腿連桿，3331—小腿連桿膝橫桿鉸接點，3332—小腿連桿踝橫桿鉸接點，34—足機構，
具體實施方式
附圖1至附圖4是本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構最常見的一種實施方式的結構動作示意圖。本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構，包括機架l，和安裝于機架上的動力裝置、傳動裝置、步行裝置3，傳動裝置設有輸入端和輸出端21，動力裝置與傳動裝置輸入端連接，步行裝置3與傳動裝置輸出端21連接，步行機構包括曲柄搖桿機構31、大腿機構32、小腿機構33和足機構34，機架1設有機架大腿鉸接點101和機架大腿連桿鉸接點102，曲柄搖桿機構31設有曲柄311、搖桿312和滑銷313，曲柄311設有曲柄旋轉軸3111和曲柄驅動點3112，搖桿312設有搖桿被驅動點3121、搖桿驅動點3122和滑槽3123，滑銷313固定連接于機架1，曲柄旋轉軸3111與傳動裝置輸出端21固定連接，滑槽3123與滑銷313滑動連接，曲柄驅動點3112與搖桿被驅動點3121鉸接，大腿機構32設有均為桿狀結構的大腿321、膝橫桿322和大腿連桿323，大腿321設有大腿機架鉸接點3211和大腿膝橫桿膝橫桿前鉸接點3221和膝橫桿后鉸接點3222，大腿連桿323設有大腿連桿機架鉸接點3231和大腿連桿膝橫桿鉸接點3232,大腿32K膝橫桿322、大腿連桿323和機架l通過大腿機架鉸接點3211、大腿膝橫桿鉸接點3212、膝橫桿前鉸接點3221、膝橫桿后鉸接點3222、大腿連桿機架鉸接點3231、大腿連桿膝橫桿鉸接點3232、機架大腿鉸接點101和機架大腿連桿鉸接點102，鉸接為平行四桿機構；在本實施例中，機架大腿鉸接點101與曲柄旋轉軸3111共軸，實際應用中，根據不同的情況和需要，可以采用不共軸的方案。小腿機構33設有均為桿狀結構的小腿331、踝橫桿332和小腿連桿333，小腿331的上端設有向后彎折的小腿曲柄3310，在小腿曲柄3310、小腿的彎折處和小腿的下端，分別設有小腿被驅動點3311、小腿膝橫桿鉸接點3312和小腿踝橫桿鉸接點3313，踝橫桿332設有踝橫桿前鉸接點3321和踝橫桿后鉸接點3322，小腿連桿333設有小腿連桿膝橫桿鉸接點3331和小腿連桿踝橫桿鉸接點3332，小腿331、踝橫桿332、小腿連桿333和膝橫桿322通過小腿膝橫桿鉸接點3312、小腿踝橫桿鉸接點3313、踝橫桿前鉸接點3321、踝橫桿后鉸接點3322、小腿連桿膝橫桿鉸接點3331、小腿連桿踝橫桿鉸接點3332、膝橫桿前絞接點3221和膝橫桿后鉸接點3222，鉸接為平行四桿機構，小腿被驅動點3311與搖桿驅動點3122鉸接；踝橫桿332設有足機構34。
一個機架1上設有2套步行機構，可以組成雙腿步行機構，雙腿步行機構的2套步行機構的曲柄311的轉角可以交錯設置，2只曲柄311的轉速一般情況下相同。
傳動裝置輸出端21連接2套步行裝置，可以使用一套動力裝置和傳動裝置組成雙腿步行機構，雙腿步行機構的2套步行裝置3的曲柄311的轉角可以交錯設置，2只曲柄311的轉速一般情況下相同。
雙腿步行機構的2套步行機構或歩行裝置的曲柄311的轉角通常相錯180度，以獲得更接近自然界常態和更平穩的步行效果。
2套或多套雙腿步行機構的機架1連接為一體，2套或多套雙腿步行機構設置一套傳動裝置，或設置一套動力裝置和傳動裝置；或者每套雙腿步行機構各設置一套傳動裝置，或各設置一套動力裝置和傳動裝置，各傳動裝置的輸出端1一般情況下轉速相同，可以組成4腳乃至多腳的步行機構，實現特定的步行功能，還能進一步組成各種多腳玩偶，滿足各種娛樂的需求。
動力裝置可以使用電機或內燃機，動力裝置或傳動裝置可以設置調速機構，以便調整步行速度，動力裝置和傳動裝置還可以分別設置調速機構，以便根據實際情況選擇調整動置的輸出速度，以加大步行速度調整的范圍。
足機構34設有緩沖裝置，緩沖裝置可以是使用彈簧、氣體或液體的緩沖器，也可以是彈性材料制作的緩沖墊。
運動中產生滑動摩擦的部位，如滑槽3123、滑銷313、各鉸接點可以設置軸承，軸承可以根據情況或需要，選用滑動軸承或滾動軸承。
本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構的重心位于足機構34的支承范圍內。
本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構可以與車輛或滑撬連接，利用本步行機構作為驅動裝置，推、拉車輛或滑撬運行，實現運輸或巡游功能。
附圖1至附圖4所表示的實施例的結構，曲柄311逆時針旋轉時，本步行機構前進步行，曲柄311順時針旋轉時，本步行機構倒退步行。
動力裝置和傳動裝置安裝于機架的適當位置。
本實用新型使用曲柄搖桿的步行機構，可以根據實際情況和需要，設置軀干、上肢、頭頸等部件，設置外殼，并進行涂裝，外殼可以是剛性結構或柔性結構，還可以將外殼制
成仿人造型或各類玩偶造型。步行機構的相關部位可以安裝各類傳感器和控制裝置。
本實用新型的使用曲柄搖桿的步行機構，不受上述實施例的限制，凡是利用本實用新型的結構和原理，進行代換或變換所形成的技術方案，都在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.使用曲柄搖桿的步行機構，包括機架，和安裝于機架上的動力裝置、傳動裝置、步行裝置，所述傳動裝置設有輸入端和輸出端，所述動力裝置與傳動裝置的輸入端連接，所述步行裝置與傳動裝置的輸出端連接，其特征在于所述步行裝置包括曲柄搖桿機構、大腿機構、小腿機構和足機構，機架設有機架大腿鉸接點和機架大腿連桿鉸接點，所述曲柄搖桿機構設有曲柄、搖桿和滑銷，所述曲柄設有曲柄旋轉軸和曲柄驅動點，搖桿設有搖桿被驅動點、搖桿驅動點和滑槽，滑銷固定連接于機架，曲柄旋轉軸與所述傳動裝置的輸出端連接，所述滑槽與滑銷滑動連接，所述曲柄驅動點與搖桿被驅動點鉸接，所述大腿機構設有均為桿狀結構的大腿、膝橫桿和大腿連桿，所述大腿設有大腿機架鉸接點和大腿膝橫桿鉸接點，膝橫桿設有膝橫桿前鉸接點和膝橫桿后鉸接點，大腿連桿設有大腿連桿機架鉸接點和大腿連桿膝橫桿鉸接點，大腿、膝橫桿、大腿連桿和機架通過所述大腿機架鉸接點、大腿膝橫桿鉸接點、膝橫桿前鉸接點、膝橫桿后鉸接點、大腿連桿機架鉸接點、大腿連桿膝橫桿鉸接點、機架大腿鉸接點和機架大腿連桿鉸接點，鉸接為平行四桿機構；所述小腿機構設有均為桿狀結構的小腿、踝橫桿和小腿連桿，所述小腿的上端設有向前進方向后方彎折的小腿曲柄，在小腿曲柄、小腿的彎折處和小腿的下端，分別設有小腿被驅動點、小腿膝橫桿鉸接點和小腿踝橫桿鉸接點，踝橫桿設有踝橫桿前鉸接點和踝橫桿后鉸接點，小腿連桿設有小腿連桿膝橫桿鉸接點和小腿連桿踝橫桿鉸接點，小腿、踝橫桿、小腿連桿和膝橫桿通過小腿膝橫桿鉸接點、小腿踝橫桿鉸接點、踝橫桿前鉸接點、踝橫桿后鉸接點、小腿連桿膝橫桿鉸接點、小腿連桿踝橫桿鉸接點，膝橫桿前鉸接點和膝橫桿后鉸接點，鉸接為平行四桿機構，小腿被驅動點與所述搖桿驅動點鉸接；所述踝橫桿設有足機構。
2. 根據權利要求1所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于 一個機架上設有2套步行機構，組成雙腿步行機構，所述雙腿步行機構的2套步行機構的曲柄轉角交錯設置，所述2只曲柄的轉速相同。
3. 根據權利要求l所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于所述傳動裝置的輸出端連接2套步行裝置，組成雙腿步行機構，所述雙腿歩行機構的2套步行裝置的曲柄轉角交錯設置，所述2只曲柄的轉速相同。
4. 根據權利要求2或3所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于所述雙腿步行機構的2套步行機構或步行裝置的曲柄轉角相錯180度。
5. 根據權利要求2或3所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于2套或多套雙腿步行機構的機架連接為一體，所述2套或多套雙腿步行機構設置一套傳動裝置，或設置一套動力裝置和傳動裝置；或者每套雙腿步行機構各設置一套傳動裝置，或各設置一套動力裝置和傳動裝置，各傳動裝置的輸出端轉速相同。
6. 根據權利要求1所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于所述動力裝置是電機或內燃機，所述動力裝置或/和傳動裝置設有調速機構。
7. 根據權利要求1所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于所述足機構設有緩沖裝置。
8. 根據權利要求1所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于滑動摩擦部位設有軸承。
9. 根據權利要求1所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于所述步行機構的重心位于足機構的支承范圍內。
10. 根據權利要求l所述的使用曲柄搖桿的步行機構，其特征在于所述步行機構與車輛或滑撬連接。
專利摘要使用曲柄搖桿的步行機構，包括機架，和安裝于機架上的動力裝置、傳動裝置、步行裝置，步行裝置包括曲柄搖桿機構、大腿機構、小腿機構和足機構，大腿機構設有鉸接為平行四桿機構的大腿、膝橫桿和大腿連桿，小腿機構設有鉸接為平行四桿機構的小腿、踝橫桿和小腿連桿，小腿的上端設有小腿曲柄，小腿曲柄與搖桿鉸接。2套步行機構可以組成雙腿步行機構，多套雙腿步行機構可以組成多腿步行機構。使用本實用新型的步行機構，可以實現步行位移，并能推、拉車輛和滑橇，可以應用于工程技術和娛樂行業，本實用新型的使用曲柄搖桿的步行機構，結構簡單，制造方便，工作可靠，可以實現多種用途，有利于步行移動的自動機械的推廣和應用。
文檔編號B62D57/032GK201424067SQ20092010948
公開日2010年3月17日 申請日期2009年6月24日 優先權日2009年6月24日
發明者吳玉祿 申請人:吳玉祿