[实用新型]腰部运动仿生结构和包括腰部运动仿生结构的仿生机器鼠

说明书

技术领域

本实用新型涉及仿生结构技术领域，具体涉及一种腰部运动仿生结构和包括腰部运动仿生结构的仿生机器鼠。

背景技术

随着仿生结构技术的发展，仿生结构在运动与结构层面上的技术日趋成熟，尤其是仿生机器人的技术最为成熟，机电方面的科研人员在仿生机器人上投入的精力也最大，仿生机器人的发展也最趋近于完善，鉴于趋近完善的仿生机器人，科技人员往往将仿生机器人的运动原理与结构形状照搬到其他仿生动物身上，例如，仿生机器鼠就应用了与仿生机器人相似的驱动机构以及形状结构。

现有的仿生机器鼠虽然能够满足最基本的观赏性，但是在生物学家、神经科学家以及脑研究者对鼠类的运动原理、行为特点和交互方式研究上，仿生机器鼠还存在着以下缺陷：1)由于仿生机器人的体型较长，因此仿生机器人的腰部结构体现不出体型较短的仿生机器鼠腰部结构的紧凑性；2)仿生机器人的腰部驱动装置并不能准确体现爬行动物的腰部运动，即不能准确的体现爬行动物腰部的运动自由度；3)仿生机器人腰部的形状结构与仿生机器鼠腰部结构的差异性，影响科研人员对仿生机器鼠交互方式的研究。

因此，如何设计一种适用于仿生机器鼠的腰部结构已经成为亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了设计一种适用于仿生机器鼠的腰部结构，根据本实用新型的第一方面，提供了一种腰部运动仿生结构，该腰部运动仿生结构包括：机架；以枢转方式连接到机架前端的前驱动装置，前驱动装置用于驱动机架前端的前肢左右摇摆和上下摇摆；以枢转方式连接到机架后端的后驱动装置，后驱动装置用于驱动机架后端的后肢左右摇摆和上下摇摆。本实用新型的腰部运动仿生结构紧凑、功能完善、运动灵活，并且与仿生机器鼠腰部结构的相似度高，有利于生物学家、神经科学家和脑研究者对仿生机器鼠腰部运动方式的研究。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，前驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器，其中，第一驱动器以枢转方式连接到机架的前端，第二驱动器以枢转方式连接到第一驱动器，第一驱动器与第二驱动器在空间上垂直分布，第一驱动器和第二驱动器分别用于驱动前肢左右摇摆和上下摇摆。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，前驱动装置还包括第一连接架，第一连接架分别与第一驱动器的动力输出端和第二驱动器的固定端固定连接或一体制成，第一驱动器的固定端与机架的前端固定连接或一体制成。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，腰部运动仿生结构还包括前肢安装架，前肢安装架与第二驱动器的动力输出端固定连接或一体制成。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，后驱动装置包括第三驱动器和第四驱动器，其中，第三驱动器以枢转方式连接到机架的后端，第四驱动器以枢转方式连接到第三驱动器，第三驱动器与第四驱动器在空间上垂直分布，第三驱动器和第四驱动器分别用于驱动后肢左右摇摆和上下摇摆。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，后驱动装置还包括第二连接架，第二连接架分别与第三驱动器的动力输出端和第四驱动器的固定端固定连接或一体制成，第三驱动器的固定端与机架的后端固定连接或一体制成。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，腰部运动仿生结构还包括后肢安装架，后肢安装架与第四驱动器的动力输出端固定连接或一体制成。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，机架为工字型结构，前驱动装置和后驱动装置分别位于工字型机架的前后两个槽内。

在上述腰部运动仿生结构的优选技术方案中，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器均为直流伺服电机。

根据本实用新型的第二方面，还提供了一种仿生机器鼠，该仿生机器鼠包括第一方面的腰部运动仿生结构。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的技术方案中，通过将腰部运动仿生结构中的多个驱动器组合在一起，仿照生物鼠腰部关节的形状结构，从而实现了腰部运动仿生结构的多个运动自由度，例如，将第一驱动器与第二驱动器组合在一起，使第一驱动器驱动第二驱动器上下摆动，并将上下摆动通过第二驱动器传递至前肢，同时，第二驱动器驱动前肢左右摆动，从而实现前肢的左右、上下摆动。此外，通过将驱动器组合在一起，形成组合式的驱动装置，结构简单，容易实现，从而提高了腰部运动仿生结构的紧凑型，使腰部运动仿生结构更加适用于体型较短的仿生动物的腰部结构。