[发明专利]一种仿生象鼻机构及应用其的游乐设备

说明书

本发明涉及一种仿生象鼻机构及应用其的游乐设备，所述仿生象鼻机构包括一个后段机构和一个或多个前段机构，所述后段机构包括后段支架、后段多节结构、后段连杆气缸，所述每个前段机构包括前段支架、前段支架气缸、前段多节结构、前段连杆气缸，其中所述前段支架气缸用于驱动所述前段支架，所述前段连杆气缸用于驱动所述前段多节结构。该仿生象鼻机构能够拟真地模拟象鼻的运动姿态，较传统软体机构实现方法结构与运动刚性大，且对末端位置控制的技术要求低，调试与控制成本低，适合用于公园、游乐园、主题公园、舞台表演等，容易实现对游客、观众进行喷水互动的动作。而所述游乐设备为包括所述仿生象鼻机构的象相关游乐设备。

技术领域

本发明涉及一种游乐设施的组件，尤其是一种用于与象相关的游乐设施的象鼻部分组件，以及应用其的游乐设备。

背景技术

随着科技的发展，科学研究和工业生产中的相关技术的应用领域在不断地扩展和深化，如今走进了人们的文化娱乐生活中，各种能够实现仿人、仿生动作的人形或动物形游乐设施，和各种赋予静物动作的演出行动设备出现在各式各样的文化娱乐场所，如游乐园、主题公园、各种活动现场等。以电动、气动、或液压作动力，通过为人物、动物或非现实角色设计所需实现的动作原理，制作出机械部分，外部再包覆以拟真的外观包装层，即能做出专门给特定场景使用的可动仿真模型，其应用能够吸引人们的关注，给予人们新鲜感，再通过自动控制、多媒体技术的配合，实现与人们在场景内的互动，更能成为一种当今时代重要的一种文化娱乐方式。

在众多机电仿真模型中，仿生动物是重要的组成部分，而仿生象又是其中常见的一种，在以夏日、热带、丛林等为主题的公园或活动中深受人们喜爱。在仿生象游乐设施中，最重要的运动莫过于象鼻的运动，其配合头部摆动、耳朵扇动，是仿生象能否做得栩栩如生的关键。寻找出一种适合公共娱乐场所环境用于仿生象设施的象鼻实现方法具有很大的意义。

而目前在机器人相关领域的研究中，出现了很多有关软体运动的研究成果，但其均适用于实验室研究，不适用于公共娱乐场所，运动控制复杂，对设计调试和维护人员要求较高，结构刚度不高，承载有限，尤其是需满足内部需穿过管路进行喷水动作的情况下，喷水时管路内的压力变化反馈到象鼻自身上时，对自身的受力和驱动端所需的加载力产生影响，使象鼻末端位置的控制变得更加困难。而且，在公共娱乐场所的应用中，其不以研究中能够实现任意角度轨迹的运动为目标，而是以长期使用的稳定性和易用性为目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合用于公共游乐设施的仿生象鼻机构，其控制、调试与维护成本低，适合长期稳定地工作，结构与运动刚性大，不受内部水管水压变化对自身的影响，末端位置控制简单，容易实现与游客进行喷水互动的动作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种仿生象鼻机构，包括一个后段机构和一个或多个前段机构，所述后段机构包括后段支架、后段多节结构、后段连杆气缸，所述后段多节结构包括N个后段关节件，其中N为正整数且N≥1，每个后段关节件包含4个铰接处，各铰接处的转轴相互平行，包括后段关节件前上铰接处、后段关节件前下铰接处、后段关节件后上铰接处、后段关节件后下铰接处，每个所述后段关节件的后段关节件前下铰接处与相邻所述后段关节件的后段关节件后上铰接处相铰接，所述后段支架与最后一个后段关节件的后段关节件后上铰接处铰接，所述后段连杆气缸的一端铰接于所述后段支架，所述后段连杆气缸的另一端与所述最后一个后段关节件的后段关节件后下铰接处铰接，以用于驱动所述后段多节结构运动；所述每个前段机构包括前段支架、前段支架气缸、前段多节结构、前段连杆气缸，其中所述前段支架气缸用于驱动所述前段支架，所述前段连杆气缸用于驱动所述前段多节结构。