一种脊椎类动物仿生教具制造技术

本发明专利技术公开了一种脊椎类动物仿生教具，包括仿生头

【技术实现步骤摘要】
一种脊椎类动物仿生教具


[0001]本专利技术属于仿生教具领域，具体涉及一种脊椎类动物仿生教具。

技术介绍

[0002]目前科普活动多以课本知识的深层拓展为主，形式较为单一，有关科学知识和动手能力的第二课堂类型越来越受到人们的关注，因为这种类型的第二课堂更易激发学生兴趣、挖掘学生特长，辅助学生及家长了解未来专业，培养专业兴趣，树立远大理想和人生规划，避免扎堆盲从从而全方面的提高其综合能力。
[0003]目前在玩具领域的数量和种类都偏少，类似的拼装产品有乐高玩具、慧鱼组件等拼装益智玩具，但两者的难度和设计自由度不适宜学校这种科普提高学习为主的场所，同时须购买大批量商业元件，且其多为设计师创造的模型，与课堂内联系较少，不适合做校园内科普产品，加之其无免费的系统教程，对应单一的拼装教程无法培养学生自主能动性。现智能交互、多元融合已经成为了玩具的新兴发展趋势。教具不仅能够实现零件的组装，还可以加入语音功能、变色灯光、运动模块等机构，可以增强教具与人的互动，增加教具寓教于乐的功能，赋予教具更多的形态与动态。
[0004]经对现有技术文献的检索发现，中国专利技术专利申请号CN201510234762.2，该技术公开了一种青少年科普教育专用的行走式机械兔，包括兔体主躯架、头部造型构件、内置式仿左眼微型摄像仪、左活动式调距眼眶、仿兔声蜂鸣器兔嘴装置、仿兔须内置遥控天线组件、内置式仿右眼微型摄像仪、右活动式调距眼眶、躯体伸缩支架弹簧、兔体辅躯架、后左腿联动构件、后右腿联动构件、后右横杆联动构件、后左横杆联动构件、后左足滑轮组件、后左滑轮、前左腿联动构件、前右腿联动构件、前左横杆联动构件、前左足滑轮组件、前右足滑轮组件、前左滑轮、前右横杆联动构件、前右滑轮、组合式带蓄电池传动机构和仿白兔造型的绒布外套组成，通过电机驱动，能让该教具运动，并实现相应的声音功能。但是该专利技术结构较复杂，也不能进行多次拆装，不适合年龄较小的学生。
[0005]中国专利申请号CN201922154222.X，该技术公开了一种关于STEAM教育的动物积木教具，包括躯体和五官组件。其通过不同组件内的凹槽内与贯通槽的组合，将各种组件组装在一起，并且一些部件之间可以相对运动。但是该结构相对简单，适合年龄不太大的儿童，也不能体现出生物原有的结构与运动特点。
[0006]中国专利申请号CN202120844587.X，该技术公开了一种犬类动物外科手术教学用仿真模型，包括躯干和皮肤，躯干的外侧包裹有一层皮肤，躯干的内侧贴合有仿真材料制作的内脏器官，内脏器官的内部包括用于模拟血液在体内循环供应的蠕动泵。但是该专利技术对于动物的体态运动缺乏展示，而且专业性太强，操作起来难度较大。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在针对上述现有技术的不足，开发一种脊椎类动物仿生教具。本教具采用了脊椎柔性驱动的方式。与传统教具相比，通过柔性材料来实现脊椎的各个方向的运动，
并将外力传递给其他机构，实现其他机构随着脊椎的连动，让学生可以了解到有关脊椎动物的仿生学的相关知识与机械设计的过程。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术采用的技术手段如下：
[0009]一种脊椎类动物仿生教具，其特征在于：包括仿生头
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脊椎
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尾巴模块、仿生上肢模块和仿生下肢模块；
[0010]所述仿生头
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脊椎
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尾巴模块包括从上至下依次相连的仿生头部模块、仿生脊椎模块和仿生尾部模块；所述仿生脊椎模块由多个脊椎单元依次相连组成，所述脊椎单元包括单元本体、球副壳体和卡套，所述单元本体顶部设有卡槽，底部设有球头，所述球副壳体由两个半壳组成，两个半壳通过卡套固定为一体然后安装在单元本体顶部的卡槽内，所述单元本体底部的球头安装在相邻单元本体顶部的球副壳体内，形成球面副，通过卡套对两个半壳施加挤压力，使得在外力作用下，球头在球副壳体内进行球副运动，失去外力作用下，能保持当前位置；所述仿生头部模块底部设有与最顶部脊椎单元相连的球头；所述仿生尾部模块的顶部设有用于与最底部脊椎单元相连的卡槽；
[0011]所述仿生上肢模块通过连接件安装在仿生脊椎模块中上部的单元本体上，所述仿生下肢模块通过连接件安装在仿生脊椎模块中下部的单元本体上。
[0012]本专利技术相比现有技术具有以下优点：
[0013]通过仿照帝企鹅脊椎传输动力的特点，设置了绳索驱动的绳驱机构，并配合球副、连杆、曲柄等机构，仿生实现了头部
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脊椎
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尾部、上肢、下肢机构的运动。让教具的运动更加贴近真实动物的运动形态，让学生们对于相关知识的了解更加详细，第二课堂为学生拓展学习空间，拓宽人生视野。第二课堂形式日渐丰富多彩，但目前初、高中学校的社会实践、志愿服务、艺术体育等活动仍占据绝大多数，而科普活动多以课本知识的深层拓展为主，形式较为单一，有关科学知识和动手能力的第二课堂的开设和参与度还远未达到理想效果，其项目内容还有较大的完善空间。通过推广脊椎类动物仿生教具，可以很好的丰富第二课堂的形式，同时还能很大程度上培养学生自主学习的能力。
附图说明
[0014]图1是本专利技术脊椎类动物仿生教具的整体示意图；
[0015]图2是头
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脊椎
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尾部结构示意图；
[0016]图3是仿生脊椎模块结构示意图；
[0017]图4是仿生脊椎模块的脊椎单元连接示意图；
[0018]图5是仿生尾部模块示意图；
[0019]图6是仿生头部模块示意图；
[0020]图7是仿生上肢模块结构示意图；
[0021]图8是仿生上肢模块的上肢连杆机构示意图；
[0022]图9是图8中局部放大示意图A；
[0023]图10是仿生下肢模块示意图。
[0024]图中，1
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仿生头
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脊椎
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尾模块，11
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仿生头部模块，111
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下头部支架，112
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上头部支架，113
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复位弹簧，114
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按压部，115
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限位框，12
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仿生脊椎模块，121
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脊椎单元，1211
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单元本体，1212
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球副壳体，12121
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半壳，1213
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卡套，1214
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卡槽，1215
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球头，1216
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固定板，1217
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固定孔，1218
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肋板，122
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绕线盘，123
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脊椎电机，124
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绳索，13
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仿生尾部模块，131
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尾部机架，132
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齿条，133
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尾部长连杆，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脊椎类动物仿生教具，其特征在于：包括仿生头
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脊椎
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尾巴模块、仿生上肢模块和仿生下肢模块；所述仿生头
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脊椎
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尾巴模块包括从上至下依次相连的仿生头部模块、仿生脊椎模块和仿生尾部模块；所述仿生脊椎模块由多个脊椎单元依次相连组成，所述脊椎单元包括单元本体、球副壳体和卡套，所述单元本体顶部设有卡槽，底部设有球头，所述球副壳体由两个半壳组成，两个半壳通过卡套固定为一体然后安装在单元本体顶部的卡槽内，所述单元本体底部的球头安装在相邻单元本体顶部的球副壳体内，形成球面副，通过卡套对两个半壳施加挤压力，使得在外力作用下，球头在球副壳体内进行球副运动，失去外力作用下，能保持当前位置；所述仿生头部模块底部设有与最顶部脊椎单元相连的球头；所述仿生尾部模块的顶部设有用于与最底部脊椎单元相连的卡槽；所述仿生上肢模块通过连接件安装在仿生脊椎模块中上部的单元本体上，所述仿生下肢模块通过连接件安装在仿生脊椎模块中下部的单元本体上。2.根据权利要求1所述的脊椎类动物仿生教具，其特征在于：所述仿生尾部模块包括尾部机架、齿条、尾部长连杆、尾部齿轮、尾部短连杆和尾巴，所述尾部机架前端设有与最底部脊椎单元相连的卡槽，尾部机架中部设有上下贯穿的滑槽，所述齿条能自由上下滑动的安装在滑槽内，所述尾部齿轮通过齿轮座安装在尾部机架上，且与齿条相啮合；所述尾部机架后端设有向下延伸的尾部固定杆，所述齿条下端与尾部长连杆一端铰接相连，尾部长连杆另一端与尾巴铰接相连，尾部长连杆中部通过尾部短连杆与尾部固定杆下端铰接相连，所述尾部齿轮通过外力或者电机驱动转动，尾部齿轮转动通过齿条及连杆机构带动尾巴动作，仿生脊椎类动物尾部动作。3.根据权利要求2所述的脊椎类动物仿生教具，其特征在于：所述脊椎单元的单元本体中部左、右、前、后四个方向分别设有一个固定孔，每个脊椎单元相同一侧的固定孔依次通过绳索相连，尾部机架上设有四个对应的绕线盘，每个绳索下端均绕在相应的绕线盘上，四个绕线盘分别通过四个电机驱动，实现仿生脊椎模块的柔性动作。4.根据权利要求2所述的脊椎类动物仿生教具，其特征在于：所述仿生头部模块包括下头部支架和上头部支架，上、下头部支架中部通过销轴相连形成剪刀型开合结构，上、下头部支架前端设置为仿脊椎类动物嘴部形状，上、下头部支架后端支架之间设有使得前端嘴部保持开状态的复位弹簧，下头部支架后端底部设有与脊椎单元相连的球头，上头部支架后端长于下头部支架，形成便于手压的按压部。5.根据权利要求4所述的脊椎类动物仿生教具，其特征在于：所述下头部支架后端设有延伸到上头部支架上方防止上、下头部支架过度张开的限位框...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑，井浩南，林睿辰，龚艺潇，安奕达，马健钢，罗陈勋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：