关于一种休闲机械玩具马的设计研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇关于一种休闲机械玩具马的设计研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】本文研究了一种休闲机械玩具马的结构设计问题。在分析了现有儿童玩具马存在的问题的基础上，采用仿生设计的思想，综合考虑了玩具马的动力传输、行走执行以及安全稳定等多方面的功能要求，提出了总体设计方案。根据总体设计方案对具体的机械结构进行了详细设计。该休闲机械玩具马克服了现有玩具马产品的不足，并为仿生机械玩具马的进一步设计和发展提供了重要参考。

【关键词】机械玩具马;结构设计;仿生

0 引言

随着人们消费水平的提高，动物玩具已成为儿童消费者玩具中的一个必须品。四足动物骑行玩具，以其独有的逼真动作和外观，再加上能够满足儿童骑行等一系列体验娱乐功能，成为了如游乐园、公园、超市等公共娱乐场所必有的娱乐玩具。自古以来，马便是能力、圣贤、有作为的象征，因而也成为玩具设计者和玩具企业首选的灵感来源。市面上众多骑行玩具都以马作为模仿对象而设计研发出来的。目前市场上现有儿童玩具马主要存在以下不足：多动力输入，协调控制要求高;马蹄着地时间短，不能有效地前进;多以前后腿轮滑为主，仿生效果不明显等。为此，本文提出一款具有四叉迈步功能的仿生机械玩具马，可供儿童乘骑娱乐。

1 休闲机械玩具马的总体方案设计

针对现有玩具马所存在的不足，基于仿生设计的思想，对休闲机械玩具马展开了深入的设计研究工作。为解决多动力输入的问题，该休闲机械玩具马采用充电电池驱动单电机为整个系统提供动力，主动力通过前后两个双曲柄机构和齿轮变速机构分成四个分动力，分别为玩具马的四条腿提供动力，并由钢丝闸线充当连杆的柔性曲柄摇杆机构巧妙的实现了马腿的曲伸迈步与着地走路功能。该玩具马主要由动力传输单元、行走执行单元、质心调节单元、马体等几部分构成。机械玩具马的总体方案如图1所示。

图1 玩具马总体方案示意图

2 休闲机械玩具马的结构设计

该休闲机械玩具马的结构设计主要包括动力传输单元结构设计、行走执行单元结构设计、质心调节单元结构设计等。

2.1 动力传输单元结构设计

休闲机械玩具马的动力传输单元主要由电机、V型带轮、V型带、曲轴、前曲轴、后曲轴、连杆、双联不完全齿轮、链轮、链等组成。通过V型带传动将电机的动力传递给曲轴，曲轴通过连杆将动力传递给前后两曲轴，分别安装在前后两曲轴上的两对双联不完全齿轮将运动传递给行走执行单元;同时后曲轴通过链传动将运动传递给质心调节单元。动力传输单元的结构如图2所示。

2.2 行走执行单元的的结构设计

休闲机械玩具马的行走执行单元主要由腿杆、小腿马蹄、肌肉块、连杆、钢丝闸线、柔性曲柄齿轮、迈步曲柄齿轮、上轴、下轴、曲轴等组成。行走执行单元的结构如图3所示。休闲机械玩具马的协调行走功能主要是通过由大腿杆1、2等构成的四杆机构、无急回特性曲柄摇杆机构和以钢丝绳充当连杆的柔性曲柄摇杆机构等实现的。

图2 动力传输单元的三维结构图

图3 行走执行单元三维结构图

2.3 质心调节单元的结构设计

休闲机械玩具马在行走过程中四叉迈步呈N形顺序，为提高其行走时的平稳性和安全性，因此以电池作为质心配重块进行质心调节，通过后曲轴、链轮、链、凸轮、摆杆等机构使其达到质心调节的目的。质心调节单元的结构设计如图4所示。

图4 质心调节单元整体三维结构图

3 休闲机械玩具马的结构设计总结

基于仿生设计的思想，对休闲机械玩具马进行（下转第352页）（上接第120页）了详细的设计，突出的优点在于：

1）休闲机械玩具马具有模仿真实动物马四叉迈步的仿生功能，玩具马由单电机输出的动力，通过前后双曲柄机构和不完全齿轮变速机构分别为玩具马的四条腿提供动力，实现了四腿的协调交叉迈步功能，并由钢丝闸线充当连杆的柔性曲柄摇杆机构，巧妙的实现了马腿的曲伸迈步与着地走路功能，增加了仿生效果和玩具的娱乐性。

2）休闲机械玩具马具有质心调节功能，提高了骑行时的安全可靠程度，玩具马结合马腿迈步节奏巧妙地利用了电池充当质心配重块，通过凸轮摆杆机构实现了质心调节功能，提高了儿童骑马时的安全可靠性。