[發明專利]一種仿生螃蟹機器人

有效

• 申請號: 201410581468.4
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104354785A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 鄭智貞;侯志利;劉玉龍;王敏;王凱;許健非;肖凱洋;何俊彥;秦慧斌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 郭海燕

技術領域

本發明屬于機電一體化技術領域，具體涉及一種仿生螃蟹機器人。

背景技術

螃蟹機器人是仿生學應用于實踐的產物。申請號為200710072364.0的模塊化機械螃蟹，其由軀干和八只步行足組成，每只步行足都由前端、中端和末端三個模塊化結構串聯組成，軀干和步行足通過固定板連接。每個模塊化結構都包括直流伺服電機、傳動機構和傳遞關節塊，直流伺服電機驅動傳動機構，傳動機構連接傳遞關節塊，傳遞關節塊帶動前端、中端和末端三個模塊化結構，從而實現機械螃蟹的不同步態和動作。但該模塊化機械螃蟹的步行足結構復雜，八個步行足共需要24個直流伺服電機，而且沒有鉗螯，不能完全模仿螃蟹的行為動作。2009年第12期《機械與電子》雜志上發表了論文“仿生螃蟹機器人的設計與實現”，論文采用硬鋁合金創新通用構件，設計出一種仿生螃蟹機器人，該仿生螃蟹機器人主要由6條腿、2只螯構成；每條腿有2個關節，每個關節由1個伺服電機來驅動，可實現螃蟹的前進、后退、轉彎等動作；每只螯有3個關節，分別由3個伺服電機來驅動，可實現螃蟹的拾取、搬運等功能。但該仿生螃蟹機器人的腿、螯驅動鏈較長，系統剛性較差，離實際工程應用尚有較遠距離。

發明內容

本發明主要針對現有的螃蟹機器人存在結構復雜、驅動鏈較長、系統剛性差的問題，提供一種仿生螃蟹機器人。

本發明為解決上述問題而采取的技術方案為：

一種仿生螃蟹機器人，由足運動系統、鉗螯系統、連接系統和控制系統四部分組成，所述的足運動系統包括底板，在底板前部和后部的對稱位置各安裝一套四足運動機構，每套四足運動機構由行走步進電機、主傳動齒輪、兩個傳動齒輪、四個傳動足、兩個擋板和頂板組成，兩個擋板安裝在底板的端部，行走步進電機安裝在底板上，頂板安裝在行走步進電機的上方，主傳動齒輪安裝在兩個擋板之間的中間且主傳動齒輪與行走步進電機的輸出軸相連接，兩個傳動齒輪安裝在兩個擋板之間且對稱分布在主傳動齒輪的左右兩側，兩個傳動齒輪都與主傳動齒輪齒輪嚙合，在每個傳動齒輪的前后兩側各安裝一個傳動足，傳動足延伸到擋板的外部，每個傳動足由足、第一連桿、第二連桿和第三連桿組成，第一連桿的一端安裝在擋板的中上部，第一連桿的另一端與足的上端部相連接，第二連桿的一端與傳動齒輪的端面相連接，第二連桿的另一端與足的中上部相連接，第三連桿的一端安裝在擋板的中下部，第三連桿的另一端與第二連桿的中部相連接；

所述的鉗螯系統包括齒條，在齒條的左右兩側對稱位置各安裝一個鉗螯主體，每個鉗螯主體都是由固定架、電機架、擺動舵機、兩個連接卡、托盤、抓取舵機、兩個鑰匙型齒桿、兩個爪桿和兩個連桿組成，固定架與齒條的后部相連接，電機架安裝在固定架的外端部，擺動舵機安裝在電機架上，擺動舵機的輸出軸與固定架相連接，兩個連接卡分別對稱安裝在托盤的上側和下側，連接卡的一側與電機架相連接，連接卡的另一側與托盤相連接，抓取舵機安裝在托盤上，兩個鑰匙型齒桿也安裝在托盤上，在每個鑰匙型齒桿的前端各安裝一個爪桿，每個爪桿的中部與一個連桿的一端相連接，連桿的另一端與托盤相連接，所述鑰匙型齒桿的圓盤部設有半圈齒，兩個鑰匙型齒桿的半圈齒對稱設置且嚙合連接，靠近抓取舵機一側的鑰匙型齒桿與抓取舵機的輸出軸相連接，所述爪桿的外端部上設有螯齒，兩個爪桿的螯齒對稱設置；

所述的連接系統由升降步進電機、升降主動齒輪、導桿架和導桿組成，升降步進電機和升降主動齒輪都安裝在靠近鉗螯系統一端的兩個擋板的上部，在擋板的外部靠近鉗螯系統一側左右對稱位置各安裝一個導桿架，導桿架的另一側延伸到相應側固定架的內部，在每個導桿架的外端安裝一個導桿，所述導桿同時豎直穿過相應側的導桿架和固定架；