[发明专利]一种仿生螃蟹机器人

摘要

本发明属于机电一体化技术领域，具体涉及一种仿生螃蟹机器人。本发明主要解决现有的螃蟹机器人存在结构复杂、驱动链较长、系统刚性差的问题。本发明仿生螃蟹机器人，由足运动系统、钳螯系统、连接系统和控制系统四部分组成，所述的足运动系统包括底板，在底板前部和后部的对称位置各安装一套四足运动机构；所述的钳螯系统包括齿条，在齿条的左右两侧对称位置各安装一个钳螯主体，每个钳螯主体都是由固定架、电机架、摆动舵机、两个连接卡、托盘、抓取舵机、两个钥匙型齿杆、两个爪杆和两个连杆组成；所述的控制系统由顶板、主控制器、电源稳压芯片、红外接收模块、步进电机驱动模块、舵机驱动模块、眼睛灯和红外遥控器组成。

主权项

一种仿生螃蟹机器人，其特征是由足运动系统、钳螯系统、连接系统和控制系统四部分组成，所述的足运动系统包括底板(1)，在底板(1)前部和后部的对称位置各安装一套四足运动机构，每套四足运动机构由行走步进电机(2)、主传动齿轮(3)、两个传动齿轮(4)、四个传动足(5)、两个挡板(6)和顶板(27)组成，两个挡板(6)安装在底板(1)的端部，行走步进电机(2)安装在底板(1)上，顶板(27)安装在行走步进电机(2)的上方，主传动齿轮(3)安装在两个挡板(6)之间的中间且主传动齿轮(3)与行走步进电机(2)的输出轴相连接，两个传动齿轮(4)安装在两个挡板(6)之间且对称分布在主传动齿轮(3)的左右两侧，两个传动齿轮(4)都与主传动齿轮(3)齿轮啮合，在每个传动齿轮(4)的前后两侧各安装一个传动足(5)，传动足(5)延伸到挡板(6)的外部，每个传动足(5)由足(7)、第一连杆(8)、第二连杆(9)和第三连杆(10)组成，第一连杆(8)的一端安装在挡板(6)的中上部，第一连杆(8)的另一端与足(7)的上端部相连接，第二连杆(9)的一端与传动齿轮(4)的端面相连接，第二连杆(9)的另一端与足(7)的中上部相连接，第三连杆(10)的一端安装在挡板(6)的中下部，第三连杆(10)的另一端与第二连杆(9)的中部相连接；所述的钳螯系统包括齿条(11)，在齿条(11)的左右两侧对称位置各安装一个钳螯主体，每个钳螯主体都是由固定架(12)、电机架(13)、摆动舵机(14)、两个连接卡(15)、托盘(16)、抓取舵机(17)、两个钥匙型齿杆(18)、两个爪杆(19)和两个连杆(20)组成，固定架(12)与齿条(11)的后部相连接，电机架(13)安装在固定架(12)的外端部，摆动舵机(14)安装在电机架(13)上，摆动舵机(14)的输出轴与固定架(12)相连接，两个连接卡(15)分别对称安装在托盘(16)的上侧和下侧，连接卡(15)的一侧与电机架(13)相连接，连接卡(15)的另一侧与托盘(16)相连接，抓取舵机(17)安装在托盘(16)上，两个钥匙型齿杆(18)也安装在托盘(16)上，在每个钥匙型齿杆(18)的前端各安装一个爪杆(19)，每个爪杆(19)的中部与一个连杆(20)的一端相连接，连杆(20)的另一端与托盘(16)相连接，所述钥匙型齿杆(18)的圆盘部设有半圈齿(21)，两个钥匙型齿杆(18)的半圈齿(21)对称设置且啮合连接，靠近抓取舵机(17)一侧的钥匙型齿杆(18)与抓取舵机(17)的输出轴相连接，所述爪杆(19)的外端部上设有螯齿(22)，两个爪杆(19)的螯齿(22)对称设置；所述的连接系统由升降步进电机(23)、升降主动齿轮(24)、导杆架(25)和导杆(26)组成，升降步进电机(23)和升降主动齿轮(24)都安装在靠近钳螯系统一端的两个挡板(6)的上部，在挡板(6)的外部靠近钳螯系统一侧左右对称位置各安装一个导杆架(25)，导杆架(25)的另一侧延伸到相应侧固定架(12)的内部，在每个导杆架(25)的外端安装一个导杆(26)，所述导杆(26)同时竖直穿过相应侧的导杆架(25)和固定架(12)；所述的控制系统由顶板(27)、主控制器(28)、电源稳压芯片(29)、红外接收模块(30)、步进电机驱动模块(31)、舵机驱动模块(32)、眼睛灯(33)和红外遥控器(34)组成，主控制器(28)安装在顶板(27)的上部，电源稳压芯片(29)和红外接收模块(30)安装在顶板(27)的中部，步进电机驱动模块(31)和舵机驱动模块(32)安装在顶板(27)的下部，在每个固定架(12)内端的对称位置各安装一个眼睛灯(33)，电源稳压芯片(29)分别与主控制器(28)、红外接收模块(30)、步进电机驱动模块(31)、舵机驱动模块(32)、眼睛灯(33)、行走步进电机(2)、升降步进电机(23)、摆动舵机(14)和抓取舵机(17)通过电源线相连，红外接收模块(30)与主控制器(28)通过数据线相连，主控制器(28)分别与步进电机驱动模块(31)、舵机驱动模块(32)和眼睛灯(33)通过控制线相连，步进电机驱动模块(31)分别与行走步进电机(2)和升降步进电机(23)通过控制线相连，舵机驱动模块(32)分别与摆动舵机(14)和抓取舵机(17)通过控制线相连；红外遥控器(34)用于向红外接收模块(30)发出信号，红外接收模块(30)接收到红外遥控器(34)的信号后将信号传递给主控制器(28)，主控制器(28)将信号传递给步进电机驱动模块(31)、舵机驱动模块(32)和眼睛灯(33)，步进电机驱动模块(31)接收到信号后控制行走步进电机(2)的旋转角度和速度，进而由行走步进电机(2)驱动足(7)的行走和转向，步进电机驱动模块(31)接收到信号后还控制升降步进电机(23)的旋转角度和速度，进而升降步进电机(23)驱动钳螯系统的升降，舵机驱动模块(32)接收到信号后控制摆动舵机(14)的旋转角度和速度，进而摆动舵机(14)驱动钳螯系统的左右摆动，舵机驱动模块(32)接收到信号后还控制抓取舵机(17)的旋转角度和速度，进而抓取舵机(17)驱动爪杆(19)的抓取；眼睛灯(33)接收到信号后控制眼睛灯(33)的亮灭。