仿生机器蟹的设计方案VIP免费

个人收集整理仅供参考学习仿生机械螃蟹的设计机械创新设计专业：机械设计制造及自动化班级：07机制（2）班姓名：邹彦飞学号：200701020002个人收集整理仅供参考学习仿生机器蟹的设计方案一、仿生机器蟹的原理方案构思和拟定螃蟹以其独特的横向行走方式而标新立异于动物界，从而备受注目。我正是捕捉到这一点，与仿生机械的创新设计联系起来，拟定做一个具有仿生功能的机器蟹。此机器蟹首先必须仿螃蟹的横向行走，即也必须使其大腿能够抬起，而小腿能够向大腿所指方向迈出，当其脚落地时能够抓住地面，通过运动带动整个身体向一侧行进。联想到曲柄摇杆机构，利用其在曲柄旋转时摇杆在两个极限位置摆动这一特性，恰好仿似螃蟹小腿的摆动。蟹有八条腿，我采用了八个经过改动后的曲柄摇杆机构来模拟。行走时四条腿着地作为支撑，并抓地向后运动而另外四条腿抬起，向前运动，当抬起运动的四条腿伸到前面最远时着地，此时抓地的四条腿运动到向后的极限处并抬起。以此循环往复，从而实现了蟹的横向行走。蟹遇到障碍是可以转向的，但并不象其他动物一样能立即转开，而是不断的转动很小的角度，做一个类似弧线的运动。采用两个电机不同向旋转带动两个曲柄摇杆系统运动，从而带动身体在纵向缓慢挪动。蟹的两个前螯能够一张一合来夹起食物，我通过一个电机拉动仿生机器蟹的两个前螯以实现其收拢与张开。二、仿生机器蟹的原理方案初定1.仿生机器蟹的横向行走机构：用更改后的曲柄摇杆机构来模拟蟹腿，用两个电机分别控制八条腿，每个电机控制前或后的四条腿。一条腿的设计简图为：个人收集整理仅供参考学习仿蟹腿的机械原理其中大腿的根侧与电机都连在螃蟹的身体上，这样当电机带动曲柄（曲轴）转动时，大腿能实现向上摆动，即带动小腿离地。而在大腿摆到下面时，小腿的脚可以抓住地面。因电机始终在旋转，则摇杆与电机的相对摆动便使电机向指定的方向运动。2、仿生机器蟹的转向机构：我采用两个电机不同时旋转带动两个曲轴系统的不同角度旋转，（1）：前面蟹脚移动一个步距Q，后面的蟹脚移动步距P，两个电机都是正向旋转时，Q和P是不相同的，可实现边行进边转向。（2）：同理，但此时两电机是不同向旋转，可实现原地转向。利用此原理实现蟹的转向。转向机构图3、蟹的前螯与钳子设计由于螃蟹的钳子只是半只能动的，故我设计了如图的机构来模仿钳子，用一只很小的电磁铁机构来控制钳子的张闭。用一个电机转动带动齿轮旋转，从而拉动蟹的两个前螯，实现其张合，实现仿螃蟹的夹事功能，如图所示：个人收集整理仅供参考学习电磁铁4.蟹的八条腿的横向行走时序：蟹刚放到地上开始运动以前，电机不转。蟹右侧的四条腿中第一条（右一）与第四条（右四）的小腿处于与身体最远的极限位置，而第二条（右二）与第三条（右三）则处于与身体最近的极限位置；左一与左四也处在与身体最远的极限位置，左二与左三处在与身体最近的极限位置。但电机所带动控制两侧大腿的摇杆位置恰好相反。此时带动右一与右四、左二与左三的电机所带动的摇杆刚好位于小圆半径的开始处顶着大腿，而带动右二与右三、左一与左四的电机所带动的摇杆刚好位于大圆的半径的开始处顶到大腿。当电机旋转带动与此相连的摇杆和曲柄一起做等速转动时，右二与右三的脚开始离地，右一与右四的脚开始抓住地面拖动电机向右侧运动，同时左一与左四的脚与地面分离，左二与左三的脚开始推动电机向右侧运动。当右一与右四、左二与左三同时到达另一极限位置时，右二与右三、左一与左四也同时到达另一极限位置，此时带动大腿的摇杆处于的交替位置，即右一与右四、左二与左三的摇杆将使其离地，右二与右三、左一与左四落地开始，并且右边拉，左边推使身体向右侧运动。当左右侧的腿又到达极限位置时，便开始重复第一过程，且此时摇杆与曲柄均刚好旋转一周。一个周期的状态图如下所示：个人收集整理仅供参考学习左侧右侧11223344机器蟹八足的位置V1、42、32、31、4一个周期的第一状态V2、31、41、42、3一个行走周期的第二状态三、尺寸与传动的设计计算与说明1.曲柄摇杆机构尺寸计算个人收集整理仅供参考学习建立各个杆件的三角函数关系，利用matlab计算各杆...