一種仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種工程仿生技術(shù)，特別涉及一種仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類(lèi)的活動(dòng)范圍日益擴(kuò)展，以及對(duì)能量消耗的日益增加，人類(lèi)將目光逐漸擴(kuò) 大到了未知地域，這些地域往往具有豐富的資源，例如西部地區(qū)的能源和礦產(chǎn)資源在全國(guó) 占有重要地位，其中新疆的煤炭和天然氣儲(chǔ)量豐富，主要分布在塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、 柴達(dá)木盆地等地，另外西部地區(qū)還是金屬和非金屬礦產(chǎn)的主要產(chǎn)區(qū)，由于資源分布的地區(qū) 交通不便利，因此常規(guī)輪式或履帶式車(chē)輛無(wú)法達(dá)到這些區(qū)域，造成這些資源無(wú)法利用，耗費(fèi) 大量人力和財(cái)力。此外，頻發(fā)的自然災(zāi)害，如火山爆發(fā)、地震、泥石流或建筑物垮塌，造成常 規(guī)的作業(yè)機(jī)械無(wú)法到達(dá)指定地點(diǎn)進(jìn)行營(yíng)救，或營(yíng)救地點(diǎn)工作環(huán)境危險(xiǎn)，人員無(wú)法及時(shí)達(dá)到 受傷人員的位置，從而造成了受傷人員無(wú)法得到及時(shí)的治療，耽誤救援工作。一些特殊的工 作環(huán)境如航空航天、軍事偵察攻擊、地下管道檢測(cè)和水下偵察等往往地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣， 需要有特殊的裝置代替人類(lèi)在這些環(huán)境下進(jìn)行工作?，F(xiàn)有仿生步行機(jī)構(gòu)對(duì)于松軟地面觸土 部件研宄費(fèi)用高，實(shí)用性模擬研宄復(fù)雜，缺少實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是要解決上述現(xiàn)有機(jī)械對(duì)地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的地形不能正常 工作和對(duì)于仿生步行機(jī)構(gòu)的松軟地面觸土部件研宄缺少實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等問(wèn)題，而提供的一種仿 螃蟹步行機(jī)構(gòu)。
[0004] 本實(shí)用新型仿生過(guò)程：
[0005] 螃蟹步足各組成部分尺寸的獲?。哼x取20只健康、年齡相同、大小相近的螃蟹蟹， 進(jìn)行簡(jiǎn)單的解剖，用游標(biāo)卡尺測(cè)量出螃蟹蟹基節(jié)、座節(jié)、長(zhǎng)節(jié)、腕節(jié)、前節(jié)、指節(jié)長(zhǎng)度，在此基 礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)化，把螃蟹步足簡(jiǎn)化為兩個(gè)部分，把基節(jié)、座節(jié)、長(zhǎng)節(jié)看成一個(gè)整體a，腕節(jié)、前 節(jié)、指節(jié)看成一個(gè)整體b，計(jì)算出I S"，然后求出a和b的比值s。
[0006] 仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)步足三維模型的建立：依據(jù)上面的比值，確定仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)執(zhí) 行末端兩個(gè)關(guān)節(jié)的比值，選取六桿機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用以完成腿部的跨步和收縮動(dòng)作，以 執(zhí)行末端兩個(gè)關(guān)節(jié)為基礎(chǔ)并結(jié)合機(jī)械原理相關(guān)知識(shí)確定六桿機(jī)構(gòu)其他桿件的尺寸比例，選 擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊壤谌S建模軟件CATIA中建立單一的仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)腿部結(jié)構(gòu)模型。
[0007] 仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)步足尺寸的仿真優(yōu)化：把仿螃蟹腿部結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入機(jī)械系統(tǒng)分析 軟件ADAMS中，添加約束，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，通過(guò)分析導(dǎo)出的足端軌跡曲線， 來(lái)判斷腿部尺寸是否合理，如果軌跡曲線不合理，通過(guò)微調(diào)六桿機(jī)構(gòu)各桿件的尺寸，來(lái)實(shí)現(xiàn) 足端軌跡曲線的改變，最終找到最優(yōu)的足端軌跡曲線，相對(duì)應(yīng)的六桿機(jī)構(gòu)各桿件的尺寸比 例即為執(zhí)行機(jī)構(gòu)各桿件的尺寸比例。
[0008] 本實(shí)用新型是由基體框架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)裝置2固定 設(shè)置在基本框架上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)穿過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置并固定設(shè)置在基體框架1上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定設(shè) 置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上；
[0009] 基本框架包括頂板、第一側(cè)板、第二側(cè)板、底板和數(shù)個(gè)固定三腳架，第一側(cè)板與第 二側(cè)板分別固定設(shè)置在頂板和底板兩端并在頂板和底板之間，固定三角架固定設(shè)置在底板 與第一側(cè)板和第二側(cè)板連接處；
[0010] 驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)和電機(jī)齒輪和電源箱，電機(jī)和電源箱固定設(shè)置在基體框架的底 板上；
[0011] 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括曲軸、曲軸齒輪、第一固定橫桿、第二固定橫桿、第三固定橫桿和第 四固定橫桿，曲軸、第一固定橫桿、第二固定橫桿、第三固定橫桿和第四固定橫桿分別穿過(guò) 第一側(cè)板與第二側(cè)板，并固定設(shè)置在基體框架上，曲軸齒輪固定設(shè)置在曲軸上，并與電機(jī)齒 輪咬合，曲軸有三個(gè)曲軸凸起；
[0012] 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第一連桿機(jī)構(gòu)、第二連桿機(jī)構(gòu)、第三連桿機(jī)構(gòu)、第四連桿機(jī)構(gòu)、第五 連桿機(jī)構(gòu)和第六連桿機(jī)構(gòu)，以上六組連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，第一連桿機(jī)構(gòu)與第二連桿機(jī)構(gòu)設(shè) 置在基體框架左側(cè)，第五連桿機(jī)構(gòu)與第六連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在基體框架右側(cè)，第三連桿機(jī)構(gòu)與 第四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在基體框架中間，第一連桿機(jī)構(gòu)、第三連桿機(jī)構(gòu)和第五連桿機(jī)構(gòu)與傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)連接方式相同，第一連桿機(jī)構(gòu)包括第一連接桿，第一限位桿，第一仿大腿桿，第一仿小 腿桿，第一連接桿穿過(guò)并設(shè)置在曲軸凸起上，第一限位桿穿過(guò)并設(shè)置在第二固定橫桿上，第 一仿大腿桿穿過(guò)并設(shè)置在第一固定橫桿上，第二連桿機(jī)構(gòu)、第四連桿機(jī)構(gòu)和第六連桿機(jī)構(gòu) 與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接方式相同，第二連桿機(jī)構(gòu)包括第二連接桿，第二限位桿，第二仿大腿桿，第 二仿小腿桿，第二連接桿穿過(guò)并設(shè)置在曲軸凸起上，第二限位桿穿過(guò)并設(shè)置在第二固定橫 桿上，第二仿大腿桿穿過(guò)并設(shè)置在第四固定橫桿上；
[0013] 本實(shí)用新型的工作原理和過(guò)程：
[0014] 第一連桿機(jī)構(gòu)、第三連桿機(jī)構(gòu)和第五連桿機(jī)構(gòu)為第一行走機(jī)構(gòu)，第二連桿機(jī)構(gòu)、第 四連桿機(jī)構(gòu)和第六連桿機(jī)構(gòu)為第二行走機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型行走時(shí)，打開(kāi)電源，電機(jī)傳輸動(dòng) 力，電機(jī)齒輪帶動(dòng)曲軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸凸起帶動(dòng)連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)使整個(gè)連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，第一行走機(jī)構(gòu)向前邁出，第二行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)收縮，通過(guò)曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一行走機(jī)構(gòu) 與第二行走機(jī)構(gòu)循環(huán)交替運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仿螃蟹步行機(jī)構(gòu)行走運(yùn)動(dòng)。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0016] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，穩(wěn)定性強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)速度快，工作過(guò)程高效，具有優(yōu)越 的移動(dòng)能力和復(fù)雜底面適應(yīng)能力，對(duì)地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的地勢(shì)能正常工作，對(duì)于仿生步行 機(jī)構(gòu)的松軟地面觸土部件研宄提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，更在醫(yī)療救援和科學(xué)探索中發(fā)揮巨大作 用。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型的立體示意圖。
[0018] 圖2是本實(shí)用新型曲軸的立體示意圖。
[0019] 圖3是本實(shí)用新型第一連桿機(jī)構(gòu)的立體示意圖。
[0020] 圖4是本實(shí)用新型第二連桿機(jī)構(gòu)的立體示意圖。
[0021] 圖5是本實(shí)用新型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 請(qǐng)參閱圖1和圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)用新型是由基體框架1、驅(qū)動(dòng)裝置 2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和執(zhí)行機(jī)構(gòu)4組成，驅(qū)動(dòng)裝置2固定設(shè)置在基本框架1上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3穿過(guò)驅(qū) 動(dòng)裝置2并固定設(shè)置在基體框架1上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)4固定設(shè)置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3上；
[0023] 基本框架1包括頂板11、第一側(cè)板12、第二側(cè)板13、底板14和數(shù)個(gè)固定三腳架15， 第一側(cè)板12與第二側(cè)