本发明涉及一种机器人，具体涉及一种用于挖掘和拾捡海螺的机器人，属于智能化控制设备技术领域。
背景技术：
钦州市位于中国西南部，广西壮族自治区南部，南海之滨，濒临北部湾。因此，来钦州您可要吃到新鲜的海螺、海虾、海鱼等美味海鲜。由于海螺营养丰富、味道美，随着养殖技术的发展，市面上的海螺大多是在近海区域海螺养殖场半海半人工养殖得出。
海螺一个一个附着在岩石或潜入泥沙内，需要人工采用刀铲一点点挖出，然后捡入箩筐内，才能搬运至市场销售。该种人工挖螺方法既费时间又费力，挖螺、拾螺的效率极低，劳动强度大。而现有技术中，并未有关于智能挖螺机械设备的报道。由于海螺所处环境为泥沙，当完成挖螺工作后，海滩上会形成沙堆和凹坑、形成坑坑洼洼和凹凸不平的地形。上述因素对于实现海螺挖掘与拾螺工作的智能化造成了极大的障碍；此外，海螺为一个一个直径较小、类似于石头子的颗粒，对机器设备的抓取精确度和抓取灵活性的要求都很高。
技术实现要素：
针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种行走灵活、结构简单、智能化程度高的用于挖掘和拾捡海螺的机器人。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于挖掘和拾捡海螺的机器人，包括遥控器和控制芯片，所述控制芯片通过无线连接模块与遥控器连接，还包括可变形行走机构和安装在机架上的挖掘机构及拾捡机构，所述可变形行走机构安装在机架的侧部，在机架上安装有一转台，
所述挖掘机构包括第一挖掘舵机、连杆机构和勾爪，所述第一挖掘舵机通过固定支座安装在转台上且第一挖掘舵机的输出轴与连杆机构的一端连接，所述连杆机构的另一端连接有连接架，所述连接架上固定有勾爪舵机，所述勾爪舵机的输出轴与勾爪连接；
所述拾捡机构包括第一拾捡舵机、伸屈连杆机构、机械爪和用于采集图像的摄像头，所述第一拾捡舵机通过固定支座安装在转台上且第一拾捡舵机的输出轴与伸屈连杆机构的一端连接，伸屈连杆机构的另一端安装所述机械爪，所述机械爪连接有机械爪舵机，所述摄像头通过摄像头固定架安装在伸屈连杆机构上。
上述方案中，所述连杆机构包括120°连接杆、第二挖掘舵机和两个u形支架，所述120°连接杆的一端固定在其中一个u形支架上、120°连接杆的另一端固定在另一个u形支架上，其中一个u形支架与第一挖掘舵机的输出轴连接、另一个u形支架固定在第二挖掘舵机的固定支座上，所述第二挖掘舵机的输出轴与连接架连接。
上述方案中，为了使勾爪准确地进行挖掘，可在第二挖掘舵机的下方且于u形支架上安装有一摄像头，所述摄像头通过无线连接模块与控制芯片连接。
上述方案中，所述伸屈连杆机构可包括依次设置的第一连杆、第二拾捡舵机、第二连杆、第三拾捡舵机、第三连杆和第四拾捡舵机，所述第一连杆的一端通过u形支架与第一拾捡舵机的输出轴连接、其另一端固定在第二拾捡舵机的固定支座上，所述第二拾捡舵机的输出轴通过u形支架与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端固定在第三拾捡舵机的固定支座上，第三拾捡舵机的输出轴通过u形支架与第三连杆的一端连接，第三连杆的另一端固定在第四拾捡舵机的固定支座上，所述第四拾捡舵机的输出轴通过舵机连接器与机械爪连接。
上述方案中，为了进一步提高机械爪的抓取灵活性，所述伸屈连杆机构还包括机械爪舵机，在机械爪的下方对称安装有一对v形连杆，所述v形连杆的一端固定在机械爪上、其另一端通过条形连杆与机械爪舵机的输出轴连接。
上述方案中，第一连杆、第二连杆和第三连杆的结构相同并主要由凹形连接板构成，所述凹形连接板的凹槽处开设有通孔且在凹槽的两端分别连接有一直杆，所述直杆的两端均开设有孔槽。
上述方案中，所述可变形行走机构包括轮式行走机构和覆带式行走机构，其中，所述轮式行走机构包括对称安装在机架的两端的两组橡胶轮装置，各组橡胶轮装置包括轮式驱动舵机、连接支板、橡胶轮和用于驱动橡胶轮的轮式驱动电机，所述轮式驱动舵机通过固定支座安装在机架的端部且轮式驱动舵机的输出轴通过u形支架与连接支板的一端连接，所述连接支板的另一端固定有电机固定架，所述电机固定架安装所述轮式驱动电机，所述轮式驱动电机的输出轴通过连接器与橡胶轮的转轴连接。
上述方案中，所述覆带式行走机构包括对称安装在机架的两侧的两组覆带轮装置，各覆带轮装置包括覆带轮、t形支架、覆带轮舵机和用于驱动覆带轮的覆带驱动电机，所述覆带轮安装在机架的侧部且在覆带轮上安装有覆带，所述覆带驱动电机通过电机固定架设置在机架的下方且覆带驱动电机的输出轴与覆带轮的转轴连接，所述t形支架的水平端与所述电机固定架固接、其竖直端连接有一活动板，所述活动板通过合页铰接在一凸台上，所述凸台固定在机架上，所述覆带轮舵机的输出轴与活动板连接。
上述方案中，所述覆带驱动电机和轮式驱动电机可均为直流减速电机，所述直流减速电机的转轴连接有电机驱动芯片，所述电机驱动芯片通过无线连接模块与控制芯片连接。
本发明的有益效果为：
1)本发明设置的挖掘机构和拾捡机构能够对泥沙内的海螺进行挖掘和拾捡，克服了传统对海螺的挖掘只能依靠人工进行，实现了海螺的挖掘与拾捡自动化。与现有技术相比，具有结构简单、智能化程度高的特点，开辟了海螺收获的机械智能化，大大节省了海螺挖掘与拾捡的工作效率，有效地降低了劳动力；
2)本发明设置的可变形行走机构主要由轮式行走机构和覆带式行走机构构成，其在使用时可根据不同的地形来驱动相对应的舵机来实现轮式和覆带式的变形，当为比较平坦的地形可选择轮式行走机构；当为坑坑洼洼或凹凸不平的地面时，可选用覆带式行走机构。与现有技术相比，所采用的行走机构克服了单纯覆带轮或轮式行走机构的缺点，使用更为灵活、机动性强且适应了收获海螺的地形，实用性高。
附图说明
图1为本用于挖掘和拾捡海螺的机器人的结构示意图。
图中标号为：1、机架；2、电机固定架；3、覆带驱动电机；4、连接器；5、覆带轮；6、覆带；7、固定支座；8、轮式驱动舵机；9、连接支板；10、橡胶轮，11、t形支架；12、转台；13、第一挖掘舵机；14、u形支架；15、120°连接杆；16、第二挖掘舵机；17、摄像头；18、连接架；19、勾爪舵机；20、勾爪；21、第一拾捡舵机；22、第一连杆；23、第二拾捡舵机；24、第三拾捡舵机；25、第三连杆；26、第四拾捡舵机；27、舵机连接器；28、条形连杆；29、v形连杆；30、第二连杆；31、机械爪；32、轮式驱动电机；33、覆带轮舵机；34、摄像头固定架；35、机械爪舵机。
具体实施方式
如图1所示，一种用于挖掘和拾捡海螺的机器人，包括遥控器和控制芯片，所述控制芯片通过无线连接模块与遥控器连接。所不同的是：还包括可变形行走机构和安装在机架1上的挖掘机构及拾捡机构。所述可变形行走机构安装在机架1的侧部，在机架1上安装有一转台12。所述转台12的下方安装有支撑转轴，所述支撑转轴的一端固定在转台12上、其另一端连接有驱动装置。该驱动装置连接有一驱动电路板，所述驱动电路板通过无线连接模块与遥控器连接。即通过控制遥控器即可实现对转台12的转动。
所述挖掘机构包括第一挖掘舵机13、连杆机构和勾爪20。所述第一挖掘舵机13通过固定支座7安装在转台12上且第一挖掘舵机13的输出轴与连杆机构的一端连接。所述连杆机构的另一端连接有连接架18，所述连接架18上固定有勾爪舵机19，所述勾爪舵机19的输出轴与勾爪20连接。本实施例中，具体地所述连杆机构包括120°连接杆15、第二挖掘舵机16和两个u形支架14。所述120°连接杆15的一端固定在其中一个u形支架14上、120°连接杆15的另一端固定在另一个u形支架14上。其中一个u形支架14与第一挖掘舵机13的输出轴连接、另一个u形支架14固定在第二挖掘舵机16的固定支座7上。所述第二挖掘舵机16的输出轴与连接架18连接。所述120°连接杆15的结构具体是一根中部具有弧度的刚性弯折杆，而中部的弧度为120度。为了勾爪20能够准确地进行挖掘动作，在第二挖掘舵机16的下方且于u形支架14上安装有一摄像头17，所述摄像头17通过无线连接模块与控制芯片连接。
所述拾捡机构包括第一拾捡舵机21、伸屈连杆机构、机械爪31和用于采集图像的摄像头17，所述第一拾捡舵机21通过固定支座7安装在转台12上且第一拾捡舵机21的输出轴与伸屈连杆机构的一端连接，伸屈连杆机构的另一端安装所述机械爪31，所述机械爪31连接有机械爪舵机35，所述摄像头17通过摄像头固定架34安装在伸屈连杆机构上。
其中，所述伸屈连杆机构包括依次设置的第一连杆22、第二拾捡舵机23、第二连杆30、第三拾捡舵机24、第三连杆25、第四拾捡舵机26和机械爪舵机35。所述第一连杆22的一端通过u形支架14与第一拾捡舵机21的输出轴连接、其另一端固定在第二拾捡舵机23的固定支座7上。所述第二拾捡舵机23的输出轴通过u形支架14与第二连杆30的一端连接。第二连杆30的另一端固定在第三拾捡舵机24的固定支座7上。第三拾捡舵机24的输出轴通过u形支架14与第三连杆25的一端连接，第三连杆25的另一端固定在第四拾捡舵机26的固定支座7上。所述第四拾捡舵机26的输出轴通过舵机连接器27与机械爪31连接。在机械爪31的下方对称安装有一对v形连杆29，所述v形连杆29的一端固定在机械爪31上、其另一端通过条形连杆28与机械爪舵机35的输出轴连接。即通过机械爪舵机35控制机械爪31的张合大小。
本实施例中，所采用的第一连杆22、第二连杆30和第三连杆25的结构相同并主要由凹形连接板构成。所述凹形连接板的凹槽处开设有通孔且在凹槽的两端分别连接有一直杆，所述直杆的两端均开设有孔槽。即在使用时，两根直杆的一端通过螺丝固定在各挖掘舵机的固定支座7上、其另一端通过螺丝与凹形连接板固接，而凹形连接板则通过螺丝固定在u形支板上。
所述可变形行走机构包括轮式行走机构和覆带式行走机构。
其中，所述轮式行走机构包括对称安装在机架1的两端的两组橡胶轮装置。各组橡胶轮装置包括轮式驱动舵机8、连接支板9、橡胶轮10和用于驱动橡胶轮10的轮式驱动电机32，所述轮式驱动舵机8通过固定支座7安装在机架1的端部且轮式驱动舵机8的输出轴通过u形支架14与连接支板9的一端连接，所述连接支板9的另一端固定有电机固定架2，所述电机固定架2安装所述轮式驱动电机32，所述轮式驱动电机32的输出轴通过连接器4与橡胶轮10的转轴连接。
所述覆带式行走机构包括对称安装在机架1的两侧的两组覆带轮装置。各覆带轮装置包括覆带轮5、t形支架11、覆带轮舵机33和用于驱动覆带轮5的覆带驱动电机3。所述覆带轮5安装在机架1的侧部且在覆带轮5上安装有覆带6，所述覆带驱动电机3通过电机固定架2设置在机架1的下方且覆带驱动电机3的输出轴与覆带轮5的转轴连接。所述t形支架11的水平端与所述电机固定架2固接、其竖直端连接有一活动板。所述活动板通过合页铰接在一凸台上，所述凸台固定在机架1上，所述覆带轮舵机33的输出轴与活动板连接。
本实施例中，所述覆带驱动电机3和轮式驱动电机32均为直流减速电机。所述直流减速电机的转轴连接有电机驱动芯片，所述电机驱动芯片通过无线连接模块与控制芯片连接。
本发明在使用：
1、根据地形变形：
ⅰ、当在平地通行时，通过控制两个轮式驱动舵机8，使橡胶轮10与地面接触；同时控制覆带轮舵机33，使在覆带轮舵机33的作用下活动板向两边张开、带动t形支架11将两个覆带轮装置整体抬高，从而使履带式行走机构整体悬空；
ⅱ、控制轮式驱动电机32的正反转来实现快速灵活的移动到挖螺所在的位置；
ⅲ、当在挖螺过程地面坑坑洼洼、凹凸不平时，通过控制两个覆带轮舵机33使履带式行走机构与地面接触，然后通过控制轮式驱动电机32和覆带轮电机来实现机器人的行走或转向。
2、挖掘海螺：
将机器人移动至海螺位置后，通过控制第一挖掘舵机13来实现对勾爪20大范围调整，通过控制第二挖掘舵机16实现勾爪20高度的调整，再通过控制勾爪舵机19来使勾爪20精准地对沙地进行挖掘。
3、拾捡海螺：
海螺挖掘出来后，通过摄像头17对死螺和活螺进行识别，并通过控制第一拾捡舵机21、第二拾捡舵机23、第三拾捡舵机24、第四拾捡舵机26和机械爪舵机35来控制机械爪31抓取海螺动作。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。