机器螃蟹的制作方法

本实用新型涉及爬行机器人技术领域，具体涉及一种机器螃蟹。

背景技术：

爬行玩具的研究已成为机器人学科中一个热门的研究领域，因其能代替人进行生产操作，尤其是一些恶劣的环境或是比较危险的场所，比如搜索、勘察等，有些国家已经将爬行机器人应用到实际当中，其前景十分广阔。现有技术中，爬行机器人的研制开发大多基于仿生学原理，模仿生物的运动方式、关节、姿态等构造机器人的机械结构，如日本的蛇形机器人、美国nasa的机器蜘蛛、美国darpa和irobot机器人公司共同研制的类似螃蟹的机器人等等，其中螃蟹机器人由于关节众多，目前螃蟹机器人研究成果关节自由度较多，给制造、控制带来较大的难度，生产成本较高，无法适应市场需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种机器螃蟹，解决现有螃蟹机器人关节自由度较多、动力传输复杂、控制难度大以及生产成本高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种机器螃蟹，包括机架、动力装置和传动机构；

其中传动机构包括主传动轴、至少四根副传动轴和至少两根二号传动轴；

主传动轴和副传动轴为水平方向的传动轴，二号传动轴为竖立的传动轴；

主传动轴与动力装置相连接，主传动轴通过中间传动机构与副传动轴和二号传动轴相连接并驱动副传动轴和二号传动轴转动；

所述的机架为一至少设有4个侧边的矩形框架体，所述的副传动轴两两相对设置在矩形框架体相对的两个侧边上；

同时，在机架的设有副传动轴的侧边对应位置各设有一组一号偏心轮摇杆机构，该一号偏心轮摇杆机构包括一号摇柄和一号摇杆，所述的一号摇杆包含杆体，在杆体上设有沿杆体纵向的滑槽，同时，在机架设有穿过滑槽的限位滑块；

所述的二号传动轴设置在矩形框架体的一个侧边对应的两个副传动轴处，同时，在设有二号传动轴位置的机架上各设有一组二号偏心轮摇杆机构，所述二号偏心轮摇杆机构包括二号摇柄、二号摇杆和三号摇杆，二号摇杆中部与三号摇杆中部之间相铰接形成一个包含钳口和两个钳柄的钳状机构；

所述的二号摇柄一端与二号传动轴固定连接，二号摇柄的另一端与钳状机构的一个钳柄相铰接，钳状机构的另一个钳柄则铰接于机架上。

本实用新型实施例的有益效果在于：主传动轴通过传动机构驱动副传动轴和二号传动轴转动，副传动轴转动时带动偏心的一号摇柄做360°转动，一号摇柄又带动与其另一端铰接的一号摇杆做往复回转摆动运动，如此，设置在主传动轴两侧及两端的副传动轴上设置的一号偏心轮摇杆机构相互配合，可实现仿真螃蟹横向行走的移动方式；二号传动轴带动偏心的二号摇柄做360°转动，二号摇柄的另一端与钳状机构的一个钳柄相铰接，钳状机构的另一个钳柄则铰接于机架上，从而在二号摇柄转动时，钳状结构的两钳柄可实现一张一合，仿真螃蟹的蟹螯，从而具有栩栩如生、趣味性强和仿真性强的特点。

该机器螃蟹依靠一个主传动轴传动和齿轮组配合设置可实现驱动四个类似螃蟹腿的一号偏心轮摇杆机构的仿真螃蟹往复摆动横向行走，也可以设置更多的一号偏心轮摇杆机构，上述设置一号偏心轮摇杆机构(相当于螃蟹腿)只保留一个转动自由度，形成(转动副)，从而该机器螃蟹具有动力传输设置简单，只需控制主传动轴转动和转向就可控制机器螃蟹横向行走以及行走方向，安装加工方便，生产成本显著降低的优点。

进一步，上述的机器螃蟹，所述主传动轴和副传动轴间的中间传动机构为圆柱齿轮传动或斜齿轮传动或传动带或传动链的任一种，副传动轴和二号传动轴间的中间传动机构为锥齿轮传动、斜齿轮传动、涡轮蜗杆传动和圆柱齿轮冠齿轮传动的任一种。

进一步，上述的机器螃蟹，所述副传动轴设有4～20个。

进一步，上述的机器螃蟹，所述动力装置为双轴电机，该双轴电机输出端与主传动轴连接。

附图说明

图1为本实用新型机器螃蟹的主视图；

图2为本实用新型机器螃蟹的俯视图；

图3为本实用新型机器螃蟹蟹螯传动采用冠齿轮的俯视图；

图4为本实用新型机器螃蟹蟹螯传动采用冠齿轮的主视图；

图5为本实用新型机器螃蟹蟹螯传动采用锥齿轮的主视图；

图6为一号摇杆的结构示意图；

图7为二号偏心轮摇杆机构的结构示意图；

图8为二号偏心轮摇杆机构的二号摇柄为圆状体结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：机架1、轴承2、主传动轴3、主动齿轮4、副传动轴5、一号从动齿轮6、二号从动齿轮7、一号偏心轮摇杆机构8、一号摇柄8a、一号摇杆8b、二号传动轴10、二号偏心轮摇杆机构11、二号摇柄11a、二号摇杆11b、三号摇杆11c、滑槽13、限位滑块14、双轴电机15。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：参照图1、图2、图6和图7

本方案提供一种机器螃蟹，主要由机架1、动力装置和传动机构组成；

其中传动机构包括主传动轴3、至少四根副传动轴5和至少两根二号传动轴10，

主传动轴3和副传动轴5为水平方向的传动轴，二号传动轴10为竖立的传动轴；

主传动轴3与动力装置相连接，主传动轴3通过中间传动机构与副传动轴5和二号传动轴10相连接并驱动副传动轴5和二号传动轴10转动；

机架1为一至少设有4个侧边的矩形框架体，所述的副传动轴5两两相对设置在矩形框架体相对的两个侧边上；

同时，在机架1的设有副传动轴5的侧边对应位置各设有一组一号偏心轮摇杆机构8，该一号偏心轮摇杆机构8包括一号摇柄8a和一号摇杆8b，所述的一号摇杆8b包含杆体，在杆体上设有沿杆体纵向的滑槽13，同时，在机架1设有穿过滑槽13的限位滑块14；

二号传动轴10设置在矩形框架体的一个侧边对应的两个副传动轴5处，同时，在设有二号传动轴10位置的机架1上各设有一组二号偏心轮摇杆机构11，所述二号偏心轮摇杆机构11包括二号摇柄11a、二号摇杆11b和三号摇杆11c，

二号摇杆11b中部与三号摇杆11c中部之间相铰接形成一个包含钳口和两个钳柄的钳状机构；

二号摇柄11a一端与二号传动轴10固定连接，二号摇柄11a的另一端与钳状机构的一个钳柄相铰接，钳状机构的另一个钳柄则铰接于机架1上。

滑槽13和限位滑块14的设置，一方面可提高一号摇杆8b在一号摇柄8a旋转带动下做摆动运动的稳定性，另一方面，可将机架1设计为两部分或更多不相连的部分，通过限位滑块14穿过主传动轴3轴向同侧四个或更多的一号摇杆8b，在起到稳定一号摇杆8b摆动稳定性还可起到联动和支撑的作用，从而减少该机器走兽机架1制造体积，降低了制造成本，同时，各部分机架1还可独立拆卸下来，可快速组装，不使用时拆卸下来便于存放，减少空间占用。

该机器螃蟹动力传输及行走工作原理如下：动力装置驱动主传动轴3转动，主传动轴3通过传动机构驱动副传动轴5和二号传动轴10转动，副传动轴转动时带动两端的偏心的一号摇柄做360°转动，一号摇柄又带动与其另一端铰接的一号摇杆做往复回转摆动运动，加之，同一副传动轴5两端分别设置的一号偏心轮摇杆机构8按一号摇柄8a旋转相差180°设置，如此，设置在主传动轴两侧及两端的副传动轴上设置的一号偏心轮摇杆机构相互配合，可实现仿真螃蟹横向行走的移动方式；二号传动轴10带动偏心的二号摇柄11a做360°转动，二号摇柄11a的另一端与钳状机构的一个钳柄相铰接，钳状机构的另一个钳柄则铰接于机架上，从而在二号摇柄11a转动时，带动二号摇杆11b中部与三号摇杆11c中部间铰接形成的钳状结构的两钳柄可实现一张一合，仿真螃蟹的蟹螯，从而具有栩栩如生、趣味性强和仿真性强的特点。

实施例2：参照图3、图4和图5

与实施例1相比，区别是主传动轴3和副传动轴5间的传动机构为圆柱齿轮传动或斜齿轮传动或传动带或传动链的任一种，副传动轴5和二号传动轴10间的传动机构为锥齿轮传动、斜齿轮传动、涡轮蜗杆传动和圆柱齿轮冠齿轮传动的任一种；主传动轴3和副传动轴5间的传动机构具体选择一种圆柱齿轮传动进行详细描述；

采用这种传动方式的机器螃蟹动力传输及行走工作原理如下：

主传动轴3两端分别轴向固定设置有圆柱型的主动齿轮4；在主动齿轮4两侧分别至少设有一个副传动轴5，副传动轴5穿过至少两个固定于机架1的轴承2并与轴承2过盈配合，副传动轴5上轴向固定设置有一号从动齿轮6和二号从动齿轮7，靠近主动齿轮4的一号从动齿轮6与主动齿轮4啮合，相邻副传动轴5中远离主传动轴3的副传动轴5上的一号从动齿轮6与靠近主传动轴3的副传动轴5上的二号从动齿轮7啮合；远离主传动轴3的副传动轴5的两端分别设置有一号偏心轮摇杆机构8，且同一副传动轴5两端分别设置的一号偏心轮摇杆机构8按一号摇柄8a旋转相差180°设置。

动力装置驱动主传动轴3转动，主传动轴3带动其两端设置的主动齿轮4转动，主动齿轮4带动靠近主传动轴3的副传动轴5上的一号从动齿轮6转动，从而该一号从动齿轮6带动其所在副传动轴5转动，该副传动轴5上固定设置的二号从动齿轮7带动相邻远离主传动轴3的副传动轴5上的与其啮合的一号从动齿轮6转动，远离主传动轴3的副传动轴5上的一号从动齿轮6带动该远离副传动轴5转动，通过上述齿轮组传动可实现主传动轴3扭矩传递至一号偏心轮摇杆所连接副传动轴5的转动，该副传动轴5转动时带动偏心的一号摇柄8a做360°转动，一号摇柄8a又带动与其另一端铰接的一号摇杆8b做往复回转摆动运动，如此，设置在主传动轴3两侧及两端的副传动轴5上设置的一号偏心轮摇杆机构8相互配合，可实现仿真螃蟹横向行走的移动方式。

该机器螃蟹行走通过主传动轴3、副传动轴5和齿轮组配合动力传递，其中主动齿轮4两侧的副传动轴5设置为一个时，经济性较好，但是无法更好的设计螃蟹形状，也不能精确调节一号偏心轮摇杆的摆动速率，主动齿轮4两侧的副传动轴5设置为多个时，这些副传动轴5间的齿轮组不仅可更好的调节螃蟹的形状，齿轮组也可起到降低转速的作用，设置的一号偏心轮摇杆机构8(相当于螃蟹腿)只保留一个转动自由度形成转动副，从而该机器螃蟹具有动力传输设置简单，只需控制主传动轴3转动和转向就可控制机器螃蟹横向行走以及行走方向，安装加工方便，生产成本显著降低的优点。

如图3和图4所示；

设置在副传动轴5和二号传动轴10间的传动机构具体列举圆柱齿轮冠齿轮传动进行详细阐述：

二号传动轴10与固定于机架1的两个轴承2过盈配合，副传动轴5上的二号从动齿轮7与二号传动轴10上一体设置的冠齿轮啮合，从而实现横向的副传动轴5驱动竖向的二号传动轴10转动，二号偏心轮摇杆机构11相当于蟹螯，主传动轴3动力传递至远离主动齿轮4的副传动轴5如上所述，在此不做赘述，这时二号传动轴10带动连接的偏心的二号摇柄11a做360°转动，二号摇柄11a又带动与其另一端铰接的二号摇杆11b做往复式伸缩摆动运动，与二号摇杆11b自由端和机架1铰接的三号摇杆11c在二号摇杆11b做上述运动时与其相配合，可形成类似于螃蟹蟹螯可伸出、缩回以及可张可合的运动方式，如果将该机器螃蟹做成玩具形式，不仅制造成本低，还在儿童玩具领域具有很大的前景。

具体的一号从动齿轮6、二号从动齿轮7为圆柱齿轮或斜齿轮或者二者的结合，这些齿轮形式都属于平面齿轮范畴，可实现平面齿轮间的传动，具体的是二者结合时，必须是相啮合的两个齿轮采用同一种类；比如：主动齿轮4和与其啮合的一号从动齿轮6均采用圆柱齿轮或斜齿轮，同时该一号从动齿轮6所在副传动轴5上设置的二号从动齿轮7与相邻远离主传动轴3的副传动轴5上的一号从动齿轮6，可采用与主动齿轮4相同或不同种类的齿轮。

实施例3：参照图2

与实施例2相比，区别是副传动轴5设有4～20个，可在这些副传动轴5提供的横向尺寸范围中设计一号偏心轮摇杆机构8(相当于蟹腿)和二号偏心轮摇杆机构11(相当于蟹螯)，调整位置比较方便，可提高成品美观感，同时，副传动轴5间传递齿轮组减速作用显著，可采用一般动力源。

实施例4：参照图2

与上述实施例相比，区别是所述动力装置为双轴电机15，该双轴电机15输出端与主传动轴3连接，电机具有不同功率段的型号，便于选择，安装方便，也便于后续添加自动控制装置。该双轴电机设置于主传动轴3间，使用双轴电机不仅可满足传动需求，可使得该机器螃蟹布局更加美观，不会形成主传动轴3一端连电机造成的布局突兀，电机也可暗藏在机架1中，从而形成对电机的保护，减少意外造成的电机损坏，提高该机器螃蟹的使用寿命。

如图8所示：将二号摇柄11a设置成圆状体，扩大尺寸的二号摇柄11a，使得二号摇杆11b形成的嵌柄在摆动时，始终保持与二号摇柄11a有较大的接触面，从而该二号摇杆11b和三号摇杆11c连接形成的钳状结构，可更加稳定的实现仿真蟹螯前伸、缩回、一张一合的运行轨迹。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。