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Bionicsrobot

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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：***

学号：************

１

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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：

２

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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