一种蜘蛛仿生机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种蜘蛛仿生机器人，属于机器人技术领域，包括充电电池、控制器模块、行走机构、底盒和电机组，充电电池和控制器模块设置在底盒内，行走机构设置在底盒的两侧，电机组设置在底盒的底部，并与行走机构转动连接，行走机构包括前行走机构、紧固螺钉、后行走机构、齿轮盖和传动齿轮，传动齿轮与电机组的转轴连接，齿轮盖盖合在传动齿轮的侧边。本实用新型专利技术通过设置行走机构模仿蜘蛛脚，使得在行走的过程更加的稳定，两边设置双层的行走机构，在行走的过程中更加的稳定，同时该机器人结构小，造价便宜，符合学习者学习需要，同时控制器模块设置有调试接口，用户可以随时进行对行走进行调试控制。行走进行调试控制。行走进行调试控制。

【技术实现步骤摘要】
一种蜘蛛仿生机器人


[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及一种蜘蛛仿生机器人。

技术介绍

[0002]仿生机器人指是以模仿动物结构为目的制造的机器人。随着机器人技术的不断发展，步行机器人的应用领域也越来越广，机器人在非结构环境中具有较强的适应能力，特别根据不同动物的结构进行方正。现有的很多仿生机器人基本都是属于工业上的产品，直接使用在各个领域，但是目前拥有学习，供初学生学习的机器人结构还比较少，孩子对仿生机器人的认识比较少，同时由于现有在应用的机器人的结构比较大，不方便供初学者学习使用，同时成本较高，因此需要设计一种结构较小，同时能够供学习者进行学习的仿生机器人。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种蜘蛛仿生机器人，解决现有仿生机器人结构较大，价格较贵，同时没有留有供学习者学习接口的技术问题。
[0004]以蜘蛛为原型设计开发一款克兰连杆机构的益智仿生机器人。该款益智蜘蛛仿生机器人可以用于兴趣教育和益智教育课程的推广。以提升青少年对科学知识的认识，培养青少年对科技活动的兴趣与爱好，提高青少年的动手制作能力，开拓青少年的科技创新思维。
[0005]我们借鉴的自然界当中昆虫的运动原理。生物界蜘蛛的特点是拥有8条腿。在行走时，总会有4条腿着地，用以保持自身的平衡。其每个行为和运动都要依靠腿部的运动来实现，因此这对腿部的灵活度要求较高。动物经过长期的土壤生活进化拥有了很强的挖掘功能他们的外观形状和其在挖掘过程中所表现出来的力学性能给人们提供了参考。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种蜘蛛仿生机器人，包括充电电池、控制器模块、行走装置、底盒和电机组，充电电池和控制器模块设置在底盒内，行走装置设置在底盒的两侧，电机组设置在底盒的底部，并与行走装置转动连接，行走装置包括前行走机构、紧固螺钉、后行走机构、齿轮盖和传动齿轮，传动齿轮与电机组的转轴连接，齿轮盖盖合在传动齿轮的侧边，前行走机构和后行走机构通过紧固螺钉设置在齿轮盖上，并与传动齿轮连接。
[0008]进一步地，齿轮盖包括右侧齿轮盖和左侧齿轮盖，右侧齿轮盖和左侧齿轮盖设置在传动齿轮的两侧，右侧齿轮盖和左侧齿轮盖的两侧均设置有前行走机构和后行走机构，传动齿轮包括转动齿轮和两个从动齿轮，两个从动齿轮均与转动齿轮齿合设置，分别设置在转动齿轮前后两端，前行走机构通过转轴与前端的从动齿轮连接，后行走机构通过转轴与后端的从动齿轮连接。
[0009]进一步地，电机组包括第一电机组和第二电机组，底盒内设置有电机驱动模块，控制器模块通过电机驱动模块分别与第一电机组和第二电机组连接。
Cortex
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M内核的32位的微控制器，采用LQFP48封装，由意法半导体公司(ST)推出，属于STM32系列。其程序存储器FLASH容量是64KB，RAM容量是20KB，工作温度为
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40℃～85℃，系统时钟最高可到72MHz。目前为止，STM32系列处理器暂分为2个系列。其中，STM32F101是标准型系列，工作频率设定在36MHZ；STM32F103系列是增强型系列，工率设定在72MHZ，其带有更多片内RAM和更丰富的外设资源。这两个系列在软件和引脚封装方面具有兼容性，并且拥有相同的片内Flash资源，使软开发和升级更加方便。该控制器性能优越、封装体积小、功耗低，所以我们选择了这款stm32f103处理器。
[0026]主要由机械结构和电气控制两部分组成。要想完成智能蜘蛛仿生机器人的设计首先要解决的是机械结构的设计，之后才可以进行电气控制的设计。整机的机械结构、运动自由度、驱动方式、传动机构、行走机构的设计都将会影响整机的性能，要想设计的机器人能正常的运行，达到预期的设计目的和设计要求，使机器人在科技方面和教育方面体现出原有的社会价值。机器人的机构不仅要满足技术条件，还要满足经济条件。在满足机器人的预期设计指标前提下，考虑合理用材、制造工艺的要求、便捷安装、使用的安全性和可靠性、价格低廉等诸多问题，充分发挥其社会效益和经济效益。
[0027]本技术实施例中，齿轮盖包括右侧齿轮盖7和左侧齿轮盖9，右侧齿轮盖7和左侧齿轮盖9设置在传动齿轮8的两侧，右侧齿轮盖7和左侧齿轮盖9的两侧均设置有前行走机构4和后行走机构6，传动齿轮8包括转动齿轮和两个从动齿轮，两个从动齿轮均与转动齿轮齿合设置，分别设置在转动齿轮前后两端，前行走机构4通过转轴与前端的从动齿轮连接，后行走机构6通过转轴与后端的从动齿轮连接。
[0028]克兰连杆机构是一个六杆机构，相对于四杆的切比雪夫机构有着更好的受力性能。其一般被用作仿生蜘蛛，拥有急回特性，能提高机器人行进的速度，保证机器人的稳定性和灵活性，如图2所示。中部齿轮腿机构采用的齿轮传动，中腿为单方向行走机构，由驱动齿轮组带动从动齿轮组进行循环运动。中腿分为两组机构4条腿进行运动，中腿运动为单一的行进步态，并且设计的腿部足端与地面为平面接触。
[0029]本技术实施例中，电机组包括第一电机组11和第二电机组12，底盒10内设置有电机驱动模块18，控制器模块3通过电机驱动模块18分别与第一电机组11和第二电机组12连接。
[0030]电机驱动模块采用L298N电机驱动模块，通过微控制器的I/O口输入改变使能控制端的电平，即可以对电机进行正反转、停止操作的控制。模块使用的是ST公司的L298N作为主驱动芯片，具有驱动能力强，发热量低，抗干扰能力强的特点。该芯片采用15脚封装，其主要特点是：工作电压高，工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载。
[0031]本技术实施例中，第一电机组11和第二电机组12的底部设置有电机固定扣13，电机固定扣13与底盒10连接固定第一电机组11和第二电机组12，
[0032]本技术实施例中，底盒10的底部设置有固定桥14，固定桥14的两端与设置在底盒10两侧的行走装置固定连接。
[0033]本技术实施例中，底盒10的顶部设置有盖板1，底盒10内设置有电源开关15、摄像头16和蓝牙模块17，电源开关15设置在控制器模块3与充电电池2之间，并伸出底盒10
外，摄像头16和蓝牙模块17均与控制器模块3连接，摄像头16伸出底盒10的前端。
[0034]如图7所示好，系统将从蓝牙模块采集信号送入stm32f103c8单片机中，stm32f103c8单片机将根据采集的信号做出不同的判断，从而控制电机的运动方向，以完成机器人特定的工作状态。系统以stm32f103c8单片机为核心，通过使用手机蓝牙操控，继而实现机械蜘蛛的运动。
[0035]蓝牙模块为无线通信模块的作用是实现智能蜘蛛机器人与上位机之间的通信，在设计中采用HC
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08蓝牙模块作为无线通信模块。HC...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜘蛛仿生机器人，其特征在于：包括充电电池(2)、控制器模块(3)、行走装置、底盒(10)和电机组，充电电池(2)和控制器模块(3)设置在底盒(10)内，行走装置设置在底盒(10)的两侧，电机组设置在底盒(10)的底部，并与行走机构转动连接，行走装置包括前行走机构(4)、紧固螺钉(5)、后行走机构(6)、齿轮盖和传动齿轮(8)，传动齿轮(8)与电机组的转轴连接，齿轮盖盖合在传动齿轮(8)的侧边，前行走机构(4)和后行走机构(6)通过紧固螺钉(5)设置在齿轮盖上，并与传动齿轮(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种蜘蛛仿生机器人，其特征在于：齿轮盖包括右侧齿轮盖(7)和左侧齿轮盖(9)，右侧齿轮盖(7)和左侧齿轮盖(9)设置在传动齿轮(8)的两侧，右侧齿轮盖(7)和左侧齿轮盖(9)的两侧均设置有前行走机构(4)和后行走机构(6)，传动齿轮(8)包括转动齿轮和两个从动齿轮，两个从动齿轮均与转动齿轮齿合设置，分别设置在转动齿轮前后两端，前行走机构(4)通过转轴与前端的从动齿轮连接，后行走机构(6)通过转轴与后端的从动齿轮连接。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：江健，殷艳萍，廖璇，梁恩义，陈耀能，廖隽琳，
申请(专利权)人：广西机电职业技术学院，
类型：新型
国别省市：