无畏号智能机械蝎
设计说明书
摘 要
在如今科技飞速发展的时代，机器人早已成为家喻户晓的科技产品，它被广泛的应用于各种场合和领域，像生产业、建筑业，或是危险的工作环境，而将仿生学的一些技术应到机器人上做成的仿生机器人则能够在某些方面的更好的服务于人。研究小组之所以选择蝎子作为机器人模仿的对象，一方面是因为蝎子能在较复杂的地形上轻易而顺利的行走，另一方面是因为蝎子的反射作用要比那些哺乳动物要简单的多。
本作品（无畏号智能机械蝎子）一共由夹持器-钳子、机架-主躯干、缠绕装置-蝎尾、行走结构-腿部和蓝蓝牙摄像头五大部分组成，采用十五路遥控器操纵各个电机之间的不同配合来实现蝎子的前进、后退和转弯等动作。作品设计中还有蓝牙智能摄像头和钳子两个部分，可以方便产品在运动中观察。
本作品可作为玩具供孩子们娱乐；可作为远程购物时的一种工具，做到在家中就可方便购物，以提供方便；也可作为进入商场中的“工作人员”，方便人与人不接触的情况下查看健康证明，在缺乏物资时可通过其运送，提高疫情期间工作的安全性，为全民抗击疫情做好保障。因此产品的用途相当广泛，也具有实际性。
使人工产品具有自然生命的意义与美感特征， 进而解决人与自然和谐相处的问题。能够用减低成本及简易机械结构促进人类与生态自然友好相处的作用。
关键词：机械结构；仿生；蝎子；智能；设计
Abstract
In today's era of rapid development of science and technology, robot has already become a well-known scientific and technological product. It is widely used in various occasions and fields, such as biological industry, construction industry, or dangerous working environment. The bionic robot made by applying some bionic technologies to robot can better serve people in some aspects. The research team chose scorpions as the object of robot imitation, on the one hand, because scorpions can walk easily and smoothly on complex terrain, on the other hand, because scorpions have a much simpler reflex than those mammals.
This work (intelligent mechanical scorpion) is composed of five parts: gripper pliers, frame main trunk, winding device scorpion tail, walking structure legs and blue Bluetooth camera. Fifteen way remote controllers are used to control the different cooperation between each motor to realize the scorpion's forward, backward and turning actions. The design of the work also includes two parts: Bluetooth smart camera and pliers, which can facilitate the observation of the product in motion.
This work can be used as a toy for children's entertainment; It can be used as a tool for remote shopping, so that shopping can be convenient at home to provide convenience; It can also be used as a "staff" entering the mall to facilitate people to check the health certificate without contact with people. In case of lack of materials, it can be transported through it, so as to improve the safety of work during the epidemic and ensure the fight against the epidemic for the whole people. Therefore, the products are widely used and practical.
Make artificial products have the meaning and aesthetic characteristics of natural life, and then solve the problem of harmonious coexistence between man and nature. It can promote the friendly coexistence between human beings and ecological nature with cost reduction and simple mechanical structure.
Keywords: Mechanical Structure;Bionics; Scorpion; Intelligence; Design
目 录
摘 要
Abstract
1 研究背景
1.1研究意义
1.2研究背景
2.结构设计及技术参数
2.1设计思路
2.2 工作原理
2.3结构设计
2.4部分重要工件介绍
2.5功能特点
2.6实物图展示
3.主要创新点
4. 操作说明
4.1遥控器按键操作
4.2蓝牙摄像头连接操作
5.维护、养护注意事项
6展 望
6.1推广价值
6.2未来展望
参考文献
附 录
附录A:设备清单
附录B:图纸
1 研究背景
1.1研究意义
在如今科技飞速发展的时代，机器人早已成为家喻户晓的科技产品，它被广泛的应用于各种场合和领域，像生产业、建筑业，或是危险的工作环境，而将仿生学的一些技术应到机器人上做成的仿生机器人则能够在某些方面的更好的服务于人。
通过对蝎子结构和行为的研究，我们设计的仿生机械蝎子机器人可以用于多种场合。其主要技术问题在于让机器人能够灵活的完成行走、转向、越障、爬坡等基本动作，同时还必须具有抓取物体、打钻等功能，也有视频、照明、太阳能电池板等设备增强功能。
人类社会不断发展，生态环境遭受了严重破坏，生物仿生设计也成为焦点。生物结构是自然选择与进化的重要内容,是决定生命形式与种类的因素,具有鲜明的生命特征与意义。智能机械蝎子通过对自然生物由内而外的结构特征的认知,结合不同产品概念与设计目的进行设计创新,研究出在同等功能下利用简单的机械结构完成产品的相关运动，使人工产品具有自然生命的意义与美感特征，警示人与自然和谐相处的问题。
1.2研究背景
一般来说，智能程度较低，结构简单的机器人可以在高智能机器人无法适应的环境中活动。在以往的研究中，也有很多研究人员设计类似于蝎子的机器人，比如一种像蝎子一样的机器在美国莫哈韦沙漠中迈出它80公里的“生命”历程，这种机器蝎子就是仅仅依靠可编程自动反射作用而“生存”的简单机器人。长约50厘米的机器蝎子是由波士顿东北大学的Frank Kirchner和Alan Rudolph设计的，与其它传统的机器人不同，它没有解决复杂问题的能力。但它的设计也并不那么简单，因为它是一种模仿“蝎子”的机器人。在设计机器蝎子之前，研究人员花了大量时间来观察蝎子的运动。“用高速相机对蝎子的行为进行拍摄，并对记录的数据进行了分析。”Kirchner介绍说。研究小组之所以选择蝎子作为机器人模仿的对象，一方面是因为蝎子能在较复杂的地形上轻易而顺利的行走，另一方面是因为蝎子的反射作用要比那些哺乳动物要简单的多。
智能机械蝎子可以安全有效的应用于医疗产品用具以及仿真玩具的模仿，同时具有机械结构简单、成本低、性能安全稳定等特点，很大的程度上让人们了解蝎子的形态结构、生活习性对，同时提醒了人与自然应该和谐相处的严峻问题。
2.结构设计及技术参数
2.1设计思路
首先蝎子通过五部分组成，分别为蝎尾，主躯干，钳子，腿部和蓝牙摄像头。首先蝎尾方面通过缠绕电机带动牵引绳以及牵引钢丝和连杆装置，使作用的齿轮完成啮合，以此来完成蝎子尾部的上下摆动。在蝎子腿部前行时，由减速电机带动齿轮转动，使同方向的齿轮完成啮合，相对方向的齿轮由一根传动轴连接，接着蝎腿通过偏心的方式安装在齿轮上，最后通过电机带动就可完成前后方向行走。在左右方向行走时，通过蝎身旋转，然后通过齿轮啮合方式带动中间轮行走，这样就可以完成利用机械结构带动左右行走，并且由准确性也会有所提高，钳子部分通过十五路遥控器利用单片机控制舵机使钳子的正常运动。另外，蓝牙摄像头方面在背部，使其在运动过程中观察者清楚地了解前方情况。
2.2 工作原理
蝎子腿部前行时，由减速电机带动齿轮转动，使同方向的齿轮完成啮合，相对方向的齿轮由一根传动轴连接，接着蝎腿通过偏心的方式安装在齿轮上，最后通过电机带动就可完成前后方向行走，钳子部分通过十五路遥控器利用单片机控制舵机使钳子的正常运动，蝎尾通过缠绕电机带动牵引绳以及牵引钢丝和连杆装置，使作用的齿轮完成啮合，以此来完成蝎子尾部的上下摆动，最后在蓝牙摄像头方面在背部，使在运动过程中观察者清楚地了解前方情况。
1.缠绕齿轮（.1.5m20z）
