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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 螃蟹機(jī)械手
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品以7自由度類(lèi)人機(jī)械臂和多功能仿生螃蟹執(zhí)行端為核心，采用atmega168單片機(jī)進(jìn)行控制，運(yùn)用人體工程學(xué)手柄和高清攝像頭相結(jié)合的操作平臺(tái)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)了7自由度機(jī)械手的平穩(wěn)運(yùn)行，仿生執(zhí)行端準(zhǔn)確的定位，遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)交互的完成剪斷，擴(kuò)張，夾取等動(dòng)作。
- 詳細(xì)介紹：
- 該機(jī)械手臂有7自由度，比一般機(jī)械手運(yùn)動(dòng)靈活，活動(dòng)范圍要大，可完成更復(fù)雜的工作并且此系統(tǒng)通過(guò)接收手柄發(fā)出的指令并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送給控制板中的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，更加適合太空海洋等特殊環(huán)境下的操作，以保證操控人員安全，更為難得的是其動(dòng)力由載體提供，執(zhí)行端部可以按需要進(jìn)行更換，從而實(shí)現(xiàn)太空維修，礦石采集，切斷、擴(kuò)張、夾取、實(shí)時(shí)監(jiān)控等操作，真正做到“一機(jī)多用”，同時(shí)也能輔助完成一些特殊的很難進(jìn)行人工操作的救援任務(wù),例如：狹小空間內(nèi)的救援操作；需要大功率的切斷、擴(kuò)張的救援情況；高空救援作業(yè)等。這些都填補(bǔ)了現(xiàn)在沒(méi)有類(lèi)似救援裝置的空白，該作品執(zhí)行端安裝有攝像頭，還可實(shí)行可視操作，更加增強(qiáng)了操作的準(zhǔn)確性和操控人員的安全性，其執(zhí)行端按仿生學(xué)設(shè)計(jì)，可夾持更重物體
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 設(shè)計(jì)擁有多關(guān)節(jié)多個(gè)執(zhí)行端的機(jī)械手，能靈活快速安全有效的完成宇宙海洋開(kāi)發(fā)的任務(wù)，比如太空站外維修，采集礦石樣本，海底勘探。同時(shí)也可應(yīng)用于救援。 基本思路: 機(jī)械手臂部分仿生人類(lèi)手臂關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，具有多自由度構(gòu)造，使用符合人體工程學(xué)手柄控制，執(zhí)行端利用攝像頭監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)可視化操作，從而達(dá)到人機(jī)分離的目的，執(zhí)行端部位仿生螃蟹等生物，靈活的來(lái)完成指定動(dòng)作 創(chuàng)新點(diǎn)： （1）7自由度構(gòu)造的仿生機(jī)械手工作活動(dòng)范圍廣、精度高、可完成更復(fù)雜動(dòng)作 （2）采用手柄操作，其符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，相對(duì)鍵盤(pán)、按鍵操作要靈活快捷舒適并且操作簡(jiǎn)單不易出錯(cuò) （3）在執(zhí)行端設(shè)置監(jiān)控?cái)z像頭，增強(qiáng)操作的準(zhǔn)確性并且實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互實(shí)時(shí)控制，提高遠(yuǎn)程操作能力。（4）設(shè)計(jì)了多功能仿生執(zhí)行端，并有統(tǒng)一規(guī)格的接口，更加方便快捷的實(shí)現(xiàn)切斷、擴(kuò)張、夾取等操作，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。 技術(shù)關(guān)鍵： 執(zhí)行端的能精確定位并按照指定命令完成指定動(dòng)作并且能承受一定的壓力；可視化操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 電機(jī)參數(shù)：尺寸：40.7*19.7*42.9mm 重量：55g 扭矩：10.5kg/cm(4.8V),13kg/cm(6V) 速度：0.20sec/60degree(4.8v)0.17sec/60 degree(6.0v) 額定工作電壓：4.8-7.2V 轉(zhuǎn)動(dòng)角度：0到220度 最大伸展臂長(zhǎng)(含執(zhí)行端)：45厘米
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該機(jī)械手臂有7自由度，運(yùn)動(dòng)更靈活，活動(dòng)范圍更大，可完成更復(fù)雜的工作；且此系統(tǒng)通過(guò)手柄操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，更加適合太空海洋等特殊環(huán)境下的操作；執(zhí)行端部可以按需要進(jìn)行更換，實(shí)現(xiàn)切斷、擴(kuò)張、夾取等操作，做到“一機(jī)多用”；同時(shí)也能輔助完成一些特殊的很難進(jìn)行人工操作的救援任務(wù)，填補(bǔ)了現(xiàn)在沒(méi)有類(lèi)似救援裝置的空白；該作品執(zhí)行端安裝有攝像頭，實(shí)行可視操作，增強(qiáng)了操作的準(zhǔn)確性和操控人員的安全性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利形式
作品可展示的形式
- 實(shí)物，圖片，視頻
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)：通過(guò)單片機(jī)和電腦遠(yuǎn)程遙控多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，人機(jī)交換，實(shí)施太空海洋等特殊環(huán)境下的維修，采集任務(wù)以及救援任務(wù)。 優(yōu)勢(shì)：本作品采用atmega168單片機(jī)進(jìn)行控制，可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行精確地控制，保證機(jī)械手準(zhǔn)確的定位并能夠平穩(wěn)的運(yùn)行；同時(shí)可以運(yùn)用手柄進(jìn)行操作，擴(kuò)大了操作人員的觀察和操作范圍；7個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械手可以靈活的運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)各種復(fù)雜操控環(huán)境；機(jī)械手前端的攝像頭可以實(shí)時(shí)的反饋內(nèi)部的環(huán)境信息，更好的協(xié)作操作人員完成各種復(fù)雜的工作。 推廣前景：人工的操作局限性日益凸顯，本發(fā)明可替代人類(lèi)操作，前景廣闊。 應(yīng)用范圍：1.宇宙的開(kāi)發(fā)2.海洋的開(kāi)發(fā)3.災(zāi)害的援救4.自動(dòng)化生產(chǎn) 市場(chǎng)分析：目前市面上機(jī)械手比較單一，少有遠(yuǎn)程同步可視操作，更少有通過(guò)符合人體工程力學(xué)設(shè)計(jì)的手柄控制，靈活，快捷，安全，舒適卻又能進(jìn)行復(fù)雜環(huán)境的操作。該產(chǎn)品很好的填補(bǔ)了這一空缺。 而且我們還有快速更換的執(zhí)行端，可實(shí)現(xiàn)‘一機(jī)多能’，價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，市場(chǎng)樂(lè)觀。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前國(guó)外此種研究已經(jīng)興起，國(guó)內(nèi)尚屬罕見(jiàn)
