仿生机器人爬虫

彭　珊　庄　璐　曦

我们的家在南方丘陵地带。每到春夏季节，房前屋后总可以发现许多小爬虫，它们满世界悠闲地转悠着。我们曾把它们逮住，囚禁在玻璃瓶中进行观察，从中受到不少启发。它们那奇特的身躯，众多的长腿，爬墙下地，翻窗穿洞的本领，不正是我们研制机器人仿生技术所追求的吗?通过思考、研究，我们在老师的指导下，参考蒸汽火车车头的机械运动，根据曲轴连杆的工作原理，设计制作了一个仿生机器人爬虫，它的主要特点是将机械的轮式运动改为模仿动物的爬行运动。

我们设计制作的这个仿生机器人爬虫，是以蝎子为原形设计的，因为，蝎子的生理特征非常适合我们的创作意图。蝎子的首部有一对有力且粗大的钳形触肢，有一般昆虫所没有的8只步足，口器两侧生有一对螯肢，螯肢前端有锯齿突起便于捕取东西，还有椭圆形的躯干和细长分节上翘如尾巴状的后腹部。蝎子的这些生理特征，给仿生机器人今后的实际应用提供了很好的帮助。例如，我国登月计划中的月球采样车，如果采用蝎子的结构进行设计，那它首部的钳形触肢与口器两侧的螯肢，就是非常棒的机械臂了，可很好地发挥采样、开道等功能。椭圆形的身躯就是大容量的仪器设备仓和储运仓，细长上翘的后腹部，可以设计成起重臂和高空采样、观察、自卫的平台。8只修长的步足，将在荒漠的月球上行走自如。

我们设计制作的这个仿生机器人爬虫，是先用门窗铝合金边角料拼接起基础框架，再利用螺丝标准件的特性加工成曲轴，焊接上用铜片作成的支架，安装在框架上，这样，蝎子的基本骨架就制作完成了。然后，我们用旧雨伞骨架和电视机天线通过精心设计和加工，做成可伸缩的步足，用小螺丝将其装在曲轴连杆上，再安装上从废玩具上取下的电机和减速齿轮，这样，蝎子的行动装置就基本完成。接上电源，在曲轴和连杆的作用下，蝎子的步足就可以前后移动了。蝎子的躯干外形蝎子的组装制作便进入了尾声。最后，我们给它安装控制器和传感器并进行程序编制，使其完成行走、转向、后退、避障及尾部左右摇摆、尾部钩刺向后伸直反弹等动作。