簡介
螃蟹機器人螃蟹機器人是一款型號為Crabster CR200的多節機器人，2013年由韓國海洋科學技術院和韓國內5所大學聯合研發成功，截至2014年4月，還處於內部測試階段。這台機器人外形類似螃蟹，因此也被稱為“螃蟹機器人”。CrabsterCR200能夠勝任諸如海底地貌勘測、水下管道架設等普通設備難以完成的工作，由4名人員駕駛，最多可以在200米深的海底進行工作。一次下水可以長時間在海底利用10個攝像頭蒐集各種視頻資料，兩個前腿還可以採集樣品。
摘要：與傳統輪式機器人相比，多足仿生機器人具有很好的越障能力及路況適應能力。基於對螃蟹特性的分析，運用仿生學原理設計了一款具有創意結構的仿生螃蟹機器人系統。採用模組化設計方法，對該機器人系統進行了硬體設計及算法軟體設計，實現了諸如搬運、避障、掃雷，以及娛樂等多種功能。在複雜路況等環境下進行搜救與探測等方面，該機器人具有較好的套用潛力。
關鍵字：仿生螃蟹機器人；創意結構設計；模組化設計方法；搜救與探測
Abstract:Comparedwiththetraditionalwheeledrobots,multi-footbionicrobothasgoodobstacle-climbingcapabilityandadaptabilitytoroadconditions.Basedontheanalysisofcrabs'characteristics,abioniccrab-likerobotsystemwithaninnovativestructureisdesignedbyusingbionicsprinciples.Andthemethodofmodulardesignisadoptedforhardwaredesignandalgorithmsoftwaredesignoftherobotsystem.Manyfunctionssuchashandling,obstacleavoidance,minesweeping,aswellasentertainmentfeatureshavebeenachieved.Therobothasgoodpotentialforsearchinganddetectinginacomplexroadenvironment.
Keywords:bioniccrab-likerobot;innovativestructuredesign;modulardesignmethod;searchinganddetecting
1前言
機器人是集中了機械工程、電子技術、計算機技術、自動控制理論以及人工智慧等多學科的最新研究成果，代表了機電一體化的最高成就，是當代科學技術發展最活躍的研究領域之一[1]。目前，在機器人研究領域，套用仿生學原理，模仿生物特性、從事適合生物特點工作的仿生機器人方面的研究極具發展潛力[2][3]，而其中多足仿生機器人則成為其研究的一個熱點[4]。多足仿生機器人具有良好的地形活動性，可以相對較易地跨過較大的障礙（如溝、坎等），並且多足仿生機器人具有的多自由度，可以使機器人的運動更加靈活，對凹凸不平的地形的適應能力更強。
本設計採用機械創新構件來進行機器人的創意結構設計。這樣方式的特點在於設計製作方便、快捷，更適合於創意組合設計。論文基於對螃蟹特性的分析，運用仿生學原理設計一款具有創意結構的仿生螃蟹機器人系統。採用模組化設計方法，對該機器人系統進行硬體設計及算法軟體設計，仿生實現螃蟹的各種動作和功能。
2機器人結構設計
金屬的高強度使其成為最理想的製作機器人的材料。本設計基於硬鋁合金創新構件，對螃蟹機器人的結構進行創意設計。設計出的仿生螃蟹機器人結構如圖1所示。該螃蟹機器人主要由六條腿、兩隻螯構成；每條腿有兩個關節，每個關節由一個伺服電機來驅動，可實現螃蟹的前進、後退、轉彎等動作；每隻螯有三個關節，分別由三個伺服電機來驅動，可靈活實現螃蟹的拾取、搬運及攻擊等功能。
為了減小機器人的總體重量，機器人的結構設計成框架型，並且框架的設計有效地利用了伺服電機的尺寸大小，並使電機的活動範圍能儘量符合各關節的活動範圍。為了增加腳與地面接觸時的摩擦力而防止打滑，對每個腳分別加上了腳套。
結構性能
螃蟹機器人該多關節機器人高2米，長寬分別為2.45米和2.42米，重達600公斤。它擁有6條腿、30個關節，可利用“6條腿”在海底快速穩定的移動，應付時速達3.7公里的海底暗流。
CrabsterCR200擁有多鍾探測設備，包括高清彩色攝像機、聲納探測以及一根500米長的控制線纜等等。能夠使用聲納來繪製周圍水域的3D地圖，不過其移動速度並不快，約1.6公里/時。
多關節機器人的潛水深度可達200米，可通過超音波攝像頭在水中進行拍攝，即使水波渾濁也能拍攝到前方15米之內的景象。
此外，通過遠程操作，機器人還能提起水中的物體，因此機器人被投入到搜救工作後，預計能更快掌握船內的情況，幫助潛水員展開工作。
參與歲月號搜救
2014年4月22日，韓國“歲月號”客輪沉沒事故進入第七天，由於政府方面緊急要求，決定將該多節機器人投入到搜救工作中。當天，Crabster被運至臨近事發海域的全羅南道珍島郡彭木港，該機器人在接受最後的檢查後將被投入到搜救工作中。
