两栖机器人水下步态测试与分析开题报告

全文总字数：729字

1. 研究目的与意义

探究一种可变形两栖机器人的水下运动特性，实现对机器人的优化控制。

相对于其他传统形式的机器人而言，两栖机器人具有优越的灵活性，能够适应各种复杂地形，具备良好的应用价值，不但可以应用于矿山采矿、消防及营救、建筑施工等行业，还可用于核能工业、星球表面探测、水下环境考察、水雷排除等特殊作业任务。同时，由于两栖机器人将机构学、生物进化论和神经生物学等多种学科融合，集多种运动功能于一身，可以使研究人员更好地了解生物运动系统及相关原理，为未来智能机器人发展提供理论基础，并为机器人大规模应用铺平道路。

2. 国内外研究现状分析

北京大学的研究者们研制出的五连杆鳍-腿融合式两栖机器人在水下靠鳍的推动前进，在陆地时鳍扮演腿的作用，通过步态规划实现协调前进。

美国西储大学研究的采用轮-腿行走机构的轮-腿混合机器人在地面上采用对角步态运动，并在机器人尾部加入可旋转运动的板作为尾巴，当在水下运动时，由尾巴的摆动来实现水下的运动。

3. 研究的基本内容与计划

搭建两栖机器人水下实验平台，在运动学分析的基础上规划水下步态，分析不同步态时的力学特性和运动特性，优化该可变形两栖机器人的水下控制方案。

第一~二周：控制系统的搭建，实现对电机的控制

4. 研究创新点

基于行星轮机构的两栖机器人可以通过行星轮来实现桨叶的丰富运动形式。可利用这一特点消除在摆动浆步态和旋转浆步态中做负功，使得水下步态达到理论最大运动效率，同时消除机构间隙及减少冲击。