● 摘要
两栖仿生机器人的研究是当前新兴的一个热点,它是军用机器人研究的一个重要分支。本文在分析国内外两栖仿生机器人研究最新进展的基础上,提出一种两栖仿生机器人的模型,该机器人模型在水中能够仿鲹科鱼类游动方式游动,在陆地上能够仿大壁虎爬行方式爬行。针对研制水陆两栖仿生机器人这一课题,展开理论分析与仿真研究工作,将运动方式简化并优化,进行结构设计,建立了验证平台,并进行了实验分析。本文的主要工作包括以下内容:1)分析了仿鱼水下机器人和仿多足爬行动物机器人的研究现状,指出研究存在的问题,为本文的研究指明了方向。2)分析大壁虎和鱼类运动方式,总结出该两种动物身体脊椎扭动对运动的影响,建立仿大壁虎运动同时仿鱼游动的复合推进机构模型。3)对复合仿生的推进机构进行仿真优化设计,总结出机器人在不同身体比例模型下爬行与游动的基本运动规律。4)依据仿真优化得出的运动规律,对机器人进行结构设计,并对机器人进行运动学建模,最终通过实体仿真验证方案的可行性。5)建立机器人控制体系结构,完成机器人下位机软件和硬件电路的设计工作,设计机器人上位机控制软件,并通过摄像头作为传感器完成机器人的闭环控制。6)依据建立的两栖机器人平台,做爬行运动实验和游动机动性相关实验,总结出机器人实际运动规律。
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