● 摘要
本课题来源于教育部九八五项目“小型军用机器人创新设计及协同作战实验平台”的子项目“小型军用两栖机器人创新设计与研究”。由于机器人具有可靠性高、适应性强、功能强大的特点，成为执行高危险军事任务的理想平台。具有两栖活动能力的军用机器人更是该领域研究的前沿课题。本项目的目的是建立一个性能可靠、自主性强、并具有两栖活动能力的小型移动机器人平台。本论文围绕两栖机器人的机械机构、控制系统及其实验等方面展开研究。主要工作如下：针对机器人对水陆两种环境的适应需求，提出了一种新型的水陆两用的机器人推进装置。该装置在陆地上以轮的形式运行，运动稳定性好，速度快；在水中运动时，执行机构以桨片形式拨水运动，推进效率高。根据推进装置的特点，设计出一套结构紧凑、简单的机器人传动机构；进行了壳体和水下密封设计；通过相关计算，确定了机器人驱动机构，完成了两栖机器人本体结构设计。基于水力学基本原理，建立两栖机器人水下力学模型，对两栖机器人受到的水阻力和推进机构水下推进力进行计算与分析，优化了推进机构设计参数。以ATmega128单片机为核心控制器进行两栖机器人的伺服电机控制电路，电磁离合器、制动器控制电路、串行通讯电路，红外传感器、液位传感器数据采集等硬件电路的设计，并进行了基于单片机C语言的下位机控制系统软件的开发。制作完成两栖机器人样机，建立两栖机器人实验系统，进行了下位机控制系统软硬件的调试，陆地运动性能测试，水下运动性能测试，传感器精度测试等实验。验证了系统设计的可行性。关键词：两栖机器人，推进机构，控制系统，AVR