多功能水陸兩棲母子機(jī)器人系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，隨著水下機(jī)械裝置、傳感技術(shù)和控制算法的發(fā)展，水下機(jī)器人在生物醫(yī)學(xué)和海軍領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色，諸如水下環(huán)境調(diào)查，搶救或人工環(huán)境的維護(hù)等?，F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了許多由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，采用這些電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的水下機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出功率和長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間，同時(shí)也具有很高的靈活性。然而，傳統(tǒng)電機(jī)由于其電磁結(jié)構(gòu)很難被縮小，使得機(jī)器人的緊密結(jié)構(gòu)受到了限制。因此，越來(lái)越多的研究者開始了對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器，形狀記憶合金（SMA）驅(qū)動(dòng)器，高分子驅(qū)動(dòng)器，和離子導(dǎo)電

2、性聚合物膜（ICPF）的驅(qū)動(dòng)器等智能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的仿生微型機(jī)器人的研究，例如人造肌肉。這為各種微型機(jī)器人的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。智能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低，控制精度高等特點(diǎn)，但同時(shí)在移動(dòng)能力和續(xù)航時(shí)間上存現(xiàn)缺陷。
　　在過去對(duì)智能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的仿生微型機(jī)器人的研究中，存在無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)微型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)緊湊，靈活性高和多功能等特征的問題。這是因?yàn)?，這些特征互相沖突。由于這個(gè)原因，大多數(shù)微型機(jī)器人選擇放棄它們緊湊的結(jié)構(gòu)，去使用仿生

3、多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，以提高靈活性，從而實(shí)現(xiàn)多功能化。而追求小型化的微型機(jī)器人則選擇放棄的靈活性和多功能性。相比于水下微型機(jī)器人，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人具有高移動(dòng)性能和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行能力。
　　為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)高移動(dòng)性能，長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間，以及在狹小空間內(nèi)作業(yè)的能力，文本設(shè)計(jì)并開發(fā)了一個(gè)母子機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人和智能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人優(yōu)勢(shì)。它由多臺(tái)作為子機(jī)器人的微型機(jī)器人和一臺(tái)作為母機(jī)器人的球形機(jī)器人組成。球形機(jī)器人可以搭載微型子機(jī)器人