昆蟲(chóng)殘足與全足狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)行為比較研究.pdf

1、動(dòng)物對(duì)環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在自身狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，也會(huì)快速調(diào)整運(yùn)動(dòng)行為，以快速適應(yīng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。觀察發(fā)現(xiàn)，六足昆蟲(chóng)在缺失一足或兩足的情況下，仍然能夠通過(guò)調(diào)整運(yùn)動(dòng)步態(tài)及各足的地面接觸反力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。開(kāi)展昆蟲(chóng)殘足與全足狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)行為比較研究可以為仿昆蟲(chóng)式機(jī)器人在足發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)動(dòng)步態(tài)與控制提供設(shè)計(jì)方法與理論依據(jù)。本文應(yīng)用高速攝像機(jī)記錄殘足黃斑蝽的運(yùn)動(dòng)行為，分析黃斑蝽在12種殘足運(yùn)動(dòng)下的步態(tài)與全足運(yùn)動(dòng)步態(tài)的不同。用自主研制的

2、動(dòng)物接觸反力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量蟈蟈在不同殘足狀態(tài)下，各足的地面接觸反力，并開(kāi)展相關(guān)分析。
　　研究了黃斑蝽全足、切除一足（3種狀態(tài)）及切除兩足（9種狀態(tài)）共13種狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)步態(tài)。分析了黃斑蝽全足和12種殘足狀態(tài)下的各足起落地點(diǎn)位置、步態(tài)序列及其相移、各足端運(yùn)動(dòng)軌跡及各足端距身體軸距離、運(yùn)動(dòng)周期、運(yùn)動(dòng)速度、單足跨距、步距、等步態(tài)參數(shù)。黃斑蝽在全足時(shí)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，采用兩單元三角運(yùn)動(dòng)步態(tài)；在缺一足時(shí)運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，采用三單元運(yùn)動(dòng)步態(tài)；缺兩足時(shí)運(yùn)動(dòng)

3、狀態(tài)不穩(wěn)定，采用四單元運(yùn)動(dòng)步態(tài)。
　　研究了蟈蟈在全足、切除一足（3種狀態(tài)）及切除兩足（9種狀態(tài)）共13種狀態(tài)下的各足的地面接觸反力。分析了蟈蟈的各足地面接觸反力法向力最大值。蟈蟈在全足時(shí)兩前足地面接觸反力法向力最大值最小，兩中足地面接觸反力法向力最大值最大；蟈蟈在缺足狀態(tài)時(shí)通過(guò)重新分配各足接觸反力從而達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)步態(tài)。蟈蟈殘足狀態(tài)下各足法向力的變化還與其在不同殘足狀態(tài)下的步態(tài)變化相關(guān)。
　　昆蟲(chóng)在全足和12種殘足狀