昆蟲殘足與全足狀態(tài)下運動行為比較研究.pdf

1、動物對環(huán)境有較強的適應能力。在自身狀態(tài)發(fā)生改變時，也會快速調整運動行為，以快速適應環(huán)境，實現(xiàn)快速穩(wěn)定的運動。觀察發(fā)現(xiàn)，六足昆蟲在缺失一足或兩足的情況下，仍然能夠通過調整運動步態(tài)及各足的地面接觸反力，實現(xiàn)穩(wěn)定的運動。開展昆蟲殘足與全足狀態(tài)下運動行為比較研究可以為仿昆蟲式機器人在足發(fā)生故障時的運動步態(tài)與控制提供設計方法與理論依據(jù)。本文應用高速攝像機記錄殘足黃斑蝽的運動行為，分析黃斑蝽在12種殘足運動下的步態(tài)與全足運動步態(tài)的不同。用自主研制的

2、動物接觸反力測試系統(tǒng)測量蟈蟈在不同殘足狀態(tài)下，各足的地面接觸反力，并開展相關分析。
　　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)下的運動步態(tài)。分析了黃斑蝽全足和12種殘足狀態(tài)下的各足起落地點位置、步態(tài)序列及其相移、各足端運動軌跡及各足端距身體軸距離、運動周期、運動速度、單足跨距、步距、等步態(tài)參數(shù)。黃斑蝽在全足時運動穩(wěn)定，采用兩單元三角運動步態(tài)；在缺一足時運動相對穩(wěn)定，采用三單元運動步態(tài)；缺兩足時運動

3、狀態(tài)不穩(wěn)定，采用四單元運動步態(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)時通過重新分配各足接觸反力從而達到一個新的穩(wěn)定運動步態(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。
　　昆蟲在全足和12種殘足狀