一種新型球形兩棲機器人結構設計與控制.pdf

1、作為高端制造行業(yè)的典型代表，機器人因其具備的高度靈活性與耐用性，可以幫助人類去從事繁重或是高危的工作。水陸兩棲機器人因其能實現(xiàn)水中和陸地的兩種領域運動，使得該類型機器人具有廣泛的應用前景，包括在生活、工業(yè)、軍事等領域。
　　首先，本文提出一種新型的球形兩棲機器人。在陸地上，該機器人有2種運動方式可以選擇。一種是利用直流電機驅動車輪來帶動機器人運動，可以在較為平坦的地面采用這種運動方式，能夠提高機器人在平坦陸地地形中的運動速度；另一

2、種是利用噴管、噴水電機與兩個防水伺服舵機作為機器人的腿進行陸地行走，可以在地形較為嚴苛的情況下采用這種運動方式。與此同時，該機器人通過調節(jié)防水伺服舵機的偏轉角度、噴水電機噴水推力的大小以及噴水方向，能夠實現(xiàn)機器人在水中多自由度的運動。
　　其次，為評價機器人在陸地上的運動特性，本文將對新型球形兩棲機器人在陸地中的兩種運動方式以及相應的步態(tài)進行分析。實驗測試該機器人輪式運動時在不同負載、地形中，運動速度與PWM(Pulse Widt

3、h Modulation)占空比之間的關系；以及機器人爬行運動時在不同負載、地形中，機器人的運動速度與運動頻率之間的關系。并且闡述機器人GPS(Global Positioning System)定位的相關實驗。
　　最后，為實現(xiàn)機器人在水中運動的準確控制，本文利用流體分析軟件Fluent仿真分析噴水電機的特性，推導出噴水電機噴水推力與PWM占空比之間的關系。之后通過無線控制實現(xiàn)機器人水中多自由度(前進、后退、自轉、上浮、下潛等)