一種新型球形兩棲機器人結(jié)構(gòu)設(shè)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(lǐng)域運動，使得該類型機器人具有廣泛的應(yīng)用前景，包括在生活、工業(yè)、軍事等領(lǐng)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(qū)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(yán)苛的情況下采用這種運動方式。與此同時，該機器人通過調(diào)節(jié)防水伺服舵機的偏轉(zhuǎn)角度、噴水電機噴水推力的大小以及噴水方向，能夠?qū)崿F(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(yīng)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(fù)載、地形中，運動速度與PWM(Pulse Widt

3、h Modulation)占空比之間的關(guān)系；以及機器人爬行運動時在不同負(fù)載、地形中，機器人的運動速度與運動頻率之間的關(guān)系。并且闡述機器人GPS(Global Positioning System)定位的相關(guān)實驗。
　　最后，為實現(xiàn)機器人在水中運動的準(zhǔn)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(dǎo)出噴水電機噴水推力與PWM占空比之間的關(guān)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(zhuǎn)、上浮、下潛等)