球形兩棲機(jī)器人的特性評價(jià).pdf

1、本論文中所研究的球形兩棲機(jī)器人是一種水陸兩棲探測器，它不僅可以完成水域里的水平方向前進(jìn)后退運(yùn)動(dòng)、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及上浮下潛運(yùn)動(dòng)等，還可以在陸地上實(shí)現(xiàn)爬行行走運(yùn)動(dòng)。考慮到球形兩棲機(jī)器人自身的穩(wěn)定性能，本論文對機(jī)器人采用了對稱性的設(shè)計(jì)；為了使球形兩棲機(jī)器人可以在一些比較狹窄的自然水域以及管道中完成偵查、監(jiān)測、采集等任務(wù)，該機(jī)器人采用了較小的機(jī)身體積；為了抓取海洋樣品資源、實(shí)時(shí)監(jiān)控海洋動(dòng)態(tài)環(huán)境，我們給球形兩棲機(jī)器人配置了機(jī)械手臂和視頻模塊；同時(shí)

2、我們的機(jī)器人采用了直流噴水電機(jī)，降低了機(jī)器人的噪聲，隱蔽性方面得到提高；另外較大的內(nèi)部空間允許該機(jī)器人可以攜帶更小的子機(jī)器人去完成一些特定的作業(yè)任務(wù)，同時(shí)可以裝載更大容量電池以提高續(xù)航能力。因此，該水陸兩棲機(jī)器人有著廣闊的應(yīng)用空間和研究價(jià)值。
　　該球形兩棲機(jī)器人由一個(gè)球殼、一個(gè)亞克力圓盤、一套視頻模塊、兩個(gè)機(jī)械手臂、四個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)和控制單元等組成。本機(jī)器人中，一個(gè)噴水推進(jìn)系統(tǒng)由一個(gè)直流噴水電機(jī)和兩個(gè)伺服電機(jī)組成,通過采用矢量噴水推

3、進(jìn)方式進(jìn)行噴水推力調(diào)整，通過調(diào)節(jié)舵機(jī)的PWM（Pulse Width Modulation）占空比和各個(gè)驅(qū)動(dòng)腿的步態(tài)，來改變機(jī)器人陸地步態(tài)和行走速度。球形兩棲機(jī)器人的主控單元采用的是AVR（Atmega2560）單片機(jī)，從控制器是一款A(yù)RM(STM32f103RE)內(nèi)核的Arduino開發(fā)板。
　　論文中首先對球形兩棲機(jī)器人的機(jī)械特性和控制系統(tǒng)做出了分析和優(yōu)化,完成了球形兩棲機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電路和控制單元的設(shè)計(jì)。之后對機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)