多功能水陸兩棲母子機器人系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，隨著水下機械裝置、傳感技術(shù)和控制算法的發(fā)展，水下機器人在生物醫(yī)學和海軍領域中扮演著越來越重要的角色，諸如水下環(huán)境調(diào)查，搶救或人工環(huán)境的維護等。現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了許多由電機驅(qū)動的機構(gòu)，采用這些電機驅(qū)動機構(gòu)的水下機器人能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出功率和長續(xù)航時間，同時也具有很高的靈活性。然而，傳統(tǒng)電機由于其電磁結(jié)構(gòu)很難被縮小，使得機器人的緊密結(jié)構(gòu)受到了限制。因此，越來越多的研究者開始了對壓電驅(qū)動器，形狀記憶合金（SMA）驅(qū)動器，高分子驅(qū)動器，和離子導電

2、性聚合物膜（ICPF）的驅(qū)動器等智能驅(qū)動器驅(qū)動的仿生微型機器人的研究，例如人造肌肉。這為各種微型機器人的設計奠定了基礎。智能驅(qū)動器驅(qū)動的機器人具有結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低，控制精度高等特點，但同時在移動能力和續(xù)航時間上存現(xiàn)缺陷。
　　在過去對智能驅(qū)動器驅(qū)動的仿生微型機器人的研究中，存在無法同時實現(xiàn)微型機器人的結(jié)構(gòu)緊湊，靈活性高和多功能等特征的問題。這是因為，這些特征互相沖突。由于這個原因，大多數(shù)微型機器人選擇放棄它們緊湊的結(jié)構(gòu)，去使用仿生

3、多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，以提高靈活性，從而實現(xiàn)多功能化。而追求小型化的微型機器人則選擇放棄的靈活性和多功能性。相比于水下微型機器人，電機驅(qū)動的機器人具有高移動性能和長時間運行能力。
　　為了同時實現(xiàn)高移動性能，長續(xù)航時間，以及在狹小空間內(nèi)作業(yè)的能力，文本設計并開發(fā)了一個母子機器人協(xié)作系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了電機驅(qū)動的機器人和智能驅(qū)動器驅(qū)動的機器人優(yōu)勢。它由多臺作為子機器人的微型機器人和一臺作為母機器人的球形機器人組成。球形機器人可以搭載微型子機器人