面向两栖应用的青蛙仿生机器人运动机理研究

在多介质非结构环境中，两栖机器人具有极强的适应性和运动能力。本项目将针对传统两栖机器人体积重量大、灵活性差、越障能力有限，在水中噪声大、破坏海底环境等问题；以及仿生两栖机器人机构复杂，大多只能在水底运动等缺点，基于青蛙能变换于两栖运动状态的腿式结构，结合提取运动信息的轨迹采集方法，(1)研究青蛙跳跃运动动作序列、机理，关节角变化规律及内在关连；(2)分析青蛙结构和动作的流体力学性能，研究浆式划动推进机理；(3)研究青蛙荐髂骨关节的复杂结构，和跳跃过程中对姿态调整、平衡控制的作用机理，从机械角度提出简化模型；(4)通过对青蛙两栖运动和重要关节从解剖和动作结构两方面的运动机理分析，简化其复杂的运动和身体结构，抽象出同时满足跳跃和游动的面向仿生青蛙机器人的数学模型。并借助运动学动力学仿真等数学分析手段，修改和优化此模型，为研究面向两栖应用的仿生青蛙机器人奠定理论基础

在多介质非结构环境中，两栖机器人具有极强的适应性和运动能力。针对传统两栖机器人体积重量大、灵活性差、越障能力有限，在水中噪声大、破坏海底环境等问题，以及仿生两栖机器人机构复杂，大多只能在水底运动等缺点，基于青蛙能变换于两栖运动状态的腿式结构，结合提取运动信息的轨迹采集方法，（1）分析了青蛙结构和动作的流体力学性能，研究浆式划动推进机理；（2）研究了青蛙跳跃运动动作序列、关节角变化规律及内在关连；(3)研究了青蛙的荐髂骨关节的特点，通过对青蛙两栖运动和重要关节从解剖和动作结构两方面的运动机理分析，通过简化其复杂的运动和身体结构，抽象出了跳跃过程的数学模型，建立了起跳阶段、腾空阶段以及着陆阶段的力学模型，为研究面向两栖应用的仿生青蛙机器人奠定了理论基础；（4）研制了仿青蛙跳跃机器人，并进行了相关实验研究，为下一步面向两栖应用的仿生青蛙机器人的研制积累了宝贵的经验。