球形兩棲機器人的特性評價.pdf

1、本論文中所研究的球形兩棲機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后退運動、正轉反轉運動以及上浮下潛運動等，還可以在陸地上實現(xiàn)爬行行走運動。考慮到球形兩棲機器人自身的穩(wěn)定性能，本論文對機器人采用了對稱性的設計；為了使球形兩棲機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，該機器人采用了較小的機身體積；為了抓取海洋樣品資源、實時監(jiān)控海洋動態(tài)環(huán)境，我們給球形兩棲機器人配置了機械手臂和視頻模塊；同時

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

3、進方式進行噴水推力調整，通過調節(jié)舵機的PWM（Pulse Width Modulation）占空比和各個驅動腿的步態(tài)，來改變機器人陸地步態(tài)和行走速度。球形兩棲機器人的主控單元采用的是AVR（Atmega2560）單片機，從控制器是一款ARM(STM32f103RE)內(nèi)核的Arduino開發(fā)板。
　　論文中首先對球形兩棲機器人的機械特性和控制系統(tǒng)做出了分析和優(yōu)化,完成了球形兩棲機器人驅動電路和控制單元的設計。之后對機器人的運動特性進