輪槳一體式兩棲機器人的研制.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科技的進步,人們越來越認識到兩棲生態(tài)環(huán)境的重要性,它不但有重要的生態(tài)價值還有很強的軍事價值。然而目前對其的開發(fā)保護還處于初級階段,進行環(huán)境監(jiān)測、情報搜集所采用的主要是輪式小車,不具有兩棲能力,能直接進行應用的兩棲機器人也很少。
　　本課題的目的是研制一臺兩棲機器人,它將應用于對兩棲環(huán)境的保護、開發(fā)和軍事作戰(zhàn)。該機器人以輪槳一體式的推進器為動力,最終將組成機器人群,并以網(wǎng)絡為平臺進行動作協(xié)調、任務分配。為此本課題做了

2、一下研究工作:
　　首先,針對兩棲機器人在水面的效率問題和對沼澤的適應性問題,結合越野輪胎和動蹼明輪原理,本文提出一種新型輪槳一體式推進器,并結合機器人本體的結構設計,提出設計流程,對推進器進行了設計。在設計的同時,在Fluent中對機器人本體進行了流體力學仿真,以期獲得更優(yōu)的設計結果。為驗證設計的合理性,在Adams中對明輪機構進行動態(tài)仿真,得到各槳葉在水中的角度曲線。
　　其次,針對機器人的水面穩(wěn)定性問題,結合船舶相關理

3、論將其分為三個部分:小傾角穩(wěn)性、大傾角穩(wěn)性和動穩(wěn)性。采用等體積傾斜水線方法求出小傾角時機器人的穩(wěn)性半徑和穩(wěn)性高;針對本機器人的具體情況,將變排水量計算法和積分法融合,對大傾角穩(wěn)性進行了分析,并得到穩(wěn)性橫截曲線圖;根據(jù)求得的靜穩(wěn)性曲線和動能定理,得到了動穩(wěn)性臂曲線。
　　最后,根據(jù)設計模型加工制作了機器人樣機,并對其進行密封處理。為檢驗機器人樣機在速度、密封性和水陸環(huán)境切換等方面的性能,分別進行了陸地和水面實驗,實驗證明樣機符合預期