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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012/5/17,#,联盟杯仿生机器人大赛立项报告,仿水蜘蛛水上划行机器人,组长：,林崇浩,组员：,刘,江,伟,桂大海,孔,德,智,肖,冬根,1,现在,仿生机器人的发展已经到达一个相当全面的阶段，从地上跑的（四足，六足机器人），天上飞的（扑翼机器人），到水里游的（机器鱼）。但是，在对于水面划行这一个仿生领域还介入相对较少。所以我们就借鉴了水蜘蛛（水黾）的运动机理，设想了仿制成为一个水面划行的机器人。这种运动灵活，移动速度迅速的机器人，对于未来的海面清污以及水质的勘测，水域的监控都有着巨大的前景。,项目简介,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,2,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,+7%,水蜘蛛的如下几个特点：,1.,后腿夹水产生一个跳跃式推力,2.,中腿掌握平衡和控制方向,3.,前腿,捕食和感受,4.,腿,的表面是与水面接触而不插入水中，在水面划行。,3,我们,的项目进行的仿生,：,动力系统,:,后腿,用连杆机构或凸轮机构模拟脉冲式的划水,方向,系统,:,中,浆由舵机控制，通过角度改变控制方向、,腿部,系统,:,通过,疏水性材料，或者根据流体力学设计特殊形状,，,实现,低阻尼划行,平衡系统,:,首先,由中浆两点，以及机身一点，这三个浮力点定位，保证无论遇到什么水面都能接触保持平稳，然后在此基础上，由加装传感器，反馈至舵机中，改变两个中浆的角度使中心维持稳定,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,4,立项,背景,：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,现,如今,的,研究,状况：,通过上述的表格可以看出，发展的趋势主要在于电机的微型化还有腿部的疏水材料的研究上。但是对于需要承载一定功能的机身而言，本身的重量限制将大大的限制其功能，而且成本也太过高昂。而对于腿部运动机构的模拟还是相对空白，这使得我们的项目具有了一定的新型性。从考虑实际的角度出发，对于各个系统的折中的开发，将产生一个更好的应用效果。,5,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,相关资料：,水面行走机器人,-,孙春雷等,珠海首创水质监测机器人,-,多功能水面机器人亮相工业展,-,6,项目,方案,：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,动力系统：,以步进电机为驱动，中间加之以连杆机构，利用其形成急回运动，形成强大脉冲推力，模拟腿部的蹬腿夹水运动。或者利用凸轮机构实现。在此之前应做相应的受力分析，不至于产生腿部的收回运动太短而导致的前后摆动而不前进的现象。还应计算出机身重量所需的推力下限（保证前进），以及上限（保证不翻到）。此外动力系统会串联至中浆的方向系统，实现简单的控制电机的开闭，使之做到方向确定后才开始行进,。,方向系统：,由一个舵机实现，通过编程实现手动的对舵盘的角度控制。进一步的设计将是通过受力计算，计算出相应的运动曲线，而通过编程实现自身的逐渐的舵机自动角度调整，实现半自能化的转向。,腿部机构：,首先根据水面的力学规律设计腿部选用的浮力材料（设想用空心的疏水塑料，在加之一定打打磨使表面粗糙，减小阻尼）和腿部的形状，然后根据动力系统，平衡系统的要求还有机身重量，实现具体的浮块大小以及腿部的形状长短等。还有就是机身的设计和制造。这将视各个系统的形状以及重量而定。还有防水盖的设计，以及轮系的防水设计。,平衡系统：,首先是三个主浮力点的确定，使静止机身重量最为稳定。其次是在此基础上以中腿上的另外两个浮力点为调节点，以中力传感器的数据为反馈量，输入至舵机中，在通过编程控制舵机的角度移动（在对一般的三个方向各种角度的倾斜水面水面进行计算分析，预设一一对应的反馈量）。另一种方案为设计一套悬块滑动机构实现自平衡。,供电系统：,这个将分成两块电路板分别供给动力系统和舵机但是由同一个电源供电（为了减小重量）。由于 单个舵机所以相对的电力供给要求不是太高。,7,创新和,特色,：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,腿部结构创新：,不同于插入水面的船舰，在水面滑动，减小阻力。,运动形式创新：,不同于普通的涡轮，相当于弹射的前进方式，适应力某些特殊要求，,移动,灵活。,平衡系统创新：,一般船舰没有平衡系统，我们的机器人相对微型，面对较大的水面波动时的自平衡系统提高了适应性。,8,项目安排：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,小组成员分工,9,项目安排：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,进度安排,10,项目安排：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,中期目标以及考核方式,中期目标完成动力系统的设计和制作。并且完成腿部形状的设计，机身粗模型的制作，能够装上动力系统，并实现前进运动，实现预期的低阻尼跳跃式前进。,11,项目安排：,Part 1,Part 2,Part 3,Part 4,Part 5,预算安排,12,Thank you,13,
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