李小毛,彭 宇,李天波,陈俊杰,徐 佳,崔建祥

(上海大学机电工程与自动化学院,上海200444)

近年来,随着机器人技术和相关理论的不断发展,两栖机器人逐渐成为国内外科研机构关注的热点.两栖机器人对于多种环境和地形介质具有良好的适应性,能够协助或替代作业人员在恶劣多变的两栖环境中执行各种危险、复杂的任务,在抢险救援、灾后勘察和科学考察等领域具有广泛的应用前景.

根据推进方式和系统方案的不同,可将现有的两栖机器人分为2类:运动仿生型和融合推进型.运动仿生型两栖机器人的机构和系统设计模仿了生物的运动特征和原理.Yang等[1]设计的FroBot机器蛙,通过一对仿蛙脚蹼的摆动鳍重现了青蛙的游泳方式;Yamada等[2]研制的蛇形两栖机器人ACM-R5采用轮桨式推进机构作为关节模块,可在水中和陆地上蜿蜒前进;Low等[3]研发的海龟机器人,通过模仿海龟鳍状肢的形状和运动方式设计类似的推进结构,实现了水陆两栖作业;Jun等[4]研制了利用六足机构在海滩或海底步行的机器蟹CR200;此外,Crespi团队[5]开发的Salamandra RoboticaⅡ机器人在仿生方面更进了一步,利用人工神经元模拟蝾螈脊髓神经中枢的功能,可根据地形变化自主选择合适的爬行和游泳模式.融合推进型两栖机器人则是通过整合或切换多种推进机构来实现高两栖机动性能.Georgiades等[6]开发的Aqua机器人,通过更换刚性腿和柔性桨来实现两栖运动;由Li等[7]设计的两栖球形机器人,在水下采用喷射推进……