李庆中，李 静，李开金，徐文龙，陈 原

(1.山东大学(威海) 机电与信息工程学院，山东 威海，264200； 2.烟台文化旅游职业学院，山东 烟台，264005)

水陆两栖机器人可以在陆地、水下以及水陆交接的多变环境中，代替工作人员执行生态环境巡检、水下资源勘探、灾后搜救等复杂任务，因而研究高性能两栖机器人具有非常重要的社会意义和价值[1-2]。

为实现水陆两栖机器人的两栖运动功能，先前的学者已经进行了一些研究。Xing等[3]是在多足机器人腿的末端添加额外的喷水推进器，主要由分布在半球体上4个二自由度腿驱动，实现了水陆快速运动。但该推进结构冗余且体积较大，运动的灵活性较低。王常龙等[4]将轮子的轮毂做成螺旋桨，实现了轮桨复合功能，通过改变轮轴的方向完成了水陆两栖运动。但是，其螺旋桨结构暴露在外，叶片容易碰撞引起驱动失效或者损坏。两栖机器人进行水下巡检时，需要保持稳定的姿态以保证巡检的传感器件能够获得可靠的信息。而维持水下机器人稳定需要通过控制算法调节推力或改变重浮心的相对位置。何彦霖等[5]使用基于传统PID算法的神经网络自整定控制算法控制复合球型两栖机器人水下运行的姿态，解决了传统PID参数整定困难的问题，但响应速度较慢。Xu等[6]提出了一种基于控制力矩陀螺的内驱动控制方案，通过控制力矩陀螺可以改变重心和浮心的相对位置，以维持水下机器人的姿态平稳，但该方法需要预留力矩陀螺的安装空间，不利于机器人小型化。……