两式机器人狗:设计,划船步态规划和实验性表征
Jingting Qu1, Qingqian Cai1, Frank E Fish2
1Shien-Ming Wu School of Intelligent Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, People's Republic of China.
Bioinspiration & biomimetics
|May 8, 2025
概括
研究人员开发了一只两动物机器人狗 (ARD),能够在陆地和水中移动. 该研究优化了划船步态,以有效地游泳和在水生环境中稳定的运动.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物启发工程 生物启发工程
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 四足机器人表现出极好的陆地移动性,但缺乏水生能力.
- 两机器人是需要在各种环境中有效运行.
- 灵感来自哺乳动物的设计为先进的机器人机 locomotion 提供了潜力.
研究的目的:
- 开发一只两动物机器人狗 (ARD) 具有集成的陆地和水上移动性.
- 设计和验证以狗为灵感的划船步态,用于水上运动.
- 研究步行参数,水力动力学力和机器人的稳定性之间的关系.
主要方法:
- 开发了一条两段腿,以狗为灵感的划船轨迹.
- 制造一个防水ARD,考虑到浮力和重心.
- 通过理论建模,水力动力测量和动态游泳测试,对三种划船步态进行测试 (两种横向顺序划船步态[LSPG]和一条式划船步态[TLPG]).
主要成果:
- 与TLPG (50%功率阶段) 相比,LSPG步态 (25%和33%功率阶段) 显示出更好的推进和速度.
- 在水生环境中,TLPG步态提供了增强的稳定性.
- 该ARD的最大水速为0.16米/秒,陆地速度为0.35米/秒.
结论:
- 开发的ARD成功地将高效的划步态与陆地跑能力相结合.
- 步态选择影响游泳表现,LSPG偏爱速度,TLPG偏爱稳定性.
- 这些发现为设计以哺乳动物为灵感的两机器人和规划它们的运动策略提供了指导.
