李小毛,彭 宇,李天波,陳俊杰,徐 佳,崔建祥

(上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院,上海200444)

近年來,隨著機(jī)器人技術(shù)和相關(guān)理論的不斷發(fā)展,兩棲機(jī)器人逐漸成為國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn).兩棲機(jī)器人對(duì)于多種環(huán)境和地形介質(zhì)具有良好的適應(yīng)性,能夠協(xié)助或替代作業(yè)人員在惡劣多變的兩棲環(huán)境中執(zhí)行各種危險(xiǎn)、復(fù)雜的任務(wù),在搶險(xiǎn)救援、災(zāi)后勘察和科學(xué)考察等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景.

根據(jù)推進(jìn)方式和系統(tǒng)方案的不同,可將現(xiàn)有的兩棲機(jī)器人分為2類:運(yùn)動(dòng)仿生型和融合推進(jìn)型.運(yùn)動(dòng)仿生型兩棲機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)模仿了生物的運(yùn)動(dòng)特征和原理.Yang等[1]設(shè)計(jì)的FroBot機(jī)器蛙,通過一對(duì)仿蛙腳蹼的擺動(dòng)鰭重現(xiàn)了青蛙的游泳方式;Yamada等[2]研制的蛇形兩棲機(jī)器人ACM-R5采用輪槳式推進(jìn)機(jī)構(gòu)作為關(guān)節(jié)模塊,可在水中和陸地上蜿蜒前進(jìn);Low等[3]研發(fā)的海龜機(jī)器人,通過模仿海龜鰭狀肢的形狀和運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)類似的推進(jìn)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了水陸兩棲作業(yè);Jun等[4]研制了利用六足機(jī)構(gòu)在海灘或海底步行的機(jī)器蟹CR200;此外,Crespi團(tuán)隊(duì)[5]開發(fā)的Salamandra RoboticaⅡ機(jī)器人在仿生方面更進(jìn)了一步,利用人工神經(jīng)元模擬蠑螈脊髓神經(jīng)中樞的功能,可根據(jù)地形變化自主選擇合適的爬行和游泳模式.融合推進(jìn)型兩棲機(jī)器人則是通過整合或切換多種推進(jìn)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)高兩棲機(jī)動(dòng)性能.Georgiades等[6]開發(fā)的Aqua機(jī)器人,通過更換剛性腿和柔性槳來實(shí)現(xiàn)兩棲運(yùn)動(dòng);由Li等[7]設(shè)計(jì)的兩棲球形機(jī)器人,在水下采用噴射推進(jìn),陸上通過輪-腿復(fù)合機(jī)構(gòu)移動(dòng);中科院Yu等[8]開發(fā)的機(jī)器人Amphibot-Ⅱ,獨(dú)創(chuàng)輪-槳-鰭融合式推進(jìn)機(jī)構(gòu),依靠3種推進(jìn)機(jī)構(gòu)分工合作實(shí)現(xiàn)水陸兩棲能力;此外,Liu等[9]設(shè)計(jì)的自適應(yīng)輪-腿式機(jī)器人,由大直徑輪腿復(fù)合機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),能在不同環(huán)境下切換運(yùn)動(dòng)模式以提高運(yùn)動(dòng)效率.然而,由于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和適應(yīng)能力的局限性,現(xiàn)有的兩棲機(jī)器人很難應(yīng)用于海嘯、泥石流等災(zāi)害發(fā)生后的復(fù)雜環(huán)境中.為了提高機(jī)器人在復(fù)雜兩棲環(huán)境下的通過能力,本工作設(shè)計(jì)了一種基于行星輪系和偏心槳(eccentric paddle,ePaddle)的復(fù)合型兩棲運(yùn)動(dòng)推進(jìn)機(jī)構(gòu)ePaddle[10].在前期研究中,通過設(shè)定不同機(jī)構(gòu)的槳葉軸位置以及外輪旋轉(zhuǎn)模式,實(shí)現(xiàn)了輪式、腿式和輪腿融合式等陸上步態(tài)[11],以及旋轉(zhuǎn)槳式、擺動(dòng)槳式水下步態(tài)[12-13],其中旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)下的機(jī)器人具有更高的巡航速度,適合在開闊水域航行.

構(gòu)建合理準(zhǔn)確的水動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)分析水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性和制定控制策略具有重要意義.針對(duì)槳葉形狀、材料和運(yùn)動(dòng)方式的不同,研究人員提出了多種水動(dòng)力學(xué)模型,其中剛性槳模型[14]和Lighthill模型[15]的應(yīng)用較為廣泛.前者適用于同一水深下的槳葉推力預(yù)測(cè),簡(jiǎn)化了流體在不同深度產(chǎn)生的影響;后者雖適用于細(xì)長(zhǎng)槳葉的擺動(dòng)推力分析,但忽略了流體作用于槳葉的表面力.此外,Park等[16]提出了適用于柔性槳的偽剛體(pseudo-rigid-body,PRB)模型,將柔性槳簡(jiǎn)化為通過鉸鏈和扭簧連接的剛體進(jìn)行分析;王海龍[17]提出可通過求解Navier-Stokes方程分析機(jī)構(gòu)水動(dòng)力性能,但該方法在復(fù)雜流體環(huán)境中不能求得精確的數(shù)值解.

本工作通過構(gòu)建ePaddle機(jī)構(gòu)在水下以旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中的水動(dòng)力模型來分析其水下推力特性.首先,簡(jiǎn)單介紹了ePaddle機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài),并構(gòu)建應(yīng)用于水下旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)的推力預(yù)測(cè)模型;其次,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與討論;最后,進(jìn)行總結(jié)并提出未來的研究規(guī)劃.

1 ePaddle機(jī)構(gòu)與水下旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)

ePaddle概念由Sun等[18]首次提出(見圖1).ePaddle機(jī)構(gòu)有3個(gè)自由度:獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的外輪殼體、兩自由度平面運(yùn)動(dòng)的槳葉軸和圍繞槳葉軸被動(dòng)旋轉(zhuǎn)的槳葉.輪殼旋轉(zhuǎn)過程是通過調(diào)整槳軸的偏心距rS和偏心角θS,調(diào)節(jié)槳葉的姿態(tài)以及伸出輪殼外的長(zhǎng)度來進(jìn)行的.表1列出了其機(jī)構(gòu)參數(shù).

圖1 ePaddle機(jī)構(gòu)Fig.1 Mechanism of ePaddle

表1 ePaddle模塊規(guī)格Table 1 Specifications of ePaddle module

ePaddle水下旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)如圖2所示,以外輪旋轉(zhuǎn)一周為一個(gè)步態(tài)周期.在初始狀態(tài)下,槳葉軸S被置于相對(duì)于外輪中心軸O的偏心位置.當(dāng)外輪繞中心O沿固定方向旋轉(zhuǎn)時(shí),輪殼帶動(dòng)4個(gè)槳葉繞槳葉軸S旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力,進(jìn)而推動(dòng)機(jī)構(gòu)在水中向前運(yùn)動(dòng).通過調(diào)節(jié)槳葉軸相對(duì)于輪心的位置,可以改變外輪旋轉(zhuǎn)過程中4個(gè)槳葉伸出外輪接觸水體的長(zhǎng)度和面積,進(jìn)而控制機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力的大小和方向.

圖2 旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)相序Fig.2 Rotational paddling gait sequence

類似地面上輪胎的打滑現(xiàn)象,ePaddle機(jī)構(gòu)水下運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)發(fā)生“打滑”現(xiàn)象,參考輪式移動(dòng)機(jī)器人使用的滑差率定義,機(jī)構(gòu)水下打滑程度可由滑差率s表示:

式中:v為機(jī)構(gòu)水下水平運(yùn)動(dòng)速度;R為外輪半徑;ω為外輪轉(zhuǎn)速.

2 旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)動(dòng)力學(xué)模型

本工作基于文獻(xiàn)[19-20]中提出的方法,使用Morison方程構(gòu)建ePaddle機(jī)構(gòu)的推力預(yù)測(cè)模型,其坐標(biāo)系如圖3所示.ePaddle機(jī)構(gòu)在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生水波,其波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于機(jī)構(gòu)槳葉截面等效直徑,故適用Morison方程.本工作作如下簡(jiǎn)化假設(shè):

圖3 ePaddle機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系Fig.3 Coordinate system for ePaddle mechanism

(1)假設(shè)流體為無旋且不可壓縮的黏性流體;

(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,機(jī)構(gòu)在水下以一定速度水平勻速運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)化為水流以大小相同、方向相反的速度流過固定位置上的機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)產(chǎn)生的微小流速變化相對(duì)于水流速度可忽略不計(jì);

(3)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)輪內(nèi)槳葉與流體的作用可忽略不計(jì).機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的流體力FS為外輪-流體之間的作用力FW,與槳葉伸出外輪部分產(chǎn)生的有效推力F的矢量疊加,即

為探究機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)的動(dòng)力學(xué)特性,本工作主要研究機(jī)構(gòu)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)時(shí)產(chǎn)生的有效推力F(文中所指推力全部為有效推力F).

圖4為槳葉受力分析及坐標(biāo)系定義.圖4(a)中,以外輪輪心O為原點(diǎn)建立慣性坐標(biāo)系{xglobal,yglobal,zglobal},槳葉寬度為B;槳葉長(zhǎng)度為L(zhǎng);厚度為A;=[Vx,Vz]T是慣性坐標(biāo)系下的水流速度.由假設(shè)(2)及式(1)可知

當(dāng)外輪轉(zhuǎn)速不變時(shí),水平流速大小僅與滑差率s有關(guān),且s越大水平流速越小.

以槳軸中心S為原點(diǎn),在槳葉i上建立槳葉坐標(biāo)系,其中x軸沿槳葉方向向外,z軸方向垂直于槳葉.從慣性坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到槳葉坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣為

圖4 槳葉受力分析及坐標(biāo)系定義Fig.4 Schematic of thrust analysis on a paddle and coordinate system

圖4(b)中,在槳葉坐標(biāo)系中采用微元法對(duì)一小段槳葉dl進(jìn)行水動(dòng)力求取,求得水平流速在槳葉坐標(biāo)系下的速度:

參考文獻(xiàn)[19],利用Morison方程變形式求出在槳葉坐標(biāo)系下微元dl所受水動(dòng)力:

式中:ρ為水的密度;和分別為槳葉坐標(biāo)系下x和z方向的繞流拖曳力系數(shù);是z方向上的附加質(zhì)量系數(shù).由于槳葉為細(xì)長(zhǎng)體,故x方向上的附加質(zhì)量系數(shù)可忽略不計(jì).實(shí)驗(yàn)環(huán)境中雷諾數(shù)Re為105級(jí)別,據(jù)此系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值[21]取.

由式(6)得到受力微元dl所受水動(dòng)力,通過沿伸出外輪的槳葉長(zhǎng)度進(jìn)行積分可求得在槳葉坐標(biāo)系下伸出外輪槳葉部分產(chǎn)生的推力:

由運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可得第i個(gè)槳葉伸出外輪的槳葉長(zhǎng)度

將槳葉坐標(biāo)系下的推力旋轉(zhuǎn)變換到慣性坐標(biāo)系下,即可求得單個(gè)槳葉i在某一時(shí)刻的推力

進(jìn)而求得一個(gè)ePaddle機(jī)構(gòu)4個(gè)槳葉產(chǎn)生的推力:

3 水下推力測(cè)試實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

本工作設(shè)計(jì)了3組實(shí)驗(yàn),分別驗(yàn)證在旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)下,不同槳軸偏心角θS、槳軸偏心距rS和外輪轉(zhuǎn)速下滑差率s對(duì)ePaddle機(jī)構(gòu)水下推力特性的影響,實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表2～4所示.為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)10次取平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果,同時(shí)使用離散小波變換(6層db6小波)濾除實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架振動(dòng)、白噪聲等引起的噪聲干擾,提取原始推力信號(hào).為分析在不同滑差率下由槳葉產(chǎn)生的推力,最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)為傳感器測(cè)得機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的推力減去相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下零槳配置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的阻力得到的凈推力.

表2 2種槳軸偏心角下滑差率影響推力特性的實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table 2 Experimental parameters for identifying effects of slip ratio in two different eccentric angles

表3 不同槳軸偏心距下滑差率影響推力特性的實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table 3 Experimental parameters for identifying effects of slip ratio in different eccentric distances

表4 不同外輪轉(zhuǎn)速下滑差率影響推力特性的實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table 4 Experimental parameters for identifying effects of slip ratio in different rotational speeds

3.2 力學(xué)測(cè)試平臺(tái)

本工作在2.3 m×1.8 m×1.7 m尺寸的水箱內(nèi)搭建了力學(xué)測(cè)試平臺(tái)(見圖5),測(cè)量ePaddle機(jī)構(gòu)在執(zhí)行水下旋轉(zhuǎn)步態(tài)時(shí)所受的水動(dòng)力.ePaddle機(jī)構(gòu)安裝在支撐平臺(tái)上,可通過導(dǎo)軌和直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠(BSSR2505-1420,MiSUMi)帶動(dòng)ePaddle機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng).ePaddle機(jī)構(gòu)和支撐平臺(tái)間固連有一個(gè)6軸力傳感器(F/T Delta SI-330-30),用于測(cè)量ePaddle機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)時(shí)所受到的水動(dòng)力.在實(shí)驗(yàn)過程中,整個(gè)ePaddle機(jī)構(gòu)完全浸沒在水中,由3個(gè)直流電機(jī)(RE30,Maxon motor)通過同步帶輪驅(qū)動(dòng).3個(gè)電機(jī)裝有減速器和增量式編碼器,由Copley ACJ-055-09驅(qū)動(dòng)器分別驅(qū)動(dòng),通過CANopen通訊協(xié)議由NI PXI-1042Q控制箱控制.控制箱接入的數(shù)據(jù)采集卡以1 000 Hz的采樣頻率對(duì)力傳感器以及編碼器反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,所有控制和數(shù)據(jù)采集程序在Labview軟件環(huán)境運(yùn)行.

圖5 力學(xué)測(cè)試平臺(tái)Fig.5 Mechanical test platform

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下測(cè)得的結(jié)果與由Matlab仿真得到的預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比情況如圖6～10所示(圖中實(shí)線為實(shí)驗(yàn)值,虛線為理論值).從圖中可以看出,機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的瞬時(shí)推力實(shí)驗(yàn)值均呈類正弦曲線形態(tài),一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)有4個(gè)波峰和波谷,3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了推力預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性.當(dāng)外輪轉(zhuǎn)速增大時(shí),z方向上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果偏離較大,估計(jì)是由于高外輪轉(zhuǎn)速產(chǎn)生了更大的水波,從水箱壁上反彈的回波作用于槳葉造成了水動(dòng)力的耦合.

(1)不同槳軸偏心角下滑差率對(duì)機(jī)構(gòu)推力的影響.圖6為2種槳軸偏心角配置下不同滑差率產(chǎn)生的推力對(duì)比結(jié)果.圖中,隨著滑差率變大,機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的水平推力顯著減小,而豎直推力值差別較小.當(dāng)滑差率小于0.9時(shí),2種槳軸偏心角下的機(jī)構(gòu)均可在水平方向上產(chǎn)生正向推力,推動(dòng)機(jī)構(gòu)前進(jìn).此外,在槳軸偏心角為-90?時(shí),水平推力整體大于偏心角為0?時(shí)產(chǎn)生的水平推力,但此時(shí)在豎直方向上產(chǎn)生了更大的下沉力.

(2)不同槳軸偏心距下滑差率對(duì)機(jī)構(gòu)推力的影響.圖7為槳軸偏心距為30 mm時(shí)機(jī)構(gòu)在不同滑差率下產(chǎn)生的推力對(duì)比結(jié)果.隨著滑差率增大,機(jī)構(gòu)的水平推力顯著減小.通過圖8中不同槳軸偏心距下峰值推力的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),隨著槳軸偏心距的增大,槳葉會(huì)產(chǎn)生更大的峰值推力,且隨著滑差率增大,水平峰值推力呈線性減小的趨勢(shì),而豎直峰值推力的變化較小.與圖6進(jìn)行對(duì)比可知,槳軸偏心距增大,機(jī)構(gòu)在相同轉(zhuǎn)速下能在一個(gè)周期內(nèi)更快達(dá)到峰值推力,此時(shí)瞬時(shí)推力曲線的幅值會(huì)顯著增大,特別是在豎直方向上.

圖6 2種槳軸偏心角配置下不同滑差率產(chǎn)生的推力對(duì)比Fig.6 Thrusts in x-and z-axis direactions with differentθS in different slip ratios

圖7 槳軸偏心距為30 mm時(shí)滑差率變化產(chǎn)生的推力對(duì)比Fig.7 Thrusts with 30 mm eccentric distance in different slip ratios

(3)不同外輪轉(zhuǎn)速下滑差率對(duì)機(jī)構(gòu)推力的影響.圖9為機(jī)構(gòu)在外輪轉(zhuǎn)速為60 r/min時(shí)不同滑差率下產(chǎn)生的瞬時(shí)推力的對(duì)比結(jié)果.隨著滑差率的增大,機(jī)構(gòu)在水平方向上產(chǎn)生的推力值顯著減小.與外輪轉(zhuǎn)速為30 r/min時(shí)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比,瞬時(shí)推力值提高了2倍以上.圖10為機(jī)構(gòu)在不同外輪轉(zhuǎn)速下滑差率變化產(chǎn)生的平均推力圖.從圖10可以看出,隨著外輪轉(zhuǎn)速的提高,槳葉產(chǎn)生的平均推力值顯著增大,且隨著滑差率的增大,水平方向上的平均推力值線性減小,而豎直方向上的平均推力基本保持不變.

圖8 不同槳軸偏心距下滑差率變化產(chǎn)生峰值推力對(duì)比Fig.8 Peak thrusts with different eccentric distances in different slip ratios

圖9 外輪轉(zhuǎn)速為60 r/min時(shí)滑差率變化產(chǎn)生的推力對(duì)比Fig.9 Thrusts with 60 r/min rotational speed in different slip ratios

圖10 不同外輪轉(zhuǎn)速下滑差率變化產(chǎn)生的平均推力對(duì)比Fig.10 Average thrusts with different rotational speeds in different slip ratios

3.4 討論

通過上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,不同運(yùn)動(dòng)配置參數(shù)下的機(jī)構(gòu)在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)時(shí),產(chǎn)生的水平推力隨著滑差率s的增大而減小,而豎直推力受滑擦率影響較小.由式(3)可知,當(dāng)滑差率s增大時(shí),水流的水平流速Vx減小,槳葉相對(duì)于水流的速度也相應(yīng)減小,而槳葉所受到的水動(dòng)力與槳葉相對(duì)于水流的速度成正比(見式(6)).因此,可通過減小ePaddle機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的滑差率來提高推進(jìn)效果,同時(shí)保持機(jī)構(gòu)理想的運(yùn)行狀態(tài).

不同槳軸偏心角配置下的推力實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在合適的滑差率下(s＜0.9),2種配置下的機(jī)構(gòu)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)時(shí)均可在前進(jìn)方向上做正功,即在保證較高的運(yùn)動(dòng)速度的同時(shí),產(chǎn)生較為理想的推進(jìn)力.偏心角為-90?配置下的機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生更大的正向推力,可高效推進(jìn)機(jī)構(gòu)前進(jìn),實(shí)現(xiàn)更快的加速度和巡航速度.針對(duì)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生豎直下沉力的問題,可以通過加裝浮力材料來抵消其影響.

對(duì)于不同槳軸偏心距配置下推力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,增大偏心距會(huì)產(chǎn)生更大的峰值推力.通過式(8)、(9)可知,當(dāng)槳軸偏心距rS增大時(shí),一個(gè)周期內(nèi)伸出外輪的最大槳葉長(zhǎng)度lPi,max會(huì)增大,增大了水流作用于槳葉上的面積,從而可以產(chǎn)生更大的峰值推力,同時(shí)槳葉伸出長(zhǎng)度的變化幅度也會(huì)增大,使推力幅值變大.大槳軸偏心距下機(jī)構(gòu)可以更快地達(dá)到峰值推力,但在豎直方向上會(huì)引起明顯的推力波動(dòng),說明較大的槳軸偏心距會(huì)破壞機(jī)構(gòu)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性.

4 結(jié)束語

本工作構(gòu)建了ePaddle機(jī)構(gòu)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳式步態(tài)時(shí)的推力預(yù)測(cè)模型,分析了不同配置參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)推力特性的影響,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性,為制定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制策略提供了理論基礎(chǔ).結(jié)果表明,機(jī)構(gòu)水平推力隨滑差率的增大而減小;-90?槳軸偏心角的配置可提供更大的前進(jìn)推力,更適合實(shí)際應(yīng)用;增大槳軸偏心距可增大機(jī)構(gòu)的峰值推力,而提高外輪轉(zhuǎn)速可明顯增大平均推力和提高推進(jìn)效率.在未來工作中,將基于本工作的結(jié)論,研究采用多個(gè)機(jī)構(gòu)的兩棲機(jī)器人執(zhí)行旋轉(zhuǎn)槳步態(tài)時(shí)的步態(tài)規(guī)劃與協(xié)調(diào)控制問題.