2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、仿生水上行走機器人是指主要靠水表面張力浮于水面,能夠在水上自由運動,并且?guī)椭祟愅瓿梢欢ㄈ蝿?wù)的微型機器人,其仿生原型為水黽、水蜘蛛等水上昆蟲。仿生水上行走機器人研究是一個綜合仿生學(xué)、微機電系統(tǒng)、納米材料以及表面化學(xué)等學(xué)科的交叉前沿課題,目前仍處于起步階段,被卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Metin Sitti教授稱為“是對微型機器人研究的極限挑戰(zhàn)”。未來仿生水上行走機器人的應(yīng)用涉及水質(zhì)監(jiān)測、水上偵查、水上救援等領(lǐng)域。因此,仿生水上行走機器人的研究,不

2、僅具有重要的科學(xué)意義,而且在民用和軍事上具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
  論文主要從表面界面角度對水黽的漂浮機理進行研究,推導(dǎo)仿生水上行走機器人負載能力計算方法,從流體力學(xué)角度對水黽等水上昆蟲進行運動受力分析,基于螺旋副原理研制無線遙控螺旋驅(qū)動式實驗樣機,并對其負載能力、運動情況以及穩(wěn)定性進行研究分析。
  首先,建立了單支撐腿和多支撐腿并列兩種模型,并推導(dǎo)這兩種模型的浮力計算方法。在此基礎(chǔ)上,分析接觸角與支撐腿截面半徑對浮力的

3、影響。最后,通過實驗對所推導(dǎo)的理論進行驗證分析,為仿生水上行走機器人負載能力計算提供參考。
  其次,建立了插板模型,通過分析插板模型所產(chǎn)生的凹槽輪廓,推導(dǎo)凹槽排出的水的體積力的計算方法。并在此基礎(chǔ)上,分析水黽、水蜘蛛在水表面滑動時腿部的受力情況,為仿生水上行走機器人運動受力分析提供參考。
  最后,基于論文推導(dǎo)的支撐腿浮力計算理論以及驅(qū)動腿運動受力分析方法,研制了無線遙控螺旋驅(qū)動式仿生水上行走機器人實驗樣機,并分析了實驗樣

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