项目产品 仿水黾多功能机器人
仿水黾多功能机器人 项目产品
1.立项依据 2拟解决的问题 3.可行性分析 目录 4.项目产品设计 5.项目特色及创新之处 6项目的综合影响评估
目录 1.立项依据 2.拟解决的问题 3. 可行性分析 4.项目产品设计 5.项目特色及创新之处 6.项目的综合影响评估
1.总体功能和意义 立项依据 2.国外现状与发展动态 3.国内现状与发展动态 Reporter:吴纯莹 4.项目目标
立项依据 1.总体功能和意义 2.国外现状与发展动态 3.国内现状与发展动态 Reporter:吴纯莹 4.项目目标
功能及意义 水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫，身长大 约1厘米，可在水面上划行和跳跃。 仿生水黾机器人无需生命维持保障设备，可以小型化；且对人没有任何 危险。若安装摄像头，可以作为间谍和探测家，进行水面侦查及实时科 研探测等工作。娱乐方面，造型逼真有趣、人机交互友好操作简单的机 器水黾可以以“智能宠物”的形式走入人们的休闲生活。因此，开展仿 生机器水黾的研究不仅具有重要的科学意义而且将在军用和民用上具有 非常广阔的应用前景
功能及意义 水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫，身长大 约1厘米，可在水面上划行和跳跃。 仿生水黾机器人无需生命维持保障设备，可以小型化；且对人没有任何 危险。若安装摄像头，可以作为间谍和探测家，进行水面侦查及实时科 研探测等工作。娱乐方面，造型逼真有趣、人机交互友好操作简单的机 器水黾可以以“智能宠物”的形式走入人们的休闲生活。因此，开展仿 生机器水黾的研究不仅具有重要的科学意义而且将在军用和民用上具有 非常广阔的应用前景
国外现状及发展动态 样机 研制 研制 名称 时间 单位 样机特征 麻省理工 长9cm:重0.35g:4条p0.2mm 钢丝支撑，表 Robostriderl41 2003年 学院 面防水处理：弹性带驱动：双驱动腿圆周运动： 滑行，直线速度18cm/s Water strider 卡内基梅 长8cm:重0.67g:4条p0.33mm,涂有防水材 robotl23] 2005年 隆大学 料：压电驱动：双驱动脚椭圆摆动：滑行，直 线速度2.3cm/ Roboclimberl61 2007年 麻省理工 学院 叶甲幼虫运动，攀爬，直线速度0.4cm/s 长8cm:重6.13g:12条涂有防水材料φ0.33mm STRIDE251 2007年 卡内基梅 隆大学 钢丝支撑：微型直流电机驱动：双驱动脚圆周 运动：滑行，直线速度8.7cms Water jumping robotl2而 2008年 首尔大学 长15mm:重0.51g:4条p0.2mm钢丝支撑，涂 哈佛大学 有疏水材料：记忆合金驱动：跳跃高度达26mm STRIDE II 2010年 卡内基梅 重21.75g:12条环形腿支撑，涂有防水材料： 隆大学 微直流电机双驱动腿进行类椭圆运动：滑行速 度71.5cm/,转弯速度0.21radk Water jumping 首尔大学 重68mg,模仿水黾垂直跳跃运动，形状记忆合金驱动， robot 2015年 哈佛大学 利用表面张力完成单次垂直跳跃
国外现状及发展动态 Water jumping robot 2015年 首尔大学 哈佛大学 重68mg,模仿水黾垂直跳跃运动，形状记忆合金驱动， 利用表面张力完成单次垂直跳跃
国内现状及发展动态 样机 研制 研制 名称 时间 单位 样机特征 Water dancer 2005年 清华大学 采用直流电机驱动，三级齿轮减速增扭，纽扣电池供能 重约2g 泡沫塑料材料的四条支撑腿：有机玻璃本体和 水上行走机器人 2008年 河北工业 大学 划水板：PIC16F877单片机控制：电磁铁驱动： 直线和零半径转弯：最大速度150mms 超疏水性涂层泡沫镍支撑腿：大接触角：最大 仿水龟机器人 2010年 哈尔滨工 业大学 直线运动速度约为194mms:最小转弯半径为 70mm 表面防水处理的细长钢丝：十条支撑腿两条驱 Water Dancer II 2010年 清华大学 动腿：纽扣电池供电：直流电机驱动：具有遥 控功能
国内现状及发展动态 Water dancer 2005年 清华大学 采用直流电机驱动，三级齿轮减速增扭，纽扣电池供能 重约2g
项目目标 摄像头，可用于军事侦测 仿水的刚毛 工作板 授据打蛋器原理 设计出来的造型
项目目标
1.漂浮问题 拟解决的问题 2驱动总体结构问题 &可行性分析 3控制问题 Reporter::薛郭子恺 4.能源问题
拟解决的问题 &可行性分析 1.漂浮问题 2.驱动总体结构问题 3.控制问题 Reporter:薛郭子恺 4.能源问题
拟解决的问题之一：漂浮问题 作为水上机器人，我们首先需要解决的问题便是如何使其漂 浮在水面上。同时，仿生机器人在水面上漂浮时，受到自重、负 载、波浪等因素的影响，要实现稳定漂浮就显得尤为重要。 -60s bafore rubbino 012 0.264 -60 s after
拟解决的问题之一：漂浮问题 作为水上机器人，我们首先需要解决的问题便是如何使其漂 浮在水面上。同时，仿生机器人在水面上漂浮时，受到自重、负 载、波浪等因素的影响，要实现稳定漂浮就显得尤为重要
水黾漂浮状态分析 水黾漂浮在水面上时，空气就会吸附在刚毛沟槽的空隙里面，形 成一层稳定的气膜，水分子就不能浸入到腿部表面的空隙里面，只能 压在腿部表面上，同时在空隙上就形成空气压力腔，所以水黾腿可以 压在水面上而不扎入水里，并能够保证水黾在水面上稳定地漂浮，使 得水黾腿部具有超疏水特性。 同时，水黾在平静的水面和有波动的水面上都能浮起并保持身体 的平衡，似乎水黾腿部还具有着弹簧的功能 与水面接触 b) c d) 图2-4水黾腿的弹簧性能
水黾漂浮状态分析 水黾漂浮在水面上时，空气就会吸附在刚毛沟槽的空隙里面，形 成一层稳定的气膜，水分子就不能浸入到腿部表面的空隙里面，只能 压在腿部表面上，同时在空隙上就形成空气压力腔，所以水黾腿可以 压在水面上而不扎入水里，并能够保证水黾在水面上稳定地漂浮，使 得水黾腿部具有超疏水特性。 同时，水黾在平静的水面和有波动的水面上都能浮起并保持身体 的平衡，似乎水黾腿部还具有着弹簧的功能