| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-30页 |
| 1.1 课题的研究目的及意义 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外两栖多足机器人发展概况 | 第15-23页 |
| 1.3 仿生水下推进技术的研究概况 | 第23-27页 |
| 1.3.1 基于鱼类胸鳍的水下推进研究 | 第23-25页 |
| 1.3.2 基于海龟和企鹅的水翼法水下推进机理研究 | 第25-26页 |
| 1.3.3 多足机器人水下浮游步态研究现状 | 第26-27页 |
| 1.4 两栖多足机器人水下推进亟需解决的主要问题 | 第27-28页 |
| 1.5 课题来源及论文的主要研究内容 | 第28-30页 |
| 第2章 海蟹生理结构研究及样机仿生结构设计 | 第30-52页 |
| 2.1 生物海蟹生理结构与运动特性研究 | 第30-39页 |
| 2.1.1 生存环境（生活习性） | 第30-31页 |
| 2.1.2 梭子蟹的形态特征分析 | 第31-38页 |
| 2.1.3 梭子蟹的运动特性分析 | 第38-39页 |
| 2.2 仿海蟹机器人结构设计 | 第39-46页 |
| 2.2.1 机器人躯体外观设计 | 第39-40页 |
| 2.2.2 步行足结构设计 | 第40-44页 |
| 2.2.3 游泳桨设计 | 第44-46页 |
| 2.3 仿海蟹机器人控制系统设计 | 第46-50页 |
| 2.3.1 控制系统体系结构 | 第46-47页 |
| 2.3.2 控制系统硬件结构设计 | 第47-50页 |
| 2.4 本章小结 | 第50-52页 |
| 第3章 游泳桨水动力学性能研究 | 第52-86页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 仿海蟹游泳桨运动模型 | 第52-56页 |
| 3.2.1 仿海蟹游泳桨推进系统数学模型 | 第52-54页 |
| 3.2.2 坐标系转换 | 第54-56页 |
| 3.2.3 计算网格的划分 | 第56页 |
| 3.3 单游泳桨水动力数值计算方法 | 第56-64页 |
| 3.3.1 水动力系数定义与求解 | 第56-58页 |
| 3.3.2 游泳桨推进效率计算公式 | 第58-59页 |
| 3.3.3 数值计算方法 | 第59-64页 |
| 3.4 基于纵向推进的单游泳桨水动力性能研究 | 第64-73页 |
| 3.4.1 前后拍桨与上下拍桨相位差 ΔφR对水动力性能的影响 | 第64-66页 |
| 3.4.2 摇桨与上下拍桨相位差 ΔφFE对水动力性能的影响 | 第66-67页 |
| 3.4.3 前后拍桨振幅对水动力性能的影响 | 第67-68页 |
| 3.4.4 摇桨振幅对水动力性能的影响 | 第68-69页 |
| 3.4.5 上下拍桨振幅对水动力性能的影响 | 第69-70页 |
| 3.4.6 无因次化频率St对水动力性能的影响 | 第70-71页 |
| 3.4.7 初始偏置角对水动力性能的影响 | 第71-73页 |
| 3.5 游泳桨推进机理研究 | 第73-85页 |
| 3.5.1 升力模式 | 第74-78页 |
| 3.5.2 阻力模式 | 第78-85页 |
| 3.6 本章小结 | 第85-86页 |
| 第4章 仿海蟹机器人浮游步态研究 | 第86-112页 |
| 4.1 引言 | 第86页 |
| 4.2 双游泳桨纵向推进方法研究 | 第86-98页 |
| 4.2.1 摆尾步态 | 第86-88页 |
| 4.2.2 双桨交错拍动步态 | 第88-90页 |
| 4.2.3 基于升力模式的效率优化协同摇桨步态 | 第90-93页 |
| 4.2.4 基于升力模式的推力优化协同摇桨步态 | 第93-95页 |
| 4.2.5 基于升力模式的效率优化交错摇桨步态 | 第95-96页 |
| 4.2.6 基于阻力模式的效率优化协同摇桨步态 | 第96-98页 |
| 4.3 仿海蟹机器人流体阻力分析 | 第98-103页 |
| 4.3.1 纵向推进时的流体阻力分析 | 第100-102页 |
| 4.3.2 横向推进时的流体阻力分析 | 第102-103页 |
| 4.4 附体对推进性能的影响分析 | 第103-107页 |
| 4.4.1 摆尾步态附体干扰分析 | 第104-105页 |
| 4.4.2 双桨交错拍动步态附体干扰分析 | 第105-106页 |
| 4.4.3 基于阻力模式的效率优化协同摇桨步态附体干扰分析 | 第106-107页 |
| 4.5 基于CPG的水下浮游步态生成 | 第107-111页 |
| 4.5.1 CPG控制模型 | 第108页 |
| 4.5.2 CPG控制网络构建 | 第108-109页 |
| 4.5.3 基于CPG仿海蟹机器人步态生成 | 第109-111页 |
| 4.6 本章小结 | 第111-112页 |
| 第5章 仿海蟹机器人水下蹬踏-浮游步态方法研究 | 第112-146页 |
| 5.1 引言 | 第112页 |
| 5.2 水下蹬踏-浮游步态 | 第112-116页 |
| 5.2.1 横向蹬踏步态 | 第114-115页 |
| 5.2.2 纵向蹬踏-浮游步态 | 第115-116页 |
| 5.3 横向推进的蹬踏动力学分析 | 第116-133页 |
| 5.3.1 变换矩阵的推导 | 第118页 |
| 5.3.2 蹬踏动力学分析 | 第118-124页 |
| 5.3.3 动力学方程简化 | 第124-127页 |
| 5.3.4 末端速度和关节速度分析 | 第127-131页 |
| 5.3.5 蹬踏相运动轨迹规划 | 第131-133页 |
| 5.4 纵向蹬踏-浮游步态动力学分析 | 第133-140页 |
| 5.4.1 变换矩阵的推导 | 第134-135页 |
| 5.4.2 蹬踏动力学分析 | 第135页 |
| 5.4.3 浮游相动力学分析 | 第135-138页 |
| 5.4.4 蹬踏相运动轨迹规划 | 第138-140页 |
| 5.5 蹬踏-浮游步态动力学仿真 | 第140-145页 |
| 5.5.1 横向蹬踏步态动力学仿真 | 第140-143页 |
| 5.5.2 纵向蹬踏-浮游步态动力学仿真 | 第143-145页 |
| 5.6 本章小结 | 第145-146页 |
| 第6章 仿海蟹机器人水下推进实验研究 | 第146-168页 |
| 6.1 引言 | 第146页 |
| 6.2 样机研制及实验平台搭建 | 第146-148页 |
| 6.2.1 游泳桨水动力学测试平台 | 第146-147页 |
| 6.2.2 整机浮游步态测试系统 | 第147-148页 |
| 6.3 游泳桨推进实验 | 第148-155页 |
| 6.3.1 单游泳桨推进实验 | 第148-151页 |
| 6.3.2 双游泳桨推进实验 | 第151-155页 |
| 6.4 整机浮游运动测试 | 第155-164页 |
| 6.4.1 升力模式下推力优化协同步态运动测试 | 第156-157页 |
| 6.4.2 升力模式下推力优化交错步态运动测试 | 第157-158页 |
| 6.4.3 阻力模式下效率优化协同步态运动测试 | 第158-159页 |
| 6.4.4 阻力模式下效率优化交错步态运动测试 | 第159-161页 |
| 6.4.5 双桨交错拍动步态运动测试 | 第161-162页 |
| 6.4.6 摆尾步态运动测试 | 第162-164页 |
| 6.5 横向蹬踏步态验证实验 | 第164-165页 |
| 6.6 本章小结 | 第165-168页 |
| 结论 | 第168-170页 |
| 参考文献 | 第170-178页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第178-179页 |
| 致谢 | 第179页 |
