| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-33页 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 两栖仿生机器人研究综述 | 第14-17页 |
| 1.2.1 两栖仿生机器人国外研究概况 | 第14-15页 |
| 1.2.2 两栖仿生机器人国内研究概况 | 第15-17页 |
| 1.3 仿生水下推进机理研究现状 | 第17-29页 |
| 1.3.1 仿生水下推进机理研究综述 | 第17-20页 |
| 1.3.2 鱼类推进机理研究现状 | 第20-27页 |
| 1.3.3 扑翼法推进机理研究现状 | 第27-29页 |
| 1.4 生物控制方法研究现状 | 第29-31页 |
| 1.4.1 CPG数学模型研究现状 | 第29-30页 |
| 1.4.2 两栖机器人CPG控制研究现状 | 第30页 |
| 1.4.3 仿生水下控制方法研究现状 | 第30-31页 |
| 1.5 课题来源及论文主要研究内容 | 第31-33页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第31页 |
| 1.5.2 论文的主要研究内容 | 第31-33页 |
| 第2章 海蟹生理结构研究与仿生结构设计 | 第33-61页 |
| 2.1 引言 | 第33页 |
| 2.2 生物海蟹仿生学研究 | 第33-46页 |
| 2.2.1 梭子蟹形态特征分析 | 第33-42页 |
| 2.2.2 生物海蟹活体实验研究 | 第42-45页 |
| 2.2.3 海蟹生理学研究 | 第45-46页 |
| 2.3 仿海蟹机器人仿生结构设计与分析 | 第46-60页 |
| 2.3.1 仿海蟹机器人结构方案 | 第46-50页 |
| 2.3.2 步行足运动学建模与分析 | 第50-55页 |
| 2.3.3 整机运动学与动力学分析 | 第55-60页 |
| 2.4 本章小结 | 第60-61页 |
| 第3章 仿海蟹机器人游泳桨水动力性能分析 | 第61-91页 |
| 3.1 引言 | 第61页 |
| 3.2 仿海蟹机器人游泳桨运动学模型 | 第61-63页 |
| 3.2.1 游泳桨推进系统数学模型 | 第61-62页 |
| 3.2.2 坐标系转换 | 第62-63页 |
| 3.3 单游泳桨水动力数值计算方法 | 第63-66页 |
| 3.3.1 水动力系数定义与求解 | 第63-64页 |
| 3.3.2 数值计算方法 | 第64-66页 |
| 3.4 结构参数及时间非对称摆动方式对水动力性能影响 | 第66-70页 |
| 3.4.1 结构参数对游泳桨水动力性能影响 | 第66-69页 |
| 3.4.2 时间非对称摆动方式对水动力性能影响 | 第69-70页 |
| 3.5 游泳桨两自由度拍动水动力性能分析 | 第70-87页 |
| 3.5.1 水动力产生机理及流场分析 | 第71-79页 |
| 3.5.2 游泳桨运动参数对水动力性能影响 | 第79-87页 |
| 3.6 游泳桨三自由度拍动水动力性能分析 | 第87-89页 |
| 3.6.1 游泳桨推进机理研究 | 第87-88页 |
| 3.6.2 游泳桨运动参数对水动力性能影响 | 第88-89页 |
| 3.7 本章小结 | 第89-91页 |
| 第4章 基于CPG仿海蟹机器人多模态浮游步态生成 | 第91-117页 |
| 4.1 引言 | 第91页 |
| 4.2 仿生游动CPG模型构建 | 第91-100页 |
| 4.2.1 CPG振荡单元模型及其动态特性分析 | 第92-95页 |
| 4.2.2 CPG网络运动控制模型 | 第95-100页 |
| 4.3 CPG模型的浮游步态控制方法研究 | 第100-116页 |
| 4.3.1 前游步态生成 | 第100-110页 |
| 4.3.2 倒游步态生成 | 第110-112页 |
| 4.3.3 转艏步态生成 | 第112-113页 |
| 4.3.4 浮潜步态生成 | 第113-114页 |
| 4.3.5 基于CPG仿海蟹机器人三维游动控制 | 第114-116页 |
| 4.4 本章小结 | 第116-117页 |
| 第5章 浮游步态动力学建模与运动控制策略 | 第117-137页 |
| 5.1 引言 | 第117页 |
| 5.2 仿海蟹机器人浮游步态运动学建模 | 第117-119页 |
| 5.2.1 坐标系选择与变量定义 | 第117-118页 |
| 5.2.2 浮游步态运动学建模 | 第118-119页 |
| 5.3 仿海蟹机器人浮游步态动力学建模与分析 | 第119-131页 |
| 5.3.1 浮游步态动力学方程推导 | 第119-120页 |
| 5.3.2 动力学方程的一般表达 | 第120-121页 |
| 5.3.3 仿海蟹机器人受力分析 | 第121-125页 |
| 5.3.4 浮游步态动力学数值仿真 | 第125-131页 |
| 5.4 仿海蟹机器人目标点跟踪控制研究 | 第131-136页 |
| 5.4.1 目标点跟踪控制策略 | 第131-133页 |
| 5.4.2 滑模控制器设计 | 第133-134页 |
| 5.4.3 目标点跟踪仿真验证 | 第134-136页 |
| 5.5 本章小结 | 第136-137页 |
| 第6章 仿海蟹机器人水下推进实验研究 | 第137-176页 |
| 6.1 引言 | 第137页 |
| 6.2 样机研制及实验平台搭建 | 第137-142页 |
| 6.2.1 游泳桨水动力测试平台搭建 | 第137-139页 |
| 6.2.2 样机研制及水池实验环境搭建 | 第139-142页 |
| 6.3 游泳桨水动力性能实验研究 | 第142-153页 |
| 6.3.1 实验数据处理与分析 | 第142-145页 |
| 6.3.2 游泳桨两自由度拍动水动力性能实验 | 第145-148页 |
| 6.3.3 游泳桨三自由度拍动水动力性能实验 | 第148-150页 |
| 6.3.4 游泳桨结构参数对水动力性能影响 | 第150-153页 |
| 6.4 仿海蟹机器人游动性能实验研究 | 第153-171页 |
| 6.4.1 仿海蟹机器人直航性能实验 | 第153-166页 |
| 6.4.2 仿海蟹机器人转艏性能实验 | 第166-170页 |
| 6.4.3 时间非对称摆动方式对样机游泳性能影响 | 第170-171页 |
| 6.5 仿海蟹机器人运动控制实验 | 第171-174页 |
| 6.5.1 基于CPG多模态游动控制实验 | 第171-173页 |
| 6.5.2 目标点跟踪控制实验 | 第173-174页 |
| 6.5.3 仿海蟹机器人水下行走实验 | 第174页 |
| 6.6 本章小结 | 第174-176页 |
| 结论 | 第176-178页 |
| 参考文献 | 第178-189页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第189-190页 |
| 致谢 | 第190页 |