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机械狗模拟哺乳动物实现卓越陆地与水中机动性能

2025-06-22 23:40:26 物质与能量 阅读

一支研究团队推出了一款尖端的两栖机器狗,能够在陆地与水域间以显著效率进行巡游。

现有两栖机器人主要受爬行动物或昆虫启发,通常在敏捷性、动态性能和负载能力方面存在局限。基于犬类游泳模式设计的两栖机器人可轻松实现水陆过渡,并克服昆虫仿生设计的诸多挑战。

该两栖机器人为环境研究、军用载具、救援任务等未来应用铺平了道路。

为增强水中机动性,两栖机器狗采用独特的仿犬游泳动作桨叶机构。通过精密设计的结构(包括精确的重量与浮力平衡)确保稳定高效的水中性能。

团队开发并测试了三种不同的划水步态:

  • 两种狗刨式优化方案:分别针对速度和推进力进行优化
  • 小跑步态划水模式:专为提升水中稳定性设计

大量实验证明狗刨式在速度方面表现卓越,最高水中速度达0.576公里/小时(kph),而小跑步态则侧重稳定性。陆地上两栖机器狗时速达1.26公里/小时,在水陆两栖环境中展现出多功能机动性。

「这项创新标志着自然仿生机器人设计的重大突破,」该研究通讯作者李云泉表示。

「我们机器狗高效的水陆机动能力源于其仿生轨迹规划技术——模拟真实犬类的自然划水步态。双关节腿部结构和三种不同划水步态解决了先前存在的游泳速度慢、步态规划不切实际等局限,显著提升了机器狗的水中效能。」

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Story Source:

Materialsprovided byIOP Publishing. Original written by Kate Giles.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Jingting Qu, Qingqian Cai, Frank E Fish, Yunquan Li, Ye Chen, Yong Zhong, Jiutian Xia, Shiling Fu, Wenhao Xie, Haohua Luo, Sengyuan Lin, Yonghua Chen.Amphibious robotic dog: design, paddling gait planning, and experimental characterization.Bioinspiration & Biomimetics, 2025; 20 (3): 036012 DOI:10.1088/1748-3190/adcd1b

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