蚯蚓是典型的软体,她的移动是依靠身体的蠕动,蠕动的形式与移动速度密切相关,本报告建立与两个基本观点:1)蠕动的形式不同被认为是不同的步态;2)步态的不同会有不一样的移动速度。为了解析和证实这样的观点,本报告提出软体蠕动驱动部分的复合结构,包括收缩、膨胀和锚定,并建立相应的一般化的运动学和动力学模型,通过0和1编码定义蠕动的步态,生成所有移动状态容许的步态,基于动力学模型给出了蠕动过载和锚固滑动的临界条件,从而对移动的状态进行了分类:(I)锚固单元不发生滑动的运动;(II)锚固单元发生向后滑动的运动;(III)锚固单元同时发生向前向后滑动的运动;(IV)锚固单元发生向前滑动的运动;(V)蠕动过载。为了验证提出的研究思路和研究观点,制作了仿生上述结构的管道蠕动机器人,实验表明,在不同步态下,机器人可以同时呈现出多种不同类型的运动,与解析分析的结果一致。本研究是利用振动驱动移动系统和结构仿生的具体应用。通过对建模、步态生成、步态分析、步态优化、运动学和动力学行为等方面的讨论,为蠕虫型仿生机器人的开发建立了一定的理论设计依据。需要指出的是,本研究并不针对某一具体机器人设计,具有一般性。